高中物理机械能守恒定律经典练习题训练(含答案)

高中物理机械能守恒定律经典练习题专题训练

姓名班级学号—得分—

说明：

1、本试卷包括第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。满分100

分。考试时间90分钟。

2、考生请将第I卷选择题的正确选项填在答题框内，第II卷直接答在试卷

±0考试结束后，只收第II卷

第I卷（选择题）

评卷人得分

一.单选题（共一小题）

1.下列有关动能的叙述，其中正确的是（）

A.甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比V1：V2=l：2,则两物体的动能

是相等的

B.甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比vi：V2=l：2,则两物体的动能

之比为4：1

C.甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比V1：V2=l：2,则两物体的动能

之比为1：2

D.甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比vi：V2=l：4,则两物体的动能

之比为1：4

2、如图所示，半圆形的光滑固定轨道槽竖直放置，质量为m的小物

体由顶端从静止开始下滑，则物体经过槽底时，对槽底的压力大小为（）

A.2mgB.3mgC.mgD.5mg

3、如图所示，DO是水平面，AB是斜面，物体由初速度为零开始从A点沿ABD滑到D点,

到达D点时速度为V,如果斜面改为AC,则物体由初速度为零开始从A点沿ACD滑到D点

时的速度为（已知物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，转折点B或C处有

一小段圆弧与斜面和水平面相切可使物块平稳的滑到水平面，此段弧长可忽略）（）

A

B.小于V

C.等于VD.与斜面的倾角有关

4、如图所示，在倾角为。的斜面上，轻质弹簧一端与斜面底端固定，另一端与质量为M的

平板A连接，一个质量为m的物体B靠在平板的右侧，A、B与斜面的动摩擦因数均为U.开

始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手，使A和B一起沿斜面向上运动距离L

时，A和B达到最大速度V.则以下说法正确的是（）

A.A和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度

B.若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为g（sin9+

UCOS0）

C.从释放到A和B达到最大速度v的过程中.弹簧对A所做的功等于gmv2+MgLsin0+p

MgLcos0

D.从释放到A和B达到最大速度v的过程中，B受到的合力对它做的功大于。mV?

5、如图所示，通过一动滑轮提升质量m=lkg的物体，竖直向上拉绳子，使物体由静止开始

以5m/s2的加速度上升，不计动滑轮及绳子的质量和摩擦，则拉力F在1s末的瞬时功率为

(MXg=10m/s2)()

A.75WB.25WC.12.5WD.37.5W

6、一个质量为3可视为质点的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道边缘由静止滑下，到半圆

底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为（）

C.|mgRD.—mgR

7、光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑半圆形轨道BCD相切于B点，其中圆轨道在竖

直平面内（如图），B为最低点，D为最高点.一质量为m的小球以初速度V。沿AB运动，

恰能通过最高点D,则（）

A.R越大，vo越大

B.R越大，小球经过B点后的瞬间对轨道的压力越大

C.R越大，小球经过B点后的瞬间对轨道的压力越小

D.m越大，vo越大

8、一物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间to滑至斜面底端.已知在物体运动过

程中物体所受的摩擦力恒定.如图描述的是物体运动过程中，物体的物理量与时间的关系图,

横坐标表示运动的时间，则纵坐标可能表示的是（）

A.物体所受的合外力B.物体的速度

C.物体的重力势能D.物体的机械能

9.一个人站在阳台上在相同高度处以相同的速率把三个质量相等的小球分别竖直向上、竖

直向下、水平抛出.不计空气阻力，三个球落地过程中重力做的功分别为Wi、W2、W3.;

落地时重力的瞬时功率分别为Pl、P2、P3.则（）

B.Wi>W2>C.Wi<W2<

A.W1=W2=W3P1=P2>

w3Pl>P2>w3Pl<P2>D.W1=W2=W3Pl=P2=P3

p3

P3p3

10.如图所示，额定功率为P领的汽车从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中,

其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中不正确的是（）

11、竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自

由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零.对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在

小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中，有（）

o

V/////////////////.

A.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越大

B.小球的动能和重力势能的总和越来越小,小球的动能和弹性势能的总和越来越小

C.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越大

D.小球的动能和重力势能的总和越来越大,小球的动能和弹性势能的总和越来越小

12、如图，倾角为a的斜面体放在粗糙的水平面上，质量为m的物体

A与一劲度系数为K的轻弹簧相连.现用拉力F沿斜面向上拉弹簧，使物体A在光滑斜面上

匀速上滑，上滑的高度为h,斜面体始终处于静止状态.在这一过程（）

A.弹簧的伸长量为

9k.

B.拉力F做的功为Fhsina

C.物体A的机械能增加”型

sinCX

D.斜面体受地面的静摩擦力大小等于Feosa

13、H手如图所示，一端固定在地面上的竖直轻质弹簧，在它的正上方有一小球自由落

下，落在轻质弹簧上将弹簧压缩，如果分别从H1和上高处（出＞出）释放小球，小球落到

弹簧且压缩弹簧的过程中获得的最大动能分别为EKI和对应的重力势能大小为和

Eg,EP1

EP2,则下述正确的是（）

A.EKI<EK2>EPI>B.EKI>EK2,C.EKI<EK2，D.EKI>EK2，EPI<

EP2EPI=EP2EPI=EP2EP2

14、一汽车在平直公路上以速度vo匀速行驶.从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t

的变化关系如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时

间t变化的图象中，可能正确的是（）

2Pc

Po

0t,t,

0ht,0f,t,

15、如图所示，一个质量为m的小球在高为h的箱子底面以速度v匀速运动，以箱子顶面

为参考平面，小球此时的机械能为（）

C.ymv2-mghD.

A.—mv

mv2+mgh

第II卷（非选择题）

评卷人得分

二.填空题（共一小题）

16.用起重机将放在地面的重物匀加速提升到16m的高处，所用的时间为8.0s.重物的质

量为2.0X103kg,钢索的拉力大小为2.1X104N.则起重机的钢索对重物做功为J；重

物上升过程中钢索做功的平均功率为W.（g取lOm/s?）

17、一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如

图所示.设该物体在tO和2t。时刻的速度大小分别为V1和V2,合外力从开始至to时刻做的

功是W1,从to至2t。时刻做的功是W2,则V2=Vl,W2=Wi.

0ta2t.

18、如图所示，长L=80cm的细绳上端固定，下端系一个质量m=100g的小球.将小球拉起

至细绳与竖直方向成60°角的位置（细绳已拉直），然后无初速释放.不计各处阻力，则小

球运动到最低点时的速度为m/s.（取g=10m/s2）

19.电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的优点，而且它的能源利用率也很高.下表列

出了某品牌电动自行车的主要技术数据.当该电动自行车在额定状态下以v=20km/h的速度

行驶时，电动机的输入功率为W；若不计自行车自身机械损耗，自行车获得的牵引力

为N.

自重40(kg)额定电压48（V）

载重75(kg)额定电流12（A）

20(km/h350(W

最大运行速度额定输出功率

))

20、在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到Vm后立即关闭发动机直到

停止，v-t图象如图所示.设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全过程中牵引力做功W1,克

服摩擦力做功W2,则

(1)F：Ff=

(2)Wi：W2=

21.两立方体金属块密度之比为1：2,体积之比为1：4,将它们放在离开地面同样高的地

方，则所具重力势能大小之比是.

22.一个质量为1kg的物体，从静止开始下落20m,该过程所用的时间为s,落地时的

速度是m/s重力所做的功为J；此时重力的瞬时功率为W；第二秒内的

平均功率为W.（不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2）.

23、放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，其速度-时间图象和拉力的功率-时间图象

分别如图（a）、（b）所示，则1s末物体的加速度大小为m/s2,2s〜6s时间内拉力所

做的功为J.

图（a）图(6)

24、如图所示，桌面高为h,一小球从离地面H高的A点开始自由下落到地面B点位置，若

以桌面为参考平面，则小球在A点处的重力势能为，在B点处的重力势能为,

若以地面为参考平面，则小球在B点时的重力势能为.

25.取地面参考平面，将质量为5kg的物体，放在高为1.5m的桌面上时具有的重力势能是

J，放在地面上时它具有的重力势能是J,当放在深1.5m的沟底时它具有的重

力势能是_____J.（g^lOm/s2）

m如图所示，两个质量分别为mi和m2的物体由轻绳通过光滑的轻滑

轮连接，从离地高处由静止下落，则将要接触地面时的速度大小

mi=2m,m2=m.mihmi

为,mi落地后m2还能上升的高度为.（mi落地后不反弹.）

27、--->'如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙

I

斜面上，其余部分竖直下垂.现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的

重力势能减少.

评卷人得分

三.简答题（共一小题）

28.遂资眉高速公路眉山段于2014年11月9日正式通车，对改善沿线交通条件，带动沿线

经济社会发展均有重大意义.该路段起于眉山市与资阳市交界处的北斗镇，接遂资眉高速遂

资段，止于洪雅县止戈镇唐埃山，接乐雅高速公路，全线长约119千米，设计标准为双向四

车道高速公路.

小王驾车从眉山开往资阳，当汽车行驶的速率恒为108km/h后，在距一隧道口200m时，他

立即松开油门让汽车匀减速行驶，进入隧道后立即匀速行驶，出隧道口后又以减速前的恒定

功率加速，经:LOs速率又达到108km/h.已知汽车受到的阻力恒为车重的0.125倍，上述运

动过程中路面始终平直，g取10m/s2,遂道限速80km/h.求：

（1）汽车在进入隧道口时是否超速？

（2）汽车出隧道口后行驶多远速率达108km/h?

'1丫2

29、F门：.」，如图所受，有一个质量为m的物块，放在光滑的水平面

1<——S―

上，具有初速度vi,现在水平力F作用下获得的加速度为a,前进的位移为s,末速度为V2.下

面是某同学对水平力F所做的功跟物体动能关系的探究过程，请按顺序补充完整.

（1）由功的定义式可知：水平力F做功W=

（2）根据牛顿第二定律可知：F=ma

（3）根据运动学规律公式可知：s=

（4）将（2）、（3）代人（1）可得：W=.

E

30、；如图所示，在倾角。=37°的绝缘面所在空间存在着竖直向

I

上的匀强电场，场强E=4.0X103N/C,在斜面底端有一与斜面垂直的绝缘弹性挡板.质量

m=0.20kg的带电滑块从斜面顶端由静止开始滑下，滑到斜面底端与挡板相碰后以碰前的速

率返回.已知斜面的高度h=0.24m,滑块与斜面间的动摩擦因数口=0.30,滑块带电荷q=-5.0

X10-4C.取重力加速度g=10m/s2,sin37°=0.60,cos370=0.80.求：

（1）滑块从斜面最高点滑到斜面底端时的速度大小.

（2）滑块被挡板弹回能够沿斜面上升的最大高度.

（3）滑块从开始运动到停下来的整个过程中产生的热量Q.（计算结果保留2位有效数字）

参考答案

评卷人得分

一.单选题（共—小题）

1.下列有关动能的叙述，其中正确的是（）

A.甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比V1：V2=l：2,则两物体的动能

是相等的

B.甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比vi：V2=l：2,则两物体的动能

之比为4：1

C.甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比V1：V2=l：2,则两物体的动能

之比为1：2

D.甲、乙两物体质量之比为mi：nri2=2：1,它们的速度之比VI：V2=l：4,则两物体的动能

之比为1：4

答案：C

解析：

解：A、B、C、甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比vi：V2=l：2,根据

公式Ek=g，，”2,两物体的动能是之比为1：2,故A错误，B错误，C正确；

D、甲、乙两物体质量之比为mi：m2=2：1,它们的速度之比Vi：V2=l：4,根据公式Ek=：〃";，

两物体的动能之比为1：8,故D错误；

故选：C.

质量为m的小物体

)

答案:B

解析：

解：根据动能定理得：mgR=，〃i;

得：v=j2g/?«

根据牛顿第二定律得：N-mg=m^,

则：N=mg+，"二=3，"8.故B正确，A、C、D错误.

R

故选：B.

3、

如图所示，DO是水平面，AB是斜面，物体由初速度为零开始从A点

沿ABD滑到D点，到达D点时速度为V,如果斜面改为AC,则物体由初速度为零开始从A

点沿ACD滑到D点时的速度为（已知物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，

转折点B或C处有一小段圆弧与斜面和水平面相切可使物块平稳的滑到水平面，此段弧长

可忽略）（）

A.大于VB.小于V

C.等于VD.与斜面的倾角有关

答案：C

解析:

解：物体从A点沿ABD滑动到D点的过程中，根据动能定理得

mg,KAO-Umg,XBD-mgcos0,XAB=—mv2

由几何关系cos0・XAB=XOB，因而上式可以简化为

mg,KAO-Pmg・XBD-1*mg^xoB=—mv2,

即得到mg,hAo-umgexoo=—mv2,

从上式可以看出，到达D点的动能与路径无关，故知物体沿AC滑到D点的速度为V.故C

正确.

故选C

4、

A、B与斜面的动摩擦因数均为U.开始时用手按住物体B使弹簧处于压缩状态，现放手，

使A和B一起沿斜面向上运动距离L时,A和B达到最大速度V.则以下说法正确的是()

A.A和B达到最大速度v时，弹簧是自然长度

B.若运动过程中A和B能够分离，则A和B恰好分离时，二者加速度大小均为g(sinO+

ucos0)

C.从释放到A和B达到最大速度v的过程中.弹簧对A所做的功等于：mv2+MgLsin0+p

MgLcos。

D.从释放到A和B达到最大速度v的过程中，B受到的合力对它做的功大于Lmv2

2

答案：B

解析：

解：A：对物体B和平板A整体分析可知，A和B达到最大速度时应满足kx=(m+M)gsinO

+y(m+M)geos9,说明弹簧仍处于压缩状态，所以A错误；

B：根据题意可知，A和B恰好分离时;弹簧正好恢复原长，对A和B整体由牛顿第二定律

得：

(m+M)gsin0+u(m+M)geos9=(m+M)a,

解得：a=gsin0+ngeos0=g(sin0+ucos0),所以B正确；

C：对A从释放到速度达到最大的过程由动能定理可得：W弹-Mg(Xm-x)sin0-uMg(xm-x)

(2

cos0-FNXm-x)=9—Mv,

其中Xm是弹簧压缩的最大长度，X是速度最大时弹簧压缩的长度，FN是B对A的压力大小,

比较可知C错误；

D：对B从释放到A和B达到最大速度的过程由动能定理可得：W二0,即B受到的

合力对它做的功等于5，八，2,所以口错误；

故选：B.

5、

金如图所示，通过一动滑轮提升质量m=lkg的物体，竖直向上拉绳子，使物体由

静止开始以5m/s2的加速度上升，不计动滑轮及绳子的质量和摩擦，则拉力F在1s末的瞬

时功率为(取g=10m/s2)()

A.75WB.25WC.12.5WD.37.5W

答案:A

解析：

解：对于物体，设两个绳子拉力大小为T,根据牛顿第二定律得：

T-mg=ma

得：T=m(g+a)

贝!］：F=yT=ym(g+a)=：X1X(10+5)N=7.5N

第Is末物体的速度大小为：v=at=5m/s,手拉力的作用点移动速度：V=2v=10m/s

故第一秒末拉力的功率为：P=Fv=75W

故选：A

6、

一个质量为3可视为质点的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道边缘由

静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械

能为()

A.—mgRB,—mgRC.-mgRD.—mgR

8442

答案：c

解析：

解：铁块滑到半球底部时，半圆轨道底部所受压力为铁块重力的1.5倍，根据牛顿第二定律,

有

2

N-mg=m—…①

R

压力等于支持力，根据题意，有

N=1.5mg…②

对铁块的下滑过程运用动能定理，得到

1）三

mgR-W二不〃八,一・••③

由①②③式联立解得克服摩擦力做的功：

3

W=—mgR

3

所以损失的机械能为:mgR.

4

故选：C.

7、

/c）光滑的水平轨道AB,与半径为R的光滑半圆形轨道BCD相切

ABJ

于B点，其中圆轨道在竖直平面内（如图），B为最低点，D为最高点.一质量为m的小球

以初速度V。沿AB运动，恰能通过最高点D,则（）

A.R越大，Vo越大

B.R越大，小球经过B点后的瞬间对轨道的压力越大

C.R越大，小球经过B点后的瞬间对轨道的压力越小

D.m越大，vo越大

答案：A

解析:

解：AD、小球恰能通过最高点时，则有mg二mR,VD二廓，根据机械能守恒定律，得:

R

121，

一rm，二一，〃「+2mgR,

202D

得至UVo=J5g/?，可见，R越大，vo越大，而且vo与小球的质量m无关.故A正确，D错误;

91

BC、从B到D,有mge2R+y/?iv-=-mv

D2B

小球经过B点后的瞬间，N-mg=m^_£,得到轨道对小球的支持力N=6mg,N与R无关；故B

~R

错误，C错误;

故选：A

8、

■

—物体沿固定斜面从静止开始向下运动，经过时间t。滑至斜面底端.已

知在物体运动过程中物体所受的摩擦力恒定.如图描述的是物体运动过程中，物体的物理量

与时间的关系图，横坐标表示运动的时间，则纵坐标可能表示的是（）

A.物体所受的合外力B.物体的速度

C.物体的重力势能D.物体的机械能

答案：D

解析：

解：A、物体在斜面上运动时做匀加速运动，根据牛顿第二定律可知，其合外力恒定，故A

错误；

B、在v-t图象中，斜率表示加速度大小，由于物体做匀加速运动，因此其v-t图象斜率不变，

故B错误；

C、物体重力势能：Ep=mgh,因此经过时间to滑至斜面底端时，物体的重力势能应该等于0,

故C错误；

D、设开始时机械能为E总，根据功能关系可知，开始机械能减去因摩擦消耗的机械能，便是

剩余机械能，即有：E=E总-fs=E总不｝”2,因此根据数学知识可知，机械能与时间的图象

为开口向下的抛物线，故D正确.

故选：D

9.一个人站在阳台上在相同高度处以相同的速率把三个质量相等的小球分别竖直向上、竖

直向下、水平抛出.不计空气阻力，三个球落地过程中重力做的功分别为Wi、Wz、W3.;

落地时重力的瞬时功率分别为Pi、P2、P3.则（）

B.Wi>W2>C.Wi<W2<

A.Wi=W2=W3Pi=P2>

W3Pl>P2>W3P1<P2>D.W1=W2=W3PLp2=P3

P3

P3P3

答案：A

解析：

解：

重力做功只与初末位置高度差有关，WG=mgh,由于三个球高度相同，故落地过程中重力做

的功相同；

设落地速度为v,由动能定理可得："七二；〃“：-："”。？，由于重力的功相同，初始速率

相同，故可知末速率相同，但是竖直向上和竖直向下的末速度都是竖直向下，重力的功率都

为P=mgv,而水平抛出末速度与竖直方向成一定夹角0,重力的功率为P3=mgsin0.故可知

Pi=P2>P3,故A正确，BCD错误.

故选：A.

10.如图所示，额定功率为P班的汽车从静止开始匀加速启动，最后做匀速运动的过程中，

其速度随时间以及加速度、牵引力和功率随速度变化的图象，其中不正确的是（）

FP

答案：B

解析:

解：汽车开始做初速度为零的匀加速直线运动，当达到额定功率时，匀加速结束，然后做加

速度逐渐减小的加速运动，直至最后运动运动.

开始匀加速时：F-f=ma

设匀加速刚结束时速度为vi,有：PM,=FVI

最后匀速时：F=f,有:F®=FVm

由以上各式解得：匀加速的末速度为：r=f良，最后匀速速度为：）”=唯.

f+maf

在v-t图象中斜率表示加速度，汽车开始加速度不变，后来逐渐减小，故A正确；

汽车运动过程中开始加速度不变，后来加速度逐渐减小，最后加速度为零，故B错误；

汽车牵引力开始大小不变，然后逐渐减小，最后牵引力等于阻力，故C正确；

开始汽车功率逐渐增加，P=Fv=Fat,故为过原点直线，后来功率恒定，故D正确.

因选错误，故选：B

11、

O

竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为m的小球，从轻弹簧的正上方某一

高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零.对于小球、轻弹簧和地球组成的系

统，在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程中，有（）

A.小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越大

B.小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小

C.小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越大

D.小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越小

答案：A

解析：

解：因为整个过程中忽略阻力，只有重力和弹力做功，满足系统机械能守恒，但对单个物体

小球机械能不守恒，

根据能量守恒得小球的机械能减小量等于弹簧弹性势能的增加量，小球接触弹簧至弹簧压缩

最低点的过程中弹簧的形变量越来越大，弹性势能也越来越大，所以小球的动能和重力势能

的总和越来越小，

根据能量守恒得小球的动能和弹性势能的总和变化量等于小球的重力势能减小变化量.

小球的重力势能减小，所以小球的动能和弹性势能的总和越来越大.

故选A.

12、

如图,倾角为a的斜面体放在粗糙的水平面上，质量为m的物体A与

一劲度系数为K的轻弹簧相连.现用拉力F沿斜面向上拉弹簧，使物体A在光滑斜面上匀

速上滑，上滑的高度为h,斜面体始终处于静止状态.在这一过程（）

A.弹簧的伸长量为上竿吧

k

B.拉力F做的功为Fhsina

C.物体A的机械能增加皿

sina

D.斜面体受地面的静摩擦力大小等于Feosa

答案：D

解析：

解：A、根据胡克定律可得弹簧的伸长量x=,，故A错误.

B、根据功的定义式可得拉力F做的功W=Fx=FX_、=U,故B错误.

sinQsina

C、在整个运动过程中物体的动能保持不变，故增加的机械能就等于增加的重力势能即△£=

△EP=mgh,故C错误.

D、以整体为研究对象，整体在水平方向不受外力，故有拉力F在水平方向的分力等于地面

的摩擦力，故有f=Fcos。，故D正确.

故选：D.

H多如图所示，一端固定在地面上的竖直轻质弹簧，在它的正上方有一小球自由落下,

落在轻质弹簧上将弹簧压缩，如果分别从％和出高处（%>也）释放小球，小球落到弹簧

且压缩弹簧的过程中获得的最大动能分别为EKI和EK2,对应的重力势能大小为EPI和EPZ,则

下述正确的是（）

A.EKI<EK2,ERI>B.EKI>EK2,C.EKI<EK2>D.EKI>EK2>EPI<

答案：B

解析：

解：小球压缩弹簧的过程中，受重力和支持力，在平衡位置，速度最大，动能最大，根据平

衡条件，有：

解得:

号

即压缩量怛定，故EPI=EP2；

从越高的地方释放，减小的重力势能越大，故在平衡位置的动能越大，故EKI>EK2；

故选：B.

14、

（2015秋•如皋市月考）一汽车在平直公路上以速度V。匀速行驶.从某时

刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化关系如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒

定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图象中，可能正确的是（）

答案：D

解析：

解：汽车开始做匀速直线运动，功率为P。，当功率变为2Po,知该时刻牵引力变为原来的2

倍，汽车做加速运动，由于速度增大，牵引力减小，则加速度减小，即做加速度减小的加速

运动，当牵引力等于阻力时，速度达到最大，根据:知，功率变为原来的2倍，则最

大速度为2vo,故D正确，A、B、C错误.

故选：D.

A.—mv2B.mghC.—mv2-mghD.—mv2+mgh

答案：C

解析：

解：设顶面为参考平面，则小球所在的位置重力势能Ep=-mgh；

则由球的机械能E=—mv2-mgh

2

故选：C.

评卷人得分

二.填空题（共—小题）

16.用起重机将放在地面的重物匀加速提升到16m的高处，所用的时间为8.0s.重物的质

量为2.0X103kg,钢索的拉力大小为2.1X104N.则起重机的钢索对重物做功为J；重

物上升过程中钢索做功的平均功率为W.（g取10m/s2）

答案：

3.36X105

4.2X104

解析：

解：用起重机将放在地面的重物匀加速提升到16m的高处，所用的时间为8.0s.

根据x=；at?

解得a=0.5m/s2

根据牛顿第二定律得起重机的钢索对重物得拉力F=ma+mg=2.1X104N

根据功的定义式W=Flcosa得起重机的钢索对重物做功为W=3.36X105J

根据P=-得p=4.2X104w

t

故答案为：3.36X105,4.2X104

17、

一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变,

大小随时间的变化如图所示.设该物体在tO和2t0时刻的速度大小分别为V1和V2,合外力

从开始至to时刻做的功是W1,从to至2to时刻做的功是W2,则V2=V1,W2=Wl.

答案：

3

8

解析：

解：从开始至to时刻内的位移X]=9/()2纪，

22m

,_F/n

to时刻的速度卜[=c"o=-----

m

则从to至2to时刻内的位移口=ylS+1a”()2=2F°Z°-

一m

的FQXIJ

所以--=-----=一，即W2=8WI.

2FOX28

3Fn/n

2to时刻的速度”=1」”0=---------

m

所以一=—,即V2=3V1.

3

故答案为：3,8.

18、

如图所示，长L=80cm的细绳上端固定，下端系一个质量m=100g的小球.将

小球拉起至细绳与竖直方向成60°角的位置(细绳已拉直)，然后无初速释放.不计各处阻

力，则小球运动到最低点时的速度为m/s.(®(g=10m/s2)

答案：2jT

解析：

解：小球运动过程中只有重力做功，根据机械能守恒得：mgL(l-cos600)=gmv2,

则通过最低点时：小球的速度大小为：

v=j2g£(1-cos60")=j2xl0x0.8x0.5m/s=2「m/s,

故答案为：2JT

19.电动自行车具有低噪声、无废气、无油污的优点，而且它的能源利用率也很高.下表列

出了某品牌电动自行车的主要技术数据.当该电动自行车在额定状态下以v=20km/h的速度

行驶时，电动机的输入功率为W；若不计自行车自身机械损耗，自行车获得的牵引力

为N.

自重40(kg)额定电压48（V）

载重75(kg)额定电流12（A）

20(km/h350(W

最大运行速度额定输出功率

))

答案：

576

63

解析：

解：电动机的输入功率P=UI=48X12W=576W.

pd_i350

电动机的输出功率为350W,根据PHFV得，尸=卫=20000%=63N.

3600

故答案为：576,63.

20、在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到Vm后立即关闭发动机直到

停止，v-t图象如图所示.设汽车的牵引力为F,摩擦力为R,全过程中牵引力做功Wi,克

服摩擦力做功W2,则

(1)F：Ff=

(2)Wi：W2=.

答案：

4：1

1：1

解析：

解：山图可知，物体先做匀加速直线运动，1s末速度为v,由动能定理可知:

(F-Ff)Li=-mv2；

2

减速过程中，只有阻力做功：

FfL2=0-^-mv2；

则可得：(F-Ff)Li=FfL2；

由图象可知，Li：L2=l：3；

解得：

F：Ff=4：1；

对全程由动能定理得：

WrW2=0

故W1：W2=l：1

故答案为：4：1,1：1

21.两立方体金属块密度之比为1:2,体积之比为1:4,将它们放在离开地面同样高的地

方，则所具重力势能大小之比是.

答案：1：8

解析：

m।I

解：由0^丫可知，质量之比为『不

w-)248

重力势能Ep=mgh；高度相同，则重力势能与质量成正比；

故重力势能之比为：1：8

故答案为：1：8.

22.一个质量为1kg的物体，从静止开始下落20m,该过程所用的时间为s,落地时的

速度是m/s重力所做的功为J；此时重力的瞬时功率为W；第二秒内的

平均功率为W.（不计空气阻力，取重力加速度g=10m/s2）.

答案：

解析:

解：由得，所用的时间为•=2s,由v=gt得落地时的速度是20m/s,由w=fL

的重力所做的功为W=mgh=200J；由P=Fv得落地时重力的功率为P=mgv=200W；1s末物体

—v+vI0+20

下落的速度为妙二gt=10Xlm/s=10m/s,第二秒内平均速度为i，二」=—^^m/s=15m/s,

p=Fi*mp=mg］，=150W.

故答案为2,20,200,200,150

v/(m-s4)PM

；-7—'

23、jl/：；10L/J________,放在水平地面上的物体受到水平拉力的

。匕—-------!*>■i/sOt--------1・I・坎

246246

图(a)图(6)

作用，其速度-时间图象和拉力的功率-时间图象分别如图(a)、(b)所示，则1s末物体的加

速度大小为m/s2,2s~6s时间内拉力所做的功为J.

答案：

3

40

解析：

解：前2秒物体匀加速直线运动，加速度为：a=-=-=3m/s2；

△12

2s〜6s时间内拉力所做的功的功率不变，拉力的功为：W=Pt=10WX(6-2)s=40J；

故答案为：3,40.

桌面高为h,一小球从离地面H高的A点开始自由下

落到地面B点位置，若以桌面为参考平面，则小球在A点处的重力势能为,在B点

处的重力势能为,若以地面为参考平面，则小球在B点时的重力势能为.

答案：

mg(H-h)

-mgh

0

解析:

解：重力势能等于重力与相对零势能面间高度差的乘积；以桌面为参考平面，则小球在A点

处的重力势能为mg(H-h)；B处的重力势能为-mgh；

若以地面为参考平面，则B处的重力势能为零;

故答案为：mg(H-h)；-mgh；0.

25.取地面参考平面，将质量为5kg的物体，放在高为1.5m的桌面上时具有的重力势能是

J，放在地面上时它具有的重力势能是J,当放在深1.5m的沟底时它具有的重

力势能是______J.(glR10m/s2)

答案：

75

0

-75

解析：

解：取地面为参考平面，放在高为1.5m的桌面上时具有的重力势能Epi=mgh=50X1.5J=75J.

放在地面上具有的重力势能为0J.

当放在深1.5m的沟底时它具有的重力势能Ep=mgh=50X(-1.5)J=-75J,

故答案为:75,0,-75.

和m2的物体由轻绳通过光滑的轻滑轮连

接,mi=2m,m2=m.mi从离地高h处由静止下落,则mi将要接触地面时的速度大小为.

mi落地后m2还能上升的高度为.(mi落地后不反弹.)

答案：

]¥

-h

3

解析:

解：两物体组成的系统机械能守恒，由机械能守恒定律得:

migh=：(mi+mz)v2+m2gh,解得:

mi落地后m2做竖直上抛运动，机械能守恒,

由机械能守恒定律得：［m2V2=m2gh，,解得：h'=Jh；

故答案为:舟h.

27、

,如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙斜面

上，其余部分竖直下垂.现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的重力

势能减少.

答案：

1o

解析:

解：取斜面的下边为。参考面，把铁链分成两个部分，下一半铁链重心下落的高度为《；上

一半铁链重心下落的高度为：!