人教版（2019）高一物理新教材必修第二册第8章 机械能守恒定律含答案.doc

2020春人教物理新教材必修第二册第8章 机械能守恒定律含答案*新教材必修第二册第8章 机械能守恒定律*1、如图所示，用力先后三次将一个质量为m的物体沿同一光滑斜面从底端由静止拉到顶端，第一次力F1的方向平行于斜面向上，第二次推力F2沿水平方向，第三次拉力F3的方向与斜面成角，物体三次运动的加速度相同设力F1、F2、F3的平均功率分别为P1、P2、P3，下列判断正确的是()AP1P2P3 BP1>P2>P3CP2>P1>P3 DP3>P2>P12、如图所示，质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度水平抛出，经过2 s落地取g10 m/s2.关于重力做功的功率，下列说法正确的是()A下落过程中重力的平均功率是400 WB下落过程中重力的平均功率是100 WC落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 WD落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W3、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是()A15.6 J和9 J B9 J和9 JC15.6 J和9 J D15.6 J和15.6 J4、(双选)用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功3 J，拉力F做功8 J，空气阻力做功0.5 J，则下列判断正确的是()A物体的重力势能增加了3 JB物体的重力势能减少了3 JC物体的动能增加了4.5 JD物体的动能增加了8 J5、以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力(斜上抛运动物体在最高点的速度方向水平)，则()Ah1h2>h3 Bh1h2<h3Ch1h3<h2 Dh1h3>h26、在同一高度处有五个完全相同的小球，第一个小球由静止释放，另外四个小球以相同大小的初速度分别沿水平方向、竖直向下方向、斜向上45方向和斜向下45方向抛出，最后五个小球都落到同一水平地面上五个小球落地时重力的瞬时功率分别为P1、P2、P3、P4和P5.不计空气阻力，则下列说法中正确的是()AP1P2P3P4P5BP1P2P3P4P5CP1P2P3P4P5 DP1P2P4P5P37、如图所示，ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B三点位于同一水平面上，C和D分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速度释放，则 ()A沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值B两小球到达C点和D点时，重力做功相等C两小球到达C点和D点时，重力势能相等D两小球刚开始从A和B两处无初速度释放时，重力势能相等 8、质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为 ()A.mvmg(sx)B.mvmgxCmgsDmg(sx)9、如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦由静止释放A物体，以地面为零势能参考面当A的动能与其重力势能相等时，A距地面的高度是()A.HB.H C.H D.H10、如图所示，圆柱形水箱高为5 m，容积为50 m3，水箱底部接通水管A，顶部接通水管B，开始时箱中无水，若仅使用A管或仅使用B管慢慢地将水注入，直到箱中水满为止，g取10 m/s2.试计算两种情况下外界各需做多少功？(设需注入的水开始时均与箱底等高)11、如图所示为一跳台的示意图假设运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下，不借助其他器械，沿光滑雪道到达跳台的B点时速度多大？当他落到离B点竖直高度为10 m的雪地C点时，速度又是多大？(设这一过程中运动员没有做其他动作，忽略摩擦和空气阻力，g取10 m/s2)2020春人教物理新教材必修第二册第8章 机械能守恒定律含答案*新教材必修第二册第8章 机械能守恒定律*1、如图所示，用力先后三次将一个质量为m的物体沿同一光滑斜面从底端由静止拉到顶端，第一次力F1的方向平行于斜面向上，第二次推力F2沿水平方向，第三次拉力F3的方向与斜面成角，物体三次运动的加速度相同设力F1、F2、F3的平均功率分别为P1、P2、P3，下列判断正确的是()AP1P2P3 BP1>P2>P3CP2>P1>P3 DP3>P2>P1【解析】因为三次运动的加速度a相同，路程也相同，由运动学公式lat2可知，t1t2t3.第一次：由牛顿第二定律可得出拉力F1的大小为F1mgsinma，F1mgsinma.力F1所做的功为W1F1l(mgsinma)l(式中l为斜面的长度)第二次：同样可得F2cosmgsinma，F2cosmgsinma.力F2所做的功应为W2F2cosl(mgsinma)l.第三次：也可得出F3cosmgsinma，F3cosmgsinma.力F3所做的功为W3F3cosl(mgsinma)l.比较W1、W2、W3，可得W1W2W3，由公式P，可得P1P2P3.【答案】A2、如图所示，质量为2 kg的物体以10 m/s的初速度水平抛出，经过2 s落地取g10 m/s2.关于重力做功的功率，下列说法正确的是()A下落过程中重力的平均功率是400 WB下落过程中重力的平均功率是100 WC落地前的瞬间重力的瞬时功率是400 WD落地前的瞬间重力的瞬时功率是200 W【答案】C物体2 s下落的高度为hgt220 m，落地的竖直分速度为vygt20 m/s，所以落到地面前的瞬间重力的瞬时功率是Pmgvy400 W，下落过程中重力的平均功率是200 W，选项C正确3、一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A处先落到地面C最后滚入沟底D.A、B、C、D、E水平面之间竖直距离如图所示以地面C为零势能面，g取10 m/s2，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是()A15.6 J和9 J B9 J和9 JC15.6 J和9 J D15.6 J和15.6 J【答案】C以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能Epmgh0.310(3.0) J9 J从A落下到D的过程中重力势能的减少量Epmgh0.310(0.71.53.0) J15.6 J，故选C.4、(双选)用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中，重力做功3 J，拉力F做功8 J，空气阻力做功0.5 J，则下列判断正确的是()A物体的重力势能增加了3 JB物体的重力势能减少了3 JC物体的动能增加了4.5 JD物体的动能增加了8 J【答案】AC因为重力做功3 J，所以重力势能增加3 J，A对，B错；根据动能定理W合Ek，得Ek3 J8 J0.5 J4.5 J，C对，D错5、以相同大小的初速度v0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑，如图所示，三种情况达到的最大高度分别为h1、h2和h3，不计空气阻力(斜上抛运动物体在最高点的速度方向水平)，则()Ah1h2>h3 Bh1h2<h3Ch1h3<h2 Dh1h3>h2【答案】D竖直上抛和沿斜面运动的物体，上升到最高点时，速度均为0，由机械能守恒得mghmv，所以h，斜上抛运动物体在最高点速度不为零，设为v1，则mgh2mvmv，所以h2<h1h3，故D对6、在同一高度处有五个完全相同的小球，第一个小球由静止释放，另外四个小球以相同大小的初速度分别沿水平方向、竖直向下方向、斜向上45方向和斜向下45方向抛出，最后五个小球都落到同一水平地面上五个小球落地时重力的瞬时功率分别为P1、P2、P3、P4和P5.不计空气阻力，则下列说法中正确的是()AP1P2P3P4P5BP1P2P3P4P5CP1P2P3P4P5 DP1P2P4P5P3【答案】D由于重力的功率为Pmgvy，第一个球与第二个在竖直方向上都是自由落体运动，故落地时二者在竖直方向的速度相等，故P1P2，对于第四个球与第五个球，落地时速度大小相等，竖直方向的分速度大小相等，但是比第一、二两球大，故P1P2P4P5，对于第三个球，由于其做向下的初速度不为零的匀加速直线运动，故其落地时速度方向竖直向下，并且最大，故P3最大，故选项D正确7、如图所示，ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道，A、P、B三点位于同一水平面上，C和D分别为两轨道的最低点，将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速度释放，则 ()A沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值B两小球到达C点和D点时，重力做功相等C两小球到达C点和D点时，重力势能相等D两小球刚开始从A和B两处无初速度释放时，重力势能相等 【答案】D不管选哪一点为零势能点，A点和B点相对零势能面的竖直高度均相等，所以重力势能相等，D正确；两小球到达C点和D点时，重力势能不相等，C错误；重力势能Epmgh，具有相对性，如果选A、P、B三点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为负值；如果选C点在零势能参考面上，则两球在运动过程中的重力势能恒为正值，A错误；另外，重力做功跟路径无关，只取决于物体在始、末两点在竖直方向的高度，两球从开始运动到到达C点和D点时竖直高度不等，所以重力做功不相等，B错误8、质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动，起始点A与一轻弹簧O端相距s，如图所示已知物体与水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则从开始碰撞到弹簧被压缩至最短，物体克服弹簧弹力所做的功为 ()A.mvmg(sx)B.mvmgxCmgsDmg(sx)【答案】A由动能定理得Wmg(sx)0mv，Wmvmg(sx)9、如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦由静止释放A物体，以地面为零势能参考面当A的动能与其重力势能相等时，A距地面的高度是()A.HB.HC.H D.H【答案】B设A的动能与重力势能相等时A距地面高度为h，对A、B组成的系统，由机械能守恒得：mAg(Hh)mAv2mBv2又由题意得：mAghmAv2mA2mB由式解得：hH，故B正确10、如图所示，圆柱形水箱高为5 m，容积为50 m3，水箱底部接通水管A，顶部接通水管B，开始时箱中无水，若仅使用A管或仅使用B管慢慢地将水注入，直到箱中水满为止，g取10 m/s2.试计算两种情况下外界各需做多少功？(设需注入的水开始时均与箱底等高)解析：以H表示水箱的高度，水若从A管注入，整箱水的重心被升高，外界做功W1mgVg1.01035010 J1.25106 J.若水从B管注入，整箱水应先升高到箱顶处后再下落，故外界做的功W2mgH2W12.5106 J.答案：1.25106 J2.5106 J11、如图所示为一跳台的示意图假设运动员从雪道的最高点A由静止开始滑下，不借助其他器械，沿光滑雪道到达跳台的B点时速度多大？当他落到离B点竖直高度为10 m的雪地C点时，速度又是多大？(设这一过程中运动员没有做其他动作，忽略摩擦和空气阻力，g取10 m/s2) 解析运动员在滑雪过程中只有重力做功，故运动员在滑雪过程中机械能守恒取B点所在水平面为参考平面由题意知A点到B点的高度差h14 m，B点到C点的高度差h210 m，从A点到B点的过程由机械能守恒定律得mvmgh1故vB4 m/s8.9 m/s.从B点到C点的过程由机械能守恒定律得mvmgh2mv故vC2 m/s16.7 m/s.答案8.9 m/s16.7 m/s