高一物理下冊《機(jī)械能守恒定律》課后習(xí)題及答案
要對知識真正的精通就必須對知識進(jìn)行活學(xué)活用，下面是物理網(wǎng)為大家?guī)淼臋C(jī)械能守恒定律課后習(xí)題答案，希望大家通過這個(gè)能真正的對知識靈活運(yùn)用。
一、選擇題(本題包括12個(gè)小題，每小題4分，共48分.每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，選錯(cuò)或不選的不得分)
1.物體做自由落體運(yùn)動，Ek代表動能，Ep代表勢能，h代表下落的距離，以水平地面為零勢能面。下列所示圖像中，能正確反映各物理量之間關(guān)系的是(? )
2.下面關(guān)于摩擦力做功的敘述，正確的是(??? )
A.靜摩擦力對物體一定不做功????? B.動摩擦力對物體一定做負(fù)功
C.一對靜摩擦力中，一個(gè)靜摩擦力做正功，另一靜摩擦力一定做負(fù)功
D.一對動摩擦力中，一個(gè)動摩擦力做負(fù)功，另一動摩擦力一定做正功
3.如圖所示，長為L的小車置于光滑的水平面上，小車前端放一小物塊，用大小為F的水平力將小車向右拉動一段距離s ，物塊剛好滑到小車的左端。物塊與小車間的摩擦力為 f ，在此過程中(? )
A.摩擦力對小物塊做的功為f s???? B.摩擦力對系統(tǒng)做的總功為0
C.力F對小車做的功為f L???????? D.小車克服摩擦力所做的功為f s?
4.下列說法中，正確的是(?? )
A.機(jī)械能守恒時(shí)，物體一定不受阻力???????? B.機(jī)械能守恒時(shí)，物體一定只受重力 和彈力作用
C.物體處于平衡狀態(tài)時(shí)，機(jī)械能必守恒?????? D.物體所受的外力不等于零，其機(jī)械能也可以守恒
5.如圖所示，DO是水平的，AB是斜面，初速度為 的物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DBA滑動到頂點(diǎn)A時(shí)速度剛好為零， 如果斜面改為AC，讓該物體從D點(diǎn)出發(fā)沿DCA滑動到A點(diǎn)且速度剛好為零。則物體具有的初速度(已知物體與路面之間的動摩擦因數(shù)處處相同且不為零)??? ( )
A.大于????? B.等于???? C.小于???? D.取決于斜面的傾角
6.如圖所示，水平地面附近，小球B以初速度v斜向上瞄準(zhǔn)另一小球A射出，恰巧在B球射出的同時(shí)，A球由靜止開始下落，不計(jì)空氣阻力。則兩球在空中運(yùn)動的過程中(?? )
A.A做勻變速直線運(yùn)動，B做變加速曲線運(yùn)動
B.相同時(shí)間內(nèi)B速度變化一定比A的速度變化大
C.兩球的動能都隨離地面豎直高度均勻變化
D.A、B兩球一定會相碰
7.假如在足球比賽中，某球員在對方禁區(qū)附近主罰定位球，并將球從球門右上角擦著橫梁踢進(jìn)球門。如圖所示，球門的高度為h，足球飛入球門的速度為v，足球的質(zhì)量為m，則該球員將足球踢出時(shí)對足球做的功W為(不計(jì)空氣阻力)( )
A.等于????? B.大于?? C.小于
D.因?yàn)榍虻能壽E形狀不確定，所以做功的大小無法確定
8.上題中，若球員將足球以速度v從地面上踢起。其他條件不變(即球門的高度仍為h，足球的質(zhì)量仍為m，不計(jì)空氣阻力)，取橫梁高度處為零勢能參考面，則下列說法中正確的是? (?? )
A.球員對足球做的功等于??????? B.球員對足球做的功等于
C.足球在A點(diǎn)處的機(jī)械能為??????????? D.足球在B點(diǎn)處的動能為
9. 一物體由靜止開始從粗糙斜面上的某點(diǎn)加速下滑到另一點(diǎn)，在此過程中重力對物體做的功等于(??? )
A.物體動能的增加量
B.物體重力勢能的減少量與物體克服摩擦力做的功之和
C.物體重力勢能的減少量和物體動能的增加量以及物體克服摩擦力做的功之和
D.物體動能的增加量與物體克服摩擦力做的功之和
10.如圖所示，光滑半球的半徑為R，球心為O，固定在水平面上，其上方有一個(gè)光滑曲面軌道AB，高度為R/2.軌道底端水平并與半球頂端相切.質(zhì)量為m的小球由A點(diǎn)靜止滑下.小球在水平面上的落點(diǎn)為C，則(?? )
A.小球?qū)⒀匕肭虮砻孀鲆欢螆A周運(yùn)動后拋至C點(diǎn)
B.小球?qū)腂點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動到達(dá)C點(diǎn)
C.OC之間的距離為?????????????????????????? D.OC之間的距離為2R
11.如圖所示，質(zhì)量相等的甲、乙兩物體開始時(shí)分別位于同一水平線上的A、B兩點(diǎn).當(dāng)甲物體被水平拋出的同時(shí)，乙物體開始自由下落.曲線AC為甲物體的運(yùn)動軌跡，直線BC為乙物體的運(yùn)動軌跡，兩軌跡相交于C點(diǎn) ，空氣阻 力忽略不計(jì).則兩物體(? )
A.在C點(diǎn)相遇????? B.經(jīng)C點(diǎn)時(shí)速率相等??? C.在C點(diǎn)時(shí)具有的機(jī)械能相等
D.在C點(diǎn)時(shí)重力的功率相等
12.如圖所示，小球以大小為v0的初速度由A端向右運(yùn)動，到B端時(shí)的速度減小為vB;若以同樣大小的初速度由B端向左運(yùn)動，到A端時(shí)的速度減小為vA。已知小球運(yùn)動過程中始終未離開該粗糙軌道。比較vA、vB的大小，結(jié)論是(?? )
A.vA>vB??????? B.vA=vB???? C.vA
第Ⅱ卷(非選擇題 共72分)
注意事項(xiàng)：第Ⅱ卷用圓珠筆或鋼筆直接寫在試卷上.
二、填空題(本題共5個(gè)小題 ，其中第17小題12分，其余每小題5分，共32分)
13.質(zhì)量為m的小球從高h(yuǎn)處由靜止開始自由下落，以地面作為零勢能面。當(dāng)小球的動能和重力勢能相等時(shí)，重力的瞬時(shí)功率為????????? .
1 4.以初速度v1豎直上拋一個(gè)質(zhì)量為m的'物體，物體落回到拋出點(diǎn)時(shí)的速度為v2, 如果物體在上升和下降過程中受到的空氣阻力大小相等，物體能上升的最大高度為_________.
15 .法國人勞倫特? 菲合爾在澳大利亞的伯斯冒險(xiǎn)世界進(jìn)行了超高特技跳水表演，他從30m高 的塔上跳下，準(zhǔn)確地落入水池中, 若已知水對他的阻力(包括浮力)是他重力的3.5倍，他在空中時(shí), 空氣阻力是他重力的0.2倍，則水池的深度至少為_______m.
16.物體的質(zhì)量為m, 與轉(zhuǎn)臺間的 動摩擦因數(shù)為 ，與轉(zhuǎn)軸間距離為R，物體隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加至某值時(shí)，物體即將在轉(zhuǎn)臺上相對滑動，此時(shí)起轉(zhuǎn)臺做勻速轉(zhuǎn)動，此過程中摩擦力對物體做的功為??????????????? 。
17.北京奧運(yùn)會為體現(xiàn)“綠色奧運(yùn)”的理念，奧組委在各比賽場館使用了新型節(jié)能環(huán)保電動車，湖北江漢大學(xué)的500名學(xué)生擔(dān)任了司機(jī)，負(fù)責(zé)接送比賽選手和運(yùn)輸器材.在檢測某款電動車性能的實(shí)驗(yàn)中，讓電動車由靜止開始沿平直公路行駛，利用儀器測得不同時(shí)刻電動車的牽引力F與對應(yīng)的速度v，繪出的 圖象如圖所示(圖中AB、BD均為直線，C點(diǎn)為實(shí)線與虛線的分界點(diǎn)).假設(shè)電動車行駛中所受的阻力恒定，則由圖象可知：
(1)電動車所受的阻力為???????? N;(2)電動車在AB段做?????? 運(yùn)動;
(3)BC段的斜率表示電動車的額定功率，大小為????? W;
(4)電動車的最大速度為?????? m/s。
三、計(jì)算題(本題共4個(gè)小題，共40分)
18.(10分)如圖所示，是上�！懊髦榫�”某輕軌車站的設(shè)計(jì)方案，與站臺連接的軌道有一個(gè)小坡度，電車進(jìn)站時(shí)要上坡，出站時(shí)要下坡.如果坡高2m，電車到a點(diǎn)時(shí)的速度是25.2km/h，此后便切斷電動機(jī)的電源，如果不考慮電車所受的摩擦力，則電車到a點(diǎn)切斷電源后，能否沖上站臺?如果能沖上，它到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度多大?如果不能，請說明理由.
19.(8分)(上海卷)質(zhì)量為5?103 kg的汽車在t=0 時(shí)刻速度v0=10m/s，隨后以P=6?104 W的額定功率沿平直公路繼續(xù)前進(jìn)，經(jīng)72s達(dá)到最大速度，設(shè)汽車受恒定阻力，其大小為2.5?103N。求：
(1)汽車的最大速度vm;
(2)汽車在72s內(nèi)經(jīng)過的路程s。
20(8分)太陽能已經(jīng)越來越廣泛的被應(yīng)用，為了測量太陽的輻射功率，物理興趣小組的同學(xué)做如下的簡單實(shí)驗(yàn)：取一個(gè)橫截面積為S=3×10-2m2的不高的圓筒，筒內(nèi)裝有0.6kg的水，用來測量太陽的輻射到地面的能量，某一天中午在太陽光直射2min后，水的溫度升高了10C，求：
(1)在陽光直射下，地球表面每平方厘米獲得的能量。
(2)假設(shè)射到大氣頂層的太陽能只有43%到達(dá)地面，另外57%被大氣吸收和反射而未到地面，你能由此估算出太陽的功率嗎?
21.(14分)如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道ABCD由水平軌道AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與圓弧CD在C點(diǎn)相切，軌道固定在水平面上。一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道的A端以初動能E沖上水平軌道AB，沿著軌道運(yùn)動，由DC弧滑下后停在水平軌道AB的中點(diǎn)。已知水平軌道AB長為L。求：
(1)小物塊與水平軌道的動摩擦因數(shù)
(2)為了保證小物塊不從軌道的D端離開軌道，圓弧軌道的半徑R至少是多大?
(3)若圓弧軌道的半徑R取第(2)問計(jì)算出的最小值，增大小物塊的初動能，使得小物塊沖上軌道后可以達(dá)到最大高度是1.5R處，試求物塊的初動能并分析物塊能否停在水平軌道上。如果能，將停在何處?如果不能，將以多大速度離開水平軌道?
《機(jī)械能守恒定律》專題測試卷
詳細(xì)參考答案
8.D
9.D 提示：根據(jù)動能定理可知：物體沿粗糙斜面下滑，重力對物體做正功為 ，物體克服摩擦力做功為 ，即 ，則 ，D項(xiàng)正確，A、C項(xiàng)錯(cuò)誤，另外重力對物體做正功就等于物體重力勢能的減少量，故B項(xiàng)錯(cuò)誤。
10.BC 提示：根據(jù)動能定 理求出小球滑到B點(diǎn)時(shí)的速度為v= ,再根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律求出OC之間的距離為 .??? 11.AD
12.A? 提示：小球向右通過凹槽C時(shí)的速率比向左通過凹槽C時(shí)的速率大，由向心力方程 可知，對應(yīng)的彈力FNA一定大，滑動摩擦力也大，克服阻力做的功多;又小球向右通過凸起D時(shí)的速率比向左通過凸起D時(shí)的速率小，由向心力方程 可知，對應(yīng)的彈力FNB一定大，滑動摩擦力也大，克服阻力做的功多。所以小球向右運(yùn)動全過程克服阻力做功多，動能損失多，末動能小，選A。
13. ;
14.?? 提示：由動能定理, 上升過程： ,? 下降過程： ，聯(lián)立以上兩式，可得 .
15.9.6?? 解析：在空中時(shí)空氣阻力f =0.2mg，在水中的阻力F=3.5mg，在空中時(shí)運(yùn)動H=30m,設(shè)水池深度至少為h 米. 由動能定理有：
, 得h= 9.6m.
16.?? 提示：即將開始滑動時(shí)，最大靜摩擦力(近似等于滑動摩擦力)提供向心力， , 此時(shí)物體動能為 ，此過程中摩擦力對物體做的功等于動能增量 .
17.(1)400;(2)勻變速;(3)6000;(4)15
提示：由圖象可知，AB段電動車的牽引力 F不變，又電動車行駛中所受的阻力恒定，所以電動車在AB段由A到B的過程中沿平直公路做勻加速運(yùn)動;電動車由A到B的過程中，牽引力F不變，速度增大，故電動車的功率變大，至B點(diǎn)電動車的功率達(dá)到達(dá)到最大值，即達(dá)到額定功率，BC段的斜率為Fv表示電動車的額定功率;電動車在BC段由B到C的過程中以額定功率做加速度減小的加速運(yùn)動，C點(diǎn)為實(shí)踐與虛線的分界點(diǎn)，電動車至C點(diǎn)時(shí)的加速度減小到0，速度達(dá)到最大值vm=15m/s，此時(shí)電動車所受的牽引力等于阻力，所以電動車所受的阻力為f=F=400N，電動車的額定功率P額=fvm=6000W.
18.解析：取a點(diǎn)所在水平面為零勢能面，電車在a點(diǎn)的機(jī)械能為 ，其中v1=25.2km/h=7m/s
設(shè)電車所能達(dá)到的最大高度為 ，則由機(jī)械能守恒定律有
，所以有 m
因?yàn)閔/>h，所以能沖上站臺.
設(shè)電車到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度為v2，則由機(jī)械能守恒定律得
解得 m/s=3m/s.
備用題
1.08年8月9日中國選手陳燮霞在女子48公斤級舉重比賽中，打破奧運(yùn)會紀(jì)錄，為中國代表團(tuán)取得北京奧運(yùn)會第一枚金牌.她在抓舉比賽中，將質(zhì)量為95kg的杠鈴舉起歷時(shí)約0.5s，再停留3s后放下杠鈴.那么，該運(yùn)動員在舉起杠鈴過程中的平均功率約為(??? )
A.幾百瓦??? B.幾千瓦??? C.幾十千瓦??? D.幾百千瓦
1.B 提示：設(shè)運(yùn)動員在舉起杠鈴過程中，重心升高約1.7m，則克服重力做的功 =95×10×1.7J=1615 J，平均功率約為： W=3230 W.
2.一個(gè)25kg的小孩從高度為3.0m的滑梯頂端由靜止開始滑下，滑到底端時(shí)的速度為2.0m/s.取g=10m/s2，關(guān)于力對小孩做的功，以下結(jié)果正確的是(? )
A.合外力做功50J B.阻力做功500J
C.重力做功500J D.支持力做功50J
2.A 提示：合外力做功等于小孩動能的變化量，即 J，選項(xiàng)A對;重力做功為 J=750J，C項(xiàng)錯(cuò);由動能定理 ，所以阻力做功為 =750J-50J=700J，B項(xiàng)錯(cuò);小孩在支持力方向上的位移為零，不做功，D項(xiàng)錯(cuò).
3.一人乘電梯從1樓到20樓，在此過程中經(jīng)歷了先加速、后勻速、再減速的運(yùn)動過程，則電梯支持力對人的做功情況是(? )
A.加速時(shí)做正功，勻速時(shí)不做功，減速時(shí)做負(fù)功
B.加速時(shí)做正功，勻速和減速時(shí)做負(fù)功
C.加速和勻速時(shí)做正功，減速時(shí)做負(fù)功
D.始終做正功
3.D? 提示：人乘坐電梯時(shí)，無論是加速、減速還是勻速，支持力的方向總是向上，與運(yùn)動方向相同，所以支持力與位移的方向總相同，總是做正功.
4.一滑塊在水平地面上沿直線滑行,t=0時(shí)其速度為1 m/s.從此刻開始滑塊運(yùn)動方向上再施加一水平面作用力F,力F和滑塊的速度v隨時(shí)間的變化規(guī)律分別如圖a和圖b所示。設(shè)在第1秒內(nèi)、第2秒內(nèi)、第3秒內(nèi)力F對滑塊做的功分別為W1、W2、W3,則以下關(guān)系式正確的是(??? )
A. W1=W2=W3??? ?? B.W1
4.B
5.如圖所示，傾角為θ的光滑斜面上放有兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A和B，兩球之間用一根長為L的輕桿相連，下面的小球B離斜面底端的高度為h.兩球從靜止開始下滑，不計(jì)球與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，且地面光滑，求：
(1)兩球在光滑水平面上運(yùn)動時(shí)的速度大小;
(2)此過程中桿對A球所做的功;
(3)分析桿對A球做功的情況.
5.解析：(1)由于不計(jì)摩擦及碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，因此兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.兩球在光滑水平面上運(yùn)動時(shí)的速度大小相等，設(shè)為v，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：
解得：
(2)因兩球在光滑水平面上運(yùn)動時(shí)的速度v比B從h處自由滑下的速度 大，增加的動能就是桿對B做正功的結(jié)果.B增加的動能為：
因系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，所以桿對B球做的功與桿對A球做的功的數(shù)值應(yīng)該相等，桿對B球做正功，對A做負(fù)功.所以桿對A球做的功為： .
(3)當(dāng)系統(tǒng)在斜面和水平面上運(yùn)動時(shí)，A、B的運(yùn)動狀態(tài)相同，桿中無作用力，桿對A不做功;當(dāng)B球從斜面進(jìn)入水平面，而A球仍在斜面上運(yùn)動時(shí)，A、B的運(yùn)動狀態(tài)不同，此過程中桿對A球做功.
6.跳水是一項(xiàng)優(yōu)美的水上運(yùn)動，圖13甲是2008 年北京奧運(yùn)會跳水比賽中小將陳若琳和王鑫在跳臺上騰空而起的英姿。其中陳若琳的體重約為30 kg，身高約為1.40m，她站在離水面10m高的跳臺上，重心離跳臺面的高度約為0.80m，豎直向上躍起后重心升高0.45m達(dá)到最高點(diǎn)，入水時(shí)身體豎直，當(dāng)手觸及水面時(shí)伸直雙臂做一個(gè)翻掌壓水花的動作，如圖13乙所示，這時(shí)陳若琳的重心離水面約為0.80m。設(shè)運(yùn)動員在入水及在水中下沉過程中受到的水的作用力大小不變�？諝庾枇珊雎圆挥�(jì)，重力加速度g取10m/s2。求：
(1)陳若琳起跳過程中所做的功;
(2)陳若琳從離開跳臺到手觸及水面的過程中可用于完成一系列動作的時(shí)間;(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
(3)若陳若琳入水后重心下沉到離水面約2.2m處速度變?yōu)榱�，試估算水對陳若琳的作用力的大小�?結(jié)果保留2位有效數(shù)字)
6.解析：(1)W=mgh1=135J .
(2)陳若琳躍起后可看作豎直向上的勻減速運(yùn)動，重心上升的高度h1=0.45m
設(shè)起跳速度為v0，則 ，上升過程的時(shí)間 ，解得 t1= =0.3 s
陳若琳從最高處自由下落到手觸及水面的過程中重心下落的高度h=10.45m
設(shè)下落過程的時(shí)間為t2，則 ，解得 = s≈1.4 s
陳若琳要完成一系列動作可利用的時(shí)間t=t1+t2=1.7s 說明：t2用 s表示也給分。
(3)陳若琳的手觸及水面到她的重心下沉到離水面約2.2m處的位移s=3.0 m，手觸及水面時(shí)的瞬時(shí)速度 ，設(shè)水對運(yùn)動員的作用力為Ff，依據(jù)動能定理有 ，解得 Ff=1.3′103N。
說明：用其他方法求解，正確的也給分。
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