2020(春)人教版物理必修第二册第8章机械能守恒定律习题包含

2020(春)人教版物理(新)必修第二册第8章机械能守恒定律习题包括答案2020(春)人教版物理(新)必修第二册第8章机械能守恒定律习题包括答案8/8蚆PAGE8羃膇膇螂肅膄2020(春)人教版物理(新)必修第二册第8章机械能守恒定律习题包括答案

2020（春）人教版物理（新）必修第二册第8章机械能守恒定律习题含答案

*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*

1、(多项选择)一滑块在水平川面上沿直线滑行，t＝0时其速度为2.0m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图4甲和乙所示．设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的

平均功率分别为P1、P2、P3，则( )

图4

A．P1>P2>P3

B．P1<P2<P3

C．0～2s内力F对滑块做功为4J

D．0～2s内摩擦力对滑块做功为4J

剖析：由速度－时间图象可知滑块在第1s内的位移为1m，第2s内的位移为1m，

第3s内的位移为2m．故第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1＝1W、P2＝3W、P3＝4W，故有P1<P2<P3，即A错误、B正确.0～2s内力F对滑块做的功为4J，C正确.0～2s内摩擦力对滑块做的功为－4J，D错误．

答案：BC

2、功率的定义式为

WP＝t，由此可知

(

)

．功率的大小由功和做功的时间共同决定

B．做的功越少，功率就越小

C．做功的时间越长，功率就越小

D．物体做功的功率越大，则物体做的功必然越多

[功率是描述做功快慢的物理量，功率大说明物体做功快，功率小说明物体做功慢．对物体做的功多，若是用的时间很长，那么功率也不用然大．做功少，功

率也不用然就小，由功和做功的时间共同决定，反之功率大，做功也不用然多．故

正确，B、C、D错误．]

3、关于重力势能，以下说法正确的选项是( )

．重力势能是地球和物体共同拥有的，而不是物体单独拥有的

B．处在同一高度的物体，拥有的重力势能相同

C．重力势能是标量，不可以能有正、负值

D．浮在海面上的小船的重力势能必然为零

[重力势能拥有系统性，重力势能是物体与地球共有的，故A正确；重力势能

等于mgh，其中h是相关于参照平面的高度，参照平面不相同，h不相同，别的质量

也不用然相同，故处在同一高度的物体，其重力势能不用然相同，选项B错误；

重力势能是标量，但有正负，负号表示物体在参照平面的下方，故C错误；零势

能面的采用是任意的，其实不用然选择海平面为零势能面，故浮在海面上的小船的

重力势能不用然为零，选项D错误．]

4、从地面竖直向上抛出一只小球，小球运动一段时间后落回地面．忽略空气阻力，

该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是( )

ABCD

[小球做竖直上抛运动时，速度v＝v0－gt，依照动能Ek＝12mv2得Ek＝12m(v0

－gt)2，故图象A正确．]5、一物体由h高处自由落下，以地面为参照平面，当物体的动能等于势能时，物体经历的时间为()A.2hB.hC.hD．以上都不对gg2g11B[设物体动能等于势能时速度为v，依照机械能守恒2mv2＋Ep＝mgh，又2mv2＝Ep，解得v＝gh，而物体做自由落体运动，v＝gt，解得t＝h，B正确．]g

6、以下列图，稳站在商店自动扶梯水平踏板上的人，随扶梯斜向上做加速运动，

则在此过程中( )

．人只碰到重力和踏板的支持力作用

B．人碰到的重力和踏板的支持力大小相等方向相反

C．支持力对人做正功

D．支持力对人做功为零

[人随扶梯向上加速运动时，受踏板支持力、静摩擦力(水平向右)和重力作用，人处于超重状态．支持力大于重力，故A、B错误；支持力与位移方向夹角小于

90°，故支持力对人做正功，C正确，D错误．]

7、质量为m的物体，沿倾角为α的圆滑斜面由静止下滑，当下滑t(s)时重力势能

减少量为()11A.2mg2t2sinαB.2mg2t21C．mg2t2D.2mg2t2sin2α1212，下D[物体下滑的加速度a＝gsin，αt(s)时物体下滑的距离x＝2at＝2gsinα·t滑的高度h＝xsin，α物体重力势能的减少量ΔEp1222＝mgh＝2mgsinα·t.故D正确．]8、将距离沙坑表面上方1m高处质量为的小球由静止释放，测得小球落入沙坑静止时距离沙坑表面的深度为

10cm.若忽略空气阻力，

g取

10m/s2，则小球

战胜沙坑的阻力所做的功为

(

)

A．

B．2J

C．

D．4J

[由动能定理得mg(h＋d)－Wf＝0，解得小球战胜沙坑的阻力所做的功为Wf

＝，故C正确，A、B、D错误．]

9、以下列图，圆滑的曲面与圆滑的水平面圆滑相连，一轻弹簧右端固定，质量为

m的小球从高度h处由静止下滑，则( )

A．小球与弹簧刚接触时，速度大小为2gh

B．小球与弹簧接触的过程中，小球机械能守恒

1C．小球压缩弹簧至最短时，弹簧的弹性势能为2mgh

D．小球在压缩弹簧的过程中，小球的加速度保持不变

[小球在曲面上下滑过程中，依照机械能守恒定律得mgh＝12mv2，得v＝2gh，

即小球与弹簧刚接触时，速度大小为2gh，故A正确．小球与弹簧接触的过程中，

弹簧的弹力对小球做负功，则小球机械能不守恒，故B错误．对整个过程，依照

系统的机械能守恒可知，小球压缩弹簧至最短时，弹簧的弹性势能为mgh，故C

错误．小球在压缩弹簧的过程中，弹簧弹力增大，则小球的加速度增大，故D错

误．]

10、以下列图，水平的传达带以速度v＝6m/s顺时针运转，两传动轮M、N之

间的距离为L＝10m，若在M轮的正上方，将一质量为m＝3kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传达带之间的动摩擦因数μ＝，在物体由

2处的过程中，传达带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10m/s)

M处传达到

N

Fμmg[剖析]物体放在传达带上后的加速度a＝m＝m＝μg＝3m/s2设一段时间后物体的速度增大到v＝6m/s，此后物体与传达带速度相同，二者之v6间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，可见滑动摩擦力的作用时间为t＝a＝3s＝2s1212在这2s内物体水平向右运动的位移为l＝2at＝2×3×2m＝6m＜L＝10m故滑动摩擦力对物体所做的功为W＝Fl＝μmgl＝×3×10×6J＝54J.[答案]54J

11、质量为3kg的物体放在高4m的平台上，g取10m/s2.求：

(1)物体相关于平台表面的重力势能是多少？

(2)物体相关于地面的重力势能是多少？

(3)物体从平台落到地面上，重力势能变化了多少？重力做的功是多少？

剖析：解法一：(1)相关于平台表面h＝0.

Ep＝mgh＝0.(2)相关于地面，物体重力势能为

Ep＝mgh＝3×10×4J＝120J.

(3)物体从平台表面下落到地面上，以平台为参照面，有Ep1＝0.

Ep2＝mgh＝3×10×(－4)J＝－120J

△Ep＝Ep2－Ep1＝－120J

重力势能减少了120J，重力做的功为

WG＝mgh＝120J

或WG＝Ep1－Ep2＝0－(－120)J＝120J.

解法二：(1)、(2)两问同上．

在第(3)问中，若取地面为零势能面．

则：Ep1＝mgh＝3×10×4J＝120J，Ep2＝0

Ep＝p2－p1＝－＝－120JEE0120JWG＝Ep1－Ep2＝120J.答案：(1)0(2)120J(3)－120J120J12、粗糙的1/4圆弧的半径为，有一质量为的物体自最高点A从静止开始下滑到圆弧最低点B.尔后沿水平眼前进到达C点停止.设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5(取g＝10m/s2)，求：

(1)物体到达B点时的速度大小；

(2)物体在圆弧轨道上战胜摩擦力所做的功．

[剖析]122B解得：vB＝2m/s.

(2)物体从A运动到B的过程，由动能定理得：

12mgR－Wf＝2mvB－0

解得：Wf＝0.5J.

[答案](1)2m/s

13、以下列图，质量为M的小车静止在圆滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆滑圆弧轨道，BC段是长为L的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B点．一质量为m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g.

(1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；

(2)若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，尔后滑入BC轨道，最后从C点滑

M出小车．已知滑块质量m＝2，在任一时辰滑块相对地面速度的水平重量是小车

速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：

①滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小x.

[剖析](1)滑块滑到B点时对小车压力最大，从A到B机械能守恒

12mgR＝2mvB①滑块在B点处，由牛顿第二定律得2vB②N－mg＝mR解得N＝3mg③由牛顿第三定律得N′＝3mg.④(2)①滑块下滑