春（新教材）人教物理必修机械能守恒定律期末练习含答案

2020春（新教材）人教物理必修第二册第8章机械能守恒定律期末练习含答案*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*1、关于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的说法中正确的是()A.由P＝eq\f(W,t)知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B.由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率C.由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制增大D.由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比2、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶．已知发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为vm.保持发动机的功率不变，则当汽车的速度为eq\f(vm,4)时，其瞬时加速度的大小为()\f(4P,mvm) \f(3P,mvm)\f(2P,mvm) \f(P,mvm)3、(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关4、(双选)用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功－3J，拉力F做功8J，空气阻力做功－J，则下列判断正确的是()A．物体的重力势能增加了3JB．物体的重力势能减少了3JC．物体的动能增加了JD．物体的动能增加了8J5、如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上．若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦．由静止释放A物体，以地面为零势能参考面．当A的动能与其重力势能相等时，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“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是()A.选用的重物质量过大B.选用的重物质量过小C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验时操作不规范，实验数据测量不准确7、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为()图3A．300W B．400WC．500W D．700W8、一个100g的球从m的高处落到一个水平板上又弹回到m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10m/s2)()A．重力做功为JB．重力做了J的负功C．物体的重力势能一定减少JD．物体的重力势能一定增加J9、质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为()\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、(双选)内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为eq\r(2)R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙．现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示，由静止释放后()A．下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B．下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点11、（计算题）如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直线匀速前进了s的距离。(1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功；(2)外力对雪橇做的总功是多少？12、如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0＝eq\r(6gR)，从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求：(1)小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA；(2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ.13、在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50Hz交流电源。回答下列问题：(1)用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________。A.释放纸带B.接通电源C.取下纸带D.切断电源(2)如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。(3)某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________J，重锤增加的动能ΔEk＝________J(取重力加速度g＝m/s2，计算结果保留2位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。2020春（新教材）人教物理必修第二册第8章机械能守恒定律期末练习含答案*新教材必修第二册第8章机械能守恒定律*1、关于功率公式P＝eq\f(W,t)和P＝Fv的说法中正确的是()A.由P＝eq\f(W,t)知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B.由P＝Fv只能求某一时刻的瞬时功率C.由P＝Fv知，随着汽车速度的增大，它的功率也可以无限制增大D.由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比解析利用公式P＝eq\f(W,t)，知道W和t只能计算平均功率，选项A错误；当公式P＝Fv中的v为瞬时速度时，求的是瞬时功率，当v为平均速度时，求的是平均功率，选项B错误；因为汽车的速度v不能无限制增大，且受汽车发动机限制，其功率不能无限制增大，选项C错误；由P＝Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，选项D正确。答案D2、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶．已知发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为vm.保持发动机的功率不变，则当汽车的速度为eq\f(vm,4)时，其瞬时加速度的大小为()\f(4P,mvm) \f(3P,mvm)\f(2P,mvm) \f(P,mvm)【解析】汽车速度达到最大后，将匀速前进，根据功率与速度关系公式P＝Fv和共点力平衡条件F1＝f①P＝F1vm②当汽车的车速为eq\f(vm,4)时，P＝F2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(vm,4)))③根据牛顿第二定律F2－f＝ma④由①～④式，可求得a＝eq\f(3P,mvm).【答案】B3、(多选)关于弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．弹簧的弹性势能跟拉伸(或压缩)的长度有关B．弹簧的弹性势能跟弹簧的劲度系数有关C．同一弹簧，在弹性限度内，形变量越大，弹性势能越大D．弹性势能的大小跟使弹簧发生形变的物体有关【答案】ABC[由弹性势能的表达式Ep＝eq\f(1,2)kl2可知，弹性势能Ep与弹簧拉伸(或压缩)的长度有关，在弹性限度内，l越大，Ep越大，A、C选项正确．Ep的大小还与k有关，B选项正确．弹簧的弹性势能是由弹簧的劲度系数k和形变量l决定的，与使弹簧发生形变的物体无关，D选项错误．]4、(双选)用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功－3J，拉力F做功8J，空气阻力做功－J，则下列判断正确的是()A．物体的重力势能增加了3JB．物体的重力势能减少了3JC．物体的动能增加了JD．物体的动能增加了8J【答案】AC[因为重力做功－3J，所以重力势能增加3J，A对，B错；根据动能定理W合＝ΔEk，得ΔEk＝－3J＋8J－J＝J，C对，D错．]5、如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上．若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦．由静止释放A物体，以地面为零势能参考面．当A的动能与其重力势能相等时，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[设A的动能与重力势能相等时A距地面高度为h，对A、B组成的系统，由机械能守恒得：mAg(H－h)＝eq\f(1,2)mAv2＋eq\f(1,2)mBv2 ①又由题意得：mAgh＝eq\f(1,2)mAv2 ②mA＝2mB ③由①②③式解得：h＝eq\f(2,5)H，故B正确．]6、在做“验证机械能守恒定律”的实验时，发现重物减少的重力势能总是略大于重物增加的动能，造成这种现象的原因是()A.选用的重物质量过大B.选用的重物质量过小C.空气对重物的阻力和打点计时器对纸带的阻力D.实验时操作不规范，实验数据测量不准确【解析】造成题中所述误差的主要原因是来自于各方面的阻力，选项C正确。【答案】C7、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为()图3A．300W B．400WC．500W D．700W【解析】物体落地瞬间v＝gt＝30m/s，则PG＝mgv＝300W.【答案】A8、一个100g的球从m的高处落到一个水平板上又弹回到m的高处，则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g取10m/s2)()A．重力做功为JB．重力做了J的负功C．物体的重力势能一定减少JD．物体的重力势能一定增加J【答案】C[整个过程中重力做功WG＝mgΔh＝×10×J＝J，故重力势能减少J，所以选项C正确．]9、质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为()\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[由动能定理得－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、(双选)内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为eq\r(2)R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙．现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示，由静止释放后()A．下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B．下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点【答案】AD[环形凹槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能，A正确；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和，B错误；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒可知甲不可能滑到凹槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到凹槽的最低点，C错误，D正确．]11、（计算题）如图所示，雪橇在与水平方向成α角的拉力F的作用下，在水平雪面上沿直线匀速前进了s的距离。(1)试求作用在雪橇上的各个力所做的功；(2)外力对雪橇做的总功是多少？解析如图所示，雪橇受到重力G、支持力FN、拉力F和摩擦力Ff的作用。(1)由于雪橇做匀速直线运动，所以摩擦力Ff＝Fcosα，则重力做功为WG＝Gscos90°＝0，支持力做功为WFN＝FNscos90°＝0，拉力F做功为WF＝Fscosα，摩擦力做功为WFf＝Ffscos180°＝－Fscosα。(2)外力做的总功为W总＝WG＋WFN＋WF＋WFf＝0。答案(1)WG＝0WFN＝0WF＝FscosαWFf＝－Fscosα(2)012、如图所示，粗糙水平轨道AB与半径为R的光滑半圆形轨道BC相切于B点，现有质量为m的小球(可看成质点)以初速度v0＝eq\r(6gR)，从A点开始向右运动，并进入半圆形轨道，若小球恰好能到达半圆形轨道的最高点C，最终又落于水平轨道上的A处，重力加速度为g，求：(1)小球落到水平轨道上的A点时速度的大小vA；(2)水平轨道与小球间的动摩擦因数μ.[解析](1)mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，得vC＝eq\r(gR)，从C到A由动能定理得：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的距离为xAB＝vCt＝eq\r(gR)×eq\r(\f(2×2R,g))＝2R 从A出发回到A由动能定理得：－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“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50Hz交流电源。回答下列问题：(1)用打点计时器