2020春新教材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、从空中以40 m/s的初速度平抛一重为10 N的物体,物体在空中运动3 s落地,不计空气阻力,取g=10 m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为( )
A.300 W C.500 W
B.400 W D.700 W
2、如图所示,AB=3AE,AC=2AE,AD=1.5 AE,若把物体从斜面底部沿AB、AC、AD三个斜面匀速拉到顶端A时(不计摩擦),则( )
A.沿着AB用的拉力最小,做功最多 B.沿着AC用的拉力最小,做功最多 C.沿着AD用的拉力最小,做功也最少 D.沿着三个斜面用的拉力不相等,做功一样多
3、如图所示,静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上,轨道高度为H,桌面距地面高为h,物体质量为m,重力加速度为g,则以下说法正确的是( )
A.物体沿竖直轨道下滑到桌面上,重力势能减少最少 B.物体沿曲线轨道下滑到桌面上,重力势能减少最多 C.以桌面为参考平面,物体重力势能减少mgH D.以地面为参考平面,物体重力势能减少mg(H+h)
4、如图所示,小球以初速度v0从A点沿粗糙的轨道运动到高为h的B点后自动返回,其返回途中仍经过A点,则经过A点的速度大小为( )
A.v20-4gh C.v20-2gh
B.4gh-v20 D.2gh-v20
5、(多选)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2R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
6、如图甲所示,滑轮质量、摩擦均不计,质量为2 kg的物体在F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(g取10 m/s2)( )
A.物体加速度大小为2 m/s2 B.4 s末F的功率大小为42 W C.F的大小为21 N
D.4 s内F做功的平均功率为42 W
7、如图所示,一个质量为M的物体,放在水平地面上,物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧处于原长,现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离,在这一过程中,P点的位移(开始时弹簧处于原长)是H,则物体重力势能的增加量为( )
A.MgH M2g2
C.MgH-k
M2g2
B.MgH+k Mg
D.MgH-k
8、一物体做变速运动时,下列说法中正确的是 ( ) A.合外力一定对物体做功,使物体动能改变 B.物体所受合外力一定不为零
C.合外力一定对物体做功,但物体动能可能不变 D.物体的加速度可能为零
9、(多选)如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有质量分别为1 kg和2 kg的小球A和B,且两球之间用一根长L=0.3 m的轻杆相连,小球B距水平面的高度h=0.3 m.现让两球从静止开始自由下滑,最后都进入到上方开有细槽的光滑圆管中,不计球与圆管内壁碰撞时的机械能损失,g取10 m/s2.则下列说法中正确的是( )
A.从开始下滑到A进入圆管整个过程,小球A、B与地球三者组成的系统机械能守恒
B.在B球未进入水平圆管前,小球A与地球组成系统机械能守恒 C.两球最后在光滑圆管中运动的速度大小为7 m/s
D.从开始下滑到A进入圆管整个过程,轻杆对B球做功-1 J
10、一辆质量为5 t的汽车,发动机的额定功率为80 kW,汽车从静止开始以加速度a=1 m/s2做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.06倍,g取10 m/s2,求:
(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间t;
(2)汽车开始运动后第5 s末的瞬时功率; (3)汽车的最大速度v.
g
11、起重机以4的加速度将质量为m的物体沿竖直方向匀加速地提升高度h,则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少?物体克服重力做的功为多少?物体的重力势能变化了多少?
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=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、如图所示为一跳台的示意图.假设运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下,不借助其他器械,沿光滑雪道到达跳台的B点时速度多大?当他落到离B点竖直高度为10 m的雪地C点时,速度又是多大?(设这一过程中运动员没有做其他动作,忽略摩擦和空气阻力,g取10 m/s2)
参考答案 1、A
解析:物体落地瞬间v=gt=30 m/s,
则PG=mgv=300 W.
2、D [设斜面的倾角为θ,AE=h,则从斜面底部向上匀速拉物体做的功为:h
W=F·s=mg·sin θ·sin θ=mgh,所以选项D正确.]
3、C [重力做功与路径无关,物体滑到桌面上,重力做功为mgH,物体的重力势能减少mgH,A、B、D错误,C正确.]
4、B [在从A到B的过程中,重力和摩擦力都做负功,根据动能定理可得mgh1+Wf=2mv20;从B到A过程中,重力做正功,摩擦力做负功(因为是沿原路返1
回,所以两种情况摩擦力做功大小相等),根据动能定理可得mgh-Wf=2mv2,两式联立得再次经过A点的速度大小为4gh-v20,选B.]
5、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.]
6、B [由速度—时间图象可得物体加速度a=0.5 m/s2,由牛顿第二定律:2Fmg+ma
=10.5 N,4 s末F的功率P=F·2v=10.5×2×2 W=2
WFl10.5×2×4
42 W,4 s内F做功的平均功率P=t=t= W=21 W,故选项B正
4-mg=ma得F=确,A、C、D错误.]
Mg
7、C [物体离开地面时,弹簧伸长x=k,重物上升的高度h=H-x,重力势
M2g2
能增加量Ep=Mgh=MgH-k,所以正确答案为C.]
8、B [物体做变速运动,可能是物体的速度方向变化,而大小不变,如匀速圆周运动,此时物体的动能不变,并无外力对物体做功,故选项A、C均错误;物体做变速运动,一定具有加速度,物体所受合外力一定不为零,故选项B正确,选项D错误.]
9、ABC [从开始下滑到A进入圆管整个过程,除重力做功外,杆对系统做功