人教版高中物理必修2《机械能守恒定律》同步练习题.pdf

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1、第 1 页 共 12 页人教版高中物理必修2机械能守恒定律同步练习题整理人：嬴本德基础知识 一、功1.概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。2.条件：力和力的方向上位移的乘积3.公式：W=FS cos W 某力功，单位为焦耳（J）F 某力（要为恒力），单位为牛顿（N）S 物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m）力与位移的夹角4.功是标量，但它有正功、负功。某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。功的正负表示能量传递的方向，即功是能量转化的量度。当)2,0时，即力与位移成锐角，力做正功，功为正；当2时，即力与位移垂直，力不做功，功为零；当,

2、2(时，即力与位移成钝角，力做负功，功为负；5.功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。6.功仅与 F、S、有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。7.几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。即 W总=W1+W2+Wn 或 W总=F合Scos 二、功率1.概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。2.公式：tWP（平均功率）cosFvP（平均功率或瞬时功率）3.单位：瓦特W 4.分类：额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P实P额。第 2 页 共 12 页5.应用：（1）机车以恒定功率启动

3、时，由FvP（P为机车输出功率，F为机车牵引力，为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力fF时，速度不再增大达到最大值maxv，则fPv/max。（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为fma，速度不断增加汽车输出功率FvP随之增加，当额定PP时，F开始减小但仍大于f 因此机车速度继续增大，直至fF时，汽车便达到最大速度maxv，则fPv/max。三、重力势能1.定义：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。2.公式：mghEPh 物体具参考面的竖直高度3.参考面a 重力势能为零的平面称为参考面；b 选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面若参考面未定

4、，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。4.重力势能是标量，但有正负之分，正负表示大小。重力势能为正，表示物体在参考面的上方；重力势能为负，表示物体在参考面的下方；重力势能为零，表示物体在参考面的上。5 单位：焦耳（J）6.重力做功特点：重力对物体做功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。7.重力做功与重力势能的关系：21PPGEEW重力做正功时，物体重力势能减少；重力做负功时，物体重力势能增加。第 3 页 共 12 页四、弹性势能1.概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的作用而具有能量，称为弹性势

5、能。2.弹簧的弹性势能：221kxEP影响弹簧弹性势能的因素有：弹簧的劲度系数k 和弹簧形变量x。3.弹力做功与弹性势能的关系：21PPFEEW弹力做正功时，物体弹性势能减少；弹力做负功时，物体弹性势能增加。4.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。五、动能1.概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。2.动能表达式：221mvEk3.动能定理（即合外力做功与动能关系）：12kkEEW4.理解：合F在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。合F做正功时，物体动能增加；合F做负功时，物体动能减少。动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。5.适用范

6、围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。6.应用动能定理解题步骤：a 确定研究对象及其运动过程b 分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功c 确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能d 列方程、求解。六、机械能守恒定律1.机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即PkEEE。2.机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即21EE2211PkPkEEEEk=P 1=2。第 4 页 共 12 页3.机械能守恒条件：做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；外力不做功或外力做功的代数和为零；系统内如

7、摩擦阻力对系统不做功。能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。4.运用机械能守恒定律解题步骤：a 确定研究对象及其运动过程b 分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒c 恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能d 列方程、求解七、能量守恒定律1 内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。即2211其它机械能其它机械能EEEE。2 能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它

8、反映了自然界中能量转化具有方向性。第 5 页 共 12 页同步训练 1、下列说法正确的是（）A.物体机械能守恒时，一定只受重力和弹力的作用B.物体处于平衡状态时机械能一定守恒C.在重力势能和动能的相互转化过程中，若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒D.物体的动能和重力势能之和增大，不一定有重力以外的其他力对物体做功2、游乐场中的一种滑梯如图所示.小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则（）A.下滑过程中支持力对小朋友做功B.下滑过程中小朋友的重力势能增加C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功3、在如图所

9、示的伽利略理想斜面实验中(斜面光滑)，以下说法正确的是（）A.小球从 A 到 B 运动的过程中动能保持不变B.小球从 A 到 B 运动的过程中重力势能减少C.只有小球从B 到 C 运动的过程中动能和势能的总和不变D.小球在斜面CD 上运动的最大距离等于AB 4、如图所示，桌面高度为h，质量为 m 的小球，从离桌面高H 处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（）A.mgh B.mgH C.mg（H+h）D.mg（H-h）5、竖直向上抛出一物体，已知受到的空气阻力大小不变，在物体从抛出到落回抛出点的过程中（）A物体的机械能守恒B物体上升时机械能减小，下

10、降时机械能增大C物体的动能减小第 6 页 共 12 页D上升过程克服重力做功大于下降过程重力做功6、如图所示，质量为m 的物体在地面上沿斜向上方向以初速度v0抛出后，能达到的最大高度为 H，当它将要落到离地面高度为h 的平台上时，下列判断正确的是(不计空气阻力，取地面为参考平面)（）A.它的总机械能为mghmv2021B.它的总机械能为mgHC.它的动能为mg(H-h)D.它的动能为mghmv20217、如图所示，A、B 叠放着，A 用绳系着固定在墙上，用力F 将 B 拉着右移，用ABf和BAf分别表示 A 对 B 的摩擦力和B 对 A 的摩擦力，则下面叙述正确的是（）A.F 做正功，ABf做

11、负功，BAf做正功B.F 和BAf做正功，ABf做负功C.F 做正功，其他力都不做功D.F 做正功，ABf做负功，BAf不做功8、两个质量不同的物块A和B，分别从高度相同的光滑斜面和弧形曲面的顶点滑向底端，如图所示，它们的初速度为零，则下列说法正确的是（）A.下滑过程中重力所做的功相等B.它们到达底部时动能相等C.它们到达底部时速度相等D.物块在最高点时的机械能和它到达最低点时的机械能相等9、如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M 为半径为R=1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M 的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.0

12、1kg 的小钢珠。假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M 的上端点水平飞出,取 g=10m/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为（）A.0.10 J B.0.15 J 第 7 页 共 12 页C.0.20 J D.0.25 J 10、如图，把一根内壁光滑的细圆管弯成3/4 圆周形状，且竖直放置，管口A 竖直向上，管口 B 水平向左，一小球从管口A 的正上方h1高处自由落下，经细管恰能到达细管最高点B 处。若小球从A 管口正上方h2高处自由落下，进入A 管口运动到B 点后又从空中飞落进A 口，则 h1h2为（）A.12 B.23 C.45D.56 11、如图所示，质量为m

13、的物体，以水平速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h 的 A 点时，所具有的机械能是（）A21mv02+mgh B21mv02 mgh C21mv02+mg(H h)D21mv02 12、如图所示，半径为R、质量为M的 1/4 光滑圆槽置于光滑的水平地面上，一个质量为m的小木块从槽的顶端由静止滑下。则木块从槽口滑出时的速度大小为（）A2gRB2gRMMmC2gRmMmD2gR MmM13、(2012 福建高考)如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，A、B 处于同一高度并恰好处于静止状态

14、。剪断轻绳后，A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（）第 8 页 共 12 页A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同14、如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)，演员a站于地面，演员b 从图示的位置由静止开始向下摆，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员 b 摆至最低点时，演员a 刚好对地面无压力，则演员a 与演员 b 质量之比为（）A11 B 21 C31 D 4115、如图所示，某同学利用橡皮筋将模型飞机弹出，在模型飞机弹出过程中，下列说法正确的是（）A.橡皮筋收缩，弹力对飞机做功B.飞机

15、的动能增加C.橡皮筋的弹性势能减少D.飞机的重力势能减少,转化为飞机的动能16、质量为 m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块，并留在其中，下列说法正确的是（）A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功17、一物体从高h处自由下落，落在某一位置时其动能与重力势能恰好相等(取地面为参考平面)，则（）A.此时物体所处的高度为2hB.此时物体的速度为ghC.此段物体下落的时间为ghD.此时物体机械能小于mgh第 9 页 共 12 页18、如图所示，一

16、轻弹簧固定于O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A 点摆向最低点的过程中（）A.重物的重力势能减少B.重物的重力势能增大C.重物的机械能不变D.重物的机械能减少19、如图所示，质量为 m 的物体，以速度 v 离开高为H 的桌面，在不计空气阻力的情况下，当它落到距地面高为h 的 A 点时，下列判断不正确的是（）A若以地面为零势能参考面，物体在A 点的机械能是212mvmgHB若以桌面为零势能参考面，物体在A 点的机械能是212mvC物体在A 点的动能是212mvmg HhD物体在 A 点的动能与重力势能零参

17、考面有关，因此是不确定的20、如图所示，固定的光滑倾斜杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的下端固定在水平地面上的A点，开始弹簧恰好处于原长h。现让圆环由静止沿杆滑下，滑到杆的底端（未触及地面）时速度恰好为零，已知当地的重力加速度大小为 g。则在圆环下滑的整个过程中下列说法正确的是（）A圆环的系统机械能守恒B弹簧的弹性势能先增大后减小C弹簧的弹性势能增大了mghD弹簧的最大压缩量大于其最大伸长量第 10 页 共 12 页21、(8 分)如图所示，固定在竖直平面内的光滑轨道，半径为R，一质量为m 的小球沿逆时针方向在轨道上做圆周运动，在最低点时，m 对轨道的压力为8

18、mg，当 m 运动到最高点B时，对轨道的压力是多大？22、(8 分)如图所示，以固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在 C 处与水平地面相切。在C 处放一小物块，给它一水平向左的初速度v0=5m/s，结果它沿 CBA 运动，通过 A 点，最后落在水平面上的D 点，求 C、D 间的距离 S，取 g10m/s2.23、(8 分)如图所示，质量为m 的小铁块A 以水平速度v0冲上质量为M、长为 l、置于光滑水平面 C 上的木板B，正好不从木板上掉下已知A、B 间的动摩擦因数为，此时长木板对地位移为x，求这一过程中：(1)木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能；(3)系统

19、机械能的减少量；(4)系统产生的热量.第 11 页 共 12 页24、(10 分)如图所示，一个光滑的水平轨道与半圆轨道相连接，其中半圆轨道在竖直平面内，半径为R.质量为 m 的小球以某速度从A 点无摩擦地滚上半圆轨道，小球通过轨道的最高点 B 后恰好做平抛运动，且正好落在水平地面上的C 点，已知AC=AB=2R，求：（1）小球在A 点时的速度大小；（2）小球在B 点时半圆轨道对它的弹力25、(12 分)如图所示，AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，其下端B 与水平直轨道相切，一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆弧轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦。求：（1）小球运动到B 点时的动能；（2）小球下滑到距水平轨道的高度为12R时的速度大小和方向；（3）小球经过圆弧轨道的B 点和水平轨道的C 点时，所受轨道支持力各是多大？第 12 页 共 12 页26、(12 分)如图所示，位于竖直平面上的1/4 圆弧光滑轨道，半径为R，OB 沿竖直方向，上端 A 距地面高度为H，质量为 m 的小球从A 点由静止释放，最后落在水平地面上C 点处，不计空气阻力，求：（1）小球运动到轨道上的B 点时，对轨道的压力；（2）小球落地点C 与 B 点水平距离s；（3）要使小球的水平射程为最大值，求圆弧轨道半径R 与高度 H 的关系。