XX省大连市高中物理 第七章 机械能守恒定律 . 机械能守恒定律同步测试 新人教必修

PAGE7.8机械能守恒定律1.质量为M的开口向上的空金属盒以v0的初速度在水平地面上最多能滑行的距离为s，如果在盒内填满橡皮泥，使质量变为2M，仍以初速度v0在同一水平地面上滑行，这时它最多能滑行的距离为（）A.0.5sB.1sC.2sD.4s【答案】B【解析】【详解】根据牛顿第二定律可知加速度为，μ与质量无关，故加速度与质量无关，所以两次情况下加速度没有变化，所以位移保持s不变，故B正确，A、C、D错误；故选B。【点睛】对木块受力分析，木块所受的滑动摩擦力提供加速度，根据牛顿第二定律可知加速度为a=μg，由于加速度不变故位移也不变。2.下列与机械能守恒的说法正确的是()A.做匀速运动的物体机械能一定守恒B.做匀速运动的物体，机械能一定守恒C.做匀速圆周运动的物体，机械能一定守恒D.除重力做功外，其他力做的功之和为零，物体的机械能守恒【答案】D【解析】【详解】AB、若物体在竖直方向内做匀速直线运动，则一定有重力之外的其他力做功，故机械能不守恒，故A、B错误；C、若物体在竖直面内做匀速圆周运动，则动能保持不变，而重力势能发生变化，故机械能不守恒，故C错误；D、重力之外的其他力可以做功，但只要做功之和为零，则机械能一定守恒，故D正确；故选D。【点睛】机械能守恒是指：物体在只有重力或弹力做功的情况下，动能和势能相互转化但总量保持不变；根据定义可进行判断。3.下列关于作用力和反作用力的说法正确的（）A.一对作用力和反作用力的冲量一定等大反向B.一对作用力和反作用力做的功可能为零，为正、负C.一对作用力和反作用力做的功可能为零、为负，但不可能同为正D.一对作用力与反作用力不可能改变系统的总动量，但可能改变系统的总机械能【答案】ABD【解析】【详解】A、作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，作用时间相同，所以一对作用力和反作用力的冲量一定等大反向，故A正确；BC、作用力和反作用力是作用在两个相互作用的物体之上的，作用力和反作用力可以同时做负功，也可以同时做正功，也可以同时做功可能为零，如冰面上两个原来静止的小孩子相互推一下之后，两人同时后退，则两力做正功；而两个相对运动后撞在一起的物体，作用力和反作用力均做负功，例如物体静止在水平地面上，地面对物体的支持力和物体对地面的压力做功都为零；故B正确，C错误；D、作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，作用时间相同，一对作用力和反作用力的冲量一定等大反向，系统的总动量不变；若相互作用的两物体发生的位移不同，则作用力与反作用力做功代数和不为零，会改变系统的总机械能，故D正确；故选ABD。【点睛】作用力与反作用力的关系是大小相等，方向相反，在同一条直线上，做的功是多少还要看物体在力的方向上的位移如何；作用力与反作用力是阻力还是动力，也要看力所起的作用，可能是阻力也可能是动力。4.汽车拉着拖车在平直的公路上行驶，突然汽车与拖车脱钩而汽车的牵引力不变，汽车和拖车受到的阻力不变，则在脱钩后脱钩停止运动前的这段时间里，（）A.汽车和拖车的总动量不变，汽车的动量增大B.汽车和拖车的总动量增大，汽车的动量不变C.汽车和拖车的总机械能不变，汽车机械能增大D.汽车和拖车的总机械能增大，汽车的机械能增大【答案】AD【解析】【详解】AB、由于汽车和拖车所受外力均不变，则系统的合外力为零，系统的动量守恒定律，故汽车和拖车的总动量保持不变，汽车做加速运动，动量增大，故A正确，B错误；CD、汽车做加速运动，拖车做减速运动，汽车的位移大于拖车的位移，对系统而言，牵引力的功比克服阻力的功大，根据动能定理可知，汽车和拖车的总动能要增加，汽车的机械能增大，故C错误，D正确；故选AD。【点睛】对整体受力分析可知，合外力为零，运用动量守恒定律分析汽车和拖车的总动量的变化．脱钩后汽车和拖车运动的位移的大小不同，根据动能定理可以分析汽车和拖车的总动能的变化。5.质量为100kg的小船静止在岸边，质量为50kg的人站在船上以轻质硬杆顶岸推船，如图所示，持续5s后，船以速度0.6m/s离岸而去.则在推船过程中（）A.人对杆的推力做功27JB.人对杆的推力的平均功率为0.9WC.岸对杆的弹力没有做功D.岸对杆的弹力的平均功率为5.4W【答案】C【解析】【详解】以杆为研究对象，在5s里，即在推船过程中，由于杆没有发生位移，杆受到的一切力都没有做功，故人对杆的推力不做功，也无平均功率，同样的道理，岸对杆的弹力也没有做功，故无平均功率，故C正确，A、B、D错误；故选C。【点睛】因为功的定义是力在位移方向的分量与受力质点的位移大小的乘积．在推船过程中，分析的受力物体是杆，而杆的位移为零。6.如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，以恒定速度v0竖直向下运动.物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角α=45°过程中，绳中拉力对物体做的功为（）A.mv02B.mv02C.mv02D.mv02【答案】B【解析】试题分析：一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，以恒定速度v0竖直向下运动。将物体的运动分解为沿绳子方向的运动，以及垂直绳子方向运动即绕滑轮的转动，如图所示，由三角函数可解得：运动到绳与水平方向夹角时物体的速度，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角过程中，只有绳子拉力做功，运用动能定理得，以上两式联立解得，故选B。考点：本题考查了功的计算；运动的合成与分解。7.如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中（弹簧一直保持竖直），下列关于能的叙述正确的是（）A.弹簧的弹性势能先增大后减小B.小球的动能先增大后减小C.小球的重力势能先增大后减小D.机械能总和先增大后减小【答案】B【解析】【详解】AC、在小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中，弹簧的形变量逐渐增大，则弹性势能一直增大，因为物体一直下降，则重力势能一直减小，故A、C错误；B、开始小球重力大于弹力，向下做加速运动，然后弹力大于重力，向下做减速运动，所以小球的动能先增大后减小，故B正确；D、小球的机械能和弹簧的弹性势能之和保持不变，弹性势能一直增大，则小球的机械能一直减小，故D错误；故选B。【点睛】根据重力做功判断重力势能的变化，根据弹簧的形变量判断弹性势能的变化，根据小球的受力判断小球的速度变化，从而得出小球动能的变化；小球的机械能和弹簧的弹性势能之和保持不变，通过弹性势能的变化判断小球机械能的变化。8.如图，木板长度为L,板的B端静止放有质量为m的小物体P,物体与板的动摩擦因数为μ，开始时木板水平，若缓慢装懂一个小角度α的过程中，物体始终与板保持相对静止，则这个过程中（）A.摩擦力对P做功为B.魔擦力对P做功为C.弹力对P做功D.板对P做功【答案】D【解析】【详解】AB、摩擦力的方向与木块运动的方向垂直，则摩擦力不做功，故AB错误；C、滑块受重力、支持力和静摩擦力，重力做功为−mgLsinα，摩擦力不做功，根据动能定理，有：，故，故C错误；D、板对P做功即支持力和摩擦力做功之和，摩擦力做功为零，则板对P做的功等于弹力做的功，为mgLsinα，故D正确；故选D。【点睛】重力做功与路径无关，仅与首末位置的高度差有关，求出初末位置的高度差，即可得出重力做的功；摩擦力的方向与木块运动的方向垂直，则摩擦力不做功；根据动能定理求出板对小物体做的功。9.如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K分别与物块A、B相连，A、B的质量分别为mA、mB．开始时系统处于静止状态．现用一水平恒力F拉物块A，使物块B上升．已知当B上升距离为h时，B的速度为v．求此过程中物块A克服摩擦力所做的功．重力加速度为g．【答案】【解析】由于连结AB绳子在运动过程中未松，故AB有一样的速度大小及位移大小，对AB系统，由动能定理有：Fh－W－mBgh=(mA+mB)v2…………（5分）求得：W=Fh－mBgh－(mA+mB)v2…………（4分）视频10.“过山车”游乐场中的一种娱乐设施，它的安全性能的好坏直接影响着人们的生命安全。因此对过山车的安全检测室一个重要环节。如图，是一个模拟“过山车”的实验装置的原理示意图，光滑斜面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，圆弧轨道半径为R,一个质量为m的小车从距地面高度为h的A点由静止释放，沿斜面滑下，已知重力加速度为g。（1）当小车进入圆形轨道第一次经过B点时对轨道的压力；（2）假设小车恰能通过最高点C完成圆周运动，求小车从B点运动到C点克服摩擦阻力做的功。【答案】（1）（2）【解析】【分析】从A到B的过程中，通过动能定理可求出小车进入圆形轨道第一次经过B点的速度，从