高中物理机构讲义 必修2 第八章 机械能守恒定律 第2-3节同步练习

机械能守恒定律同步练习重力势能同步练习（答题时间：30分钟）1.如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则（）A.沿轨道1滑下重力做的功多B.沿轨道2滑下重力做的功多C.沿轨道3滑下重力做的功多D.沿三条轨道滑下重力做的功一样多2.关于重力势能，下列说法正确的是（）A.重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的B.处在同一高度的物体，具有的重力势能相同C.重力势能是标量，不可能有正、负值D.浮在海面上的小船的重力势能一定为零3.一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D。A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示。以地面C为零势能面，g取10m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是（）A.15.6J和9JB.9J和－9JC.15.6J和－9JD.15.6J和－15.6J4.如图所示，质量为60kg的某运动员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在c点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离Oa、Ob分别为0.9m和0.6m。若她在1min内做了30个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为0.4m，则她在1min内克服重力做的功和相应的功率约为（）A.430J，7W B.4300J，70WC.720J，12W D.7200J，120W5.如图所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端接连着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是（）A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.物体的机械能不变C.弹簧的弹性势能先增加后减少D.弹簧的弹性势能先减少后增加6.如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（）A. B.C.mgh D.07.在离地80m处无初速度释放一小球，小球质量为m＝200g，不计空气阻力，g取10m/s2，取最高点所在水平面为零势能参考平面。求：（1）在第2s末小球的重力势能；（2）前3s内重力所做的功及重力势能的变化。8.如图所示，质量为m的小球，用一长为l的细线悬于O点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个竖直向下的速度让小球向下运动，O点正下方D处有一钉子，小球运动到B处时会以D为圆心做圆周运动，并经过C点，若已知OD＝l，则小球由A点运动到C点的过程中，重力做功为多少？重力势能减少了多少？

重力势能同步练习参考答案1.答案：D解析：重力做功的多少只与初、末位置的高度差有关，与路径无关，D选项正确。2.答案：A解析：重力势能具有系统性，重力势能是物体与地球共有的，故A正确；重力势能等于mgh，其中h是相对于参考平面的高度，参考平面不同，h不同，另外质量也不一定相同，故处在同一高度的物体，其重力势能不一定相同，选项B错误；重力势能是标量，但有正负，负号表示物体在参考平面的下方，故C错误；零势能面的选取是任意的，并不一定选择海平面为零势能面，故浮在海面上的小船的重力势能不一定为零，选项D错误。3.答案：C解析：以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能Ep＝mgh＝0.3×10×（－3.0）J＝－9J。从A落下到D的过程中重力势能的减少量ΔEp＝mgΔh＝0.3×10×（0.7＋1.5＋3.0）J＝15.6J，故选C。4.答案：B解析：设每次俯卧撑中，运动员重心变化的高度为h，由几何关系可得，＝，即h＝0.24m。一次俯卧撑中，克服重力做功W＝mgh＝60×9.8×0.24J＝141.12J，所以1min内克服重力做的总功为W总＝NW＝4233.6J，功率P＝＝70.56W，故选B。5.答案：D解析：开始时弹簧处于压缩状态，撤去力F后，物体先向右加速运动后向右减速运动，所以物体的机械能先增大后减小，所以B错，弹簧先恢复原长后又逐渐伸长，所以弹簧的弹性势能先减少后增加，D对，A、C错。6.答案：B解析：解法一分段法。小球由A→B，重力做正功W1＝mgh小球由B→C，重力做功为0，小球由C→D，重力做负功W2＝－mg·故小球由A→D全过程中重力做功WG＝W1＋W2＝mg＝mgh，B正确。解法二全过程法。全过程，小球的高度差h1－h2＝h，故WG＝mgh。故选B。7.答案：（1）－40J（2）90J减少了90J解析：（1）在第2s末小球下落的高度为：h＝gt2＝×10×22m＝20m重力势能为：Ep＝－mgh＝－0.2×10×20J＝－40J。（2）在前3s内小球下落的高度为h′＝gt′2＝×10×32m＝45m。3s内重力做功为：WG＝mgh′＝0.2×10×45J＝90JWG>0，所以小球的重力势能减少，且减少了90J。8.答案：mglmgl解析：从A点运动到C点，小球下落的高度为h＝l，故重力做功WG＝mgh＝mgl，重力势能的变化量ΔEp＝－WG＝－mgl负号表示小球的重力势能减少了。

动能定理同步练习（答题时间：30分钟）1.关于动能的理解，下列说法正确的是（）A.一般情况下，Ek＝mv2中的v是相对于地面的速度B.动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关C.物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等、方向相反D.当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化2.如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度，木箱获得的动能一定（）A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功3.一辆汽车以v1＝6m/s的速度沿水平路面行驶时，急刹车后能滑行x1＝3.6m，如果以v2＝8m/s的速度行驶，在同样的路面上急刹车后滑行的距离x2应为（）A.6.4m B.5.6mC.7.2m D.10.8m4.如图所示，质量为0.1kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4m后以3.0m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45m，若不计空气阻力，取g＝10m/s2，则（）A.小物块的初速度是5m/sB.小物块的水平射程为1.2mC.小物块在桌面上克服摩擦力做8J的功D.小物块落地时的动能为0.9J5.甲、乙两个质量相同的物体，用相同的力F分别拉着它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s。如图4所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是（）A.力F对甲物体做功多B.力F对甲、乙两个物体做的功一样多C.甲物体获得的动能比乙小D.甲、乙两个物体获得的动能相同6.半径R＝1m的圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接，水平轨道离地面高度h＝1m，如图所示，有一质量m＝1.0kg的小滑块自圆轨道最高点A由静止开始滑下，经过水平轨道末端B时速度为4m/s，滑块最终落在地面上，g取10m/s2，试求：（1）不计空气阻力，滑块落在地面上时速度的大小；（2）滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功。

动能定理同步练习参考答案1.答案：AB解析：动能是标量，由物体的质量和速率决定，与物体的运动方向无关。动能具有相对性，无特别说明，一般指相对于地面的动能。选A、B。2.答案：A解析：由题意知，W拉－W阻＝ΔEk，则W拉>ΔEk，A项正确，B项错误；W阻与ΔEk的大小关系不确定，C、D项错误。3.答案：A解析：急刹车后，车只受摩擦力的作用，且两种情况下摩擦力的大小是相同的，汽车的末速度皆为零，故：－Fx1＝0－mv12①－Fx2＝0－mv22②②式除以①式得＝x2＝x1＝2×3.6m＝6.4m。4.答案：D解析：由－μmgx＝mv2－mv02得：v0＝7m/s，Wf＝μmgx＝2J，A、C错误。由h＝gt2，x＝vt得x＝0.9m，B项错误。由mgh＝Ek－mv2得，落地时Ek＝0.9J，D正确。5.答案：B解析：由功的公式W＝Flcosα＝Fs可知，两种情况下力F对甲、乙两个物体做的功一样多，A错误，B正确；根据动能定理，对甲有Fs