人教版高中物理必修2《机械能守恒定律》同步练习题

人教版高中物理必修2《机械能守恒定律》同步练习题

整理人：嬴本德

◆◇基础知识◇◆

一、功

1.概念：一个物体受到力的作用，并在力的方向上发生了一段位移，这个力就对物体做了功。 2.条件： 力和力的方向上位移的乘积 3.公式：W=FS cos θ W——某力功，单位为焦耳（J）

F——某力（要为恒力）

，单位为牛顿（N） S——物体运动的位移，一般为对地位移，单位为米（m）

——力与位移的夹角

4.功是标量，但它有正功、负功。某力对物体做负功，也可说成“物体克服某力做功”。的正负表示能量传递的方向，即功是能量转化的量度。 ①当[0,2)时，即力与位移成锐角，力做正功，功为正；

②当2时，即力与位移垂直，力不做功，功为零；

③当(2,]时，即力与位移成钝角，力做负功，功为负；

5.功是一个过程所对应的量，因此功是过程量。

6.功仅与F、S 、θ有关，与物体所受的其它外力、速度、加速度无关。 7.几个力对一个物体做功的代数和等于这几个力的合力对物体所做的功。 即W总=W1+W2+…+Wn 或W总= F合Scos θ 二、功率

1.概念：功跟完成功所用时间的比值，表示力(或物体)做功的快慢。 2.公式：PWt（平均功率） PFvcos（平均功率或瞬时功率） 3.单位：瓦特W 4.分类：

额定功率：指发动机正常工作时最大输出功率

实际功率：指发动机实际输出的功率即发动机产生牵引力的功率，P实≤P额。

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功

5.应用：★★★

（1）机车以恒定功率启动时，由PFv（P为机车输出功率，F为机车牵引力，为机车前进速度）机车速度不断增加则牵引力不断减小，当牵引力Ff时，速度不再增大达到最大值vmax，则vmaxP/f。

（2）机车以恒定加速度启动时，在匀加速阶段汽车牵引力F恒定为maf，速度不断增加汽车输出功率PFv随之增加，当PP额定时，F开始减小但仍大于f因此机车速度继续增大，直至Ff时，汽车便达到最大速度vmax，则vmaxP/f。 三、重力势能

1.定义：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 2.公式：EPmgh h——物体具参考面的竖直高度 3.参考面

a重力势能为零的平面称为参考面；

b选取：原则是任意选取，但通常以地面为参考面

若参考面未定，重力势能无意义，不能说重力势能大小如何

选取不同的参考面，物体具有的重力势能不同，但重力势能改变与参考面的选取无关。

4.重力势能是标量，但有正负之分，正负表示大小。 重力势能为正，表示物体在参考面的上方； 重力势能为负，表示物体在参考面的下方； 重力势能为零，表示物体在参考面的上。 5单位：焦耳（J）

6.重力做功特点：重力对物体做功只跟它的初、末位置有关，而跟物体运动的路径无关。 7.重力做功与重力势能的关系：WGEP1EP2 重力做正功时，物体重力势能减少；重力做负功时，物体重力势能增加。

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四、弹性势能

1.概念：发生弹性形变的物体的各部分之间，由于弹力的作用而具有能量，称为弹性势能。 2.弹簧的弹性势能：EP12kx 2影响弹簧弹性势能的因素有：弹簧的劲度系数k和弹簧形变量x。 3.弹力做功与弹性势能的关系：WFEP1EP2 弹力做正功时，物体弹性势能减少；弹力做负功时，物体弹性势能增加。 4.势能：相互作用的物体凭借其位置而具有的能量叫势能，势能是系统所共有的。 五、动能

1.概念：物体由于运动而具有的能量，称为动能。 2.动能表达式：Ek12mv 23.动能定理★★★（即合外力做功与动能关系）：WEk2Ek1 4.理解：①F合在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。 ②F合做正功时，物体动能增加；F合做负功时，物体动能减少。 ③动能定理揭示了合外力的功与动能变化的关系。

5.适用范围：适用于恒力、变力做功；适用于直线运动，也适用于曲线运动。 6.应用动能定理解题步骤： a确定研究对象及其运动过程

b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功 c确定研究对象在运动过程中初末状态，找出初、末动能 d列方程、求解。

六、机械能守恒定律★★★

1.机械能包含动能和势能（重力势能和弹性势能）两部分，即EEkEP。

2.机械能守恒定律：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变，即 E1E2 Ek1EP1Ek2EP2 ΔΕk = —ΔΕP ΔΕ1 = —ΔΕ2。

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3.机械能守恒条件：

做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功； 外力不做功或外力做功的代数和为零； 系统内如摩擦阻力对系统不做功。

能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。 4.运用机械能守恒定律解题步骤： a确定研究对象及其运动过程

b分析研究对象在研究过程中受力情况，弄清各力做功，判断机械能是否守恒 c恰当选取参考面，确定研究对象在运动过程中初末状态的机械能 d列方程、求解 七、能量守恒定律

1内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 即E机械能1E其它1E机械能2E其它2。

2能量耗散：无法将释放能量收集起来重新利用的现象叫能量耗散，它反映了自然界中能量转化具有方向性。

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◆◇同步训练◇◆

1、下列说法正确的是（ ）

A.物体机械能守恒时，一定只受重力和弹力的作用 B.物体处于平衡状态时机械能一定守恒

C.在重力势能和动能的相互转化过程中，若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒

D.物体的动能和重力势能之和增大，不一定有重力以外的其他力对物体做功

2、游乐场中的一种滑梯如图所示.小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则（ ）

A.下滑过程中支持力对小朋友做功 B.下滑过程中小朋友的重力势能增加 C.整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D.在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功

3、在如图所示的伽利略理想斜面实验中(斜面光滑)，以下说法正确的是（ ） A.小球从A到B运动的过程中动能保持不变 B.小球从A到B运动的过程中重力势能减少

C.只有小球从B到C运动的过程中动能和势能的总和不变 D.小球在斜面CD上运动的最大距离等于AB

4、如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（ ）

A.mgh B.mgH C.mg（H+h） D.mg（H-h）

5、竖直向上抛出一物体，已知受到的空气阻力大小不变，在物体从抛出到落回抛出点的过程中（ ）

A．物体的机械能守恒

B．物体上升时机械能减小，下降时机械能增大 C．物体的动能减小

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D．上升过程克服重力做功大于下降过程重力做功

6、如图所示，质量为m的物体在地面上沿斜向上方向以初速度v0抛出后，能达到的最大高度为H，当它将要落到离地面高度为h的平台上时，下列判断正确的是(不计空气阻力，取地面为参考平面)（ ）

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2mgh B.它的总机械能为mgH A.它的总机械能为mv02mgh C.它的动能为mg(H-h) D.它的动能为mv0127、如图所示，A、B叠放着，A用绳系着固定在墙上，用力F将B拉着右移，用fAB和fBA分别表示A对B的摩擦力和B对A的摩擦力，则下面叙述正确的是（ ）

A.F做正功，fAB做负功，fBA做正功 B.F和fBA做正功，fAB做负功 C.F做正功，其他力都不做功 D.F做正功，fAB做负功，fBA不做功

8、两个质量不同的物块A和B，分别从高度相同的光滑斜面和弧形曲面的顶点滑向底端，如图所示，它们的初速度为零，则下列说法正确的是（ ）

A.下滑过程中重力所做的功相等 B.它们到达底部时动能相等 C.它们到达底部时速度相等

D.物块在最高点时的机械能和它到达最低点时的机械能相等

9、如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M为半径为R=1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠。假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出,取g=10m/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为（ ）

A.0.10 J B.0.15 J

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C.0.20 J D.0.25 J

10、如图，把一根内壁光滑的细圆管弯成3/4圆周形状，且竖直放置，管口A竖直向上，管口B水平向左，一小球从管口A的正上方h1高处自由落下，经细管恰能到达细管最高点B处。若小球从A管口正上方h2高处自由落下，进入A管口运动到B点后又从空中飞落进A口，则h1∶h2为（ ）

A.1∶2 B.2∶3 C.4∶5 D.5∶6

11、如图所示，质量为m的物体，以水平速度v0离开桌面，若以桌面为零势能面，不计空气阻力，则当它经过离地高度为h的A点时，所具有的机械能是（ ）

A．

1111mv02+mgh B．mv02–mgh C．mv02+mg(H–h) D．mv02 222212、如图所示，半径为R、质量为M的1/4光滑圆槽置于光滑的水平地面上，一个质量为m的小木块从槽的顶端由静止滑下。则木块从槽口滑出时的速度大小为（ ）

A．2gR B．2gRMm2gRM2gRmC． D．

MMm Mm13、(2012·福建高考)如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后，A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块（ ）

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A.速率的变化量不同 B.机械能的变化量不同 C.重力势能的变化量相同 D.重力做功的平均功率相同

14、如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)，演员a站于地面，演员b从图示的位置由静止开始向下摆，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，演员a刚好对地面无压力，则演员a与演员b质量之比为（ ）

A．1∶1 B．2∶1 C．3∶1 D．4∶1

15、如图所示，某同学利用橡皮筋将模型飞机弹出，在模型飞机弹出过程中，下列说法正确的是（ ）

A.橡皮筋收缩，弹力对飞机做功 B.飞机的动能增加

C.橡皮筋的弹性势能减少

D.飞机的重力势能减少,转化为飞机的动能

16、质量为m的子弹，以水平速度v射入静止在光滑水平面上质量为M的木块，并留在其中，下列说法正确的是（ ）

A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等 B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等

C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功

17、一物体从高h处自由下落，落在某一位置时其动能与重力势能恰好相等(取地面为参考平面)，则（ ）

A.此时物体所处的高度为

h B.此时物体的速度为gh 2C.此段物体下落的时间为

h D.此时物体机械能小于mgh g8

18、如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中（ ）

A.重物的重力势能减少 B.重物的重力势能增大 C.重物的机械能不变 D.重物的机械能减少

19、如图所示，质量为m的物体，以速度v离开高为H的桌面，在不计空气阻力的情况下，当它落到距地面高为h的A点时，下列判断不正确的是（ ）

1A．若以地面为零势能参考面，物体在A点的机械能是mv2mgH

21B．若以桌面为零势能参考面，物体在A点的机械能是mv2

21C．物体在A点的动能是mv2mgHh

2D．物体在A点的动能与重力势能零参考面有关，因此是不确定的

20、如图所示，固定的光滑倾斜杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧上端相连，弹簧的下端固定在水平地面上的A点，开始弹簧恰好处于原长h。现让圆环由静止沿杆滑下，滑到杆的底端（未触及地面）时速度恰好为零，已知当地的重力加速度大小为g。则在圆环下滑的整个过程中下列说法正确的是（ ）

A．圆环的系统机械能守恒 B．弹簧的弹性势能先增大后减小 C．弹簧的弹性势能增大了mgh D．弹簧的最大压缩量大于其最大伸长量

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21、(8分)如图所示，固定在竖直平面内的光滑轨道，半径为R，一质量为m的小球沿逆时针方向在轨道上做圆周运动，在最低点时，m对轨道的压力为8mg，当m运动到最高点B时，对轨道的压力是多大？

22、(8分)如图所示，以固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在C处与水平地面相切。在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度v0=5m/s，结果它沿CBA运动，通过A点，最后落在水平面上的D点，求C、D间的距离S，取g＝10m/s2.

23、(8分)如图所示，质量为m的小铁块A以水平速度v0冲上质量为M、长为l、置于光滑水平面C上的木板B，正好不从木板上掉下．已知A、B间的动摩擦因数为μ，此时长木板对地位移为x，求这一过程中：

(1)木板增加的动能；(2)小铁块减少的动能； (3)系统机械能的减少量；(4)系统产生的热量.

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24、(10分)如图所示，一个光滑的水平轨道与半圆轨道相连接，其中半圆轨道在竖直平面内，半径为R.质量为m的小球以某速度从A点无摩擦地滚上半圆轨道，小球通过轨道的最高点B后恰好做平抛运动，且正好落在水平地面上的C点，已知AC=AB=2R，求： （1）小球在A点时的速度大小； （2）小球在B点时半圆轨道对它的弹力．

25、(12分)如图所示，AB是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，其下端B与水平直轨道相切，一小球自A点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆弧轨道半径为R，小球的质量为m，不计各处摩擦。求：

（1）小球运动到B点时的动能； （2）小球下滑到距水平轨道的高度为

1R时的速度大小和方向； 2（3）小球经过圆弧轨道的B点和水平轨道的C点时，所受轨道支持力各是多大？

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26、(12分)如图所示，位于竖直平面上的1/4圆弧光滑轨道，半径为R，OB沿竖直方向，上端A距地面高度为H，质量为m的小球从A点由静止释放，最后落在水平地面上C点处，不计空气阻力，求：

（1）小球运动到轨道上的B点时，对轨道的压力； （2）小球落地点C与B点水平距离s；

（3）要使小球的水平射程为最大值，求圆弧轨道半径R与高度H的关系。

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