高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点(带答案)

高中物理必修二第八章机械能守恒定律知识点汇总

单选题

1、如图所示，质量为勿的物体置于倾角为J的斜面上，物体与斜面间的动摩擦因数为凡在外力作用下，斜面

以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动，运动中物体与斜面体始终相对静止。则下列说法中正确的是（）

A.物体所受支持力一定做正功B.物体所受摩擦力一定做正功

C.物体所受摩擦力一定不做功D.物体所受摩擦力一定做负功

答案：A

A.由功的定义式

W=Flcos3

可知，物体所受支持力方向垂直斜面向上，与位移方向的夹角小于90。，支持力一定做正功，故A正确；

BCD.摩擦力的方向不确定，当摩擦力耳沿斜面向上，摩擦力做负功；当摩擦力耳沿斜面向下，摩擦力做正功；

当摩擦力不存在，不做功，故RCD错误。

故选A。

2、如图所示，用锤头击打弹簧片，小球A做平抛运动，小球B做自由落体运动。若A、B两球质量相等，且

A球做平抛运动的初动能是B球落地瞬间动能的3倍，不计空气阻力。则A球落地瞬间的速度方向与竖直方

向的角度为（）

\\\弋&\\\\\\\7\\

A.30°B.45℃.60°D.120°

答案：C

设B落地的速度为匕则有

17

%=5mu/

设A做平抛运动的初速度为孙，则有

11

%=5m访=3%=3x-mv^

解得

v0=y[3v

因A在竖直方向的运动是自由落体运动，故A落地时竖直方向的速度也为匕设A球落地瞬间的速度方向与

竖直方向的角度为，则有

tanJ=-^=V3

解得

0=60°

故选C。

3、如图所示，跳水运动员从跳板上以一定的速度斜向上跳起，最后以一定的速度进入水中，若不计阻力，则

该运动员在下降的过程中（）

A.重力势能减小,动能增加，机械能不变

B.重力势能减小,动能增加，机械能减小

C.重力势能增加,动能增加，机械能增加

D.重力势能减小，动能增加，机械能增加

答案：A

不计空气阻力，运动员下降过程中机械能守恒，重力势能减小，动能增加，机械能不变。

故选A。

4、如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方

向上通过劲度系数为A的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上，现用手控制住A,使细线刚刚拉直但无拉力作

用，并保证滑轮左侧细线竖直、右物细线与斜面平行，已知A的质量为4他B、C的质量均为低重力加速度

为g细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C

恰好离开地面。下列说法正确的是（）

A.A获得的最大速度为g店

B.A获得的最大速度为2g悟

c.C刚离开地面时，B的加速度最大

D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒

答案：B

C.C球刚离开地面时，弹簧被拉长，对C有

kxc=mg

此时A获得最大速度，而A、B的速度大小始终相等，故此时A、B加速度均为零（最小值），对B有

T-mg-kxc=0

对A有

4mgsina-7=0

联立解得

sinrr=0.S

则

a=30°

C错误；

AB.开始时弹簧被压缩，对B有

kxQ=mg

又

kxc=mg

故当C刚离开地面时，B上升的距离以及A沿斜面下滑的距离均为

h=XC+XQ

由于开始时和C刚离开地面时弹簧的弹性势能相等，故以A、B及弹簧组成的系统为研究对象，由机械能守

恒定律得

2

4mg-hsina-mgh=:(4m4-m)vm

联立解得

Vm=2g假

A错误、B正确；

D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球以及弹簧构成的系统机械能守恒，但A、B两小球组成

的系统机械能不守恒，D错误。

故选B。

5、“飞流直下三千尺，疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。瀑布中的水从高处落下的过

程中()

A.重力势能增加

B.重力势能不变

C.重力对水做的功等于水重力势能的改变量

D.重力对水做的功小于水重力势能的改变量

答案：c

水从高处落下，重力做正功，重力势能减少。根据重力势能与重力做功的关系可知，重力对水做的功等于水

重力势能的改变量。

故选Cc

小提示：理解重力做功的计算方法，重力势能的变化量只跟重力做功有关。

6、如图，一位质量为力的滑雪运动员从高力的斜坡加速下滑。如果运动员在下滑过程中受到的阻力年斜坡

倾角则下列说法正确的是（）

A.阻力做功为叫二斤4B.重力做功为生=mgh

sine/

C.阻力做功为%=FfhD.人所受外力的总功为零

答案：B

AC,阻力做功为

h

W=-F—

ffsin。

故AC错误；

B.重力做功为

WG=mgh

故B正确；

D.人加速下滑，动能增加，则根据动能定理可知，人所受外力的总功不为零，故D错误。

故选B。

7、如图甲所示，质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带，其位移与时间的变化关系

如图乙所示。图线的0~3s段为抛物线，3~4.5s段为直线，（，尸3s时七二3m）（34.5s时上=0）下列说法

正确的是（）

图甲图乙

A.传送带沿逆时针方向转动

B.传送带速度大小为lm/s

C.物块刚滑上传送带时的速度大小为2m/s

D.0-4.5S内摩擦力对物块所做的功为-3J

答案：D

AB.根据位移时间图象的斜率表示速度，可知：前2s物体向左匀减速运动，第3s内向右匀加速运动。3-4.5S

内木£图象为一次函数，说明小物块已与传送带保持相对静止，即与传送带一起向右匀速运动，因此传送带

沿顺时针方向转动，且速度为

△%3

V=A7=4J^3m/S=2m/S

故AB错误；

C.由图象可知，在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动，则

12

x=5at

其中

mlm

t-ls

解得

=2m/s2

根据牛顿第二定律

fimg=ma

解得

〃=0.2

在0-2s内，对物块有

理一诺=-2ax

解得物块的初速度为

v0=4m/s

故C错误；

D.对物块在0〜4.5s内，根据动能定理

191_

监=--THVQ

乙乙

解得摩擦力对物块所做的功为

%=-3J

故D正确。

故选D。

8、如图所示，工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上，C平台离地面的

高度一定。运输机的皮带以一定的速度P顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在力处，货物随皮带到达平

台。货物在皮带上相对滑动时，会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为〃。满足

可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力，则（）

A.传送带对货物做的功等于物体动能的增加量

B.传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功

C.因传送物体，电动机需多做的功等于货物机械能的增加量

D.货物质量加越大，皮带上摩擦产生的热越多

答案：D

A.物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，传送带对货物做的功等于物体动

能的噌加量与重力势能的增加量的和。A错误；

B,物体放在皮带上先做匀加速运动，当速度达到皮带的速度时做匀速运动，而传送带一直做匀速运动，所以

物体位移的绝对值与小于传送带的位移%2,传送带对物体做功大小为

物体对传送带做功大小为

%=/r2

即勿2＞匕，B错误；

C.在传送物体的过程中，电动机做的功转化为物体的动能、重力势能与系统产生的内能，所以电动机需多做

的功大于货物机械能的增加量，C错误；

D.反带上摩擦产生的热为

V2

（?=/•△%=fimgcosO­—

2a

当倾角8和速度/一定时，物体做匀加速运动时，根据牛顿第二定律可得

l^mgcosO—mgsinO=?na

解得物体的加速度为

a=ngcosO-gsind

加速度不变，货物质量加越大，皮带上摩擦产生的热越多，D正确。

故选D。

多选题

9、如图所示，踢铤子是一项深受大众喜爱的健身运动项目。在某次踢键子的过程中，链子离开脚后，恰好沿

竖直方向向上运动，管子在运动过程中受到的空气阻力不可，留监,诞子在上升至最高点的过程中，下列说法

正确的是（）

A.脚对毯子一直做正功

B.链子的机械能减少

C.犍子的重力势能一直增加

D.空气阻力对键子做正功

答案：BC

A.犍子离开脚以后，脚对建子不做功，选项A错误；

B.脚接触犍子向上运动时，键子的机械能增加，隹子离开脚以后，有阻力做功，则键子的机械能减小，选项

B正确；

C.理子从最低点上升到最高点的过程中，重力势能一直增加，选项C正确；

D.空气阻力对键子做负功，选项D错误。

故选BCo

10、重10N的滑块在倾角为30。的光滑斜面上，从々点由静止下滑，到6点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧

到。点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知劭=0.7m,be=0.5m,那么在整个过程中（）

A.滑块动能的最大值是6J

B.弹簧弹性势能的最大值是6J

C.从。到〃弹簧的弹力对滑块做的功是6J

D.整个过程滑块与弹簧组成的系统机械能守恒

答案：BCD

D.以滑块和弹簧组成的系统为研究对象，在滑块的整个运动过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能之间

的相互转化，系统机械能守恒，故D正确；

B.根据题意可知，滑块从a到c重力势能减少了

AEp=mgRh=mg(ab+bc)sin30°=6J

全部转化为弹簧的弹性势能，即弹簧弹性势能的最大值是6J,故B正确；

A.根据题意，以c点所在水平面为参考平面，则系统的机械能为6J,滑块动能最大时，弹簧处于压缩状态，

则滑决动能的最大值小于6J,故A绪误；

C.根据题意可知，从c到b弹簧恢复原长，弹簧的弹力对滑块做功，将6J的弹性势能全部转化为滑块的机械

能，故C正确。

故选BCDo

11、下列对能量守恒定律的认识正确的是()

A.某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加

B.某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加

C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——第一类永动机是不可能制成的

D.石子从空中落下，最后停止在地面上，说明机械能消失了

答案：ABC

A.不同形式的能量间的转化过程中能量是守恒的，即某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，

A正瑜；

B.能量在不同的物体间发生转移过程中能量是守恒的，即某个物体的能量减少，必然有其他物体的能量增加,

B正确；

C.第一类永动机是不可能制成的，它违背了能量守恒定律，C正确；

D.石子从空中落下的过程中，机械能在变化，比如受空气阻力作用使机械能减少，最后停止在地面上时机械

能并没有消失，而是转化成其他形式的能，能量守恒定律表明能量既不能创生，也不能消失，D错误；

故选ABCo

12、如图所示质量为〃的凹槽B静置在粗糙的水平地面上内壁为半球形，半径为凡质量为初、半径足

的光滑球体A静止于凹槽底部。现对球体A施加一始终沿凹槽切面的外力凡使A缓慢移动至凹槽内壁最高

点，在A缓慢移动的过程中凹槽B始终保持静止状态。重力加速度为0下列说法正确的是（）

////////////////////////////

A.球体A上升:的高度时，对凹槽内壁的压力大小为平

B.球体A上升:的高度时，外力产的大小为粤

43

C.在球体A缓慢移动的过程中，凹槽对A的弹力不做功

D.在球体A缓慢移动的过程中，凹槽对地面的摩擦力逐渐变大

答案：BC

AB.设球体A上升J的高度时所受支持力与竖直方向夹角为&由几何关系可知

4

2

C0S6=---------n—=T

I3

凹槽对球体的支持力为

2

N=mgcosO=-mg

由牛顿第三定律可知球体对凹槽的压力大小为|mg

外力厂的大小为

正mg

F=mgsind=---

°

A错误，B正确；

C.由于凹槽对A的弹力始终垂直于A的运动方向，弹力不做功，C正确；

D.对A、B整体，由平衡条件知，地面对凹槽的摩擦力总等于外力少的水平分力，即

1

片=FcosG=mgs\n3cosB=-rngs\n23

/1

可知该摩擦力随。的增大先增大后减小，D错误。

故选BCO

13、完全相同的两辆汽车，都拖着完全相同的拖车，以相同的速度在平直公路上以速度/匀速齐头并进，汽

车与拖车的质量均为纵某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后，甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保

持原来的功率继续前进，经过一段时间后甲车的速度变为2匕乙车的速度变为L5匕若路面对汽车的阻力恒

为车重的。1倍，取钉10m/s；则此时()

A.甲、乙两车在这段时间内的位移之比为4:3

B.甲车的功率增大到原来的4倍

C.甲、乙两车在这段时间内克服阻力做功之比为12：11

D.甲、乙两车在这段时间内牵引力做功之比为3：2

答案：CD

A.汽车拖着拖车时做匀速运动，受牵引力

拖车脱离后，对甲车，因为保持牵引力不变，有

F-0.1mg=mci,2v+a，

联立解得

a=lm/s2,t-v(s)

甲车在这段时间内的位移

13

Xi=vt+-atz2=-vz2z(m)x

对乙车，因为保持功率不变，由动能定理

2

Pt—0.1mgx2=^TH(1.5V)-

解得

^2=­v2(m)

故有

12

j^=n

故A错误；

B.根据

P=Fv

可知甲车的功率与速度成正比，即甲车的功率增大到原来的2倍,故B错误；

C.汽车克服阻力做功为

W=fx

故

匕_/_12

瓶二石二五

故C正确；

D.吏引力做功之比

W；_Fxj_3

=2

故D正确。

故选CD。

填空题

14、某同学在原地进行单手运球训练中发现，让篮球从静止开始下落并自由弹起，弹起的最大高度比原来低

20cm0为了让篮球每次都能弹回原来的高度，当球回到最高点时，向下拍打一次球，每分钟拍打100次，篮

球质量为0.6kg。取重力加速度行10m/s、不计空气阻力和拍球瞬间的能量损失，则该同学每次拍打篮球需

做功为J,拍打篮球的平均功率为Wo

答案：1.22

⑴该同学每一次拍打小球做的功最终转化为小球的重力势能，则有

W=mgAh=0.6x10x20x10~2J=1.2J

[2]每分钟做的功

W总=nW=100x1.2J=120J

该同学拍打小球的平均功率

120

P=—~60~W=2W

15、如图，消防员用高压水枪喷出的强力水柱冲击着火物，喷水口横截面积为S,水柱以速度『射出。假设

水流进入水枪的速度忽略不计，水的密度为小£时间内喷出水柱的体积为水枪对水做功的功率为

答案：Svt嘤

寸间内喷出水柱的体积为

V=Svt

[2]ZE寸间内喷出水柱的质量为

m=pSvt

由动能定理，水枪对水做功为

卬=:.=桨

22

所以平均功率为

—WpSv3

~~~2

16、功率是_________（填“矢”或“标”）量。在国际单位制中，功率的单位是_______（填写中文全称）

符号是Wc

答案：标瓦特

口］［2］功率是表示做功快慢的物理量，是标量，在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号是W。

解答题

17、某同学参照过山车情境设计了如图所示的模型。光滑的竖直圆轨道半径R=2m,入口的平直轨道〃■和

出口的平直轨道口均是粗糙的，质量为m=2%的小滑块与水平轨道之间的动摩擦因数均为〃=0.5,滑块从

力点由静止开始受到水平拉力少=6(^的作用，在6点时撤去拉力，/加段的长度为，=5m,不计空气阻力。

(g=10m/s2)

(1)若滑块恰好通过圆轨道的最高点，则滑块沿着出口的平直轨道必能滑行多远的距离；

(2)要使滑块能进入圆轨道运动且不脱离轨道，求平直轨道回段的长度范围。

答案:(1)10m；(2)［0,15m］或［21m,25m］

(1)滑块恰好通过最高点，说明此时只有重力提供向心力，则有

mg=m~R

解得

v=yfgR=2Vsm/s

滑块从。点到最高点过程，由机械能守恒定律可得

1,1

mg-2R+-mvz=-mv^9

解得