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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-date高一物理人教版必修二-第七章-机械能守恒定律单元练习题(含答案)高一物理人教版必修二-第七章-机械能守恒定律单元练习题(含答案)第七章 机械能守恒定律一、单选题 1.如图所示，物体从高h的斜面顶端A由静止滑下，到斜面底端后又沿水平面运动到C点而停止要使这个物体从C点沿原路返回到A，则在C点处物体应具有的速度大小至少是()AB 2CD2.如图所示，质量为m的苹果，从距地
2、面高度为H的树上由静止开始落下，树下有一深度为h的坑若以地面为零势能参考平面，则苹果落到坑底时的重力势能为()A mghBmgHC mg(Hh)Dmg(Hh)3.下列关于重力势能的几种理解，正确的是()A 重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B 放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C 选取地面为参考平面，从不同高度将某一物体抛出，落地时物体的重力势能不相等D 选取不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能问题的研究4.在“探究功与速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法正确的是()A 橡皮筋做的功可以直接测量B 通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对
3、小车做的功成整数倍增加C 橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D 把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍5.关于功和能，下列说法不正确的是()A 滑动摩擦力对物体可以做正功B 当作用力对物体做正功时，反作用力可以不做功C 做曲线运动的物体，由于速度不断地变化，一定有外力对物体做功D 只有重力作功的物体，在运动过程中机械能一定守恒6.如图所示，由理想电动机带动的水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带左端点上设工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v，而与传送带保持相对静止设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为，左右端点相距L，则该电动机每传送完一个
4、工件消耗的电能为()AmglBmv2Cmglmv2Dmv27.质量为m20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动.02 s内F与运动方向相反，24 s内F与运动方向相同，物体的vt图象如图所示，g取10 m/s2，则()A 拉力F的大小为100 NB 物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC 4 s内拉力所做的功为480 JD 4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J8.卫星发射上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为()A 重力做正功，重力势能减小B 重力做正功，重力势能增加C 重力做负功，重力势能减小D 重力做负功，重力势能增加9.如图是被誉为“豪小子”的华
5、裔球员林书豪在NBA赛场上投二分球时的照片现假设林书豪准备投二分球前先曲腿下蹲再竖直向上跃起，已知林书豪的质量为m，双脚离开地面时的速度为v，从开始下蹲到跃起过程中重心上升的高度为h，则下列说法正确的是()A 从地面跃起过程中，地面对他所做的功为0B 从地面跃起过程中，地面对他所做的功为mv2mghC 从下蹲到离开地面上升过程中，他的机械能守恒D 离开地面后，他在上升过程中处于超重状态，在下落过程中处于失重状态10.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP2R
6、，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()A 重力做功2mgRB 机械能减少mgRC 合外力做功mgRD 克服摩擦力做功mgR二、多选题 11.(多选)如图所示，木块A，B叠放在光滑水平面上，A，B之间不光滑，用水平力F拉B，使A，B一起沿光滑水平面加速运动，设A，B间的摩擦力为Ff，则以下说法正确的是( )AF对B做正功，对A不做功BFf对B做负功，对A做正功CFf对A不做功，对B做负功DFf对A和B组成的系统做功为012.(多选)关于能源的开发和节约，你认为以下观点正确的是()A 能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B 根据能量守恒定律，担心能源枯竭实
7、在是一种杞人忧天的表现C 能源的开发利用，必须要同时考虑对环境的影响D 和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径13.(多选)如图所示，固定在地面的斜面上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦则在各小球运动过程中，下列正确的是()A 球1的机械能守恒B 六个球落地点各不相同C 球6的水平射程最小D 球6在OA段机械能增大14.(多选)质量为m的物体置于倾角为的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为，在外力作用下斜面以加速度a向左做匀加速直线运动，如图所示，运动过程中
8、物体与斜面之间保持相对静止，则下列说法正确的是()A 斜面对物体m的支持力一定做正功B 斜面对物体m的摩擦力一定做正功C 斜面对物体m的摩擦力可能不做功D 斜面对物体m的摩擦力可能做负功15.(多选)质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是()A 物体重力做的功为mghB 物体所受阻力做功为C 物体重力势能减少了mghD 物体克服阻力所做的功为三、实验题 16.在“探究功与速度变化的关系”实验中(1)如图是甲同学的实验装置图，下列做法能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化的是()A释放小车的位置等间距的变化B橡皮筋两端固定，使橡皮
9、筋的伸长量依次加倍C橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍D增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置静止释放(2)该同学按照正确的操作在实验中得到了若干条纸带，则纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是()A一直增大且增量不变B先减小后增大C先增大后减小D先增大后均匀不变再减小(3)该实验可以有不同的设计，乙同学设计了如下实验方案：A：实验装置如图所示，一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B：保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动请回答下列问题：
10、滑块做匀速直线运动时，纸带上打出的点的分布是_；滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小_钩码的重力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)17.如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空实验步骤如下：将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s.将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.读出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间t1和t2.用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.滑块通过光电门1和光电门2时
11、，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为Ek1_和Ek2_.在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量Ep_.(重力加速度为g)如果满足关系式_，则可认为验证了机械能守恒定律四、计算题 18.如图所示，质量m1 kg 的木块静止在高h1.2 m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数0.2，用水平推力F20 N，使木块产生位移l13 m时撤去，木块又滑行l21 m后飞出平台，求木块落地时速度的大小19.某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的vt图象，已知小车在0
12、t1时间内做匀加速直线运动，t110 s时间内小车牵引力的功率保持不变，7 s末到达最大速度，在10 s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m1 kg，整个过程中小车受到的阻力Ff大小不变求：(1)小车所受阻力Ff的大小；(2)在t110 s内小车牵引力的功率P；(3)求出t1的值及小车在0t1时间内的位移20.在检测某款电动车性能的实验中，质量为8102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F图象(图中AB、BO均为直线)，假设电动车在行驶中所受的阻力恒定，求此过程中：(1)电动车的额定功率；(
13、2)电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2 m/s?五、填空题 21.一个质量为0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度的变化为_，动能的变化为_.22.质量为1 kg的物体从离地面1.5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是_J，落地时的机械能是_J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是_J，落地时的机械能是_J(g取10 m/s2)23.近年来我国建立了许多风力发电厂某台风力发电机的输出功率为P，输出电压为U，则输电线上的电流为_风轮机叶片旋转所
14、扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积某台风力发电机风轮机叶片的长度为r，设空气的密度为，气流速度为v，则在时间t内风轮机可以接受到的最大风能为_24.如图所示，在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小)，从斜面A上由静止释放小球，会发现无论角怎样变化，小球最后总能达_的位置，在物理学中，把这一事实说成是有某个量是守恒的，并且把这个量叫_25.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有()；通过计算得到的有 ()A重锤的质量B重力加速度C重锤下落的高度D与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度 答案解析1.【答案】B【解析】从AC由动能定理得mghWf0，从CA有mghWf0mv，故
15、C点速度v02.2.【答案】A【解析】以地面为零势能面，坑在地面以下，苹果落到坑中时的重力势能为mgh；故选A.3.【答案】D【解析】重力势能的大小与零势能参考平面的选取有关，一个物体重力势能的大小跟它能否对别的物体做功无必然联系4.【答案】B【解析】橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，因此不需要计算橡皮筋每次对小车做功的具体数值，故A错误；该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难故B正确；橡皮筋伸长的长度在逐渐较小，所以弹力也在逐渐减小，小车做加速度减小的加速运动，
16、在橡皮筋恢复原长后，小车受力平衡，将做匀速直线运动故C错误；橡皮筋的弹性势能与弹簧的弹性势能相似，满足关系：Epkx2，所以把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋对小车做功增加为原来的四倍，故D错误5.【答案】C【解析】6.【答案】D【解析】根据牛顿第二定律知道工件的加速度为g，所以速度达到v而与传送带保持相对静止所用时间：t工件的位移为x工件相对于传送带滑动的路程大小为xvt产生的热量Qmgxmv2由能量守恒定律知，电动机每传送完一个工件消耗的电能一部分转化为一个工件的动能，另一部分转化为内能，则E电EkQmv2mv2mv2故D正确7.【答案】B【解析】由图象可得：02 s内物体做匀减速直线运动，
17、加速度大小为：a1m/s25 m/s2，匀减速过程有FFfma1.匀加速过程加速度大小为a2m/s21 m/s2，有FFfma2，解得Ff40 N，F60 N，故A错误.物体在4 s时拉力的瞬时功率为PFv602 W120 W，故B正确.4 s内物体通过的位移为x(21022)m8 m，拉力做功为WFx480 J，故C错误.4 s内物体通过的路程为s(21022) m12 m，摩擦力做功为WfFfs4012 J480 J，故D错误.8.【答案】D【解析】卫星发射时高度逐渐上升，卫星的重力做负功，重力势能越来越大9.【答案】A【解析】从地面跃起过程中，地面对他有支持力但没有位移，所以地面对他不做
18、功，故A对，B错从下蹲到离开地面上升时，消耗体内化学能从而使他具有一定的动能，机械能增加，故C错离开地面后无论上升还是下落都处于失重状态，D错10.【答案】D【解析】重力做功与路径无关，所以WGmgR，选项A错；小球在B点时所受重力提供向心力，即mgm，所以v，从P点到B点，由动能定理知：W合mv2mgR，故选项C错；根据能量守恒知：机械能的减少量为|E|Ep|Ek|mgR，故选项B错；克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故选项D对.11.【答案】ABD【解析】A，B一起沿光滑水平面加速运动，它们的位移相等，F作用在B物体上，没有作用在A物体上，且AB向前做加速运动，在力F的方向上发生了位移，
19、由WFl可知，F对B做正功，对A不做功，故A正确；B对A的摩擦力向右，A对B的摩擦力向左，而位移水平向右，由WFLcos可知，Ff对B做负功，F对B做正功，故B正确，C错误；Ff对A做功为WAFfl，Ff对B做功为WBFfl，故Ff对AB整体做功为WWAWB0，故Ff对A和B组成的系统不做功，D正确12.【答案】ACD【解析】13.【答案】CD【解析】6个小球都在斜面上运动时，只有重力做功，整个系统的机械能守恒当有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，球2对1的作用力做功，故球1的机械能不守恒，故A错误；由于6、5、4三个球在水平轨道运动时，在斜面上的小球仍在加速，所以离开A点时，
20、球6的速度最小，水平射程最小，而最后三个球在水平轨道上运动时不再加速，3、2、1的速度相等，水平射程相同，所以六个球的落点不全相同，故B错误；由于有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，所以可知离开A点时球6的速度最小，水平射程最小，故C正确；球6在OA段运动时，斜面上的球在加速，球5对球6的作用力做正功，动能增加，机械能增加，故D正确14.【答案】ACD【解析】物体所受的支持力始终垂直斜面向上，由于位移方向水平向左，因此支持力一定做正功；摩擦力做的功有三种可能性：当加速度agtan时，物体所受的摩擦力为零，摩擦力不做功；当加速度agtan时，物体所受的摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正
21、功；当加速度agtan时，物体所受的摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功故选项A，C，D正确15.【答案】ACD【解析】因物体的加速度为g，由牛顿第二定律可知，mgFfma解得空气阻力Ffmg.重力做功WGmgh，阻力做功Wfmgh，A、D对，B错；重力做功与重力势能变化的关系WGEp，重力做正功，故重力势能减小mgh，C正确16.【答案】(1)D(2)D(3)等间距等于【解析】(1)并且橡皮筋的拉力是一个变力，根据胡克定律及功的定义得：Wxkx2，所以当释放小车的位置等间距的变化时，不能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化，故A错误；当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，故B、C错误；
22、增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放，这样保证了x不变，F呈整数倍增加，橡皮筋做功呈整数倍增加，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W，从而回避了直接求功的困难，故D正确(2)橡皮条伸长阶段，小车在橡皮条的拉力作用下加速运动，当橡皮条恢复原长后，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，后在阻力作用下做减速运动，根据运动学规律知点间距先增加后均匀，再减小，故D正确(3)根据匀速直线运动规律xvt知，确定滑块做匀速直线运动的依据是，看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的滑块做匀速直线运动时，由平衡条件得：除细绳对滑块拉力之外，滑块所受其它力的合
23、力F其它与拉力等大反向，而拉力与钩码的重力等大反向当保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，滑块所受的合外力为F其它，故滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小等于钩码的重力大小17.【答案】(Mm)()2(Mm)()2mgsEpEk2Ek1【解析】滑块通过光电门的速度v1，v2所以Ek1(Mm)v(Mm)()2Ek2(Mm)v(Mm)()2系统重力势能的减少量等于托盘和砝码重力势能的减少量Epmgs.若EpEk2Ek1，则验证了机械能守恒定律18.【答案】8m/s【解析】木块的运动分为三个阶段，先是在l1段做匀加速直线运动，然后是在l2段做匀减速直线运动，最
24、后是平抛运动对整个过程由动能定理得Fl1mg(l1l2)mghmv20，解得v8m/s.19.【答案】(1)2 N(2)12 W(3)1.5 s2.25 m【解析】(1)在10 s末撤去牵引力后，小车只在阻力Ff作用下做匀减速运动，由图象可得减速时加速度的大小为a2 m/s2则Ffma2 N(2)小车做匀速运动阶段即710 s内，设牵引力为F，则FFf由图象可知vm6 m/s；解得PFvm12 W(3)设0t1时间内的位移为x1，加速度大小为a1，则由PF1v1得F14 N，F1Ffma1得a12 m/s2，则t11.5 s，x1a1t2.25 m.20.【答案】(1)6 kW(2)1 s【解
25、析】(1)由题图可知AB段表示电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率(B点)，BC段表示车做变加速运动，达到最大速度(C点)后做匀速运动当vmax15 m/s时，F400 N，则恒定的阻力FfF400 N电动车的额定功率PFfvmax6 kW.(2)在AB段：F2 000 N由PFv得匀加速运动的末速度v3 m/s又FFfma加速度a2 m/s2由vat得t1 s.21.【答案】10 m/s0【解析】22.【答案】65655050【解析】若以地面为零势能面，物体的机械能E1mvmgh1102J1101.5 J65 J，由于只有重力做功，机械能守恒，故落地时的机械能也为65 J；若以抛出
26、点为零势能面，物体的机械能E2mv1102J50 J，由于机械能守恒，落地时的机械能也是50 J.23.【答案】【解析】某台风力发电机的输出功率为P，输出电压为U，则输电线上的电流为：I；在时间t内通过风轮机的最大空气质量为mvtr2.时间t内风轮机可以接受到的最大风能为Emv2vtr2v224.【答案】斜面B上距斜面底端竖直高度为h能量【解析】通过“小球从斜面A滚上斜面B”的多次重复性实验，看到了“小球都到达斜面B上距斜面底端竖直高度为h的同一点”的现象，分析这个现象得出“有一个量是守恒的”这一结论，从而确定这个守恒量的名字叫能量25.【答案】CD【解析】在“验证机械能守恒定律”的实验中，直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量重力加速度与实验无关通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度-