-新教材物理人教必修机械能守恒定律提升练习及答案

2019—2020新教材物理人教必修第二册第8章机械能守恒定律提升练习及答案*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*1、(双选)一个力对物体做了负功，则说明()A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α<90°D.这个力与物体运动方向的夹角α>90°2、(多选)如图5所示，是汽车牵引力F和车速倒数eq\f(1,v)的关系图象，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则以下说法正确的是()图5A．汽车的额定功率为6×104WB．汽车运动过程中受到的阻力为6×103NC．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D．汽车做匀加速运动的时间是5s3、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()ABCD4、关于动能定理，下列说法中正确的是()A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程5、(双选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示．则迅速放手后(不计空气阻力)()A．放手瞬间小球的加速度等于重力加速度B．小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒C．小球的机械能守恒D．小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大6、在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是()A.选用的重物质量过大B.选用的重物质量过小C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验时操作不规范，实验数据测量不准确7、如图所示，用力先后三次将一个质量为m的物体沿同一光滑斜面从底端由静止拉到顶端，第一次力F1的方向平行于斜面向上，第二次推力F2沿水平方向，第三次拉力F3的方向与斜面成α角，物体三次运动的加速度相同．设力F1、F2、F3的平均功率分别为P1、P2、P3，下列判断正确的是()A．P1＝P2＝P3 B．P1>P2>P3C．P2>P1>P3 D．P3>P2>P18、魔方，又叫魔术方块或鲁比克方块，是一种手部极限运动．通常泛指三阶魔方．三阶魔方形状是正方体，由有弹性的硬塑料制成．要将一个质量为m、边长为a的水平放置的匀质三阶魔方翻倒，推力对它做功至少为()\r(2)mga \f(\r(2)mga,2)\f(\r(2)＋1mga,2) \f(\r(2)－1mga,2)9、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为()\f(3,2)mv2B．－eq\f(3,2)mv2\f(5,2)mv2D．－eq\f(5,2)mv210、一物体由h高处自由落下，以地面为参考平面，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为()\r(\f(2h,g))\r(\f(h,g))\r(\f(h,2g))D．以上都不对11、质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s2.求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？12、如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为h1的位置A时，速度的大小为v1，滑到高度为h2的位置B时，速度的大小为v2。在由高度h1滑到高度h2的过程中(不计空气阻力)：研究小球的能量变化(1)小球的重力势能减少了多少？(2)小球的动能增加了多少？(3)小球下滑过程中机械能守恒吗？若守恒，列出表达式。(4)小球重力势能减少量等于动能的增加量吗？2019—2020新教材物理人教必修第二册第8章机械能守恒定律提升练习及答案*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*1、(双选)一个力对物体做了负功，则说明()A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α<90°D.这个力与物体运动方向的夹角α>90°解析由功的表达式W＝Flcosα知，只有当α>90°时，cosα<0，力对物体做负功，此力阻碍物体的运动，故A、D正确。答案AD2、(多选)如图5所示，是汽车牵引力F和车速倒数eq\f(1,v)的关系图象，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则以下说法正确的是()图5A．汽车的额定功率为6×104WB．汽车运动过程中受到的阻力为6×103NC．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D．汽车做匀加速运动的时间是5s【解析】由图象可知．汽车先做牵引力恒定的匀加速运动，再做功率恒定的变加速运动，P额＝F·v＝2×103×30W＝6×104W，故A正确，C错误；当汽车速度最大时牵引力F＝f＝2×103N，故B错误；汽车匀加速运动的加速度a＝eq\f(F－f,m)＝2m/s2，汽车刚达到额定功率时的速度v＝eq\f(P额,F)＝10m/s，所以汽车做匀加速运动的时间t＝eq\f(v,a)＝5s，故D正确．【答案】AD3、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是()ABCD【答案】B[设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep­h图象为倾斜直线，B正确．]4、关于动能定理，下列说法中正确的是()A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程【答案】B[公式W＝ΔEk中W为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A错，B对；动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，C错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D项错误．]5、(双选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示．则迅速放手后(不计空气阻力)()A．放手瞬间小球的加速度等于重力加速度B．小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒C．小球的机械能守恒D．小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大【答案】BD[放手瞬间小球加速度大于重力加速度，A错；整个系统(包括地球)的机械能守恒，B对，C错；向下运动过程中，由于重力势能减小，所以小球的动能与弹簧弹性势能之和增大，D对．]6、在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是()A.选用的重物质量过大B.选用的重物质量过小C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验时操作不规范，实验数据测量不准确【解析】造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力，选项C正确。【答案】C7、如图所示，用力先后三次将一个质量为m的物体沿同一光滑斜面从底端由静止拉到顶端，第一次力F1的方向平行于斜面向上，第二次推力F2沿水平方向，第三次拉力F3的方向与斜面成α角，物体三次运动的加速度相同．设力F1、F2、F3的平均功率分别为P1、P2、P3，下列判断正确的是()A．P1＝P2＝P3 B．P1>P2>P3C．P2>P1>P3 D．P3>P2>P1【解析】因为三次运动的加速度a相同，路程也相同，由运动学公式l＝eq\f(1,2)at2可知，t1＝t2＝t3.第一次：由牛顿第二定律可得出拉力F1的大小为F1－mgsinθ＝ma，∴F1＝mgsinθ＋ma.∴力F1所做的功为W1＝F1l＝(mgsinθ＋ma)l(式中l为斜面的长度)．第二次：同样可得F2cosθ－mgsinθ＝ma，∴F2cosθ＝mgsinθ＋ma.∴力F2所做的功应为W2＝F2cosθ·l＝(mgsinθ＋ma)l.第三次：也可得出F3cosα－mgsinθ＝ma，∴F3cosα＝mgsinθ＋ma.∴力F3所做的功为W3＝F3cosα·l＝(mgsinθ＋ma)l.比较W1、W2、W3，可得W1＝W2＝W3，由公式P＝eq\f(W,t)，可得P1＝P2＝P3.【答案】A8、魔方，又叫魔术方块或鲁比克方块，是一种手部极限运动．通常泛指三阶魔方．三阶魔方形状是正方体，由有弹性的硬塑料制成．要将一个质量为m、边长为a的水平放置的匀质三阶魔方翻倒，推力对它做功至少为()\r(2)mga \f(\r(2)mga,2)\f(\r(2)＋1mga,2) \f(\r(2)－1mga,2)【答案】D[推力对物体所做的功，增加了物体的重力势能，即WF＝ΔEp，ΔEp＝mgeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)a－\f(1,2)a))＝eq\f(\r(2)－1,2)mga，故选D.]9、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为()\f(3,2)mv2 B．－eq\f(3,2)mv2\f(5,2)mv2 D．－eq\f(5,2)mv2【答案】A[由动能定理得：WF＝eq\f(1,2)m(－2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，A正确．]10、一物体由h高处自由落下，以地面为参考平面，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为()\r(\f(2h,g))\r(\f(h,g))\r(\f(h,2g))D．以上都不对【答案】B[设物体动能等于势能时速度为v，根据机械能守恒eq\f(1,2)mv2＋Ep＝mgh，又eq\f(1,2)mv2＝Ep，解得v＝eq\r(gh)，而物体做自由落体运动，v＝gt，解得t＝eq\r(\f(h,g))，B正确．]11、质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s2.求：(1)物体相对于平台表面的重力势能是多少？(2)物体相对于地面的重力势能是多少？(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？解析：解法一：(1)相对于平台表面h＝0.Ep＝mgh＝0.(2)相对于地面，物体重力势能为Ep＝mgh＝3×10×4J＝120J.(3)物体从平台表面下落到地面上，以平台为参考面，有Ep1＝0.Ep2＝mgh＝3×10×(－4)J＝－120J△Ep＝Ep2－Ep1＝－120J重力势能减少了120J，重力做的功为WG＝mgh＝120J或WG＝Ep1－Ep2＝0－(－120)J＝120J.解法二：(1)、(2)两问同上．在第(3)问中，若取地面为零势能面．则：Ep1＝mgh＝3×10×4J＝120J，Ep2＝0ΔEp＝Ep2－Ep1＝0－120J＝－120JWG＝Ep1－Ep2＝120J.答案：(1)0(2)120J(3)－120J120J12、如图，质量为m的小球从光滑曲面上滑下。当它到达高度为h1的位置A时，速度的大小为v1，滑到高度为h2的位置B时，速度的大小为v2。在由高度h1滑到高度h2的过程中(不计空气阻力)：研究小球的能量变化(1)小球的重力势能减少了多少？(2)小球的动能增加了多少？(3)小球下滑过程中机械能守恒吗？若守恒，列出表达式。(4)小球重力势能减少量等于动能的增