物理必修2第七章---机械能守恒定律测试题

第七章机械能及其守恒定律测试题（时间60分钟满分100分）一、选择题（每小题4分，共40分）1.关于功率公式tWP和P=Fv的说法正确的是（）A.由tWP知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B.由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率C.从P=Fv知汽车的功率与它的速度成正比D.从P=Fv知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比2.下列物体中，机械能守恒的是（）A.做平抛运动的物体B.被匀速吊起的集装箱C.光滑曲面上自由运动的物体D.以g54的加速度竖直向上做匀减速运动的物体3.下列几种情况下力F都对物体做了功①水平推力F推着质量为m的物体在光滑水平面上前进了s②水平推力F推着质量为2m的物体在粗糙水平面上前进了s③沿倾角为θ的光滑斜面的推力F将质量为ｍ的物体向上推了s。下列说法中正确的是（）.A.③做功最多B.②做功最多C.做功都相等D.不能确定4.两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为（）A.1∶1B.1∶4C.4∶1D.2∶15.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是（）A.如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化D.物体的动能不变，所受合外力一定为零6.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7.关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做变速运动的物体机械能可能守恒C.外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D.若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒8.物体在地面附近以2ｍ/s2的加速度沿竖直方向匀减速上升，则在上升过程中，物体的机械能的变化是（）A.不变B.减少C.增加D.无法确定9.质量为m的物体，在距地面h高处以g31的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（）A.物体重力势能减少mgh31B.物体的机械能减少mgh32C.物体的动能增加mghD.重力做功mgh10.如图所示，站在汽车上的人用手推车的力为F，脚对车向后的静摩擦力为F′，下列说法正确的是（）A.当车匀速运动时，F和F′所做的总功为零B.当车加速运动时，F和F′的总功为负功C.当车加速运动时，F和F′的总功为正功D.不管车做何种运动，F和F′的总功都为零二、填空题（每题4分，共20分）11.如图：用F=40Ｎ的水平推力推一个质量m＝3.0kg的木块，使其沿着光滑斜面向上移动2ｍ，则在这一过程中，F做的功为_____J，重力做的功为_____J.（g＝10ｍ/s2）12.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比.如果飞机以速度v匀速飞行时其发动机的功率为P，则飞机以2v的速度匀速飞行时其发动机的功率为_____.13.从离地面H高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，则小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程为14.一个质量为m的小球拴在绳一端，另一端受大小为F1的拉力作用，在水平面上做半径为R1的匀速圆周运动，如图所示.今将力的大小变为F2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R2，则此过程中拉力对小球所做的功为.15.用汽车从井下提重物，重物质量为m，定滑轮高H，如图所示.已知汽车由A点静止开始运动至B点时速度为vB，此时细绳与竖直方向夹角为θ，则这一过程中绳的拉力做的功为.三、实验题（12分）16.在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重力加速度为g＝9.80m／s2，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点，则重物由O点运动到B点时，求；（重物质量为m）（1）重力势能减小量为多少？（4分）（2）动能的增加量是什么？（4分）（3）根据计算的数据可得出什么结论？产生误差的主要原因是什么？（4分）四、计算题（共28分）17.（8分）某人利用如图所示的装置，用100N的恒力F作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平面上的A点移到B点.已知α1=30°，α2＝37°，h=1.5m.不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦.求绳的拉力对物体所做的功.18.（8分）人的心脏每跳一次大约输送8×10-5m3的血液，正常人血压（可看作心脏压送血液的压强）的平均值约为1.5×104Pa，心跳约每分钟70次，据此估测心脏工作的平均功率.19.（12分）人从一定的高度落地容易造成骨折。一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5×108N/m2，胫骨最小横截面积大多为3.2cm2。假若一质量为50kg的人从某一高度直膝双足落地，落地时其重心又下降约1cm。试计算一下这个高度超过多少时，就会导致胫骨骨折。（g取10m/s2）参考答案1.D2.AC3.C4.C由动能定义：Ek1∶Ek2＝21m1v12∶21m2v22＝4∶1.5.A如果合外力做的功为零，但合外力不一定为零.可能物体的合外力和运动方向垂直而不做功，B选项错.物体做变速运动可能是速度方向变化而速度大小不变.所以，做变速运动的物体，动能可能不变，C选项错.物体动能不变，只能说合外力不做功，但合外力不一定为零，D选项错.6.BD子弹击中木块打入一定的深度并留在其中.子弹和木块所受水平作用力（相互摩擦力）大小相等，可认为是恒力.但二者的位移大小不同，做功不同，故二者的动能变化并不相等.7.BD判断机械能是否守恒，依据是重力以外的力是否做了功，不管物体是做匀速运动还是变速运动，也不管物体是做直线运动还是做曲线运动，只要重力以外的力不做功，机械能就一定守恒.外力做功为零，并不意味着重力以外的力做功为零，所以，机械能不一定守恒.选项B、D正确.8.C物体加速度2m/s2，方向向下，除重力外，必定受到向上的作用力，物体上升过程中除重力外其它力对物体作正功，其机械能一定增加。9.BD10.AB11.69.3J；－30J12.8P13.H/k14.21（F2R2-F1R1）15.WT=mgH（coscos1）+21mvB2sin2θ16.解：（1）重力势能的减小量为：mmghEOBP911.1（J）（2）重锤下落到B点时的速度为944.12ThvACB（m/s）重锤下落到B点时增加的动能为mmvEBkB89.1212（J）（3）在实验误差允许的范围内，重锤减小的重力势能等于其动能的增加，验证了机械能守恒定律。重锤减小的重力势能略大于其增加的动能，其原因是重锤在下落时要受到阻力作用（对纸带的摩擦力、空气阻力），必须克服阻力做功，减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功。点拨：本题是一个非常典型的验证机械能守恒定律的题目。它涉及到了验证机械能守恒定律的基本原理和误差来源的分析。要验证机械能守恒定律必须利用力学知识及动能、势能知识来解决。17.解析：绳对物体的拉力虽然大小不变，但方向不断变化，所以，不能直接根据W=Fscosα求绳的拉力对物体做的功.由于不计绳与滑轮的质量及摩擦，所以恒力F做的功和绳的拉力对物体做的功相等.本题可以通过求恒力F所做的功求出绳的拉力对物体所做的功.由于恒力F作用在绳的端点，需先求出绳的端点的位移s，再求恒力F的功.由几何关系知，绳的端点的位移为hhhhhs3135237sin30sin=0.5m.在物体从A移到B的过程中，恒力F做的功为W=Fs=100×0.5J=50J所以，绳的拉力对物体做的功为50J.18.解析：人的心脏每跳一次输送的血液看作长为L，截面积为S的液柱，心脏每跳一次需做的功为Ｗ＝FL＝pSL=pΔV心跳每分钟70次，则心脏工作的平均功率为60108105.17054tnWPW=1.4W说明：这类题目的研究对象不是太明确.解题时首先要明确心脏对血液做功，其次，要建立研究对象的模型（如本题中的圆柱体模型），从而推出功和功率的表达式.19解析：由题意知，胫骨最小处所受冲击力超过F=NN448106.9102.32105.1时会造成骨折。设下落的安全高度为h1，触地时重心又下降高度为h2，落地者质量为m，落地速度为v，与地碰撞时间为t由动能定理mg（h1+h2）-Fh2=0所以h1=22hhmgF代入数据得h1=mmm91.101.001.01050106.94