第8节机械能守恒定律
(满分100分,45分钟完成) 班级_____姓名_________
第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题:本大题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,至少有
一个选项正确,选对的得6分,对而不全得3分。选错或不选的得0分。
1.两个质量不同的物块A和B,分别从高度相同的光滑斜面和曲面的顶点从静止开始滑向底部,如图1所示。下列说法中正确的是
A.下滑过程中重力所做的功相等 B.它们到达底部时的动能相等 C.它们到达底部时的速率相等
D.物块A在最高点时的机械能和它到达底部时的机械能相等
图1
A ( ) B 2.已知一个物体在某一运动过程中,动能由23J增加到41J,重力势能由27J减少到9J。下列说法中正确的是
( )
A.物体一定是由高处向低处运动 B.初、末状态的机械能总量相等 C.物体一定做匀加速运动 D.物体一定受到摩擦力的作用
3.如图2所示,质量为m的物体,以水平速度v0离开桌面,若以桌面为零势能面,不计空气阻力,则当它经过离地高度为h的A点时,所具有的机械能是
( )
图2
1 212C.mv0?mg(H?h) 22A.mv0?mgh 1212D.mv0
22B.mv0?mgh
4.一个人站在高出地面h处,抛出一个质量为m的物体,物体落地时的速率为v,不计空气阻力,则人对物体所做的功为
A.mgh B.
( )
1mgh 2 - 1 -
C.
12
mv2
D.
12
mv-mgh 25.质量相等的A、B两物体在同一水平线上,当A物体正对B物体水平抛出的同时,B物体开始自由下落(空气阻力不计)。如图3所示,曲线AC为A物体的运动轨迹,直线BD为B物体的运动轨迹,两轨迹相交于O点,则两物体
A.经过O点时速率相等 B.在O点相遇
C.在O点时具有的机械能一定相等 D.在O点时重力的功率一定相等
( )
A B O C
D 图3 6.如图4所示,两质量相等的小球A、B,分别用线悬在等高的O1、O2两点,且A球的悬线比
B球的长。现把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速释放,则两球在最低点(空气阻力不计,
以悬点所在平面为参考平面)
A.A球的速率大于B球的速率 B.A球的动能大于B球的动能 C.A球的机械能大于B球的机械能 D.A球的机械能等于B球的机械能
图4
O1 ( ) A O2 B 7. 某人将质量为1 kg的物体,由静止匀加速举高1m,且获得2 m/s的速度,则在这一过程中,下列说法错误的是(g=10 m/s) ..
A.物体的机械能守恒 B.合外力对物体做功2 J C.物体的机械能增加12 J D.人对物体做功为12 J
2
( )
8.质量为m的物体,从静止开始以g的加速度竖直向下加速下降h时,下列说法中正确的是
- 2 -
12 ( )
A.物体的机械能增加了B.物体的动能增加了
1mgh 21mgh 21C.物体的机械能减少了mgh
2D.物体的重力势能减少了mgh
第Ⅱ卷(非选择题,共52分)
二、填空、实验题:本大题共5小题,每小题5分,共25分。把正确答案填写在题中横线上
或按要求作答。
9.如图5所示,一轻绳跨过定滑轮悬挂质量m1=6kg、m2=2kg的两物块。开始
时,用手托住m1,使其保持静止状态。放开手后,当物块m1下落0.4m时,两物块的速度为___________m/s(g取10m/s)。
10.小球从h高处自由下落,着地时速率为v,若将它从H高处以速率v水平抛出,不计空气
阻力,落地时速率为2v,则H=_____h。
11.如图6所示,要竖直平面内固定一个光滑的四分之一圆弧槽,半径为R,
它的末端水平,上端离地高H。一个小球从上端无初速滑下,小球落地时离槽口的水平距离为___________。
12.上题中,若H一定,欲使小球落地时离槽口的水平距离最大,圆弧槽的半径为__________,
最大的水平距离为___________。
13.如图7所示,在光滑的水平桌面上,放置一条长为l的均匀的链条,
开始时链条沿桌子下垂部分的长度为a,从此位置由静止开始释放,链条刚好全部滑出桌面时的速度v=___________(设h>l)。
三、计算题:本大题共2小题,计27分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步
骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。 14.(12分)质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细
绳两端,绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的定滑轮上,斜面固定在水平地面上,开始时把物体B拉到斜面底端,这时物体A离地面的高度为0.8m,如图8所示。若摩擦力均不计,从静止开始放手让它们运动,求:
(1)物体A着地时的速度;
(2)物体A着地后物体B还能沿斜面上滑的最大距离。
- 3 -
2
m1 m2
图5 H R O 图6 a h 图7 A B 30o 图8
0.8m
15.(15分)如图9所示,质量不计的硬直杆的两端分别固定质量均为m的小球A和B,它们
可以绕光滑轴O在竖直面内自由转动。已知OA=2OB=2l,将杆从水平位置由静释放,求:
(1)在杆转动到竖直位置的过程中,杆对A球做了多少功? (2)在杆刚转到竖直位置的瞬间,杆对B球的作用力为多大?是推力还是拉力?
参考答案
一、选择题: 1.【答案】CD
【点拨】根据机械能守恒知,两物块到达底部时的速率相等,C正确;两物块质量不同,到达底部时的动能不相等,B错误;高度相同,重力做的功不相等,A错误; 物块A的机械能守恒,D正确。
- 4 -
A O B
图9
2.【答案】AB
【点拨】重力势能减少,物体一定是由高处向低处运动,A正确;初、末状态的动能与重力势能之和相等,B正确;物体的受力情况和运动情况无法确定,C、D错误。 3.【答案】D
【点拨】因不计空气阻力,仅有重力做功,故机械能守恒,选桌面为势能参考面,故物体在
22抛出时的机械能为mv0, 则在运动过程中任何位置的机械能均为mv0,选项D正确。
1
2124.【答案】D
【点拨】设物体抛出时的初速度为v0,因不计空气阻力,故机械能守恒,根据机械能守恒定
2律,有mv0?mgh?12121212=mv?mgh,选项D正确。 mv,则人对物体所做的功为W=mv02225.【答案】BD
【点拨】经过O点时A、B的竖直分速度相等,A的速率大于B的速率,A错误;A、B的竖直分运动相同,同时开始运动,必在O点相遇,B正确;A、B两物体的质量相等,在O点的动能不等,重力势能相同,机械能不等,C错误;A、B两物体的重力相同,在O点的竖直分速度相同,在O点时重力的功率一定相等,D正确。 6.【答案】ABD
【点拨】根据机械能守恒知,到达最低点的速率v?2gl,所以A球的速率大于B球的速率,A正确;两球质量相等,A球的动能大于B球的动能,B正确;两球的质量相等,初始高度相同,初动能均为零,所以两球初状态的机械能相等,两球各自的机械能均守恒,所以到达最低点时的机械能相等,C错误,D正确。 7.【答案】A
【点拨】物体举高过程中,人对物体有向上的力做功,物体的机械能增加。根据动能定理得:
111W合=mv2=2 J,即合外力对物体做功2 J;WF-mgh=mv2,WF=mgh+mv2=12 J,即人
22212
对物体做功为12 J;物体机械能增量为mgh+mv=12 J。本题答案为A。
28.【答案】BCD
【点拨】物体匀加速下降h时,速度为v=2ah,得v=gh。则物体的动能增加ΔEK==
2
12
mv2111mgh,物体的重力势能减少mgh,物体的机械能减少mgh-mv2=mgh。 222二、填空、实验题:
- 5 -
高中物理人教版必修2习题:第七章 机械能守恒定律 第8节 机械能守恒定律1 含答案
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