高中物理人教版 (新课标)必修2第七章 机械能守恒定律8.机械能守恒定律课后作业题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修2第七章 机械能守恒定律8.机械能守恒定律课后作业题，共7页。试卷主要包含了选择题，填空题，计算题等内容，欢迎下载使用。

（时间：45分钟 满分：100分）


一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得6分，选不全的得3分，有选错或不答的得0分）


1．汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动，则（ ）


A．不断增大牵引力功率


B．不断减小牵引力功率


C．保持牵引力功率不变


D．不能判断牵引力功率如何变化


2．如图所示，质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上，同时用力F向右推斜面体，使P与斜面体保持相对静止。在前进水平位移为l的过程中，斜面体对P做功为（ ）





A． Fl B．


C．mgcs θ·l D．mgtan θ·l


3．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v－t图象如图所示。以下判断正确的是（ ）





A．前3 s内货物处于超重状态


B．最后2 s内货物只受重力作用


C．前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同


D．第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒


4．如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点。在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（ ）





A．逐渐增大 B．逐渐减小


C．先增大，后减小 D．先减小，后增大


5．如图所示，某段滑雪雪道倾角为30°，总质量为m（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为。在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（ ）





A．运动员减少的重力势能全部转化为动能


B．运动员获得的动能为


C．运动员克服摩擦力做功为


D．下滑过程中系统减少的机械能为


6．如图所示，物体与路面之间的动摩擦因数处处相同且不为零，运动中无碰撞能量损失。DO是水平面，AB是斜面，初速度为v0的物体从D点出发沿DBA滑动到顶点A时速度刚好为零。如果斜面改为AC，让该物体从D点出发沿DCA滑动到A点时速度也刚好为零，则此时物体具有的初速度v（ ）





A．大于v0 B．等于v0


C．小于v0 D．决定于斜面的倾角


7．如图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部B处安装一个压力传感器，其示数N表示该处所受压力的大小。某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑，通过B时，下列表述正确的有（ ）





A．N小于滑块重力


B．N大于滑块重力


C．N越大表明h越大[来源:]


D．N越大表明h越小


8．如图，倾角为α的斜面体放在粗糙的水平面上，质量为m的物体A与一劲度系数为k的轻弹簧相连。现用拉力F沿斜面向上拉弹簧，使物体A在光滑斜面上匀速上滑，上滑的高度为h，斜面体始终处于静止状态。在这一过程中（ ）





A．弹簧的伸长量为


B．拉力F做的功为Fhsin α[来源:Z#xx#k.Cm]


C．物体A的机械能增加mgh


D．斜面体受地面的静摩擦力大小等于零


二、填空题（共2小题，每小题10分，共20分）


9．某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的沙桶时，释放沙桶，滑块处于静止状态。





若你是小组中的一位成员，要完成该项实验。


（1）你认为还需要的实验器材有____________。


（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_________________，实验时首先要做的步骤是_______________。


（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量为M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时细沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1＜v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为______________。（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）


10．用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知m1＝50g、m2＝150g，则：（g取10m/s2，结果保留两位有效数字）





图甲





图乙


（1）在纸带上打下计数点5时的速度v＝____m/s；


（2）在打点0～5过程中系统动能的增加量ΔEk＝________J，系统势能的减少量ΔEp＝________J，由此得出的结论是__________________________；


图丙（3）若某同学作出的图象如图丙所示，则当地的实际重力加速度g＝___________m/s2。





图丙


三、计算题（共2小题，每题16分，共32分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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）


11．如图所示，光滑斜轨和光滑圆轨相连，固定在同一竖直面内，圆轨的半径为R，一个小球（可视为质点），从离水平面高h处由静止自由下滑，由斜轨进入圆轨。求：





（1）为了使小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，h应至少多高？


（2）若小球到达圆轨最高点时圆轨对小球的压力大小恰好等于它自身重力大小，那么小球开始下滑时的h是多大？


12．如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l后以速度v飞离桌面，最终落在水平地面上。已知l＝1.4 m，v＝3.0 m/s，m＝0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数μ＝0.25，桌面高h＝0.45 m。不计空气阻力，重力加速度g取10 m/s2。求：





（1）小物块落地点距飞出点的水平距离s；


（2）小物块落地时的动能Ek；


（3）小物块的初速度大小v0。


参考答案


1答案：A 解析：汽车做匀加速运动，牵引力F＝ma＋Ff不变，根据P＝Fv知，汽车的功率不断增大，A项正确。


2答案：D 解析：斜面对P的作用力垂直于斜面，其竖直分量为mg，所以水平分量为mgtan θ，做功为水平分量的力乘以水平位移。


3答案：AC 解析：由v-t图象可知，前3 s内，a＝＝2 m/s2，货物具有向上的加速度，故处于超重状态，选项A正确；最后2 s内加速度a′＝＝－3 m/s2，加速度方向向下，小于重力加速度，故吊绳拉力不为零，选项B错误；根据可知选项C正确；3～5 s内货物匀速上升，货物机械能增加，选项D错误。


4答案：A 解析：由于小球做匀速率圆周运动，小球上升的过程中竖直方向分速度逐渐增大，则 PG＝mgv竖逐渐增大，小球上升过程中只有重力和拉力做功，而动能保持不变，根据动能定理可知任意极短时间内两力做功代数和总为零，可推出两力功率大小关系PF＝PG＝mgv竖，即拉力的功率逐渐增大，选项A正确。


5答案：D 解析：运动员的加速度为，沿斜面：－Ff＝m·，，，所以A、C项错误，D项正确；Ek＝mgh－＝，B项错误。


6答案：B 解析：设斜面的倾角为θ，则滑动摩擦力对物体所做的功为Wf＝－μmg·BD－μmgcs θ·AB＝－μmg·BD－μmg·OB＝－μmg·OD。可见，Wf与θ无关，也就是说，物体从D点出发沿DBA或DCA滑动到A点，滑动摩擦力对物体所做的功相同。根据动能定理，沿DBA，有WG＋Wf＝0－；沿DCA，有WG＋Wf＝0－。解得v＝v0。


7答案：BC 解析：在B处由牛顿第二定律得：N－G＝，N＝G＋，可见N＞G，由机械能守恒定律得：，解得，h越大，滑块到达B点的速度v越大，N越大，选项B、C正确。


8答案：C 解析：拉力F是直接作用在弹簧上的，所以弹簧的伸长量为，A选项错误；拉力做的功为，B选项错误；由于物体A匀速上滑，动能不变，重力势能增加mgh，所以机械能增加mgh，C选项正确；物体A与斜面的加速度均为零，可以将物体A和斜面整体作为研究对象，受力平衡，F水平向左的分力与斜面体受地面的静摩擦力平衡，所以斜面体受地面的静摩擦力大小不为零，D选项错误。


9答案：天平、刻度尺


答案：细沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量 平衡摩擦力


答案：


解析：（1）为了测出滑块的质量和沙桶（及细沙）的总质量，需要选用天平测量。为了对纸带进行数据处理，需要选用刻度尺。


（2）由于沙桶（及细沙）的重力等于滑块受到的合外力的条件是沙桶（及细沙）的质量远小于滑块的质量，且不计摩擦阻力（利用平衡摩擦力的方法）。所以要保证细沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量。实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力。


（3）由动能定理可得。


10答案：24


答案：0. 58 0.60 在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒


答案：9.7


解析：（1）v5＝＝2.4 m/s。


（2）动能的增加量ΔEk＝（m1＋m2）v52＝0.58 J


系统势能的减少量为ΔEp＝（m2－m1）gh＝0.60 J，故在误差允许的范围内，两者相等，m1、m2组成的系统机械能守恒。


（3）由（m1＋m2）v2＝（m2－m1）gh


得，


即＝4.85 m/s2，g＝9.7 m/s2.


11答案：


答案：3R


解析：（1）小球刚好不脱离圆轨，在最高点由牛顿第二定律得：


①


小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得：


mg（h－2R）＝②


联立①②解得：


故时小球在圆轨内运动的过程中始终不脱离圆轨，高度至少为。


（2）在最高点对小球由牛顿第二定律得：


FN＋mg＝③


又有：FN＝mg④


小球由斜轨至圆轨最高点过程，由动能定理得：


mg（h－2R）＝⑤


联立③④⑤解得：h＝3R


12答案：0.90 m


答案：0.90 J


答案：4.0 m/s


解析：（1）由平抛运动规律，有[来源:ZXXK]


竖直方向


水平方向 s＝vt


得水平距离 s＝＝0.90 m。


（2）由机械能守恒定律，动能Ek＝＋mgh＝0.90 J。


（3）由动能定理，有－μmg·l＝－mv02


得初速度大小v0＝＝4.0 m/s。