春（新教材）人教物理必修機械能守恒定律期末練習含答案

2020春（新教材）人教物理必修第二冊第8章機械能守恒定律期末練習含答案*新教材必修第二冊第8章機械能守恒定律*1、關(guān)于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的說法中正確的是()A.由P＝eq\f(W,t)知，只要知道W和t就可求出任意時刻的功率B.由P＝Fv只能求某一時刻的瞬時功率C.由P＝Fv知，隨著汽車速度的增大，它的功率也可以無限制增大D.由P＝Fv知，當汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力與速度成反比2、質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛．已知發(fā)動機的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小一定，汽車能夠達到的最大速度為vm.保持發(fā)動機的功率不變，則當汽車的速度為eq\f(vm,4)時，其瞬時加速度的大小為()\f(4P,mvm) \f(3P,mvm)\f(2P,mvm) \f(P,mvm)3、(多選)關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是()A．彈簧的彈性勢能跟拉伸(或壓縮)的長度有關(guān)B．彈簧的彈性勢能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C．同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變量越大，彈性勢能越大D．彈性勢能的大小跟使彈簧發(fā)生形變的物體有關(guān)4、(雙選)用力F拉著一個物體從空中的a點運動到b點的過程中，重力做功－3J，拉力F做功8J，空氣阻力做功－J，則下列判斷正確的是()A．物體的重力勢能增加了3JB．物體的重力勢能減少了3JC．物體的動能增加了JD．物體的動能增加了8J5、如圖所示，輕繩連接A、B兩物體，A物體懸在空中距地面H高處，B物體放在水平面上．若A物體質(zhì)量是B物體質(zhì)量的2倍，不計一切摩擦．由靜止釋放A物體，以地面為零勢能參考面．當A的動能與其重力勢能相等時，A距地面的高度是()\f(1,5)H \f(2,5)H\f(3,5)H \f(4,5)H6、在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是略大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A.選用的重物質(zhì)量過大B.選用的重物質(zhì)量過小C.空氣對重物的阻力和打點計時器對紙帶的阻力D.實驗時操作不規(guī)范，實驗數(shù)據(jù)測量不準確7、從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為()圖3A．300W B．400WC．500W D．700W8、一個100g的球從m的高處落到一個水平板上又彈回到m的高處，則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g取10m/s2)()A．重力做功為JB．重力做了J的負功C．物體的重力勢能一定減少JD．物體的重力勢能一定增加J9、質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運動，起始點A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為()\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x)\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgxC．μmgsD．μmg(s＋x)10、(雙選)內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長度為eq\r(2)R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙．現(xiàn)將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點，如圖所示，由靜止釋放后()A．下滑過程中甲球減少的機械能總是等于乙球增加的機械能B．下滑過程中甲球減少的重力勢能總是等于乙球增加的重力勢能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點D．桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的最低點11、（計算題）如圖所示，雪橇在與水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直線勻速前進了s的距離。(1)試求作用在雪橇上的各個力所做的功；(2)外力對雪橇做的總功是多少？12、如圖所示，粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點，現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球(可看成質(zhì)點)以初速度v0＝eq\r(6gR)，從A點開始向右運動，并進入半圓形軌道，若小球恰好能到達半圓形軌道的最高點C，最終又落于水平軌道上的A處，重力加速度為g，求：(1)小球落到水平軌道上的A點時速度的大小vA；(2)水平軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ.13、在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、重錘(帶夾子)、天平、毫米刻度尺、50Hz交流電源?；卮鹣铝袉栴}：(1)用打點計時器打出一條紙帶，前后要連續(xù)進行一系列的操作，下列各步驟的先后順序合理的是________。A.釋放紙帶B.接通電源C.取下紙帶D.切斷電源(2)如圖所示，釋放紙帶前的瞬間，重錘和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。(3)某同學用正確的方法獲得了一條紙帶，并以起點為計數(shù)點O，后隔一段距離，取連續(xù)點為計數(shù)點A、B、C、D、E、F，如圖所示。已知重錘的質(zhì)量為kg，則電磁打點計時器打下E點時，重錘減少的重力勢能ΔEp＝________J，重錘增加的動能ΔEk＝________J(取重力加速度g＝m/s2，計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)，重錘增加的動能ΔEk與減少的重力勢能ΔEp的大小關(guān)系為ΔEk________ΔEp(選填“大于”“小于”或“等于”)。2020春（新教材）人教物理必修第二冊第8章機械能守恒定律期末練習含答案*新教材必修第二冊第8章機械能守恒定律*1、關(guān)于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的說法中正確的是()A.由P＝eq\f(W,t)知，只要知道W和t就可求出任意時刻的功率B.由P＝Fv只能求某一時刻的瞬時功率C.由P＝Fv知，隨著汽車速度的增大，它的功率也可以無限制增大D.由P＝Fv知，當汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力與速度成反比解析利用公式P＝eq\f(W,t)，知道W和t只能計算平均功率，選項A錯誤；當公式P＝Fv中的v為瞬時速度時，求的是瞬時功率，當v為平均速度時，求的是平均功率，選項B錯誤；因為汽車的速度v不能無限制增大，且受汽車發(fā)動機限制，其功率不能無限制增大，選項C錯誤；由P＝Fv知，當汽車發(fā)動機功率一定時，牽引力與速度成反比，選項D正確。答案D2、質(zhì)量為m的汽車，啟動后沿平直路面行駛．已知發(fā)動機的功率恒為P，且行駛過程中受到的阻力大小一定，汽車能夠達到的最大速度為vm.保持發(fā)動機的功率不變，則當汽車的速度為eq\f(vm,4)時，其瞬時加速度的大小為()\f(4P,mvm) \f(3P,mvm)\f(2P,mvm) \f(P,mvm)【解析】汽車速度達到最大后，將勻速前進，根據(jù)功率與速度關(guān)系公式P＝Fv和共點力平衡條件F1＝f①P＝F1vm②當汽車的車速為eq\f(vm,4)時，P＝F2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(vm,4)))③根據(jù)牛頓第二定律F2－f＝ma④由①～④式，可求得a＝eq\f(3P,mvm).【答案】B3、(多選)關(guān)于彈簧的彈性勢能，下列說法正確的是()A．彈簧的彈性勢能跟拉伸(或壓縮)的長度有關(guān)B．彈簧的彈性勢能跟彈簧的勁度系數(shù)有關(guān)C．同一彈簧，在彈性限度內(nèi)，形變量越大，彈性勢能越大D．彈性勢能的大小跟使彈簧發(fā)生形變的物體有關(guān)【答案】ABC[由彈性勢能的表達式Ep＝eq\f(1,2)kl2可知，彈性勢能Ep與彈簧拉伸(或壓縮)的長度有關(guān)，在彈性限度內(nèi)，l越大，Ep越大，A、C選項正確．Ep的大小還與k有關(guān)，B選項正確．彈簧的彈性勢能是由彈簧的勁度系數(shù)k和形變量l決定的，與使彈簧發(fā)生形變的物體無關(guān)，D選項錯誤．]4、(雙選)用力F拉著一個物體從空中的a點運動到b點的過程中，重力做功－3J，拉力F做功8J，空氣阻力做功－J，則下列判斷正確的是()A．物體的重力勢能增加了3JB．物體的重力勢能減少了3JC．物體的動能增加了JD．物體的動能增加了8J【答案】AC[因為重力做功－3J，所以重力勢能增加3J，A對，B錯；根據(jù)動能定理W合＝ΔEk，得ΔEk＝－3J＋8J－J＝J，C對，D錯．]5、如圖所示，輕繩連接A、B兩物體，A物體懸在空中距地面H高處，B物體放在水平面上．若A物體質(zhì)量是B物體質(zhì)量的2倍，不計一切摩擦．由靜止釋放A物體，以地面為零勢能參考面．當A的動能與其重力勢能相等時，A距地面的高度是()\f(1,5)H \f(2,5)H\f(3,5)H \f(4,5)H【答案】B[設(shè)A的動能與重力勢能相等時A距地面高度為h，對A、B組成的系統(tǒng)，由機械能守恒得：mAg(H－h(huán))＝eq\f(1,2)mAv2＋eq\f(1,2)mBv2 ①又由題意得：mAgh＝eq\f(1,2)mAv2 ②mA＝2mB ③由①②③式解得：h＝eq\f(2,5)H，故B正確．]6、在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時，發(fā)現(xiàn)重物減少的重力勢能總是略大于重物增加的動能，造成這種現(xiàn)象的原因是()A.選用的重物質(zhì)量過大B.選用的重物質(zhì)量過小C.空氣對重物的阻力和打點計時器對紙帶的阻力D.實驗時操作不規(guī)范，實驗數(shù)據(jù)測量不準確【解析】造成題中所述誤差的主要原因是來自于各方面的阻力，選項C正確。【答案】C7、從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為()圖3A．300W B．400WC．500W D．700W【解析】物體落地瞬間v＝gt＝30m/s，則PG＝mgv＝300W.【答案】A8、一個100g的球從m的高處落到一個水平板上又彈回到m的高處，則整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化是(g取10m/s2)()A．重力做功為JB．重力做了J的負功C．物體的重力勢能一定減少JD．物體的重力勢能一定增加J【答案】C[整個過程中重力做功WG＝mgΔh＝×10×J＝J，故重力勢能減少J，所以選項C正確．]9、質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平面向左開始運動，起始點A與一輕彈簧O端相距s，如圖所示．已知物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為μ，物體與彈簧相碰后，彈簧的最大壓縮量為x，則從開始碰撞到彈簧被壓縮至最短，物體克服彈簧彈力所做的功為()\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x)\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmgxC．μmgsD．μmg(s＋x)【答案】A[由動能定理得－W－μmg(s＋x)＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)－μmg(s＋x)．]10、(雙選)內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長度為eq\r(2)R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙．現(xiàn)將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點，如圖所示，由靜止釋放后()A．下滑過程中甲球減少的機械能總是等于乙球增加的機械能B．下滑過程中甲球減少的重力勢能總是等于乙球增加的重力勢能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點D．桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的最低點【答案】AD[環(huán)形凹槽光滑，甲、乙組成的系統(tǒng)在運動過程中只有重力做功，故系統(tǒng)機械能守恒，下滑過程中甲減少的機械能總是等于乙增加的機械能，甲、乙系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能，A正確；甲減少的重力勢能等于乙增加的勢能與甲、乙增加的動能之和，B錯誤；由于乙的質(zhì)量較大，系統(tǒng)的重心偏向乙一端，由機械能守恒可知甲不可能滑到凹槽的最低點，桿從右向左滑回時乙一定會回到凹槽的最低點，C錯誤，D正確．]11、（計算題）如圖所示，雪橇在與水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直線勻速前進了s的距離。(1)試求作用在雪橇上的各個力所做的功；(2)外力對雪橇做的總功是多少？解析如圖所示，雪橇受到重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff的作用。(1)由于雪橇做勻速直線運動，所以摩擦力Ff＝Fcosα，則重力做功為WG＝Gscos90°＝0，支持力做功為WFN＝FNscos90°＝0，拉力F做功為WF＝Fscosα，摩擦力做功為WFf＝Ffscos180°＝－Fscosα。(2)外力做的總功為W總＝WG＋WFN＋WF＋WFf＝0。答案(1)WG＝0WFN＝0WF＝FscosαWFf＝－Fscosα(2)012、如圖所示，粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點，現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球(可看成質(zhì)點)以初速度v0＝eq\r(6gR)，從A點開始向右運動，并進入半圓形軌道，若小球恰好能到達半圓形軌道的最高點C，最終又落于水平軌道上的A處，重力加速度為g，求：(1)小球落到水平軌道上的A點時速度的大小vA；(2)水平軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ.[解析](1)mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，得vC＝eq\r(gR)，從C到A由動能定理得：mg·2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)，得vA＝eq\r(5gR).(2)AB的距離為xAB＝vCt＝eq\r(gR)×eq\r(\f(2×2R,g))＝2R 從A出發(fā)回到A由動能定理得：－μmgxAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得μ＝.[答案](1)eq\r(5gR)(2)13、在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，現(xiàn)有的器材為：帶鐵夾的鐵架臺、電磁打點計時器、紙帶、重錘(帶夾子)、天平、毫米刻度尺、50Hz交流電源?；卮鹣铝袉栴}：(1)用打點計時器