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2022春物理人教版（2019）必修第二册第8章：机械能守恒定律习题（有）答案
一、选择题。
1、关于重力势能，下列说法正确的是(　　)
A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B．处在同一高度的物体，具有的重力势能相同
C．重力势能是标量，不可能有正、负值
D．浮在海面上的小船的重力势能一定为零
2、（双选）如图所示，质量为0.4 kg的物块放在光滑的斜面上，在水平拉力F作用下下滑高度1 m，拉力F做了3 J的功，则在此过程中(　　)
A．重力做功为4 J B．重力势能增大4 J
C．合外力做的总功为5 J D．外力做的总功为7 J
3、如图所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x，物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则(　　)
A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1C．W1P2
4、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
5、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
6、如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则(　　)
A．a落地前，轻杆对b一直做正功
B．a落地时速度大小为
C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于g
D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg
7、(多选)如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同，下列说法正确的是(　　)
A．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为
B．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为R
C．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为
D．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为2R
8、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶．已知发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为vm.保持发动机的功率不变，则当汽车的速度为时，其瞬时加速度的大小为(　　)
A. B. C. D.
9、质量为m的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑t(s)时重力势能减少量为(　　)
A.mg2t2sin α　　B.mg2t2 C．mg2t2 D.mg2t2sin2 α
10、在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车运动；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动．则关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计)，下列判断中正确的是(　　)
A．甲图中小球机械能守恒
B．乙图中小球A的机械能守恒
C．丙图中两车组成的系统机械能守恒
D．丁图中小球的机械能守恒
11、如图所示，用长为L的细线，一端系于悬点A，另一端拴住一质量为m的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点A的正下方O点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，OA的最小距离是(　　)
A. B. C.L D.L
12、如图所示，竖直立在水平地面上的轻弹簧，下端固定在地面上，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不拴接)，并用力向下压球，使弹簧压缩(在弹性限度内)一定程度后，用竖直细线把弹簧拴牢。现突然烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．金属球的机械能守恒
B．金属球的动能一直在减少，而机械能一直在增加
C．在刚脱离弹簧的瞬间金属球的动能最大
D．金属球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减少
二、填空含实验题。
13、在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是
A． B．
C． D．
14、在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流电源。回答下列问题：
(1)用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________。
A.释放纸带 B.接通电源 C.取下纸带 D.切断电源
(2)如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________ J，重锤增加的动能ΔEk＝________ J(取重力加速度g＝9.8 m/s2，计算结果保留2位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。
三、解答题。
15、起重机以的加速度将质量为m的物体沿竖直方向匀加速地提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做的功为多少？物体的重力势能变化了多少？
16、如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。
17、（计算题）质量为1.0×103 kg的汽车，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W，沿倾角为30°的斜坡由静止开始从坡底向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，开始时以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动(取g＝10 m/s2)．求：
(1)汽车做匀加速运动持续的时间t1；
(2)汽车所能达到的最大速率；
(3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？
2022春物理人教版（2019）必修第二册第8章：机械能守恒定律习题（有）答案
一、选择题。
1、关于重力势能，下列说法正确的是(　　)
A．重力势能是地球和物体共同具有的，而不是物体单独具有的
B．处在同一高度的物体，具有的重力势能相同
C．重力势能是标量，不可能有正、负值
D．浮在海面上的小船的重力势能一定为零
【答案】A　
2、（双选）如图所示，质量为0.4 kg的物块放在光滑的斜面上，在水平拉力F作用下下滑高度1 m，拉力F做了3 J的功，则在此过程中(　　)
A．重力做功为4 J B．重力势能增大4 J
C．合外力做的总功为5 J D．外力做的总功为7 J
【答案】AD
3、如图所示，在同一水平方向恒力F的作用下，一物体分别沿着粗糙水平面和光滑水平面从静止开始运动相同位移x，物体沿着粗糙水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W1、P1.物体沿着光滑水平地面运动位移x过程中，力F做的功和做功的平均功率分别为W2、P2.则(　　)
A．W1>W2、P1>P2 B．W1＝W2、P1C．W1P2
【答案】B
4、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　
5、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　
6、如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则(　　)
A．a落地前，轻杆对b一直做正功
B．a落地时速度大小为
C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于g
D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg
【答案】D
7、(多选)如图所示，半径为R的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑的小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v0，若v0大小不同，则小球能够上升到的最大高度(距离底部)也不同，下列说法正确的是(　　)
A．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为
B．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为R
C．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为
D．如果v0＝，则小球能够上升的最大高度为2R
【答案】ABD　
8、质量为m的汽车，启动后沿平直路面行驶．已知发动机的功率恒为P，且行驶过程中受到的阻力大小一定，汽车能够达到的最大速度为vm.保持发动机的功率不变，则当汽车的速度为时，其瞬时加速度的大小为(　　)
A. B. C. D.
【答案】B
9、质量为m的物体，沿倾角为α的光滑斜面由静止下滑，当下滑t(s)时重力势能减少量为(　　)
A.mg2t2sin α　　B.mg2t2 C．mg2t2 D.mg2t2sin2 α
【答案】D　
10、在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车运动；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动．则关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计)，下列判断中正确的是(　　)
A．甲图中小球机械能守恒
B．乙图中小球A的机械能守恒
C．丙图中两车组成的系统机械能守恒
D．丁图中小球的机械能守恒
【答案】A
11、如图所示，用长为L的细线，一端系于悬点A，另一端拴住一质量为m的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点A的正下方O点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，OA的最小距离是(　　)
A. B. C.L D.L
【答案】D　
12、如图所示，竖直立在水平地面上的轻弹簧，下端固定在地面上，将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不拴接)，并用力向下压球，使弹簧压缩(在弹性限度内)一定程度后，用竖直细线把弹簧拴牢。现突然烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．金属球的机械能守恒
B．金属球的动能一直在减少，而机械能一直在增加
C．在刚脱离弹簧的瞬间金属球的动能最大
D．金属球的动能与弹簧的弹性势能之和一直在减少
【答案】D　
二、填空含实验题。
13、在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是
A． B．
C． D．
【答案】D
14、在“验证机械能守恒定律”的实验中，现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、重锤(带夹子)、天平、毫米刻度尺、50 Hz交流电源。回答下列问题：
(1)用打点计时器打出一条纸带，前后要连续进行一系列的操作，下列各步骤的先后顺序合理的是________。
A.释放纸带 B.接通电源 C.取下纸带 D.切断电源
(2)如图所示，释放纸带前的瞬间，重锤和手的位置合理的是________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)。
(3)某同学用正确的方法获得了一条纸带，并以起点为计数点O，后隔一段距离，取连续点为计数点A、B、C、D、E、F，如图所示。已知重锤的质量为0.5 kg，则电磁打点计时器打下E点时，重锤减少的重力势能ΔEp＝________ J，重锤增加的动能ΔEk＝________ J(取重力加速度g＝9.8 m/s2，计算结果保留2位有效数字)，重锤增加的动能ΔEk与减少的重力势能ΔEp的大小关系为ΔEk________ΔEp(选填“大于”“小于”或“等于”)。
【答案】(1)BADC　 (2)丙　 (3)0.35　0.33　小于
【解析】(1)根据实验原理和要求：实验中先接通电源，再释放纸带，然后切断电源，最后取下纸带，所以实验的步骤顺序为BADC。
(2)为了减小实验误差，释放前必须保持提起的纸带处于竖直位置，并且使重锤靠近打点计时器，故合理的位置为丙图。
(3)由图可知，打E点时下落的高度为h＝7.1 cm＝0.071 m，故重力势能的减少量为ΔEp＝mgh＝0.5×9.8×0.071 J＝0.35 J，vE＝＝ m/s＝
1.15 m/s，重锤增加的动能ΔEk＝mv＝0.33 J，可得ΔEk<ΔEp。
三、解答题。
15、起重机以的加速度将质量为m的物体沿竖直方向匀加速地提升高度h，则起重机钢索的拉力对物体做的功为多少？物体克服重力做的功为多少？物体的重力势能变化了多少？
【答案】mgh　mgh　增加mgh
[解析]　由题意可知物体的加速度为a＝，方向竖直向上，物体上升的高度为h.根据牛顿第二定律可得F－mg＝ma，所以F＝mg＋ma＝mg；故拉力做的功为WF＝Fh＝mgh.重力做的功为WG＝－mgh，即物体克服重力做的功为mgh，物体的重力势能增加了mgh.
16、如图所示，轻弹簧一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：
(1)弹簧的最大弹性势能；
(2)木块被弹回速度增大到3 m/s时弹簧的弹性势能。
【答案】　(1)50 J 　(2)32 J
【解析】　(1)由机械能守恒有
Epm＝mv＝×4×52 J＝50 J。
(2)由机械能守恒得
mv＝mv＋Ep1，
所以Ep1＝mv－mv＝32 J。
17、（计算题）质量为1.0×103 kg的汽车，汽车发动机的额定输出功率为5.6×104 W，沿倾角为30°的斜坡由静止开始从坡底向上运动，汽车在运动过程中所受摩擦阻力大小恒为2 000 N，开始时以a＝1 m/s2的加速度做匀加速运动(取g＝10 m/s2)．求：
(1)汽车做匀加速运动持续的时间t1；
(2)汽车所能达到的最大速率；
(3)若斜坡长143.5 m，且认为汽车达到坡顶之前，已达到最大速率，则汽车从坡底到坡顶需多少时间？
【答案】(1)7 s 　(2)8 m/s 　(3)22 s
【解析】(1)根据牛顿第二定律有：
F－mgsin 30°－f＝ma
设匀加速过程的末速度为v，则有：P＝Fv；v＝at1
代入数值，联立解得：匀加速的时间为t1＝7 s.
(2)当达到最大速度vm时，有：P＝(mgsin 30°＋f)vm
解得：汽车的最大速度为vm＝8 m/s.
(3)汽车匀加速运动的位移为x1＝at＝24.5 m
在后一阶段牵引力对汽车做正功，重力和阻力做负功，根据动能定理有：
Pt2－(mgsin 30°＋f)x2＝mv－mv2,
又有x2＝x－x1
代入数值，联立求解得：t2＝15 s
所以汽车总的运动时间为t＝t1＋t2＝22 s。

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