2026-2027年陕西省人教版八年级物理第5课机械能的转化和守恒练习题

2026-2027年陕西省人教版八年级物理第5课机械能的转化和守恒练习题一、单选题（总共10题，每题2分，共20分）1.在光滑水平面上，一个质量为2kg的小球以4m/s的速度向右运动，突然受到一个水平向左的恒定力作用，力的大小为5N，作用时间为2s。在此过程中，小球的机械能变化情况是（）A.机械能增加8JB.机械能减少10JC.机械能减少8JD.机械能守恒解析：恒定力做功导致动能变化，而光滑水平面无摩擦力，重力势能不变。根据动能定理，合外力做功等于动能变化量。水平向左的力做负功，W=-Fs=-5×2=-10J，动能减少10J。由于无其他力做功，机械能减少量等于动能减少量，即机械能减少10J。选项B正确。2.一个质量为50kg的跳水运动员从离水面10m高的平台上跳下，不计空气阻力，当他下落5m时，他的动能和重力势能变化情况是（）A.动能增加，重力势能减少B.动能减少，重力势能增加C.动能增加，重力势能增加D.动能减少，重力势能减少解析：下落过程中，重力势能转化为动能。下落5m时，重力做正功，动能增加，重力势能减少。根据机械能守恒，动能增加量等于重力势能减少量。选项A正确。3.如图所示，一个质量为m的小球从高处自由下落，经过一个光滑的圆形轨道，最低点时速度为v，此时小球对轨道的压力大小为（）A.mgB.mv²/RC.mg+mv²/RD.mg-mv²/R解析：最低点时，小球受重力mg和支持力N，合力提供向心力。根据牛顿第二定律，N-mg=mv²/R，解得N=mg+mv²/R。根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为N，即mg+mv²/R。选项C正确。4.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生弹性正碰，碰撞后小球的速度大小和方向是（）A.v向右B.v/2向右C.v/2向左D.v向左解析：弹性正碰中，动量守恒和机械能守恒。设碰撞后小球速度为v₁，木块速度为v₂，则：①mv=(mv₁+2mv₂)②1/2mv²=1/2mv₁²+1/22mv₂²联立解得v₁=-v/2，v₂=v/2。小球速度大小为v/2，方向向左。选项C正确。5.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能守恒的原因是（）A.重力做功B.没有摩擦力C.只有重力做功D.动能和重力势能相互转化解析：机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。自由下落过程中，只有重力做功，动能增加量等于重力势能减少量，机械能守恒。选项C正确。6.如图所示，一个质量为m的小球从高处自由下落，经过一个粗糙的圆形轨道，最低点时速度为v，此时小球对轨道的压力大小为（）A.mgB.mv²/RC.mg+mv²/RD.mg-mf解析：最低点时，小球受重力mg、支持力N和摩擦力f，合力提供向心力。根据牛顿第二定律，N-mg-f=mv²/R，解得N=mg+mv²/R-f。根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为N，即mg+mv²/R-f。选项D正确。7.在光滑水平面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，突然受到一个水平向右的恒定力作用，力的大小为F，作用时间为t，在此过程中，小球的机械能变化情况是（）A.机械能增加1/2Ft²B.机械能增加FtC.机械能增加1/2mv²D.机械能增加F²t²/m解析：水平向右的力做正功，W=Fs=1/2Ft²，动能增加1/2Ft²，重力势能不变，机械能增加1/2Ft²。选项A正确。8.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中动能和重力势能的变化关系是（）A.动能增加，重力势能减少B.动能减少，重力势能增加C.动能增加，重力势能增加D.动能减少，重力势能减少解析：自由下落过程中，重力势能转化为动能，动能增加，重力势能减少。选项A正确。9.如图所示，一个质量为m的小球从高处自由下落，经过一个光滑的圆形轨道，最高点时速度为v，此时小球对轨道的压力大小为（）A.mgB.mv²/RC.mg-mv²/RD.mg+mv²/R解析：最高点时，小球受重力mg和支持力N，合力提供向心力。根据牛顿第二定律，mg-N=mv²/R，解得N=mg-mv²/R。根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为N，即mg-mv²/R。选项C正确。10.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生完全非弹性正碰，碰撞后系统的机械能损失量是（）A.1/2mv²B.1/3mv²C.1/4mv²D.2/3mv²解析：完全非弹性正碰中，动量守恒，机械能不守恒。设碰撞后共同速度为v'，则：①mv=(m+2m)v'解得v'=v/3。初始动能E₁=1/2mv²，最终动能E₂=1/2(m+2m)(v/3)²=5/18mv²。机械能损失量ΔE=E₁-E₂=1/2mv²-5/18mv²=4/18mv²=2/9mv²。选项中无正确答案，可能是题目设置错误。二、填空题（总共10题，每题2分，共20分）1.一个质量为2kg的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落3s时，小球的动能是______J。解析：下落3s时，小球下落高度h=1/2gt²=1/2103²=45m。动能Eₖ=1/2mv²=1/22(√(2gh))²=1/22(√(21045))²=1800J。2.一个质量为50kg的跳水运动员从离水面10m高的平台上跳下，不计空气阻力，当他下落4m时，他的重力势能减少了______J。解析：重力势能减少量ΔEₚ=mgh=50104=2000J。3.在光滑水平面上，一个质量为2kg的小球以4m/s的速度向右运动，突然受到一个水平向左的恒定力作用，力的大小为10N，作用时间为2s，在此过程中，小球的机械能减少了______J。解析：水平向左的力做负功，W=-Fs=-102=-20J，机械能减少20J。4.一个质量为2kg的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落5m时，小球的动能增加了______J。解析：动能增加量等于重力势能减少量，ΔEₖ=mgh=2105=100J。5.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生弹性正碰，碰撞后木块的速度大小是______m/s。解析：弹性正碰中，木块速度v₂=v/2。6.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能守恒是因为______。解析：下落过程中，只有重力做功。7.在光滑水平面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，突然受到一个水平向右的恒定力作用，力的大小为F，作用时间为t，在此过程中，小球的动能增加了______J。解析：水平向右的力做正功，W=Fs=1/2Ft²，动能增加1/2Ft²。8.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中动能和重力势能的总和保持______。解析：机械能守恒，动能和重力势能的总和保持不变。9.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生完全非弹性正碰，碰撞后系统的机械能损失量是初始动能的______倍。解析：机械能损失量ΔE=1/2mv²-5/18mv²=4/18mv²=2/9mv²。10.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中重力势能的变化量等于______的变化量。解析：重力势能的变化量等于动能的变化量。三、判断题（总共10题，每题2分，共20分）1.在光滑水平面上，一个质量为2kg的小球以4m/s的速度向右运动，突然受到一个水平向左的恒定力作用，力的大小为5N，作用时间为2s，在此过程中，小球的机械能守恒。（×）解析：水平向左的力做负功，机械能不守恒。2.一个质量为50kg的跳水运动员从离水面10m高的平台上跳下，不计空气阻力，当他下落5m时，他的动能等于重力势能。（×）解析：下落5m时，动能小于重力势能。3.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生弹性正碰，碰撞后小球的速度大小等于木块的速度大小。（×）解析：弹性正碰中，小球速度v₁=-v/2，木块速度v₂=v/2，速度大小不相等。4.一个质量为2kg的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中机械能守恒。（√）解析：下落过程中，只有重力做功，机械能守恒。5.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，突然受到一个水平向右的恒定力作用，力的大小为F，作用时间为t，在此过程中，小球的机械能增加。（√）解析：水平向右的力做正功，机械能增加。6.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中动能和重力势能的总和保持不变。（√）解析：机械能守恒，动能和重力势能的总和保持不变。7.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生完全非弹性正碰，碰撞后系统的机械能守恒。（×）解析：完全非弹性正碰中，机械能不守恒。8.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中重力势能转化为动能。（√）解析：自由下落过程中，重力势能转化为动能。9.在光滑水平面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，突然受到一个水平向左的恒定力作用，力的大小为F，作用时间为t，在此过程中，小球的机械能减少。（√）解析：水平向左的力做负功，机械能减少。10.一个质量为m的小球从高处自由下落，不计空气阻力，下落过程中重力势能的变化量等于动能的变化量。（√）解析：重力势能的变化量等于动能的变化量。四、简答题（总共4题，每题4分，共16分）1.简述机械能守恒的条件是什么？答：机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。当只有重力或系统内弹力做功时，动能和重力势能（或弹性势能）相互转化，但机械能的总和保持不变。2.为什么自由落体运动中机械能守恒？答：自由落体运动中，物体只受重力作用，没有其他力做功。根据机械能守恒的条件，只有重力做功，因此机械能守恒。重力势能转化为动能，动能增加量等于重力势能减少量。3.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生弹性正碰，碰撞后小球的速度大小和方向如何变化？为什么？答：弹性正碰中，动量守恒和机械能守恒。设碰撞后小球速度为v₁，木块速度为v₂，则：①mv=(mv₁+2mv₂)②1/2mv²=1/2mv₁²+1/22mv₂²联立解得v₁=-v/2，v₂=v/2。小球速度大小为v/2，方向向左。因为弹性正碰中，动能和动量都守恒，小球和木块的速度大小和方向会相互交换。4.为什么在粗糙水平面上，物体自由下滑时机械能不守恒？答：在粗糙水平面上，物体自由下滑时，除了重力外，还有摩擦力做功。摩擦力做负功，消耗机械能，将部分机械能转化为内能。因此，机械能不守恒。五、应用题（总共4题，每题6分，共24分）1.一个质量为2kg的小球从离地面高10m处自由下落，不计空气阻力，求小球落地时的速度大小。解：根据机械能守恒，初始重力势能等于最终动能：mgh=1/2mv²21010=1/22v²200=v²v=√200=10√2m/s≈14.14m/s。2.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生弹性正碰，求碰撞后小球和木块的速度大小。解：根据动量守恒和机械能守恒：①mv=mv₁+2mv₂②1/2mv²=1/2mv₁²+1/22mv₂²联立解得v₁=-v/2，v₂=v/2。小球速度大小为v/2，方向向左；木块速度大小为v/2，方向向右。3.一个质量为50kg的跳水运动员从离水面10m高的平台上跳下，不计空气阻力，求他下落5m时速度的大小。解：根据机械能守恒，初始重力势能等于5m时重力势能加上动能：mgh=mg(h-5)+1/2mv²5010=505+1/250v²500=250+25v²250=25v²v²=10v=√10m/s≈3.16m/s。4.在水平光滑桌面上，一个质量为m的小球以速度v向右运动，与一个静止的质量为2m的木块发生完全非弹性正碰，求碰撞后系统的机械能损失量。解：根据动量守恒：mv=(m+2m)v'v'=v/3初始动能E₁=1/2mv²最终动能E₂=1/2(m+2m)(v/3)²=5/18mv²机械能损失量ΔE=E₁-E₂=1/2mv²-5/18mv²=4/18mv²=2/9mv²。【标准答案及解析】一、单选题1.B2.A3.C4.C5.C6.D7.A8.A9.C10.无正确答案二、填空题1.18002.20003.204.1005.v/26.只有重力做功7.1/2Ft²8.不变9.2/910.动能三、判断题1.×2.×3.×4.√5.√6.√7.×8.√9.√10.√四、简答题1.答：机械能守恒的条件是只有重力或系统内弹力做功。当只有重力或系统内弹力做功时，动能和重力势能（或弹性势能）相互转化，但机械能的总和保持不变。2.答：自由落体运动中，物体只受重力作用，没有其他力做功。根据机械能守恒的条件，只有重力做功，因此机械能守恒。重力势能转化为动能，动能增加量等于重力势能减少量。3.答：弹性正碰中，动量守恒和机械能守恒。设碰撞后小球