第四章《机械能及其守恒定律》同步练习题 2021-2022 学年高一下学期物 理粤教版（2019）必修第二册 一、单选题 1．通过物理学习，判断下列说法正确的是（　　） A．重力做功与路径无关，做正功时物体的重力势能必增大 B．做匀速圆周运动的物体所受合外力等于向心力，保持恒定 C．做竖直上抛运动的物体到达最高点时速度和加速度均为零 D．火车拐弯时的轨道外高内低 2．下列运动过程中，机械能守恒的是（　　） A．跳伞运动员在空中匀速下落过程 B．不计空气阻力，抛出的在空中运动标枪 C．不计空气阻力，随摩天轮做匀速圆周运动的小孩 D．一个处于压缩状态的弹簧把小球弹出去过程，小球的机械能 3．将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v－t 图象如图所示。以下判断正确的 是（　　） A．前 3s 内货物处于失重状态 B．最后 2s 内货物只受重力作用 C．前 3s 内与最后 2s 内货物的平均速度相同 D．第 3s 末至第 5s 末的过程中，货物的机械能守恒 4．某次排球比赛中，运动员将排球沿水平方向击出，对方拦网未成功。如不计空气阻力，则排球落地前的动能（ ） A．逐渐减小 B．逐渐增大 C．保持不变 D．先减小后增大 5．如图所示，小球沿水平面通过 O 点进入半径为 R 的半圆弧轨道后恰能通过最高点 P，然后落回水平面。不计一 切阻力。下列说法正确的是（　　） A．小球落地点离 O 点的水平距离为 R B．小球从 P 到落地，重力所做的功为 mgR C．小球运动到半圆弧最高点 P 时向心力恰为 mg D．若将半圆弧轨道上部的 1 圆弧截去，其他条件不变，则小球能达到的最大高度比 P 点高 1.5R 4 6．半径为 R 的内壁光滑的圆环形轨道固定在水平桌面上，轨道的正上方和正下方分别有质量为 mA 和 mB 的小球 A 和 B，A 的质量是 B 的两倍，它们在轨道内沿逆时针滚动，经过最低点时速率相等；当 B 球在最低点时，A 球恰 好通过最高点，如图所示，此时轨道对桌面的压力恰好等于轨道重力，当地重力加速度为 g。则小球在最低点的速 率可表示为（　　） A． 5gR B． 5gR C． 11gR D．2 5gR 7．2020 年 11 月 29 日 20 时 33 分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从椭圆环月轨道变为近圆形环月轨道， 如图所示，近圆形轨道离月球表面 200km，月球质量 7.3×1022kg，半径为 1738km，引力常量 G=6.67×1011 N·m²/kg，则（　　） A．在两轨道上运行的周期相等 B．在近月点“刹车”瞬间前后的加速度不变 C．在近圆形轨道上的环绕速度约为 4.9km/s D．探测器在环月椭圆轨道的机械能小于在近圆形环月轨道的机械能 8．2021 年 8 月 3 日，在东京奥运会竞技体操男子单杠决赛中，8 位选手有一半都出现了掉杠的情况。如图所示， 某选手的质量为 70kg，做“双臂大回环”，用双手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动。此过程中，运动 员到达最低点时手臂受的总拉力大小至少约为（忽略空气阻力，重力加速度 g 取 10m/s ）（　　） 2 A．2500N B．3500N C．4500N D．5500N 9．如图所示，竖直环 A 半径为 r，固定在木板 B 上，木板 B 放在水平地面上，B 的左、右两侧各有一挡板固定在 地面上，使 B 不能左右运动，在环的最低点放一小球 C，A、B、C 的质量均为 m。现给小球一水平向右的瞬时速 度 v，小球会在环内侧做圆周运动，为保证小球能通过环的最高点，且不会使环竖直向上跳起（不计小球与环之间 的摩擦阻力），则瞬时速度 v 必须满足（　　） A．最大值为 C．最大值为 7gr B．最小值为 3gr D．最小值为 6gr 4gr 10．一质量为 m 的小轿车以恒定功率 P 启动，沿平直路面行驶，若行驶过程中受到的阻力大小不变，能够达到的 v 最大速度为 v，当小轿车的速度大小为 3 时，其加速度大小为 （　　） 2P A． mv P B． 2mv 3P C． 2mv 4P D． mv 11．绷紧传送带与水平方向的夹角为 30°，传送带以 15 m/s 的速度向上传动，t=0 时刻质量为 1 kg 的楔形物体从 B 3 点轻轻放上传送带并沿传送带向上运动。已知传送带 AB 的距离 l=20 m，物体与传送带间的动摩擦因数 μ= 2 ，重 力加速度为 10 m/s2.对物体从 B 点运动到 A 点的过程中，下列说法正确的是（　　） A．物体的动能增加 200 J B．物体的重力势能增加 200 J C．物体的机械能增加 150 J D．物体在传送带上因摩擦产生的热量为 200 J 二、填空题 12．将一可以视为质点的质量为 m 的铁块放在一长为 L、质量为 M 的长木板的最左端，整个装置放在光滑的水平 面上，现给铁块一水平向右的初速度，当铁块运动到长木板的最右端时，长木板沿水平方向前进的距离为 x，如图 所示。已知铁块与长木板之间的动摩擦因数为 μ，重力加速度为 g。摩擦力对铁块所做的功为___________，摩擦 力对长木板所做的功为___________。 13．倾角 θ=30°的光滑斜面 AB 固定不动。一个小球以一定的初动能 100J 从 A 点沿斜面向上滑动，到达 B 点时动能 25J，用时 1s。则此过程小球重力势能增加_________J，质量为_________kg。 14．一艘轮船以 15m/s 的速度匀速运动，它所受到的阻力为 1.2×107N，发动机的实际功率是_____ W 。 15．质量为 m 的物体（可视为质点）从地面上方 H 高处由静止释放，落在地面后出现一个深度为 h 的坑，如图所 示，重力加速度为 g，在此过程中，重力对物体做功为___________，重力势能___________（填“减少”或“增加”） 了___________。 16．一个质量为 m  1kg 的小球从倾角   30� 的光滑斜面上由静止释放，经过一段时间沿着斜面运动了 10m，则 这个过程中小球重力势能的变化量等于________，重力做功的平均功率等于________（ g  10m/s 2 ） 三、解答题 17．如图所示，一个质量为 m＝2 kg 的物体受到水平方向的推力 F＝10 N 的作用，在水平地面上从静止开始移动 了距离 s＝2 m 后撤去推力，此物体又滑行了一段距离后停止运动，动摩擦因数   0.1 （g 取 10m/s2），求： (1)推力 F 对物体做的功； (2)全过程中克服摩擦力所做的功。 18．AB 是竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，下端 B 与水平直轨道相切，如图所示。一小物块自 A 点起由静止 开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为 R，小物块的质量为 m，重力常数为 g，求： （1）小球运动到 B 点时的速度； （2）若物块与水平面间动摩擦因数  ，水平滑到 C 点停止，求 BC 间位移 s。 19．如图所示，水平地面上竖直放置倾角为   37�的光滑直轨道 AB 、四分之一细圆管道 CD 和四分之一圆弧轨道 DE O2 平滑连接。其中管道 CD 处在同一水平线上，E、 的半径 O2 r  0.4m 、圆心在 O1 点，轨道 DE 的半径 R  0.4m ，圆心在 O2 和 F 处在同一竖直线上。一质量为 m 的小球（可视为质点）从轨道 点， AB O1 、D 和 上距水平地 面高为 h 的 P 点静止下滑，小球经管道 CD 、轨道 DE 从 E 点滑出并做平抛运动，然后落到地面上的 Q 点，不计一 切摩擦，重力加速度 g 取 10m/s 。 sin 37� 0.6 ， cos 37� 0.8 。求： 2 （1）F、Q 之间的最小距离； （2）h 的最小值。 20．如图所示，倾角  =37°，长为 6m 的斜面体固定在水平地面上，长为 3m、质量为 4kg 的长木板 A 放在斜面上， 上端与斜面顶端对齐；质量为 2kg 的物块 B（可是为质点）放在长木板的上端，同时释放 A 和 B，结果当 A 的下 端滑到斜面底端时，物块 B 也刚好滑到斜面底端，已知长木板 A 与斜面间的动摩擦因数 动摩擦因数 μ2  0.375 1  0.5 ，物块 B 与 A 间的 ，重力加速度 g 取 10m/s2，不计物块 B 的大小，最大静摩擦力等于滑动摩擦力， sin37°=0.6，cos37°=0.8。求： （1）从开始到 A 的下端滑到斜面底端所用时间； （2）从开始到 A 的下端滑到斜面底端的过程中，A 与 B 间、A 与斜面间因摩擦产生的总热量。 参考答案： 1．D 2．B 3．C 4．B 5．C 6．C 7．B 8．B 9．A 10．A 11．C 12． -μmg（x＋L） 13． 75 μmgx 2 14．1.8×108 15． 16． mg（H＋h） 50J 减少 mg（H＋h） 25W 17．(1)20J；(2)20J 18．（1） vB  2 gR ；（2） 19．（1） 0.8m ；（2） 1.0m s R  20．（1）t=2s；（2） Q  90J