高中物理沪科技版（2020）必修第二册第五节 机械能守恒定律精品单元测试课后作业题

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一、单选题
1．重庆由于其良好的生态环境和有利的地理位置，是鸟类的好居处。如图所示，质量为m的鸽子，沿着与水平方向成角、斜向右上方的方向以大小为v的速度匀速飞行，重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．鸽子处于失重状态B．空气对鸽子的作用力大于
C．空气对鸽子的作用力的功率为D．鸽子克服自身的重力的功率为
2．如图所示，用轻绳拴一物体，以加速度a向下做加速运动。关于物体受力的做功情况，下列说法正确的是（ ）
A．重力做正功，拉力做正功，合外力做正功
B．重力做正功，拉力做负功，合外力做负功
C．重力做正功，拉力做负功，合外力做正功
D．重力做负功，拉力做负功，合外力做负功
3．如图所示，电梯质量为M，在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竖直向上加速运动，当电梯的速度由增加到时，上升高度为H，则在这个过程中，下列说法或表达式正确的是（ ）
A．对物体，动能定理的表达式为，其中为支持力的功
B．对物体，动能定理的表达式为，其中为合力的功
C．对物体，动能定理的表达式为
D．对电梯，其所受合力做功为
4．一辆车在水半路面上由静止启动，在前5s内做匀加速线运动，5s末达到额定功率，之后保持额定功率运动，其v-t图象如图所示，已知汽车的质量为m=2×103kg，汽车受到地面的用力为车重的0.1倍，g取10m/s2，则（ ）
A．汽车在前5s内的牵引力为6×103N
B．汽车在前5s内的牵引力为4×103N
C．汽车的额定功率为50kW
D．汽车的最大速度为20m/s
5．质量为的物体在水平面上沿直线运动，受阻力大小恒定。经某点开始沿运动方向的水平拉力F与运动距离x的关系如图所示，物体做匀速直线运动。下列对图示过程的说法正确的是（ ）
A．在处物体加速度大小为
B．物体克服阻力做功为
C．拉力对物体做功为
D．合力对物体做功为
6．把A、B两相同小球在离地面同一高度处以相同大小的初速度分别沿水平方向和竖直方向抛出，不计空气阻力，如图所示，则下列说法正确的是（ ）
A．两小球落地时速度相同
B．两小球落地时，重力的瞬时功率不相同
C．从开始运动至落地，重力对两小球做的功不同
D．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率
二、多选题
7．如图所示，固定在竖直平面内的内径很小的细管由长度均为L的两段构成，段为内径粗糙的水平直管，P端内侧粘有弹性挡板，段光滑且固定在倾角为的斜面上，两段细管在M点通过极短的光滑圆管顺滑连接。一轻质细绳左侧连接一质量为的滑块A，绕过轻质滑轮和挡板小孔，与处于N处质量为m的滑块B相连。在外力控制下，两滑块开始均静止，滑块与段的动摩擦因数为0.5，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，两滑块均可视为质点，重力加速度为g，不计轻绳与滑轮间的摩擦。由静止同时释放两滑块后，关于两滑块的运动，下列说法正确的是（ ）
A．滑块B第一次运动到M点时，滑块A的速度大小为
B．滑块B第一次运动到M点时，滑块A的速度大小为
C．滑块B最终将停在M点
D．整个运动过程中，滑块B在水平段运动的总路程为
8．下列说法不正确的是（ ）
A．由，可知功率越大的机器做的功越多
B．由，可知做功时间越长，功率越小
C．功有正负，因此功是矢量
D．功率是描述物体做功快慢的物理量
9．如图甲所示，质量为m的物体放在水平面上，给物体以水平向左的初速度v0=6m/s，同时在物体上施加一水平向右的F=4N的外力，从该时刻开始计时，外力作用一段时间后撤走，经过一段时间物体停止运动，图乙为整个过程中物体的速度随时间的变化规律，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．m=2kgB．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
C．物体运动的总时间为3sD．拉力做的功为-8J
10．质量为m的滑块沿着高为h，长为L的固定粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程中，下列说法中正确的是（ ）
A．重力对滑块所做的功等于B．滑块克服阻力所做的功等于
C．合外力对滑块所做的功等于D．支持力对滑块所做的功为零
三、填空题
11．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，他克服阻力做功100J。在此过程中，韩晓鹏的动能增加了__________J，重力势能减小了__________J。
12．物体自由下落过程中，速度由0增加到5m/s和由5m/s增加到10m/s的两段时间内，重力做功的平均功率之比为___________；质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶，如果发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车速度能够达到的最大值为v，那么当汽车的车速为时，汽车的瞬时加速度的大小为____________。
13．韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900J，同时他克服阻力做功100J，则韩晓鹏的重力势能减小了________J，动能增加了________J。
14．某汽车的质量为kg，额定功率为60kW，它在水平公路上行驶时所受阻力大小恒为N。汽车从静止开始做加速度为2m/s2的匀加速直线运动，它能维持这一过程的时间为_________s；随后汽车又以额定功率运动了一段距离后达到了最大速度，可判断出此过程中它的加速度在逐渐减小，理由是_________________________。
15．如图，一质量为m小球系于细绳的一端，细绳的另端悬于O点，绳长为L现将小球拉至细绳水平的位置，并由静止释放，则摆动到细绳与水平方向的夹角θ=___________时，小球的动能等于势能，此时重力做功的功率为___________。（以小球摆动的最低点为零势能点）
16．如图所示，将小球甲、乙（都可视为质点）分别从A、B两点由静止同时释放，甲、乙两物体的质量之比为2∶1，最后都到达竖直面内圆弧的最低点D，其中甲是从圆心A开始做自由落体运动，乙沿光滑弦轨道从与圆心等高的B到达D，当甲运动到D点前瞬间，甲、乙的速度大小之比为________，机械能之比为_______（以D点所在平面为零势能面）
17．一物体在一个水平拉力作用下在粗糙水平面上沿水平方向运动的v—t图像如图甲所示，水平拉力的P—t图像如图乙所示，g = 10m/s2，图中各量的单位均为国际制单位。若此水平拉力在6s内对物体所做的功相当于一个恒定力F′沿物体位移方向所做的功，则F′ = ___________，物体与水平面间的动摩擦因数为___________。
18．质量为的物体从高处自由下落，重力在前内的平均功率为______W，重力在第末的即时功率为______W。（）
四、实验题
19．如图甲所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律。
（1）实验中需要测量重物由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h，某同学对实验得到的纸带设计了以下四种测量方案，这些方案中合理的是_____。
A用刻度尺测出重物下落的高度h，由打点间隔数算出下落时间t，通过v=gt计算出瞬时速度v
B．用刻度尺测出重物下落的高度h，并通过计算出瞬时速度v
C．根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v，并通过计算得出高度h
D．用刻度尺测出重物下落的高度h，根据做匀变速直线运动时，纸带上某点的瞬时速度等于这点前后相邻两点间的平均速度，测算出瞬时速度v
（2）安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出一条符合要求的纸带，如图丙所示，图丙中O点为打点起始点，且速度为零。选取纸带上打出的连续点A、B、C、……、G作为计数点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3。已知重物质量为m，重力加速度为g，打点计时程打点周期为T，为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从打下O点到打下F点的过程中，重物重力势能的减少量△Ep=___________，动能的增加量△Ek=___________（用题中所给字母表示）。
（3）实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是( )
A．该误差属于偶然误差
B．该误差属于系统误差
C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差
D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差
（4）某同学想用下述方法研究机械能是否守恒，在纸带上选取多个计数点，测量它们到起始点O的距离h，计算对应计数点的重物速度v，描绘v2-h图像，并做如下判断：若图像是一条过原点的直线，则重物下落过程中机械能守恒，请你分析论证该同学的判断是否正确___________。
五、解答题
20．2022年2月8日，我国选手谷爱凌在第24届冬季奥林匹克运动会女子自由式滑雪大跳台比赛中获得冠军．参赛滑道简图如图所示，为同一竖直平面内的滑雪比赛滑道，运动员从a点自静止出发，沿滑道滑至d点飞出，然后做出空翻、抓板等动作．其中段和段的倾角均为，段长，水平段长，坡高．设滑板与滑道之间的动摩擦因数为，不考虑转弯b和c处的能量损失，运动员连同滑板整体可视为质点，其总质量．忽略空气阻力，g取．
（1）运动员从a到b所用的时间；
（2）运动员到达c点时的速度大小；
21．质量是、额定功率为的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为。若汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为，运动中的阻力不变。求：
（1）汽车所受阻力的大小。
（2）末汽车的瞬时功率。
（3）汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。
22．如图所示，皮带的速度是，两圆心距离，现将的小物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数，皮带不打滑，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，（g取）求：
（1）小物体获得的动能；
（2）这一过程摩擦力做功多少；
（3）这一过程电动机对物体做功多少。