高一物理必修二第七章--机械能守恒定律及答案

第1页共4页第七章机械能守恒定律一、选择题1．质量为m的小物块在倾角为α的斜面上处于静止状态，如图所示。若斜面体和小物块一起以速度v沿水平方向向右做匀速直线运动，通过一段位移x。斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况是()A．摩擦力做正功，支持力做正功B．摩擦力做正功，支持力做负功C．摩擦力做负功，支持力做正功D．摩擦力做负功，支持力做负功2．在粗糙水平面上运动着的物体，从A点开始在大小不变的水平拉力F作用下做直线运动到B点，物体经过A、B点时的速度大小相等。则在此过程中()A．拉力的方向一定始终与滑动摩擦力方向相反B．物体的运动一定不是匀速直线运动C．拉力与滑动摩擦力做的总功一定为零D．拉力与滑动摩擦力的合力一定始终为零3．材料相同的A、B两块滑块质量mA＞mB，在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动，则它们的滑行距离xA和xB的关系为()A．xA＞xBB．xA=xBC．xA＜xBD．无法确定4．某人在高h处抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，物体落地时速度为v，该人对物体所做的功为()A．mghB．22vmC．mgh+22vmD．22vm－mgh5．如图所示的四个选项中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是ABCD6．在下面列举的各个实例中，哪些情况机械能是守恒的？()A．汽车在水平面上匀速运动B．抛出的手榴弹或标枪在空中的运动(不计空气阻力)C．拉着物体沿光滑斜面匀速上升D．如图所示，在光滑水平面上运动的小球碰到一个弹簧，把弹簧压缩后，又被弹回来7．沿倾角不同、动摩擦因数相同的斜面向上拉同一物体，若上升的高度相同，则()A．沿各斜面克服重力做的功相同B．沿倾角小的斜面克服摩擦做的功大些C．沿倾角大的斜面拉力做的功小些D．条件不足，拉力做的功无法比较8．重物m系在上端固定的轻弹簧下端，用手托起重物，使弹簧处于竖直方向，弹簧的长度等于原长时，突然松手，重物下落的过程中，对于重物、弹簧和地球组成的系统来说，下列说法正确的是()A．重物的动能最大时，重力势能和弹性势能的总和最小B．重物的重力势能最小时，动能最大C．弹簧的弹性势能最大时，重物的动能最小D．重物的重力势能最小时，弹簧的弹性势能最大9．一个物体由静止开始，从A点出发分别经三个不同的光滑斜面下滑到同一水平面上的C1、C2、C3处，如图所示，下面说法中那些是正确的()A．在C1、C2、C3处的动能相等B．在C1、C2、C3处的速度相同C．物体在三个斜面上的运动都是匀加速运动，在AC1上下滑时加速度最小D．物体在三个斜面上的运动都是匀加速运动，在AC3上下滑时所用时间最少vvvv第2页共4页10．木块m沿着倾角为的光滑斜面从静止开始下滑，当下降的高度为h时，重力的瞬时功率为A．mggh2B．mgcosgh2C．mgsin2ghD．mgsingh211．玩具起重机上悬挂一个质量为500克的砝码，从静止开始以2m/s2的加速度提升砝码。2s内拉力所做的功为(g取10m/s2)()A．4JB．20JC．24JD．32J二、填空题12．用200N的拉力将地面上一个质量为10kg的物体提升10m(重力加速度g=10m/s2，空气阻力忽略不计)。拉力对物体所做的功是_________J；物体被提高后具有的重力势能是_________J(以地面为零势能参考面)；物体被提高后具有的动能是_________J。13．一个质量为0.5kg的小球，从距地面高5m处开始做自由落体运动，与地面碰撞后，竖直向上跳起的最大高度为4m，小球与地面碰撞过程中损失的机械能为_______J。(取g=10m/s2，空气阻力不计)14．一个物体从光滑斜面的顶端，由静止开始下滑，取斜面底端为势能的零参考面，则当下滑到斜面的中点时，物体的动能与重力势能的比值为_______；当下滑的时间等于滑到底部的时间的一半时，物体的动能与势能的比值为_________。15．如图所示，小滑块沿光滑曲面自高度为h处由静止开始下滑，经过动摩擦因数恒定的水平面AB后再滑上另一光滑曲面，C是AB的中点，如果滑块经过A、C两点的速率之比为4∶3，则滑块滑上另一曲面的最大高度是________。三、计算题16．在验证机械能守恒的实验中，所用电源的频率为50Hz，某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点位置对应刻度尺上的读数如图所示(图中O是打点计时器打的第一个点，A、B、C、D、E分别是以每打两个点的时间作为计时单位取的计数点)。查得当地的重力加速度g=9.80m/s2。根据纸带求：(1)重锤下落的加速度。(2)若重锤质量为m，则重锤从起始下落至B时，减少的重力势能为多少？(3)重锤下落到B时，动能为多大？(4)从(2)、(3)的数据可得什么结论？产生误差的主要原因是什么？17．把一个质量为1kg的物体放在水平面上，用8N的水平拉力使物体从静止开始运动，物体与水平面的动摩擦因数为0.2，物体运动2s时撤掉拉力。(g取10m/s2)求：(1)2s末物块的动能。(2)2s后物块在水平面上还能向前滑行的最大距离。18．如图所示，一质量为m的物体以某一速度冲上一个倾角为30°的斜面，其运动的加速度为43g。这个物体在斜面上上升的最大高度为h，求在这个过程中：(1)物体的重力势能变化了多少？vv第3页共4页(2)物体的动能变化了多少？(3)物体的机械能变化了多少？(4)滑动摩擦力为多大？物体克服滑动摩擦力做了多少功？19．如图所示，物体从高AE=h1=2m、倾角=37的坡顶由静止开始下滑，到坡底后又经过BC=20m一段水平距离，再沿另一倾角=30的斜坡向上滑动到D处静止，DF=h2=1.75m。设物体与各段表面的动摩擦因数都相同，且不计物体在转折点B、C处的能量损失，求动摩擦因数。(取sin37°＝53，cos37°＝54)20．风力发电是一种环保的电能获取方式。图为某风力发电站外观图。设计每台风力发电机的功率为40kW。实验测得风的动能转化为电能的效率约为20%，空气的密度是1.29kg/m3，当地水平风速约为10m/s，问风力发电机的叶片长度约为多少才能满足设计要求？第4页共4页参考答案一、选择题1．B解析：摩擦力方向与小物块的运动方向夹角小于90°，所以做正功；支持力方向与运动方向夹角大于90°，所以做负功。2．C3．B解析：应用动能定理可知，滑行距离与物体质量没有关系。4．D解析：人对物体所做的功等于物体获得的动能，然后应用动能定理可求出人做的功。5．C解析：利用机械能守恒定律满足的条件处理。6．ABD7．ABD8．ACD解析：物体下降过程中，动能、重力势能、弹性势能之和保持不变。9．ACD10．D解析：当力和速度的方向夹角不为零时，应乘上夹角的余弦。11．C解析：v=at=4m/sh=21at2=4mWF=mgh+21mv2=24J二、填空题12．2000；1000；100013．514．1∶1；1∶3解析：注意零势能面的选择，应用动能定律或者机械能守恒求解。15．8h解析：应用动能定理求解，滑块从A到C动能损失167，所以到B点时，动能为A点时的81。三、计算题16．解析：(1)由纸带可知：x1=AB=70mmx2=BC=85mmx3=CD=100.5mmx4=DE=116.5mm∴a=234231223)(×)()()(Txxxxxx≈9.69m/s2(2)|ΔEp|=1.89mJ；(3)Ek=1.88mJ；(4)在实验误差允许的范围内，重锤重力势能的减少等于其动能的增加，机械能守恒。产生误差的主要原因是重锤下落过程中受到阻力的作用(空气阻力、纸带与限位孔间的摩擦阻力及打点时的阻力)。17．(1)72J；(2)36m18．解析：(1)重力势能增加了mgh；(2)动能减少了23mgh；(3)机械能减少了2mgh；(4)Ff=4mg，物体克服滑动摩擦力做功为2mgh19．0.01解析：对全过程应用动能定理求解。20．10m解析：在t时间内风过叶片的体积V=R2vt这部分的风的动能为Ek=21Vv2=21R2v3t发电机的功率为P=tEk=2π2032vR.解得R2=98R=10m