春（新）人教物理必修機械能守恒定律練習含答案

2020春（新）人教物理必修第二冊第8章機械能守恒定律練習含答案*新教材必修第二冊第8章機械能守恒定律*1、一輛汽車從靜止開始先做勻加速直線運動，然后做勻速運動．假設汽車所受阻力恒定，下列汽車牽引力的功率P與時間t的關系圖象中，能描述上述過程的是()2、(多選)如圖所示是汽車牽引力F和車速倒數eq\f(1,v)的關系圖象，若汽車質量為2×103kg，由靜止開始沿平直公路行駛，阻力恒定，最大車速為30m/s，則以下說法正確的是()A．汽車的額定功率為6×104WB．汽車運動過程中受到的阻力為6×103NC．汽車先做勻加速運動，然后再做勻速直線運動D．汽車做勻加速運動的時間是5s3、如圖所示，在水平地面上平鋪著n塊磚，每塊磚的質量為m，厚度為h.如果工人將磚一塊一塊地疊放起來，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、關于動能定理，下列說法中正確的是()A．某過程中外力的總功等于各力做功的絕對值之和B．只要合外力對物體做功，物體的動能就一定改變C．在物體動能不改變的過程中，動能定理不適用D．動能定理只適用于受恒力作用而加速運動的過程5、(多選)神舟號載人飛船從發(fā)射至返回的過程中，以下哪些階段返回艙的機械能是守恒的()A．飛船升空的階段B．只在地球引力作用下，返回艙沿橢圓軌道繞地球運行的階段C．只在地球引力作用下，返回艙飛向地球的階段D．臨近地面時返回艙減速下降的階段6、(多選)下列說法中正確的是()A．功是矢量，正、負表示方向B．功是標量，正、負表示外力對物體做功還是物體克服外力做功C．力對物體做正功還是做負功，取決于力和位移的方向關系D．力做功總是在某過程中完成的，所以功是一個過程量7、如圖所示，某物塊分別沿三條不同的軌道由離地面高h的A點滑到同一水平面上，軌道1、2是光滑的，軌道3是粗糙的，則()A．沿軌道1滑下重力做的功多B．沿軌道2滑下重力做的功多C．沿軌道3滑下重力做的功多D．沿三條軌道滑下重力做的功一樣多8、一質量為m的滑塊，以速度v在光滑水平面上向左滑行，從某一時刻起，在滑塊上作用一向右的水平力，經過一段時間后，滑塊的速度變?yōu)椋?v(方向與原來相反)，在這段時間內，水平力所做的功為()\f(3,2)mv2 B．－eq\f(3,2)mv2\f(5,2)mv2 D．－eq\f(5,2)mv29、(多選)豎直放置的輕彈簧下連接一個小球，用手托起小球，使彈簧處于壓縮狀態(tài)，如圖所示．則迅速放手后(不計空氣阻力)()A．放手瞬間小球的加速度等于重力加速度B．小球與彈簧與地球組成的系統(tǒng)機械能守恒C．小球的機械能守恒D．小球向下運動過程中，小球動能與彈簧彈性勢能之和不斷增大10、如圖所示，小明同學用大小F＝200N的水平推力，推著質量m＝50kg的木箱沿水平地面從靜止開始運動，若木箱與地面之間的動摩擦因數μ＝.重力加速度g取10m/s2.求：(1)木箱運動加速度的大小；(2)第3s末，小明同學對木箱做功的功率；(3)若3s末后，小明同學停止推力作用，則此后運動木箱克服摩擦力所做的功是多少？11、如圖所示，有一質量為m、長為L的均勻金屬鏈條，一半長度在光滑斜面上，斜面傾角為θ，另一半長度沿豎直方向下垂在空中，當鏈條從靜止開始釋放后鏈條滑動，以斜面頂點為重力勢能零點，求：(1)開始時和鏈條剛好從右側面全部滑出斜面時重力勢能各多大？(2)此過程中重力做了多少功？12、質量為m＝50kg的滑雪運動員，以初速度v0＝4m/s從高度為h＝10m的彎曲滑道頂端A滑下，到達滑道底端B時的速度v1＝10m/s.求滑雪運動員在這段滑行過程中克服阻力做的功．(g取10m/s2)13、如圖所示，輕彈簧一端與墻相連處于自然狀態(tài)，質量為4kg的木塊沿光滑的水平面以5m/s的速度運動并開始擠壓彈簧，求：(1)彈簧的最大彈性勢能；(2)木塊被彈回速度增大到3m/s時彈簧的彈性勢能．1、解析：勻加速運動時牽引力大于阻力，F不變，v隨時間均勻增大，根據P＝Fv分析知P隨時間均勻增大，故選項A、D錯誤；當勻速時牽引力等于阻力，說明F突變小，速度不變，故功率突變小，以后保持不變，故選項B錯誤，C正確．答案：C2、AD[由圖象可知，汽車先做牽引力恒定的勻加速運動，再做額定功率恒定的變加速運動，P額＝F·v＝2×103×30W＝6×104W，A正確，C錯誤；當汽車速度最大時牽引力F＝f＝2×103N，B錯誤；汽車勻加速運動的加速度a＝eq\f(F－f,m)＝2m/s2，汽車剛達到額定功率時的速度v＝eq\f(P額,F)＝10m/s，所以汽車做勻加速運動的時間t＝eq\f(v,a)＝5s，D正確．]3、B[把n塊磚看成一個整體，其總質量是M＝nm，以地面為零勢能面，n塊磚都平放在地上時，其重心都在eq\f(h,2)高處，所以n塊磚的初始重力勢能為E1＝eq\f(nmgh,2).當n塊磚疊放在一起時，其總高度為H＝nh，其總的重心位置在eq\f(H,2)＝eq\f(nh,2)處，所以末態(tài)重力勢能為E2＝nmgeq\f(H,2)＝eq\f(n2mgh,2)，人做的功至少等于重力勢能的增量，即W＝ΔEp＝E2－E1＝eq\f(nn－1mgh,2).]4、B[公式W＝ΔEk中W為合外力做的功，也可以是各力做功的代數和，A錯，B對；動能不變，只能說明合外力的總功W＝0，動能定理仍適用，C錯；動能定理既適用于恒力做功，也可適用于變力做功，D項錯誤．]5、BC[飛船升空的階段，推力做正功，機械能增加，故A錯誤；飛船在橢圓軌道上繞地球運行的階段，只受重力作用，重力勢能和動能之和保持不變，故B正確；返回艙在大氣層外向著地球做無動力飛行階段，只有重力做功，重力勢能減小，動能增加，機械能總量守恒，故C正確；降落傘張開后，返回艙下降的階段，克服空氣阻力做功，故機械能減小，故D錯誤．]6、BCD[理解功的概念，功有正、負之分，但功是標量，A錯誤，B正確；由W＝Flcosθ可知力對物體做正功還是負功主要取決于力和位移的方向關系，C正確；力做功總是在某過程中完成的，所以功是一個過程量，D正確．]7、D[重力做功的多少只與初、末位置的高度差有關，與路徑無關，D選項正確．]8、A[由動能定理得：WF＝eq\f(1,2)m(－2v)2－eq\f(1,2)mv2＝eq\f(3,2)mv2，A正確．]9、BD[放手瞬間小球加速度大于重力加速度，A錯；整個系統(tǒng)(包括地球)的機械能守恒，B對，C錯；向下運動過程中，由于重力勢能減小，所以小球的動能與彈簧彈性勢能之和增大，D對．]10、解析：(1)分析木箱的受力情況，根據牛頓第二定律可知，F－μmg＝ma，解得a＝2m/s2.(2)3s末，木箱的速度為v.根據勻變速直線運動速度—時間公式可知，v＝at功率公式P＝Fv，聯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．根據牛頓第二定律，μmg＝ma1根據運動學公式可知v2＝2a1s聯立解得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)開始時，左邊一半鏈條重力勢能為Ep1＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)sinθ，右邊一半的重力勢能Ep2＝－eq\f(mg,2)·eq\f(L,4)；左右兩部分總的重力勢能為Ep＝Ep1＋Ep2＝－eq\f(1,8)mgL(sinθ＋1)鏈條從右側剛好全部滑出時，重力勢能為Ep′＝－eq\f(1,2)mgL(2)此過程重力勢能減少了ΔEp＝Ep－Ep′＝eq\f(1,8)mgL(3－sinθ)，故重力做的功為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]從A運動到B，運動員所受摩擦力隨之變化，所以克服摩擦力所做的功不能直接由功的公式求得，此時要根據動能定理求解．設摩擦力做的功為W，根據動能定理mgh－W＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)代入數值得：W＝2900J.[答案]2900J13、[解析](1)木塊壓縮彈簧的過程中，木塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，彈性勢能最大時，對應木塊的動能為零，故