新人教高三物理机械能守恒定律同步练习(有答案)

1、新人教高三物理机械能守恒定律同步练习 （有答案）机械能守恒是高考必备重点知识点，以下是查字典物理网整理的机械能守恒定律同步练习，希望帮助大家提高成绩。第卷 ( 选择题，共50 分 )一、选择题：本卷共10 小题，每小题5 分，共 50 分，每小题有一个或多个选项正确，全部选对得5 分，选不全的得3分，有选错或不答的得0 分。1. 质量为 m的物体，在距地面 h 高处以 g3 的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中不正确的是A. 物体的重力势能减少mgh3B.物体的机械能减少2mgh3C. 物体的动能增加mgh3D.重力做功 mgh2. 从合肥开往南京、上海的动车组开始运行，动车组的最大优点是

2、列车的运行速度快 . 提高列车运行速度的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率 . 动车组机车的额定功率是普通机车的 27 倍，已知匀速运动时，列车所受阻力与速度的平方成正比，即 f=kv2 ，则动车组运行的最大速度是普通列车的 ()A.1 倍 B.2 倍 C.3 倍 D.9 倍3. 从某一高处水平抛出一个物体，物体着地时的速度方向与水平方向成角 . 不计空气阻力，取地面为重力势能的参考平面，则物体抛出时的动能与重力势能之比为()第 1页A.sin2 B.cos2C.tan2 D.cot24. 汽车在平直公路上以速度v0 匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1 时刻，司机减小了油门，使汽

3、车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2 时刻，汽车又恢复了匀速直线运动 . 能正确表示这一过程中汽车牵引力 F 和速度 v 随时间 t 变化的图象是 ()5. 如图甲所示，足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角，在杆上套有一个光滑小环，沿杆方向给环施加一个拉力F，使环由静止开始运动，已知拉力F 及小环速度v 随时间 t 变化的规律如图乙所示，重力加速度g 取 10 m/s2. 则以下判断正确的是 ()A. 小环的质量是1 kgB. 细杆与地面间的倾角是30C. 前 3 s 内拉力 F 的最大功率是2.25 WD. 前 3 s 内小环机械能的增加量是5.75 J6. 如图所示，一块木板

4、可绕过 O点的光滑水平轴在竖直平面内转动，木板上放有一木块，木板右端受到竖直向上的作用力 F，从图中实线位置缓慢转动到虚线位置，木块相对木板不发生滑动 . 则在此过程中 ()A. 木板对木块的支持力不做功B. 木板对木块的摩擦力做负功C. 木板对木块的摩擦力不做功第 2页D.F 对木板所做的功等于木板重力势能的增加7. 质量为 1 kg 的物体以某一初速度在水平地面上滑行，由于受到地面摩擦阻力作用，其动能随位移变化的图线如图所示， g=10 m/s2 ，则物体在水平地面上()A. 所受合外力大小为5 NB. 滑行的总时间为2 sC. 滑行的加速度大小为1 m/s2D. 滑行的加速度大小为2.5

5、 m/s28. 如图所示， A、B 两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连，置于固定斜面体的两个斜面的相同高度，处于静止状态，两斜面的倾角分别是 53 和 37，若不计摩擦，剪断细绳后下列说法中正确的是 ()A. 两物体着地时的速度相同B. 两物体着地时的动能相同C. 两物体着地时的机械能相同D. 两物体着地时所受重力的功率相同9. 如图所示，一个质量为 m的圆环套在一根固定的水平长直杆上，环与杆的动摩擦因数为 . 现给环一个向右的初速度 v0，同时对环施加一个竖直向上的作用力F，并使 F 的大小随v的大小变化，两者关系F=kv，其中 k 为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为()A.1

6、2mv20第 3页B.0C.12mv20+m3g22k2D.12mv20-m3g22k210. 如图所示，木箱高为 L，其底部有一个小物体 Q(质点 ) ，现用力竖直向上拉木箱，使木箱由静止开始向上运动. 若保持拉力的功率不变，经过时间t ，木箱达到最大速度，这时让木箱突然停止，小物体会继续向上运动，且恰能到达木箱顶端 . 已知重力加速度为g，不计空气阻力，由以上信息，可求出的物理量是()A. 木箱的最大速度B. 时间 t 内拉力的功率C. 时间 t 内木箱上升的高度D. 木箱和小物体的质量第卷 ( 非选择题，共 50 分)二、实验题：本题共2 小题，共 12 分。把答案填在题中的横线上或按照

7、题目要求作答。11.(6分 ) 与普通自行车相比，电动自行车骑行更省力. 下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数. 在额定输出功率不变的情况下，质量为60 kg 的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶，所受阻力恒为车和人总重的0.04 倍. 当此电动车达到最大速度时，牵引力为_N，当车速为2 m/s 时，其加速度为 _ m/s2.(g=10 m/s2)第 4页规格后轮驱动直流永磁铁电机车型 14 电动自行车额定输出功率200 W整车质量40 kg 额定电压 48 V最大载重120 kg 额定电流4.5 A12.(6分 ) 在验证机械能守恒定律的实验中，选出一条纸带如图所示 . 其中 O点为起始点，

8、 A、B、C 为从合适位置开始选取的三个点，打点计时器通一50 Hz 的交流电，用最小刻度为mm的刻度尺，测得OA=11.13 cm，OB=17.69 cm，OC=25.9 cm.记录的这三个数据中不符合有效数字要求的是_，应写成 _ cm. 在记数点A 和 B 之间、 B 和 C 之间还各有一个点未画出 . 重锤的质量是 0.5 kg. 根据以上数据，打 B 点时，重锤的重力势能比开始减少了 _J，这时它的动能是 _J.(g=9.8 m/s2，结果取三位有效数字)三、计算题：本题共3 小题，共 38 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算

9、的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.(10分 ) 某弹性小球从距地面高度H 处静止下落，假设小球与地面发生弹性碰撞( 没有损失能量 ) ，但由于空气阻力的影响，小球只能上升34H. 现为了使小球与地面碰撞后还能上升原来的高度H，则必须给小球多大的初速度v0?14.(13分 ) 如图所示，水平传送带正以2 m/s 的速度运行，第 5页两端水平距离l=8 m，把一质量m=2 kg 的一个物块轻轻放到传送带的A 端，物块在传送带的带动下向右运动，若物块与传送带间的动摩擦因数=0.1 ，则把这个物块从A 端传送到B端的过程中，不计物块的大小，g 取 10 m/s2 ，求：(1) 摩擦力做功的平均

10、功率;(2) 摩擦力做功的最大功率.15.(15分 ) 如图所示，半径为R 的光滑圆形轨道固定在竖直面内 . 小球 A、B 质量分别为m、3m.A 球从左边某高处由静止释放，并与静止于轨道最低点的B 球相撞，碰撞后A 球被反向弹回，且A、 B 球能达到的最大高度均为14R. 重力加速度为 g. 问：(1) 碰撞刚结束时 B 球对轨道的压力大小 ;(2) 通过计算说明，碰撞过程中 A、 B 球组成的系统有无机械能损失 ?若有损失，求出损失了多少 ?参考答案1.A 解析：由物体的受力分析知，mg-f=ma=mg3，则 f=2mg3，向上，对物体做负功，机械能减少. 重力势能变化由重力做功引起，重力

11、做正功mgh，则重力势能减少mgh.机械能变化由外力引起， 外力即 f 做功 -2mgh3，机械能减少2mgh3.动能变化由合外力做功引起，合外力为mg3，做功为 mgh3，动能增加 mgh3.2.C 解析：列车以最大速度行驶时的功率P=fv=kv3 ，所以动第 6页车组机车的额定功率是普通机车的27 倍时，动车组的最大行驶速度为普通列车的3 倍，故 C 项正确 .3.D 解析：根据平抛运动知识可以求出水平速度和竖直速度之间的关系，即vyvx=tan.求出动能和重力势能分别为Ep=mgh=mgvyt2=12mv2y， Ek=12mv20=12mv2x，则EkEp=(vxvy)2=cot2，故

12、D 项对 .4.AD 解析：由 P=Fv 可判断，开始时汽车做匀速运动， 则 F0=f ，P=F0v0，v0=P/f ，当汽车功率减小一半 P=P/2 时，汽车开始做变减速运动， 其牵引力为 F1=P/v=P/2v=F0/2 ，加速度大小为 a=(f-F1)/m=f/m-P/(2mv)，由此可见， 随着汽车速度 v 减小，其加速度a 也减小，最终以v=v0/2 做匀速运动，故A项正确 ; 同理，可判断出汽车的牵引力由F1=F0/2 最终增加到 F0，所以， D 项也正确 .5.AD 解析：设小环的质量为 m，细杆与地面间的倾角为，由题图乙知，小环在第 1 s 内的加速度 a=0.51 m/s2

13、=0.5 m/s2 ，由牛顿第二定律得： 5-mgsin=ma,4.5=mgsin ，得 m=1 kg，A项正确 ;sin=0.45 ， B 项错误 ; 分析可得前 3 s 内拉力 F 的最大功率以 1 s 末为最大， Pm=Fv=50.5 W=2.5 W， C 项错误 ;前 3 s 内小环沿杆上升的位移 x=0.521 m+0.52 m=1.25 m ，前 3 s 内小环机械能的增加量 E=12mv2+mgxsin=5.75 J ，故D 项正确 .6.C 解析：由于摩擦力是静摩擦力，并且和运动方向始终垂第 7页直，所以摩擦力不做功，物体重力势能增加，动能不变，所以弹力对木块做正功，故A、 B

14、 两项错， C 项对 ; 力 F 对木板所做的功等于木板和木块重力势能的增加，故D项错 .7.D 解析：根据题中图象可知物体受到的摩擦力为2.5 N ，加速度为2.5 m/s2，根据匀变速直线运动的规律可以求出时间为 4 s.8.D 解析：两物体着地时速度的大小相同，但方向不同，故A 项错 ; 由于两侧斜面的角度不同并开始时处于静止状态，所以质量不同，落地时的动能和机械能也不同，故B、 C 两项错 ; 物体的重力沿斜面方向的合力大小相等，着地时速度大小也相等，且也沿斜面方向，所以着地时所受重力的功率相同，故 D 项对 .9.ABD 解析：分情况进行讨论，如果开始时重力和 F 相等，则圆环做匀速

15、运动，动能不变， A 项正确 ; 如果重力大于 F，则减速过程中摩擦力逐渐增大， 最终静止， B 项正确 ; 如果开始时重力小于 F，则做减速运动时摩擦力逐渐减小到零，D项正确 .10. AC解析：最大速度 vm=2gL，此时 F=(M+m)g， P=Fvm，由动能定理， Pt-(M+m)gh=12(M+m)v2m，质量约去，可以求得高度 h.11.(6 分 )40 0.612.(6 分 )25.9 cm( 或 OC段 ) 25.90 0.867 0.852第 8页13.(10分 ) 解析：静止下落时，由动能定理可得：mg14H-f74H=0解得： f=17mg以初速度v0 下落时，由动能定理

16、可得：-f2H=0-12mv20 ，解得 v0=47gH.答案： 47gH14.(13分 ) 解析：物体刚放到传送带上时，由于与传送带有相对运动，物块受向右的滑动摩擦力，物块做加速运动，摩擦力对物块做功，求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间，由 P=Wt和 P=Fv 分别求出平均功率和最大功率.(1) 物块受向右的摩擦力f=mg=0.1210 N=2 N ，加速度a=fm=g=0.110 m/s2=1 m/s2当物块与传送带相对静止时的位移x=v22a=2221 m=2 m摩擦力做功为：W=fx=22 J=4 J相对静止后物块与传送带之间无摩擦力，此后物块匀速运动到 B 端，物块由A 端到 B 端所用的时间为t=va+l-xv=21 s+8-22 s=5 s则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为P=Wt=45 W=0.8 W.(2) 当物块在传送带上加速到与传送带速度相同时，摩擦力的功率最大，则Pm=fv=22 W=4 W.第 9页答案： (1)0.8 W (2)4 W15. 解析： (1) 因 A、B 球能达到的最大高度均为14R，由机械能守恒定律，得到碰撞后小球的速度大小为12mv2=14mgR， vA=vB=gR2设 B 球受到的支持力大小为N，根