2020春新教材人教物理必修第二冊第8章機械能守恒定律練習(xí)含答案*新教材必修第二冊第8章機械能守恒定律*1、從空中以40m/s的初速度平拋一重為10N的物體，物體在空中運動3s落地，不計空氣阻力，取g＝10m/s2，則物體落地前瞬間，重力的瞬時功率為()A．300W B．400WC．500W D．700W2、如圖所示，AB＝3AE，AC＝2AE，AD＝AE，若把物體從斜面底部沿AB、AC、AD三個斜面勻速拉到頂端A時(不計摩擦)，則()A．沿著AB用的拉力最小，做功最多B．沿著AC用的拉力最小，做功最多C．沿著AD用的拉力最小，做功也最少D．沿著三個斜面用的拉力不相等，做功一樣多3、如圖所示，靜止的物體沿不同的光滑軌道由同一位置滑到水平桌面上，軌道高度為H，桌面距地面高為h，物體質(zhì)量為m，重力加速度為g，則以下說法正確的是()A．物體沿豎直軌道下滑到桌面上，重力勢能減少最少B．物體沿曲線軌道下滑到桌面上，重力勢能減少最多C．以桌面為參考平面，物體重力勢能減少mgHD．以地面為參考平面，物體重力勢能減少mg(H＋h)4、如圖所示，小球以初速度v0從A點沿粗糙的軌道運動到高為h的B點后自動返回，其返回途中仍經(jīng)過A點，則經(jīng)過A點的速度大小為()\r(v\o\al(2,0)－4gh) \r(4gh－v\o\al(2,0))\r(v\o\al(2,0)－2gh) \r(2gh－v\o\al(2,0))5、(多選)內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R，固定在豎直平面內(nèi)，一根長度為eq\r(2)R的輕桿，一端固定有質(zhì)量為m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙．現(xiàn)將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點，如圖所示，由靜止釋放后()A．下滑過程中甲球減少的機械能總是等于乙球增加的機械能B．下滑過程中甲球減少的重力勢能總是等于乙球增加的重力勢能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點D．桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的最低點6、如圖甲所示，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計，質(zhì)量為2kg的物體在F作用下由靜止開始向上做勻加速運動，其速度隨時間的變化關(guān)系如圖乙所示，由此可知(g取10m/s2)()A．物體加速度大小為2m/s2B．4s末F的功率大小為42WC．F的大小為21ND．4s內(nèi)F做功的平均功率為42W7、如圖所示，一個質(zhì)量為M的物體，放在水平地面上，物體上方安裝一個長度為L、勁度系數(shù)為k的輕彈簧處于原長，現(xiàn)用手拉著彈簧上端的P點緩慢向上移動，直到物體離開地面一段距離，在這一過程中，P點的位移(開始時彈簧處于原長)是H，則物體重力勢能的增加量為()A．MgH B．MgH＋eq\f(M2g2,k)C．MgH－eq\f(M2g2,k) D．MgH－eq\f(Mg,k)8、一物體做變速運動時，下列說法中正確的是()A．合外力一定對物體做功，使物體動能改變B．物體所受合外力一定不為零C．合外力一定對物體做功，但物體動能可能不變D．物體的加速度可能為零9、(多選)如圖所示，在傾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有質(zhì)量分別為1kg和2kg的小球A和B，且兩球之間用一根長L＝m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h＝m．現(xiàn)讓兩球從靜止開始自由下滑，最后都進(jìn)入到上方開有細(xì)槽的光滑圓管中，不計球與圓管內(nèi)壁碰撞時的機械能損失，g取10m/s2.則下列說法中正確的是()A．從開始下滑到A進(jìn)入圓管整個過程，小球A、B與地球三者組成的系統(tǒng)機械能守恒B．在B球未進(jìn)入水平圓管前，小球A與地球組成系統(tǒng)機械能守恒C．兩球最后在光滑圓管中運動的速度大小為eq\r(7)m/sD．從開始下滑到A進(jìn)入圓管整個過程，輕桿對B球做功－1J10、一輛質(zhì)量為5t的汽車，發(fā)動機的額定功率為80kW，汽車從靜止開始以加速度a＝1m/s2做勻加速直線運動，車受的阻力為車重的倍，g取10m/s2，求：(1)汽車做勻加速直線運動的最長時間t；(2)汽車開始運動后第5s末的瞬時功率；(3)汽車的最大速度v.11、起重機以eq\f(g,4)的加速度將質(zhì)量為m的物體沿豎直方向勻加速地提升高度h，則起重機鋼索的拉力對物體做的功為多少？物體克服重力做的功為多少？物體的重力勢能變化了多少？[解析]由題意可知物體的加速度為a＝eq\f(g,4)，方向豎直向上，物體上升的高度為h.根據(jù)牛頓第二定律可得F－mg＝ma，所以F＝mg＋ma＝eq\f(5,4)mg；故拉力做的功為WF＝Fh＝eq\f(5,4)mgh.重力做的功為WG＝－mgh，即物體克服重力做的功為mgh，物體的重力勢能增加了mgh.12、如圖所示，粗糙水平軌道AB與半徑為R的光滑半圓形軌道BC相切于B點，現(xiàn)有質(zhì)量為m的小球(可看成質(zhì)點)以初速度v0＝eq\r(6gR)，從A點開始向右運動，并進(jìn)入半圓形軌道，若小球恰好能到達(dá)半圓形軌道的最高點C，最終又落于水平軌道上的A處，重力加速度為g，求：(1)小球落到水平軌道上的A點時速度的大小vA；(2)水平軌道與小球間的動摩擦因數(shù)μ.13、如圖所示為一跳臺的示意圖．假設(shè)運動員從雪道的最高點A由靜止開始滑下，不借助其他器械，沿光滑雪道到達(dá)跳臺的B點時速度多大？當(dāng)他落到離B點豎直高度為10m的雪地C點時，速度又是多大？(設(shè)這一過程中運動員沒有做其他動作，忽略摩擦和空氣阻力，g取10m/s2)1、A解析：物體落地瞬間v＝gt＝30m/s，則PG＝mgv＝300W.2、D[設(shè)斜面的傾角為θ，AE＝h，則從斜面底部向上勻速拉物體做的功為：W＝F·s＝mg·sinθ·eq\f(h,sinθ)＝mgh，所以選項D正確．]3、C[重力做功與路徑無關(guān)，物體滑到桌面上，重力做功為mgH，物體的重力勢能減少mgH，A、B、D錯誤，C正確．]4、B[在從A到B的過程中，重力和摩擦力都做負(fù)功，根據(jù)動能定理可得mgh＋Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)；從B到A過程中，重力做正功，摩擦力做負(fù)功(因為是沿原路返回，所以兩種情況摩擦力做功大小相等)，根據(jù)動能定理可得mgh－Wf＝eq\f(1,2)mv2，兩式聯(lián)立得再次經(jīng)過A點的速度大小為eq\r(4gh－v\o\al(2,0))，選B.]5、AD[環(huán)形凹槽光滑，甲、乙組成的系統(tǒng)在運動過程中只有重力做功，故系統(tǒng)機械能守恒，下滑過程中甲減少的機械能總是等于乙增加的機械能，甲、乙系統(tǒng)減少的重力勢能等于系統(tǒng)增加的動能，A正確；甲減少的重力勢能等于乙增加的勢能與甲、乙增加的動能之和，B錯誤；由于乙的質(zhì)量較大，系統(tǒng)的重心偏向乙一端，由機械能守恒可知甲不可能滑到凹槽的最低點，桿從右向左滑回時乙一定會回到凹槽的最低點，C錯誤，D正確．]6、B[由速度—時間圖象可得物體加速度a＝m/s2，由牛頓第二定律：2F－mg＝ma得F＝eq\f(mg＋ma,2)＝N，4s末F的功率P＝F·2v＝×2×2W＝42W,4s內(nèi)F做功的平均功率eq\x\to(P)＝eq\f(W,t)＝eq\f(Fl,t)＝eq\f×2×4,4)W＝21W，故選項B正確，A、C、D錯誤．]7、C[物體離開地面時，彈簧伸長x＝eq\f(Mg,k)，重物上升的高度h＝H－x，重力勢能增加量Ep＝Mgh＝MgH－eq\f(M2g2,k)，所以正確答案為C.]8、B[物體做變速運動，可能是物體的速度方向變化，而大小不變，如勻速圓周運動，此時物體的動能不變，并無外力對物體做功，故選項A、C均錯誤；物體做變速運動，一定具有加速度，物體所受合外力一定不為零，故選項B正確，選項D錯誤．]9、ABC[從開始下滑到A進(jìn)入圓管整個過程，除重力做功外，桿對系統(tǒng)做功為零，小球A、B與地球三者組成的系統(tǒng)機械能守恒，故A正確；在B球未進(jìn)入水平圓管前，只有重力對A做功，小球A與地球組成系統(tǒng)機械能守恒，故B正確；以A、B組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)機械能守恒，由機械能守恒定律得：mBgh＋mAg(h＋Lsinθ)＝eq\f(1,2)(mA＋mB)v2，代入數(shù)據(jù)解得：v＝eq\r(7)m/s，故C正確；以A球為研究對象，由動能定理得：mAg(h＋Lsinθ)＋W＝eq\f(1,2)mAv2，代入數(shù)據(jù)解得：W＝－1J，則輕桿對B做功，WB＝－W＝1J，故D錯誤．]10、解析：(1)勻加速過程，由牛頓第二定律得：F－f＝ma，代入數(shù)據(jù)解得：F＝8000N，勻加速的最大速度：v＝eq\f(P,F)＝eq\f(80×103,8000)m/s＝10m/s，勻加速運動的時間：t＝eq\f(v,a)＝eq\f(10,1)s＝10s；(2)5s末汽車的速度：v′＝at′＝1×5m/s＝5m/s，汽車的瞬時功率：P′＝Fv′＝8000×5W＝4×104W；(3)汽車勻速運動時速度最大，由平衡條件可知，速度最大時汽車的牽引力：F″＝f＝mg＝3000N，由P＝Fv可知，汽車的最大速度：v＝eq\f(P,F″)＝eq\f(80×103,3000)m/s≈m/s.答案：(1)10s(2)4×104W(3)m/s11、eq\f(5,4)mghmgh增加mgh12、[解析](1)mg＝meq\f(v\o\al(2,C),R)，得vC＝eq\r(gR)，從C到A由動能定理得：mg·2R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)，得vA＝eq\r(5gR).(2)AB的距離為xAB＝vCt＝eq\r(gR)×eq\r(\f(2×2R,g))＝2R 從A出發(fā)回到A由動能定理得：－μmgxAB＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，得μ＝.[答案](1)eq\r(5gR)(2)13、[解析]運動員在滑雪過程中只有重力做功，故運動員在滑雪過程中機械能守恒．取B點所在水平面為參考平面．由題意知A點到B點的高度差h1＝4m，B點到C點的高度