人教版物理必修二第8章机械能守恒定律含答案.docx
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人教版物理必修二第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、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（ ）
A.300WB.400WC.500WD.700W
2、（双选）如图是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图象，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图象可知（ ）
A．0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变
B．0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大
C．t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小
D．t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变
3、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
4、一物体做变速运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变
B．物体所受合外力一定不为零
C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变
D．物体的加速度可能为零
5、（双选）如图所示，下列几种情况，系统的机械能守恒的是（ ）
A.图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动
B.图乙中运动员在蹦床上越跳越高
C.图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连。
小车在左右运动时，木块相对于小车无滑动（车轮与地面摩擦不计）
D.图丙中如果小车运动时，木块相对于小车滑动
6、为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度。
在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1，经过B点时的速度是v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是（ ）
A．用天平测出物体的质量
B．测出A、B两点间的竖直距离
C．利用
mv
－
mv
算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量
D．验证v
－v
与2gh是否相等
7、如图所示，在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB，槽道由半径分别为
和R的两个半圆构成，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为（ ）
A．0 B．FRC.
πFR D．2πFR
8、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是（ ）
A B C D
9、关于动能定理，下列说法中正确的是（ ）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
10、如图所示，以下实例中均不考虑空气阻力，系统机械能守恒的是（ ）
11、在“验证机械能守恒定律”的实验中,供选择的重物有以下四个，应选择（）
A．质量为100g的钩码B．质量为10g的砝码
C．质量为200g的木球D．质量为10g的塑料球
12、某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。
频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，计算结果保留3位有效数字）：
时刻
t2
t3
t4
t5
速度（m·s－1）
4.99
4.48
3.98
（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝__________m/s；
（2）从t2到t5时间内，重力势能增加量ΔEp＝__________J，动能减少量ΔEk＝__________J；
（3）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律。
由上述计算得ΔEp__________ΔEk（选填“＞”“＜”或“＝”），造成这种结果的主要原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________。
13、（计算题）如图所示，在光滑的水平面上，质量m＝3kg的物体，在水平拉力F＝6N的作用下，从静止开始运动，经过3s运动了9m。
求：
初速度为0
（1）力F在3s内对物体所做的功；
（2）力F在3s内对物体做功的平均功率；
（3）在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
14、粗糙的1/4圆弧的半径为0.45m，有一质量为0.2kg的物体自最高点A从静止开始下滑到圆弧最低点B.然后沿水平面前进0.4m到达C点停止.设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5（取g＝10m/s2），求：
（1）物体到达B点时的速度大小；
（2）物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功．
新教材必修第二册第8章机械能守恒定律含答案
1、从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体，物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g＝10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（ ）
A.300WB.400W
C.500WD.700W
【答案】 A
【解析】 物体落地瞬间vy＝gt＝30m/s，所以PG＝Gvy＝300W，故A正确。
2、（双选）如图是一汽车在平直路面上启动的速度—时间图象，从t1时刻起汽车的功率保持不变，由图象可知（ ）
A．0～t1时间内，汽车的牵引力增大，加速度增大，功率不变
B．0～t1时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大
C．t1～t2时间内，汽车的牵引力减小，加速度减小
D．t1～t2时间内，汽车的牵引力不变，加速度不变
【答案】BC [0～t1时间内，汽车的速度是均匀增加的，是匀加速运动，所以汽车的牵引力不变，加速度不变，功率增大，所以A错误，B正确；t1～t2
时间内，汽车的功率已经达到最大值，功率不能再增加，所以汽车的牵引力在减小，加速度也要减小，所以C正确，D错误．]
3、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Ep＝mgh，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．]
4、一物体做变速运动时，下列说法中正确的是（ ）
A．合外力一定对物体做功，使物体动能改变
B．物体所受合外力一定不为零
C．合外力一定对物体做功，但物体动能可能不变
D．物体的加速度可能为零
【答案】B [物体做变速运动，可能是物体的速度方向变化，而大小不变，如匀速圆周运动，此时物体的动能不变，并无外力对物体做功，故选项A、C均错误；物体做变速运动，一定具有加速度，物体所受合外力一定不为零，故选项B正确，选项D错误．]
5、（双选）如图所示，下列几种情况，系统的机械能守恒的是（ ）
A.图甲中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动
B.图乙中运动员在蹦床上越跳越高
C.图丙中小车上放一木块，小车的左侧由弹簧与墙壁相连。
小车在左右运动时，木块相对于小车无滑动（车轮与地面摩擦不计）
D.图丙中如果小车运动时，木块相对于小车滑动
【答案】 AC
【解析】 弹丸在碗内运动时，只有重力做功，系统机械能守恒，故选项A正确；运动员越跳越高，表明她不断做功，机械能不守恒，故选项B错误；由于一对静摩擦力做功的代数和为0，系统中只有弹簧弹力做功不为0，机械能守恒，故选项C正确；滑动摩擦力做功的代数和不为0，系统机械能不守恒，故选项D错误。
6、为验证在自由落体过程中物体的机械能是守恒的，某同学利用实验系统设计了一个实验，实验装置如图所示，图中A、B两点分别固定了两个速度传感器，速度传感器可以测出运动物体的瞬时速度。
在实验中测得一物体自由下落经过A点时的速度是v1，经过B点时的速度是v2，为了证明物体经过A、B两点时的机械能相等，这位同学又设计了以下几个步骤，你认为其中不必要或者错误的是（ ）
A．用天平测出物体的质量
B．测出A、B两点间的竖直距离
C．利用
mv
－
mv
算出物体从A点运动到B点的过程中动能的变化量
D．验证v
－v
与2gh是否相等
【答案】A
7、如图所示，在水平面上，有一弯曲的槽道弧AB，槽道由半径分别为
和R的两个半圆构成，现用大小恒为F的拉力将一光滑小球从A点沿槽道拉至B点，若拉力F的方向时时刻刻均与小球运动方向一致，则此过程中拉力所做的功为（ ）
A．0 B．FRC.
πFR D．2πFR
【答案】C [虽然拉力方向时刻改变，但力与运动方向始终一致，用微元法，在很小的一段位移内可以看成恒力，小球的路程为πR＋π·
，则拉力做的功为
πFR，故C正确．]
8、物体从某高度处做自由落体运动，以地面为重力势能零点，下列所示图象中，能正确描述物体的重力势能与下落高度的关系的是（ ）
A B C D
【答案】B [设物体开始下落时的重力势能为Ep0，物体下落高度h过程中重力势能减少量ΔEp＝mgh，故物体下落高度h时的重力势能Ep＝Ep0－ΔEp＝Ep0－mgh，即Ep h图象为倾斜直线，B正确．]
9、关于动能定理，下列说法中正确的是（ ）
A．某过程中外力的总功等于各力做功的绝对值之和
B．只要合外力对物体做功，物体的动能就一定改变
C．在物体动能不改变的过程中，动能定理不适用
D．动能定理只适用于受恒力作用而加速运动的过程
【答案】B [公式W＝ΔEk中W为合外力做的功，也可以是各力做功的代数和，A错，B对；动能不变，只能说明合外力的总功W＝0，动能定理仍适用，C错；动能定理既适用于恒力做功，也可适用于变力做功，D项错误．]
10、如图所示，以下实例中均不考虑空气阻力，系统机械能守恒的是（ ）
【答案】 D
【解析】 人上楼、跳绳都是人体的化学能转化为机械能，故系统机械能不守恒，选项A、B错误；水滴石穿，水滴的机械能转化为内能，故机械能不守恒，选项C错误；箭射出时，实现动能、弹性势能与重力势能的相互转化，系统机械能守恒，选项D正确。
11、在“验证机械能守恒定律”的实验中,供选择的重物有以下四个，应选择（）
A．质量为100g的钩码B．质量为10g的砝码
C．质量为200g的木球D．质量为10g的塑料球
【答案】A
12、某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律。
频闪仪每隔0.05s闪光一次，图中所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表（当地重力加速度取9.8m/s2，小球质量m＝0.2kg，计算结果保留3位有效数字）：
时刻
t2
t3
t4
t5
速度（m·s－1）
4.99
4.48
3.98
（1）由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5＝__________m/s；
（2）从t2到t5时间内，重力势能增加量ΔEp＝__________J，动能减少量ΔEk＝__________J；
（3）在误差允许的范围内，若ΔEp与ΔEk近似相等，从而验证了机械能守恒定律。
由上述计算得ΔEp__________ΔEk（选填“＞”“＜”或“＝”），造成这种结果的主要原因是_____________________________________________________
________________________________________________________________。
【答案】
（1）3.48
（2）1.24 1.28 （3）＜ 上升过程中存在空气阻力
【解析】
（1）t5时刻小球的速度v5＝
×10－2m/s＝3.48m/s。
（2）从t2到t5时间内，重力势能增加量ΔEp＝mgh25＝0.2×9.8×（23.68＋21.16＋18.66）×10－2J＝1.24J，动能减少量ΔEk＝
mv
－
mv
＝1.28J。
（3）ΔEp＜ΔEk，造成这种结果的主要原因是上升过程中存在空气阻力。
13、（计算题）如图所示，在光滑的水平面上，质量m＝3kg的物体，在水平拉力F＝6N的作用下，从静止开始运动，经过3s运动了9m。
求：
初速度为0
（1）力F在3s内对物体所做的功；
（2）力F在3s内对物体做功的平均功率；
（3）在3s末，力F对物体做功的瞬时功率。
【答案】
（1）54J
（2）18W （3）36W
解析
（1）根据功的公式W＝Flcosα＝6×9J＝54J。
（2）力F在3s内对物体做功的平均功率
P＝
＝
W＝18W。
（3）3s末的瞬时速度为v，l＝
t，
解得v＝6m/s
则3s末的瞬时功率
P＝Fv＝6×6W＝36W。
14、粗糙的1/4圆弧的半径为0.45m，有一质量为0.2kg的物体自最高点A从静止开始下滑到圆弧最低点B.然后沿水平面前进0.4m到达C点停止.设物体与轨道间的动摩擦因数为0.5（取g＝10m/s2），求：
（1）物体到达B点时的速度大小；
（2）物体在圆弧轨道上克服摩擦力所做的功．
[答案]
（1）2m/s
（2）0.5J
[解析]
（1）物体从B运动到C的过程，由动能定理得：
－μmgx＝0－
mv
解得：
vB＝2m/s.
（2）物体从A运动到B的过程，由动能定理得：
mgR－Wf＝
mv
－0
解得：
Wf＝0.5J.
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