高中物理第八章機械能守恒定律必須掌握的典型題(帶答案)

高中物理第八章機械能守恒定律必須掌握的典型題

單選題1、一物體在運動過程中，重力做了-2J的功，合力做了4J的功，則（

）A．該物體動能減少，減少量等于4JB．該物體動能增加，增加量等于4JC．該物體重力勢能減少，減少量等于2JD．該物體重力勢能增加，增加量等于3J答案：BAB．合外力所做的功大小等于動能的變化量，合力做了4J的功，物體動能增加4J，故A錯誤，B正確；CD．重力做負功，重力勢能增大，重力做正功，重力勢能減小，所以重力勢能增加2J，故CD錯誤。故選B。2、如圖所示，重為G的物體受一向上的拉力F，向下以加速度a做勻減速運動，則（

）A．重力做正功，拉力做正功，合力做正功B．重力做正功，拉力做負功，合力做負功C．重力做負功，拉力做正功，合力做正功D．重力做正功，拉力做負功，合力做正功答案：B由于物體向下運動，位移方向向下，因此重力方向與位移方向相同，重力做正功，拉力方向與位移方向相反，拉力做負功，由于物體向下做勻減速運動，加速度方向向上，因此合力方向向上，合力方向與位移方向相反，合力做負功。故選B。3、關(guān)于機械能，以下說法正確的是（

）A．質(zhì)量大的物體，重力勢能一定大B．速度大的物體，動能一定大C．做平拋運動的物體機械能時刻在變化D．質(zhì)量和速率都相同的物體，動能一定相同答案：DA．重力勢能的大小與零勢能面的選取有關(guān)，質(zhì)量大但重力勢能不一定大，A錯誤；B．動能的大小與質(zhì)量以及速度有關(guān)，所以速度大小，動能不一定大，B錯誤；C．平拋運動過程中只受重力作用，機械能守恒，C錯誤；D．根據(jù)可知質(zhì)量和速率都相同的物體，動能一定相同，D正確。故選D。4、人造地球衛(wèi)星繞地球旋轉(zhuǎn)時，既具有動能又具有引力勢能（引力勢能實際上是衛(wèi)星與地球共有的，簡略地說此勢能是人造衛(wèi)星所具有的）。設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，取離地?zé)o限遠處為引力勢能零點，則距離地心為r，質(zhì)量為m的物體引力勢能為（G為引力常量），假設(shè)質(zhì)量為m的飛船在距地心r1的近地點速度為v1，下列說法中錯誤的是（

）A．飛船在橢圓軌道上正常運行時具有的機械能B．飛船在橢圓軌道距離地心r2時的速度大小C．地球的第一宇宙速度D．該飛船在近地點的加速度為答案：AA．由于飛船在橢圓軌道上機械能守恒，所以飛船的機械能等于在近地點的機械能，機械能為故A錯誤，符合題意；B．根據(jù)機械能守恒有解得故B正確，不符合題意；C．對地球近地衛(wèi)星，其正常運行速度即為地球的第一宇宙速度，根據(jù)向心力公式有解得故C正確，不符合題意；D．飛船在近地點時，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有解得故D正確，不符合題意。故選A。5、如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達最高點B時恰好對軌道沒有壓力。已知AP=2R，重力加速度為g，不計空氣阻力，小球可視為質(zhì)點，則小球從P到B的運動過程中（

）A．重力勢能減少2mgRB．機械能減少mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR答案：DA．從P到B的過程中，小球下降的高度為R，則重力勢能減少了ΔEp=mgR故A錯誤；BD．小球到達B點時恰好對軌道沒有壓力，則有設(shè)摩擦力對小球做的功為Wf，從P到B的過程，由動能定理可得mgR＋Wf=mvB2解得Wf=－mgR即克服摩擦力做功mgR，機械能減少mgR，故B錯誤，D正確；C．根據(jù)動能定理知W合=mvB2=mgR故C錯誤。故選D。6、如圖所示，A、B兩小球由繞過輕質(zhì)定滑輪的細線相連，A放在固定的光滑斜面上，B、C兩小球在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C球放在水平地面上，現(xiàn)用手控制住A，使細線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細線豎直、右側(cè)細線與斜面平行，已知A的質(zhì)量為4m，B、C的質(zhì)量均為m，重力加速度為g，細線與滑輪之間的摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)，釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時C恰好離開地面。下列說法正確的是（

）A．A獲得的最大速度為B．A獲得的最大速度為C．C剛離開地面時，B的加速度最大D．從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球組成的系統(tǒng)機械能守恒答案：BC．C球剛離開地面時，彈簧被拉長，對C有此時A獲得最大速度，而A、B的速度大小始終相等，故此時A、B加速度均為零（最小值），對B有對A有聯(lián)立解得則C錯誤；AB．開始時彈簧被壓縮，對B有又故當(dāng)C剛離開地面時，B上升的距離以及A沿斜面下滑的距離均為由于開始時和C剛離開地面時彈簧的彈性勢能相等，故以A、B及彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象，由機械能守恒定律得聯(lián)立解得A錯誤、B正確；D．從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B兩小球以及彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒，但A、B兩小球組成的系統(tǒng)機械能不守恒，D錯誤。故選B。7、關(guān)于功率，下列說法中正確的是（）A．根據(jù)P＝

可知，機械做功越多，其功率就越大B．根據(jù)P＝Fv可知，汽車的牽引力一定與其速度成反比C．根據(jù)P＝可知，只要知道時間t內(nèi)所做的功，就可知任意時刻的功率D．根據(jù)P＝Fv可知，發(fā)動機的功率一定時，

交通工具的牽引力與運動速度成反比答案：DA．做功越多，功率不一定大，功率大，說明做功快，故A錯誤；BD．當(dāng)功率保持不變時，牽引力與速度成反比，故B錯誤，D正確；C．知道時間t內(nèi)所做的功，就能知道這段時間內(nèi)的平均功率，故C錯誤。故選D。8、如圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與一彈性橡皮繩相連，橡皮繩的另一端固定在地面上的A點，橡皮繩豎直時處于原長h。讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中（整個過程中橡皮繩始終處于彈性限度內(nèi)）（

）A．橡皮繩的彈性勢能一直增大B．圓環(huán)的機械能先不變后增大C．橡皮繩的彈性勢能增加了mghD．橡皮繩再次到達原長時圓環(huán)動能最大答案：CA．橡皮繩開始處于原長，彈性勢能為零，圓環(huán)剛開始下滑到橡皮繩再次伸直達到原長過程中，彈性勢能始終為零，A錯誤；B．圓環(huán)在下落的過程中，橡皮繩的彈性勢能先不變后不斷增大，根據(jù)機械能守恒定律可知，圓環(huán)的機械能先不變，后減小，B錯誤；C．從圓環(huán)開始下滑到滑至最低點過程中，圓環(huán)的重力勢能轉(zhuǎn)化為橡皮繩的彈性勢能，C正確；D．橡皮繩達到原長時，圓環(huán)受合外力方向沿桿方向向下，對環(huán)做正功，動能仍增大，D錯誤。故選C。多選題9、下列說法不正確的是（）A．由，可知功率越大的機器做的功越多B．由，可知做功時間越長，功率越小C．功有正負，因此功是矢量D．功率是描述物體做功快慢的物理量答案：ABCABD．功率是描述物體做功快慢的物理量，功率的定義式為功率由機器所做的功與做功對應(yīng)時間共同決定，機器做功越多功率不一定越大，做功時間越長功率也不一定越小，AB錯誤，D正確；C．功有正負，但沒有方向，功是標量，C錯誤；本題選擇不正確選項，故選ABC。10、下列關(guān)于力對物體做功的說法不正確的是（）A．滑動摩擦力對物體做功的多少與路徑有關(guān)B．合力不做功，則物體一定做勻速直線運動C．在相同時間內(nèi)一對作用力與反作用力做功的絕對值一定相等，一正一負D．一對作用力和反作用力可以其中一個力做功，而另一個力不做功答案：BCA．滑動摩擦力做功與物體運動的路徑有關(guān)，故A正確；B．做勻速圓周運動的物體所受的合外力不做功，但物體做曲線運動，故B錯誤；CD．作用力和反作用力的作用點的位移可能同向，也可能反向，大小可以相等，也可以不等，故作用力和反作用力對發(fā)生相互作用的系統(tǒng)做功不一定相等，故相互作用力做功之和不一定為零，一對作用力和反作用力可以其中一個力做功，而另一個力不做功，如在地面上滑動的物體與地面間的摩擦力，其中摩擦力做物體做功，而對地面不做功，故C錯誤，D正確。本題選錯誤的，故選BC。11、將一質(zhì)量為2kg的物塊從距地面某高處由靜止釋放，物塊下落過程中的機械能、動能和重力勢能隨下落高度h變化的圖線如圖所示，取地面為零勢能面。重力加速度g取，下列說法正確的是（

）A．物塊的釋放點距地面的高度為10mB．直線①③分別表示物塊機械能與重力勢能的變化C．物塊下落的時間為D．物塊下落過程中重力做功的平均功率為130W答案：ADAB．物塊下落過程中，動能增加，重力勢能減小，機械能，所以圖線①表示機械能的變化，②表示重力勢能的變化，③表示動能的變化，由題圖可知物塊在運動過程中受阻力作用，物塊釋放位置處物塊質(zhì)量m＝2kg，物塊下落的高度h＝10mA正確，B錯誤；CD．物塊落地時所以根據(jù)動能定理可得所以對物塊受力分析可得解得由得物塊重力做功的平均功率為C錯誤，D正確。故選AD。小提示：求阻力時也可以由得，f＝3.1N。12、如圖所示，放在光滑水平地面上的物體B在水平拉力F的作用下向左勻速運動。B上面的物體A保持靜止，A，B都是矩形物體。則在A，B間發(fā)生相對運動的過程中，下列說法正確的是（

）A．A、B間彈力對A、B都不做功B．A，B間彈力對A不做功，對B做正功C．A，B都克服摩擦力做功D．摩擦力對A不做功，對B做負功答案：ADAB．由題意可知，A、B間存在彈力和摩擦力，由于A保持靜止，彈力的方向與B的運動方向垂直，故A、B間彈力對A、B都不做功，A項正確、B項錯誤；CD．A保持靜止，摩擦力對A不做功，B受到摩擦力與B的運動方向相反，故摩擦力對B做負功，C項錯誤、D項正確。故選AD。13、如圖甲，一足夠長的傳送帶與水平面的夾角θ＝30°，皮帶在電動機的帶動下，速率始終不變。t＝0時刻在傳送帶適當(dāng)位置放上一具有初速度的小物塊。取沿斜面向上為正方向，物塊在傳送帶上運動的速度隨時間的變化如圖乙所示。已知小物塊質(zhì)量m＝1kg，g取10m/s2，下列說法正確的是（

）A．傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，速度大小為2m/sB．傳送帶與小物塊之間的動摩擦因數(shù)μ＝C．0～t2時間因摩擦產(chǎn)生熱量為27JD．0～t2時間內(nèi)電動機多消耗的電能為28.5J答案：ABCA．從v－t圖像可知，小物塊最終隨傳送帶一起勻速運動，說明傳送帶的速度為2m/s，因為取沿斜面向上為正方向，所以傳送帶順時針轉(zhuǎn)動，故A正確；B．小物塊的加速度a＝1m/s2對物塊受力分析，可得μmgcosθ－mgsinθ＝ma解得μ＝故B正確；C．物塊運動速度減為零后，反向加速經(jīng)歷時間t＝＝2s由v－t圖像可知t2＝3s則物塊向下運動過程中與傳送帶間的相對位移為物塊向上運動過程中與傳送帶間的相對位移為所以傳送帶與物塊的總相對位移為=4.5m所以產(chǎn)生內(nèi)能為Q＝μmgcosθ·Δs＝27J故C正確；D．物塊增加的重力勢能ΔEp＝mgsinθ·

＝7.5J物塊動能的增量ΔEk＝mv2－mv02＝1.5J則傳送帶多消耗的電能W電＝Q＋ΔEp＋ΔEk＝36J故D錯誤。故選ABC。填空題14、某興趣小組在探究物體動能大小實驗時，讓一物體在恒定合外力作用下由靜止開始沿直線運動，記錄下速度、時間、位置等實驗數(shù)據(jù)，然后分別作出動能隨時間變化和動能隨位置變化的兩個圖線，但橫坐標沒有標出，請你判斷物體動能隨位置變化的圖線應(yīng)是圖___________；若圖甲中OA連線的斜率為p，圖乙中直線的斜率為q，則物體在A點所對應(yīng)的瞬時速度的大小為___________。答案：

乙

[1]由公式可得，Ek與成x正比，故圖乙是物體動能隨位置變化的圖線，則甲圖為物體動能隨時間變化的圖線；[2]在圖乙中，由公式解得即斜率則合力為F=q在圖甲中，可得聯(lián)立可得又在這個過程中恒定的合外力，做勻變速運動，故平均速度為所以聯(lián)立解得故有15、如圖所示，質(zhì)量為的物體，靜止在光滑水平面上?，F(xiàn)在給物體一個與水平方向成角斜向上、大小為的拉力，物體在拉力的作用下沿水平面運動了，則在這內(nèi)，物體運動的位移是__________，拉力所做的功是__________。答案：

24

360[1]水平方向根據(jù)牛頓第二定律Fcos60°＝ma根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律l＝at2解得l＝24m[2]

拉力所做的功W＝Flcos60°＝360J16、光滑水平面內(nèi)用一根壓縮的彈簧把一個小球彈出時，彈力對小球做了的功，則彈簧的彈性勢能_________（選填“增大”或“減少”）了_________。答案：

減少

500[1][2]

彈力對小球做了的正功，則彈簧的彈性勢能減少了500J。解答題17、如圖所示，水平傳送帶正以v=2m/s的速度運行，兩端水平距離l=8m。把一質(zhì)量m=2kg的物塊輕輕放到傳送帶的A端，物塊在傳送帶的帶動下向右運動。若物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1（不計物塊的大小，g取10m/s2），把這個物塊從A端傳送到B端的過程中，摩擦力對物塊做功的平均功率是多少?1s時摩擦力對物塊做功的功率是多少?傳送帶克服摩擦力做功的功率是多少?答案：0.8W，2W，4W物塊受向右的摩擦力為Ff=μmg=0.1×2×10N=2N加速度為當(dāng)物塊與傳送帶相對靜止時，物塊的位移為摩擦力做功為W=Ffx=2×2J=4J相對靜止后物塊與傳送帶之間無摩擦力，此后物塊勻速運動到B端，物塊由A端運動到B端所用的時間為則物塊在被傳送過程中所受摩擦力的平均功率為W=0.8W1s時，物塊的速度為v1=at1=1m/s則摩擦力對物塊做功的功率為P1=Ff