动能定理-机械能守恒定律单元检测及答案

1、机械能守恒定律单元质量测试一、选择题10小题，共40分1. 一个人站在高出地面 h处，抛出一个质量为 m的物体.物体落地时的速率为v,不计空气阻力，那么人对物体所做的功为A . mghB. mgh/12C. 1 mv22D.mv2-mgh22.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，那么它们从抛出到落地 运行的时间相等落地时的速度相同 以上说法正确的选项是A .B. 加速度相同落地时的动能相等C. D .它们仅在摩擦力作用下停下来.图 7- 7-273.水平面上甲、乙两物体，在某时刻动能相同, 假设甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，那么甲的质

2、量较大 假设甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同，那么乙的质量较大 假设甲、乙质量相同，那么甲与地面间的动摩擦因数较大 假设甲、乙质量相同，那么乙与地面间的动摩擦因数较大 以上说法正确的选项是A . B. C . D .4. 当重力对物体做正功时，物体的 A .重力势能一定增加，动能一定减小B .重力势能一定增加，动能一定增加C.重力势能一定减小，动能不一定增加D .重力势能不一定减小，动能一定增加5. 自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩弹簧有最大形变的过程中,以下说法中正确的选项是 A .小球的动能逐渐减少C.小球的机械能守恒B .小球的重力势能逐渐减少D .小球的加速度逐渐增

3、大6.个质量为m的物体以a = 2g的加速度竖直向下运动，那么在此物体下降h高度的过程中，物体的重力势能减少了 2mgh 机械能保持不变以上说法正确的选项是动能增加了 2mgh机械能增加了 mghA .B .C .D .7如图4-2所示，将悬线拉至水平位置无初速释放，当小球到达最低点时，细线被一与悬点同一竖直线上的小钉B挡住，比拟悬线被小钉子挡住的前后瞬间,T-?测图4-2小球的机械能减小小球的动能减小悬线的张力变大小球的向心加速度变大以上说法正确的选项是()A .B.C.D .&如图4-3所示，B物体的质量是 A物体质量的1/2，在不计摩擦阻力的情况下，A物体自H高处由静止开始下落以

4、地面为参考平面，当物体A的动能与其势能相等时，物体距地面的高度是hB , hAhe24B - HC. H559. 如图4-4所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上,A球竖直上抛，B球以倾斜角B斜上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为B的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为hA、hp、hC，那么A. hAhBheB. hBhChAC. hAhehB4BC测图4-410. 质量相同的两个小球，分别用长为I和21的细绳悬挂在天花板上，如图4-5所示,分别拉起小球使线伸直呈水平状态，然后轻轻释放，当小球到达最低位置时 |m21c狈g图4-5A 两球运动的线速度相等 C.两球运动的

5、加速度相等B. 两球运动的角速度相等D .细绳对两球的拉力相等、填空题2小题，共14分11. 12分在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸 带如图测4 6.其中0点是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的三个点，该同学用 毫米刻度尺测量 0点到A、B、C各点的距离，并记录在图中单位cm.打点计时器电源频率为50Hz，重锤质量为m,当地重力加速度 g=9. 80m/s2.1这三组数据中不符合有效数字读数要求的是 .2该同学用重锤取 0B段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为 ,接着从打点计时器打下的第一个点0数起，数到图中B点是打点计时器打下

6、的第9个点，他用VB=gt计算跟B点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为均保存三位有效数字.这样他发现重力势能的减小量 填 大于或小于动能的增加量，造成这一错误的原因是 .12. 12分图测47是 验证机械能守恒定律实验中打下的某一纸带示意图， 其中0 为起始点，A、B、C为某三个连续点.打点时间间隔 T=0. 02 s，用最小刻度为1 mm 的刻度尺量得 0A=15 . 55 cm, 0B=19 . 2 cm, 0C=23 . 23 cm.测图4 71假定上述数据并没有看错，那么它们中不符合数据记录要求的是段，正确的记录应是cm .2根据上述数据，当纸带打 B点时，重锤其质量为 m重力势

7、能比开始下落位置 时的重力势能减少了 J,这时它的动能是 J .3通过计算说明数值上AEpAE填 大于小于或 等于，这是因为.实验的结论是：.三、计算题4小题，共46分测图4 813. 10分如图测48所示，在高15m的光滑平台上有一 个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压 缩的轻质弹簧，当烧断细线时小球被弹出，小球落地时的速度 方向与水平方向成 60°角求弹簧被压缩时具有的弹性势能.g=10m/s214. 11分如图测4 9所示，AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端 B与水 平直轨道相切.一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑. 圆轨道半径为 R,小球的质 量

8、为m,不计各处摩擦.求1小球运动到B点时的动能；2小球下滑到距水平轨道的高度为2 r时的速度大小和方向；3小球经过圆弧轨道的 B点和水平轨道的 C点时，所受轨道支持力 Nb、Nc各是多 大？测图4 915. 12分质量为50kg的男孩在距离河面 40m高的桥上做“蹦极跳，未拉伸前长度 AB为15m的弹性绳一端缚着他的双脚，另一端那么固定在桥上的A点，如图测4 10a所示，男孩从桥面下坠，到达的最低点为水面上方的一点D,假定绳在整个运动中遵守胡克定律不计空气阻力、男孩的大小和绳的重力g取10m/s2.男孩的速率v跟下坠的距离s的变化如图5 9 b所示，男孩在 C点时速度最大.问：1当男孩在D点时

9、，求绳所储存的弹性势能.2绳的劲度系数是多少？3就男孩在AB、BC、CD期间的运动，试讨论作用于男孩的力.测图4-1016. 13分如图测4 11所示，质量为 m的小物块A，放在质量为 M的木板B的左 端，B在水平拉力的作用下沿水平地面匀速向右滑动，且A、B相对静止.某时刻撤去水平拉力，经过一段时间，B在地面上滑行了一段距离 x, A在B上相对于B向右滑行了一段距离L设木板B足够长后A和B都停下. A、B间的动摩擦因数为 1 , B与地面间的动摩擦因数为 2，且 21，求x的表达式.阶段测试二功与能综合测试时间：90分钟总分值：100分一、选择题此题共10个小题，每题4分，共40分，在每题给出

10、的四个选项中，有的 小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得 2分,有选错或不答的得 0分1关于两个物体间的作用力和反作用力的做功情况是A 作用力做功，反作用力一定做功B .作用力做正功，反作用力一定做负功C. 作用力和反作用力可能都做负功D 作用力和反作用力做的功一定大小相等，且两者代数和为零2. 质量一定的物体3关于重力势能的说法，正确的选项是A. 重力势能等于零的物体，不可能对别的物体做功B. 在地平面下方的物体，它具有的重力势能一定小于零C. 重力势能减少，重力一定对物体做正功D. 重力势能增加，重力一定对物体做正功4. 设飞机在飞行中所受空气阻力与它

11、的速率平方成正比，当飞机以速率v水平匀速飞行时,发动机的功率为 P。假设飞机以速率 3v水平飞行时，发动机的功率为A . 3PB . 9PC. 18PD. 27P5. 以一定的初速度竖直向上抛出一个小球，小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为F，那么从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为A . 0B . - FhC . FhD. - 2Fh6. 质量为m的物体，受到水平拉力 F作用，在粗糙水平面上运动，以下说法正确的选项是 A .如果物体做加速运动，那么拉力 F定对物体做正功B .如果物体做减速运动，那么拉力F定对物体做正功C .如果物体做减速运动，那么拉力F可能对物体做正功

12、D. 如果物体做匀速运动，那么拉力F 一定对物体做正功7关于功和能的关系，以下表达正确的选项是A. 对物体做了多少功，就表示这个物体具有多少能量B. 物体做了多少功，就有多少能量消失D. 只有重力做功时，才存在动能和重力势能间的相互转化8以下运动物体，机械能守恒的有9以下与1 J的能量单位相对应的应是2A.1 kg m/s2B.1 W s0射入静止在光滑水平面上质量为M2C. 1 N mD.1 kg ms的木块后，一起滑动，以下说法中正确的选项是测图4-12测图4-13二、填空题每题4分，共24分11.如图4-12沿斜面下滑的物体，所受到的三个力中做正功的力是 ，做负功的力是 ，不做功的力是

13、.50 kg，他一分钟跳绳180次假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需 时间的2/5,那么该运发动跳绳时克服重力做功的平均功率是 W. g取10 m/s2P1, B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为Ep2，那么Ep1Ep2.200 km，消耗汽油300 L.一个人骑自行车行驶1 km x 104x 107倍.“验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到 O点的

14、距离分别为 62.99 cm、70.18 cm、77.76 cm、85.73 cm根据以上数据， 可知重物由 O点运动到 C点，重力势能的减少量等于 J,动能的增加量等于J.取3位有效数字7-(A B C D测图4-1416.给你一架天平和一只秒表，来探究用手急速竖直上抛小球时，手对小球所做的功1实验中，需要测量的物理量是 和.2手对小球所做功的表达式W=.重力加速度为g三、计算题共36分17. 9分如图4-15所示，质量为 m=2 kg的木块在倾角B下滑，木块与斜面间的动摩擦因数为0.5,=37°的斜面上由静止开始cos 37° 10 m/s2 .求:1前2 s内重力做的

15、功； 2前2 s内重力的平均功率;32 s末重力的瞬时功率.18. 9分在跳水比赛中，有一个单项是“3 m跳板，其比赛过程可简化为：运发动走上跳板，跳板被压缩到最低点， 跳板又将运发动竖直向上弹到最高点，运发动做自由落体测图4-17运动，竖直落入水中将运发动视为质点，运发动质量m=60 kg , g=10 m/s2.最高点A、跳板的水平点B、最低点C和水面之间的竖直距离如图4-16所示.求：1跳板被压缩到最低点 C时具有的弹性势能多大?2运发动入水前速度大小？19. 9分如图4-17所示，斜面倾角为质量为 m的滑块，距挡板 P距离为Io,并 以初速度vo沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为，

16、滑块所受摩擦力小于滑块的重 力沿斜面的分力.假设斜面足够长，滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，问滑块经过的路 程有多远？滑行多远才20. 9分如图4-18所示，mA=4 kg , mB=1 kg, A与桌面间的动摩擦因数为0.2, B与地面间的距离s=0.8 m , A、B原来静止，求:1B落到地面时的速度为多大；(1) B落地后，A在桌面上能继续能静止下来.g取10 m/s2章末综合盘点 单元质量评估四1解析：设物体抛出时的初速度为V0,因不计空气阻力，故物体在运动过程中仅有重力做功，故机械能守恒，根据机械能守恒定律，有1 mm V 2+mg h=丄 m v22 2那么人对物体所做的功为1

17、m vo2= =mv2 22 m gh应选项D正确. 答案：D2. 解析：三个小球在运动过程中加速度均为重力加速度g,对；因初速度方向不同,运行时间不同，错；根据机械能守恒定律知对；因速度是矢量，三小球落地的速度方向 不一样，故速度不相同故错.答案： D3. 解析：由动能定理得：E = Eo -fs,故图中斜率大小代表滑动摩擦力大小. 故faa> fb .当 k相同时，由f= kmg知，maa> mb,对，错；当 m相同时，口 aa> 口 b,对，错.故 A 选项正确.答案：A4解析：重力做正功，重力势能一定减少；但物体受力情况不详，无法判定物体运动 速度的变化情况，无法判断

18、物体动能的变化情况.故C选项正确.答案：C5. B6. D7. 解析：悬线被钉子挡住的前、后瞬间，重力和悬线拉力F均不对小球做功，故小球 的机械能及动能均不变，故、均错.对最低点的小球，有：向心加速度a a= v ,2/R R,挡住前以0为圆心做圆周运动；挡住后以B为圆心做圆 周运动，故挡住后半径 R变小，a a变大，对.根据牛顿第二定律，有：F F - m m g g = m m a a,a a变大，F变大，对.答案：C8. 解析：设当A的动能等于A的势能时，A离地高度为h h,A和B的共同速率为v.另 外A的质量mA = 2m, B的质量mB= m.此题A、B运动过程中，A、B系统的机械能

19、守恒，即A减少的势能等于 A、B两物体增加的动能之和.1 ? 1 ?2mg(H h)= 2(mv 2)+ mv 22 212mg(H h)= 2mgh + (2mgh)2h= 2H,应选项B正确. 答案：B59. C A球和C球上升到最高点时速度均为零，而B球上升到最高点时仍有水平方向 的速度，即仍有动能。对 A、C球而言mghmv22得 h v：/2g,1 2 1 2 对 B 球 mgh mvt mv02 0所以 h v： v°/0g h10. C、D设小球到达最低点的线速度为 v,绳长为L,那么由机械能守恒10ImgLmv2得v . 0gL，因而角速度、向心加速度、绳中拉力分别为

20、0vlgL . L，2g ,T=mg+ma=3mg可见，v和3与绳长L有关，a和T与绳长无关。11. 1OC; 21.22m , 1.23m，小于，实际测得的高度比自由落体对应下落的高度小.12. 1OB , 19.20; 21.88m, 1.84m；3小于；实验中有阻力，克服阻力做功要 损失机械能；在误差允许的范围内机械能是守恒的.13. 解析：小球落地时的竖直速度Vy2gh 2 10 15 10.3m/s,小球落地时的水平速度即离开弹簧时的速度v。vta n30° 3m/s=10 3 m/s,3由机械能守恒定律可知，原来被压缩时的弹性势能，应等于小球离开弹簧时的动能.1 2 1

21、2 即 Epmv；2 102 100J2 2答案：100J14解析：1根据机械能守恒Ek=mgR1 12根据机械能守恒 &= Ep 2 mv=2 mgR小球速度大小 v= .gR速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成3根据牛顿运动定律及机械能守恒，在30°.VB212B 点 NB- mg=mR , mgR= - mB解得 NB=3mg 在 C点：NC=mg答案：1mgR 2 gR，与竖直方向成 30°3NB=3mg NC=mg15.解析：1男孩到达D点时，刚好没有动能，此时下落高度为h 40m，那么损失的重力势能为 Ep mgh 2 104 J损失的重力势能完全转化

22、为弹性绳的弹性势能即储存的弹性势能为Ep 2 104J2由题中b图可知男孩的最大速度为vm 20m/s，此时mg F弹 k x又 x (2315)m 8m，代入上式得 k mg 50 1062.5N/mx 83AB间仅受重力作用，BD间受重与弹力作用，其中 BC间重力大于弹力，CD间重 力小于弹力答案：12 104J ； 2k 62.5N/m ; 3AB间仅受重力作用，BD间受重与弹力作 用，其中BC间重力大于弹力，CD间重力小于弹力.16. 解析：设A、B相对静止一起向右匀速运动时的速度为V.撤去外力后至停止的过f1程中，A受到的滑动摩擦力为 f11mg，其加速度大小a1 一 1gm2(m

23、M )g 1mg此时B的加速度大小为a2由于 21，所以a22g1ga1即木板B先停止后,A在木板上继续做匀减速运动，且其加速度大小不变.1 2对A应用动能定理得f1(L x) 0 mv21 2 对B应用动能定理得1mgx2(m M )gx 0 - Mv答案：ML1x(21)(m M )消去v解得,xML1(21)(m M)阶段测试二功与能综合测试1 .【答案】 C【解析】相互作用的两个物体不一定都有位移，故作用力和反作用力不一定同时都做功。 一对作用力和反作用力可能都做负功。例如，两辆相向行驶的实验小车在发生碰撞的过程中，它们间的相互冲击力都做负功2. BC 假设速度方向变化而大小不变那么其

24、动能不变，故A项错，B项对.假设动能不变时其速率一定不变，但速度方向可能变化，故D错.3. C重力势能的数值与零势能面的选取有关.重力势能等于零不能说物体不具有重力势能故A、B错重力势能减小，物体的高度一定下降，所以物体的重力一定做正功，故D错，C对.4【答案】 D【解析】 飞机飞行时所受的阻力与速度的平方成正比，即F ' =kv2。当飞机匀速飞行时，牵引力大小等于阻力，即F=F ' =kv2,那么发动机的功率为P=Fv=kv3，即发动机的功率与速度的三次方成正比。所以，当飞机的速度变为原来三倍时，发动机的功率变为原来的27倍，选项D正确。5. 【答案】D【解析】把运动的全过程

25、分成两段， 上升过程空气阻力大小、方向均不变，可求出阻力做 的功 Wi=Fhcos180 = Fh ;下降过程，阻力也为恒力，做功 W2=Fhcos180 = Fh,所以全 过程中空气阻力做功 W=Wi + W2 = Fh + Fh= 2Fh, D选项正确。6. 【答案】 ACD【解析】 判断一个力对物体做正功还是负功，看F与s之间的夹角。物体做加速、匀速运动时，F与s同方向，一定做正功。物体做减速运动时，F可能与s同向，也可能与 s反向，可能做正功或负功。7. CD 做功的过程，就是能量转化的过程做了多少功，就有多少能量发生了转化，所以A、B错，C、D对.8. D 物体沿斜面匀速下滑过程中，

26、动能不变，但重力势能减少，故机械能减少，A错.物体在竖直平面内做匀速圆周运动时动能不变，但重力势能却时刻在变化，机械能不守恒， 故B错跳伞运发动在空中匀速下落时，重力势能不断减少，动能不变，总的机械能减少，故C错9. BC 由公式 W=Pt知：1 J=1 W s,故B正确，由公式 W=Fs知：1 J=1 N m,故C 正确10. B子弹与木块受到的摩擦力大小相等，但它们的对地位移不相等再由动能定理得A、C错，B对因为子弹打入木块的过程存在摩擦生热，故D错11解析：G与位移s的夹角小于90°,所以做正功，Ff与位移s的夹角为180 ° >90 ° , 所以做负

27、功，Fn与位移s的夹角等于90°,所以不做功答案：G Ff Fn12.解析：跳一次所用时间to=-60 s=s,人跳离地面属竖直上抛，到回到地面需时18032112x 1- s,人上抛到最咼点时间t= x x 1- s=0.1 s.此过程中克服重力做功523511801W=mg一 gt2，那么跳绳时克服重力做功P=- x 50x 10x x 10x 012 w=75 W.2602答案：7513解析：设两木块质量均为m,开始时弹簧形变量为 X1, B刚离开地面时，弹簧的形变量为X2,那么开始时kx1=mg, B刚离开地面时：kx2=mg，所以有X1=X2，故Ep1=Ep2.答案：=14

28、.解析：公共汽车载客每人每千米消耗的能量等于300 3.4 107300 30x 106x 104 J 的 25.415. 解析：根据实验原理知，丁=丄 s=0.02 sO点到C点重力势能的减少量Ep Ep=mghocXXX 10-2 J 7.62 J打下C点时物体的瞬时速度OD OBvc=2T(85.73 70.18) 102 0.02m/s=3.887 5 m/s.1所以动能增量 Ek= mvc221= XX 3.88752 J 7.56 J.2答案：7.62 J 7.56 J16. 解析：设小球质量为 m,球从抛出到落回原抛出点的时间为T,那么小球下落时间为 -，2由 v=at 得 V0=g T，2 2W= 12 mg TWmv0 =22丁 2T 2皿匚8答案：1球的质量m 球从抛出到落回原抛出点的时间17. 解析：1木块所受的合外力为：F 合=mgsin 0 -卩 mgcos 0 =mg sin 0 - c