高中物理人教版 (新课标)必修28.机械能守恒定律复习练习题

热点知识

1.如何求解恒力的功、变力的功和合力的功？方法主要有哪 些？

2.一对作用力与反作用力的功一定相等吗？

3.摩擦力做功有哪些特点？一对静摩擦力和一对滑动摩擦力的功有什么区别？它们都能把机械能转化为其它形式的能吗？

4.什么是平均功率和瞬时功率，写出求解平均功率和瞬时功率的公式，并指明公式中各字母的含义.

5.如何理解动能定理？应用动能定理解题的基本思路是怎样 的？

6.下表是几个重要的功能关系，请说明各种功所对应的能量变化。

一、选择题(每小题4分，共44分)

1.用水平力F拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线 

运动，t1时刻撤去拉力F，物体做匀减速直线运动，到t2时刻停止，其速度—时间图象如图所示，且α>β，若拉力F做的功为W1，平均功率为P1；物体克服摩擦阻力Ff做的功为W2，平均功率为P2，则下列选项正确的是                                                                                                                                              (   　　)

A．W1>W2；F＝2Ff   B．W1＝W2；F >2Ff      C．P1>P2；F >2Ff    D．P1＝P2；F＝2Ff

2.如图所示，滑块A、B的质量均为m，A套在固定竖直杆上，A、B通

过转轴用长度为L的刚性轻杆连接，B放在水平面上并靠着竖直杆，A、B均静止．由于微小的扰动，B开始沿水平面向右运动．不计一切摩擦，滑块A、B视为质点．在A下滑的过程中，下列说法中正确的是(　 　)             

A．A、B组成的系统机械能守恒   B．在A落地之前轻杆对B一直做正功  C．A运动到最低点时的速度的大小为 D．当A的机械能最小时，B对水平面的压力大小为2mg

3.如图所示，足够长的传送带以恒定速率沿顺时针方向运转．现将一

个物体轻轻放在传送带底端，物体第一阶段被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段匀速运动到传送带顶端．则下列说法中正确的是 ( 　   　)

A．第一阶段和第二阶段摩擦力对物体都做正功

B．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量

C．第二阶段摩擦力对物体做的功等于第二阶段物体机械能的增加量

D．两个阶段摩擦力对物体所做的功等于物体机械能的减少量

4.如图所示，均匀带正电的圆环水平放置，AB为过圆心O的竖直轴线．一

带正电的微粒(可视为点电荷)，从圆心O正上方某处由静止释放向下运动，不计空气阻力．在运动的整个过程中，下列说法中正确的是  (　   　)

A．带电微粒的加速度可能一直增大   B．带电微粒的电势能可能一直减小

C．带电微粒的动能可能一直增大   D．带电微粒的运动轨迹可能关于O点对称

6.如图所示，有一光滑的半径可变的圆形轨道处于竖直平面内，圆心O点离地高度为H.现调节轨道半径，让一可视为质点的小球a从与O点等高的轨道最高点由静止沿轨道下落，使小球离开轨道后运动的水平位移S最大，则小球脱离轨道最低点时的速度大小应为(　　)

A.      B.     C.    D.

7.一辆质量为m的卡车在平直的公路上，以初速度v0开始加速行驶，经过一段时间t，卡

车前进的距离为s时，恰好达到最大速度vm.在这段时间内，卡车发动机的输出功率恒为P，卡车运动中受到的阻力大小恒为F，则这段时间内发动机对卡车做的功为(　  　)

A．Pt    B．Fs   C．Fvmt    D. mvm2＋Fs－mv02

8.如图所示，处于真空中的匀强电场与水平方向成15°角，AB直线与

匀强电场E垂直，在A点以大小为v0的初速度水平抛出一质量为m、电荷量为＋q的小球，经时间t，小球下落一段距离过C点(图中未画出)时速度大小仍为v0，在小球由A点运动到C点的过程中，下列说法正

确的是 (    　　)A．电场力对小球做功为零   B．小球的电势能减小

C．小球的电势能增量大于mg2t2/2   D．C可能位于AB直线的左侧

9.如图所示，一形状为抛物线的光滑曲面轨道置于竖直平面内，

轨道的下半部处在一个垂直纸面向外的磁场中，磁场的上边界是y＝a的直线(图中虚线所示)，一个小金属环从抛物线上y＝b(b>a)处以速度v沿抛物线下滑．假设抛物线足够长，且不计空气阻力，则金属环沿抛物线运动的整个过程中损失的机械能的总量ΔE为              (　　  )

A．若磁场为匀强磁场，ΔE＝mg(b－a)＋mv2     B．若磁场为匀强磁场，ΔE＝mg(b－a)

C．若磁场为非匀强磁场，ΔE＝mv2      D．若磁场为非匀强磁场，ΔE＝mgb＋mv2

10.如图所示，一粗糙的平行金属轨道平面与水平面成θ角，两

轨道上端用一电阻R相连，该装置处于匀强磁场中，磁场方向垂直轨道平面向上．质量为m的金属杆ab以初速度v0从轨道底端向上滑行，滑行到某高度h后又返回到底端．若运动过程中金属杆始终保持与导轨垂直且接触良好，轨道与金属杆的电阻均忽略不计．则下列说法正确的是                                                                                    (     　　)

A．金属杆ab上滑过程与下滑过程通过电阻R的电量一样多

B．金属杆ab上滑过程中克服重力、安培力与摩擦力所做功之和等于mv02

C．金属杆ab上滑过程与下滑过程因摩擦而产生的内能不一定相等

D．金属杆ab在整个过程中损失的机械能等于装置产生的热量

11.如图所示，空间存在水平向左的匀强电场和垂直纸面向里的水平

匀强磁场．在该区域中，有一个竖直放置的光滑绝缘圆环，环上套有一个带正电的小球．O点为圆环的圆心，a、b、c、d为圆环上的四个点，a点为最高点，c点为最低点，bd沿水平方向．已知小球所受电场力与重力大小相等．现将小球从环的顶端a点由静止释放．下列判断正确的是                                          (    　　)

A．小球能越过与O等高的d点并继续沿环向上运动  B．当小球运动到c点时，洛伦兹力最大

C．小球从a点到b点，重力势能减小，电势能增大

D．小球从b点运动到c点，电势能增大，动能先增大后减小

、

三、解答题(14题11分，15题15分，16题18分，共44分)

14. (11分)如图所示，半径R＝0.5 m的光滑半圆轨道竖直固定在

高h＝0.8 m的光滑水平台上并与平台平滑连接,平台CD长L＝1.2 m,平台上有一用水平轻质细线栓接的完全相同的物块m1和m2组成的装置Q，Q处于静止状态．装置Q中两物块之间有一处于压缩状态的轻质小弹簧(物块与弹簧不栓接)．某时刻装置Q中细线断开，待

弹簧恢复原长后，m1、m2两物块同时获得大小相等、方向相反的水平速度，m1经半圆轨道的最高点A后，落在水平地面上的M点，m2落在水平地面上的P点．已知m1＝m2＝0.2 kg，不计空气阻力，g取10 m/s2.若两物块之间弹簧被压缩时所具有的弹性势能为7.2 J，求：

(1)物块m1通过平台到达半圆轨道的最高点A时对轨道的压力；

(2)物块m1和m2相继落到水平地面时P、M两点之间的水平间距．

15.(15分)在半径R＝5 000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所

示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m＝0.2 kg的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示．求： (1)圆轨道的半径；

(2)该星球的第一宇宙速度．

16.如图所示，PABCD是固定在竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中PA

是竖直轨道，ABCD是半径为R的圆弧轨道，两轨道在A点平滑连接．B、D分别为圆轨道的最低点和最高点，B、D连线是竖直直径，A、C连线是水平直径，P、D在同一水平线上．质量为m、电荷量为＋q的小球从轨道上P点静止释放，运动过程中电荷量保持不变，重力加速度为g.

(1)小球运动到B点时，轨道对小球的作用力有多大？

(2)当小球运动到C点时，突然在整个空间中加上一个方向竖直向上的匀强电场，电场强度E＝，结果小球运动点D后水平射出，经过一段时间碰到了轨道的Q点，求Q点与P点间的距离s.

1.如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出，下列说法正确的是                            (  　　)

A．两小球落地时的速度相同   B．两小球落地时，重力的瞬时功率相同

C．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同

D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同

2如图所示，电梯质量为M，它的水平地板上放置一质量为

m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动．当上升高度为H时，电梯的速度达到v，则在这段过程中，下列说法中正确的是                                          (   　　)

A．电梯地板对物体的支持力所做的功等于mv2

B．电梯地板对物体的支持力所做的功大于mv2   C．钢索的拉力所做的功等于MgH＋Mv2

D．钢索的拉力所做的功大于MgH＋Mv2

3.如图所示，在光滑绝缘水平面上的a、b两点上固定两个带同种电荷的相同金属小球P、Q(均可视为点电荷)，P球所带的电荷量大于Q球所带的电荷量．在ab连线上的c点释放一带电小滑块M，滑块由静止开始向右运动．在滑块向右运动的过程中，下列说法正确的是         (　  　)A．滑块受到的电场力先减小后增大    B．滑块的电势能一直减小

C．滑块的动能先增大后减小   D．在ab连线上必定有一点d，使得c、d两点间的电势差Ucd＝0

4.质量为m的物体，在距地面为h的高处，以的恒定加速度由静止竖直下落

到地面，下列说法中正确的是   (　   　)A．物体的重力势能减少 B．物体的机械能减少   C．物体的动能增加                                          D．重力的平均功率为mg

5如图所示，相距为d的两平行金属板的电容为C，带电量

为Q，有一长为L的绝缘轻杆，两端各固定电荷量分别为－q和＋q的小球，不计两球的重力和两球间的库仑力．现先将杆从平行于极板的位置Ⅰ缓慢移动到垂直于极板的位置Ⅱ，再从位置Ⅱ缓慢移动到无穷远处．则               (   　　)

A．从位置Ⅰ移到位置Ⅱ的过程中，两球电势能之和减小

B．从位置Ⅰ移到位置Ⅱ的过程中，电场力做功为零

C．从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中，两球的电势能之和不变

D．从位置Ⅱ移到无穷远处的过程中，克服电场力做功

6如图所示电路，两根光滑金属导轨，平行放置在倾角

为θ的斜面上，导轨下端接有电阻R，导轨电阻不计，斜面处在竖直向上的匀强磁场中，电阻可略去不计的金属棒ab质量为m，金属棒以速度v沿导轨匀速下滑，则它在下滑高度h的过程中，以下说法中正确的是                              (  　　)

A．作用在金属棒上各力的合力做功为零    B．金属棒ab的机械能守恒

C．重力与安培力做功的代数和等于电阻R上发出的焦耳热

D．金属棒克服安培力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

7.去年冬天，我国的许多地区出现多年来少见的寒潮．某司机在冰雪覆盖的平

直公路上测试汽车的制动性能，他在车速v＝10 m/s时紧急刹车(可认为车轮不转动)，车轮在冰雪路面上划出一道长L＝50 m的刹车痕迹，g取10 m/s2.求：

(1)车轮与冰雪路面间的动摩擦因数．

(2)若该车以8 m/s的速度在同样路面上行驶，突然发现正前方停着一辆故障车．为避免两车相撞，司机至少应在距故障车多远处采取刹车措施．已知从司机发现故障车至实施刹车的反应时间Δt＝0.6 s.

8)如图所示，在绝缘水平面上，长为2L的绝缘轻质细杆的两端各连接一个质量为m的带电小球A和B，组成一个系统，球A带电荷量为＋q，球B带电荷量为－3q(A、B球可视为质点，不计两者间的库仑力)；AB系统与水平面间的动摩擦因数均为μ.水平面上的MNPQ区域存在由大平行板电容器产生的水平向右的匀强电场E，MN和PQ两极板间的距离为4L，两极板各有一个小孔；AB系统静止放在A端距PQ极板3L处．现让AB系统获得向右的初速度，当A球刚进入电场时，AB系统恰好做匀速运动．(已知重力加速度为g)

(1)匀强电场的场强多大？若电容器带电量为Q，电容器的电容是多少？

(2)若要使AB系统的A端能进入电场而又不从MN极板右侧露出，那么AB系统的初速度应满足什么条件？

(3)若要使AB系统的A端恰好不能从MN极板右侧露出，从获得初速度到停止运动，AB系统滑行的路程是多少？

答案　1.C   2.BD   3.ACD    4.B     5. AD   6.AD　  7.(1)0.1　(2)36.8 m

8.(1)　　(2)<v0<3　(3)10L

限时答案  1．BC   2．AC   3．AC　  4．C　  5．BC　  6．A　  7．ACD　8.C

9．AD　  10．ABD　11.D