春（新）人教物理必修机械能守恒定律练习含答案

2020春（新）人教物理必修第二册第8章机械能守恒定律练习含答案*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*1、一辆汽车从静止开始先做匀加速直线运动，然后做匀速运动．假设汽车所受阻力恒定，下列汽车牵引力的功率P与时间t的关系图象中，能描述上述过程的是()2、(多选)如图所示是汽车牵引力F和车速倒数eq\f(1,v)的关系图象，若汽车质量为2×103kg，由静止开始沿平直公路行驶，阻力恒定，最大车速为30m/s，则以下说法正确的是()A．汽车的额定功率为6×104WB．汽车运动过程中受到的阻力为6×103NC．汽车先做匀加速运动，然后再做匀速直线运动D．汽车做匀加速运动的时间是5s3、如图所示，在水平地面上平铺着n块砖，每块砖的质量为m，厚度为h.如果工人将砖一块一块地叠放起来，那么工人至少做功()A．n(n－1)mgh \f(1,2)n(n－1)mghC．n(n＋1)mgh \f(1,2)n(n＋1)mgh4、关于动能定理，下列说法中正确的是()A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程5、(多选)神舟号载人飞船从发射至返回的过程中，以下哪些阶段返回舱的机械能是守恒的()A．飞船升空的阶段B．只在地球引力作用下，返回舱沿椭圆轨道绕地球运行的阶段C．只在地球引力作用下，返回舱飞向地球的阶段D．临近地面时返回舱减速下降的阶段6、(多选)下列说法中正确的是()A．功是矢量，正、负表示方向B．功是标量，正、负表示外力对物体做功还是物体克服外力做功C．力对物体做正功还是做负功，取决于力和位移的方向关系D．力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量7、如图所示，某物块分别沿三条不同的轨道由离地面高h的A点滑到同一水平面上，轨道1、2是光滑的，轨道3是粗糙的，则()A．沿轨道1滑下重力做的功多B．沿轨道2滑下重力做的功多C．沿轨道3滑下重力做的功多D．沿三条轨道滑下重力做的功一样多8、一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为－2v(方向与原来相反)，在这段时间内，水平力所做的功为()\f(3,2)mv2 B．－eq\f(3,2)mv2\f(5,2)mv2 D．－eq\f(5,2)mv29、(多选)竖直放置的轻弹簧下连接一个小球，用手托起小球，使弹簧处于压缩状态，如图所示．则迅速放手后(不计空气阻力)()A．放手瞬间小球的加速度等于重力加速度B．小球与弹簧与地球组成的系统机械能守恒C．小球的机械能守恒D．小球向下运动过程中，小球动能与弹簧弹性势能之和不断增大10、如图所示，小明同学用大小F＝200N的水平推力，推着质量m＝50kg的木箱沿水平地面从静止开始运动，若木箱与地面之间的动摩擦因数μ＝.重力加速度g取10m/s2.求：(1)木箱运动加速度的大小；(2)第3s末，小明同学对木箱做功的功率；(3)若3s末后，小明同学停止推力作用，则此后运动木箱克服摩擦力所做的功是多少？11、如图所示，有一质量为m、长为L的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为θ，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面顶点为重力势能零点，求：(1)开始时和链条刚好从右侧面全部滑出斜面时重力势能各多大？(2)此过程中重力做了多少功？12、质量为m＝50kg的滑雪运动员，以初速度v0＝4m/s从高度为h＝10m的弯曲滑道顶端A滑下，到达滑道底端B时的速度v1＝10m/s.求滑雪运动员在这段滑行过程中克服阻力做的功．(g取10m/s2)13、如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg的木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：(1)弹簧的最大弹性势能；(2)木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能．1、解析：匀加速运动时牵引力大于阻力，F不变，v随时间均匀增大，根据P＝Fv分析知P随时间均匀增大，故选项A、D错误；当匀速时牵引力等于阻力，说明F突变小，速度不变，故功率突变小，以后保持不变，故选项B错误，C正确．答案：C2、AD[由图象可知，汽车先做牵引力恒定的匀加速运动，再做额定功率恒定的变加速运动，P额＝F·v＝2×103×30W＝6×104W，A正确，C错误；当汽车速度最大时牵引力F＝f＝2×103N，B错误；汽车匀加速运动的加速度a＝eq\f(F－f,m)＝2m/s2，汽车刚达到额定功率时的速度v＝eq\f(P额,F)＝10m/s，所以汽车做匀加速运动的时间t＝eq\f(v,a)＝5s，D正确．]3、B[把n块砖看成一个整体，其总质量是M＝nm，以地面为零势能面，n块砖都平放在地上时，其重心都在eq\f(h,2)高处，所以n块砖的初始重力势能为E1＝eq\f(nmgh,2).当n块砖叠放在一起时，其总高度为H＝nh，其总的重心位置在eq\f(H,2)＝eq\f(nh,2)处，所以末态重力势能为E2＝nmgeq\f(H,2)＝eq\f(n2mgh,2)，人做的功至少等于重力势能的增量，即W＝ΔEp＝E2－E1＝eq\f(nn－1mgh,2).]4、B[公式W＝ΔEk中W为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A错，B对；动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，C错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D项错误．]5、BC[飞船升空的阶段，推力做正功，机械能增加，故A错误；飞船在椭圆轨道上绕地球运行的阶段，只受重力作用，重力势能和动能之和保持不变，故B正确；返回舱在大气层外向着地球做无动力飞行阶段，只有重力做功，重力势能减小，动能增加，机械能总量守恒，故C正确；降落伞张开后，返回舱下降的阶段，克服空气阻力做功，故机械能减小，故D错误．]6、BCD[理解功的概念，功有正、负之分，但功是标量，A错误，B正确；由W＝Flcosθ可知力对物体做正功还是负功主要取决于力和位移的方向关系，C正确；力做功总是在某过程中完成的，所以功是一个过程量，D正确．]7、D[重力做功的多少只与初、末位置的高度差有关，与路径无关，D选项正确．]8、A[由动能定理得：WF＝eq\f(1,2)m(－2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，A正确．]9、BD[放手瞬间小球加速度大于重力加速度，A错；整个系统(包括地球)的机械能守恒，B对，C错；向下运动过程中，由于重力势能减小，所以小球的动能与弹簧弹性势能之和增大，D对．]10、解析：(1)分析木箱的受力情况，根据牛顿第二定律可知，F－μmg＝ma，解得a＝2m/s2.(2)3s末，木箱的速度为v.根据匀变速直线运动速度—时间公式可知，v＝at功率公式P＝Fv，联立解得小明做功的功率P＝1200W.(3)撤去力后，木箱受到摩擦力作用．根据牛顿第二定律，μmg＝ma1根据运动学公式可知v2＝2a1s联立解得s＝9m.木箱克服摩擦力做功W＝μmgs＝900J.答案：(1)2m/s2(2)1200W(3)900J11、[解析](1)开始时，左边一半链条重力势能为Ep1＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)sinθ，右边一半的重力势能Ep2＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)；左右两部分总的重力势能为Ep＝Ep1＋Ep2＝－eq\f(1,8)mgL(sinθ＋1)链条从右侧刚好全部滑出时，重力势能为Ep′＝－eq\f(1,2)mgL(2)此过程重力势能减少了ΔEp＝Ep－Ep′＝eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)，故重力做的功为WG＝eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)[答案](1)－eq\f(1,8)mgL(1＋sinθ)－eq\f(1,2)mgL(2)eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)12、[解析]从A运动到B，运动员所受摩擦力随之变化，所以克服摩擦力所做的功不能直接由功的公式求得，此时要根据动能定理求解．设摩擦力做的功为W，根据动能定理mgh－W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)代入数值得：W＝2900J.[答案]2900J13、[解析](1)木块压缩弹簧的过程中，木块和弹簧组成的系统机械能守恒，弹性势能最大时，对应木块的动能为零，故