《2022年高一物理第五章《机械能及其守恒定律》同步练习》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2022年高一物理第五章《机械能及其守恒定律》同步练习（13页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、优秀学习资料欢迎下载高一物理第五章机械能及其守恒定律同步练习本章的概念包括：1. 追寻守恒量A. 势能B. 动能2. 时间和位移C. 功cosWFlD. 正功和负功3. 运动快慢的描述速度E. 功率WtPF. 额定功率和实际功率G. 功率和速度PFv4. 重力势能H. 重力的功12()GWmg hhI. 重力势能PEmgh重力做的功与重力势能的关系12PPPEEEJ. 重力势能的相对性势能是系统所共有的5. 探究弹性势能的表达式（体会探究的过程和方法）6. 探究功与物体速度变化的关系7. 动能和动能原理K. 动能的表达式212WmvL. 动能原理21kkWEE8. 机械能守恒定律9. 实验：探
2、究机械能守恒定律10. 能量守恒与能源精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载M. 能量守恒定律N. 能源和能量耗散分类试题汇编一、选择题1 【01 粤豫综合】假设列车从静止开始匀加速运动，经过500m 的路程后，速度达到360km/h。整个列车的质量为1.00105kg，如果不计阻力，在匀加速阶段、牵引力的最大功率是A4.67106kW B1.0 105kW C1.0 108kW D 4.67109kW 2【 01 上海】 在一种叫做“蹦极跳”有的运动中，质量为m 的游戏者系一根长为L、弹性优良的轻
3、质柔软橡皮绳，从高处由静止开始下落1.5L 时到达最低点。若在下落过程中不计空气阻力，则以下说法正确的是A速度先增大后减小B加速度先减小后增大C动能增加了mgL D重力势能减少了mgL 3【 01 春招】 将物体以一定的初速度竖直上抛若不计空气阻力，从抛出到落回原地的整个过程中，下列四个图线中正确的是4 【01 上海】 一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中，（ A）升降机的速度不断减小（ B）升降机的加速度不断变大（ C）先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功（ D）到
4、最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值。5 【02 北京】 下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C 中的斜面是光滑的，图 D 中的斜面是粗糙的，图A、B 中的 F 为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D 中的精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载木块向下运动，图C 中的木块向上运动，在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是6【 02 粤桂豫】图中 a、b、c 为三个物块，M、N 为两个连接如图所示并处于平衡状态A.有可能 N 处于拉伸状态而M 处于压缩状
5、态B.有可能 N 处于压缩状态而M 处于拉伸状态C.有可能 N 处于不伸不缩状态而M 处于拉伸状态D.有可能 N 处于拉伸状态而M 处于不伸不缩状态7【 02 粤桂豫】竖直上抛一球，球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于球的速度。A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率8【 02 全国综合】在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都是m。现 B 球静止， A 球向 B 球运动，发生正碰。已知碰撞过程
6、中总机械能守恒，两球压缩最紧时弹性势能EP，则碰前 A 球的速度等于A. mEPB. mEP2C.2mEPD.2mEP29 【03粤辽】 在离地面高为A处竖直上抛一质量为m的物块，抛出时的速度为V0，当它落到地面时速度为V，用 g表示重力加速度，则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于Amgh12mv212mv02B12mv212mv02mgh Cmgh12mv0212mv2 Dmgh12mv212mv0210 【 03上海理综】某品牌电动自行车的铭牌如下：车型： 20时（车轮直径：508mm）电池规格： 36V12Ah （蓄电池）整车质量： 40kg 额定转速： 210rmin（转 /分）精
7、选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载外形尺寸： L1800mm W650mmH1100mm 充电时间： 28h 电机：后轮驱动、直流永磁式电机额定工作电压电流：36V5A 根据此铭牌中的有关数据，可知该车的额定时速约为A15kmh B 18kmh C20kmh D 25kmh 11 【03上海理综】 在交通运输中，常用“ 客运效率 ” 来反映交通工具的某项效能，“ 客运效率 ” 表示每消耗单位能量对应的载客数和运送路程的乘积，即客运效率人数 路程消耗能量。一个人骑电动自行车，消耗 1MJ（ 106J
8、）的能量可行驶30km，一辆载有 4人的普通轿车，消耗320MJ的能量可行驶100km，则电动自行车与这辆轿车的客运效率之比是A6 1 B125 C24 1 D487 12【03 上海】 一个质量为0.3kg 的弹性小球，在光滑水平面上以6m/s 的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小v 和碰撞过程中墙对小球做功的大小W 为A.v=0 B.v=12m/s C.W=0 D.W=10.8J 13【03 上海】 质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m 和 2m 的小球 A 和 B。支架的两直角边长度分别为 2l 和 l，支架可绕固
9、定轴O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示。 开始时 OA 边处于水平位置，由静止释放，则A.A 球的最大速度为2gl2B.A 球的速度最大时，两小球的总重力势能最小C.A 球的速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45D.A、B 两球的最大速度之比v1v2=21 14 【 04 大综合】 如图 4 所示， ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧， B、C 为水平的，其距离d=0.50m 盆边缘的高度为h=0.30m。在 A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止出发下滑。 已知盆内侧壁是光滑的，而盆底 BC 面与小物块间的动摩擦因数为 =0.10。 小
10、物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B 的距离为A0.50m B0.25m C 0.10m D0 15 【04 上海】 滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v2，且 v2W2 (B)W1EKC (D)EKBh1，由此可知确实有活塞下面是真空的一段过程. 活塞移动距离从零到h1的过程中， 对于水和活塞这个整体，其机械能的增量应等于除重力外其他力所做的功，因为始终无动能，所以机械能的增量也就等于重力势能增量，即2)(012hghrE其他力有管内、外的大气压力的拉力F，因为液体不可压缩，所以管内、外大气压力做的总功0)(102220rhphrRp，故外力做功就
11、只是拉力F 做的功，由功能关系知EW1即JgprhgrW420220211018.18383)(活塞移动距离从h1到 H 的过程中，液面不变，F 是恒力02prF，做功JhHprhHFW3102121071.4)()(所求拉力F 做的总功为JWW4211065.13 【02 上海春招】铁路提速，要解决许多技术问题。通常，列车阻力与速度平方成正比，即fkv2。列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引。试计算列车分别以120 千米 /小时和 40 千米/小时的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值（提示：物理学中重要的公式有Fma，W Fs，P Fv，sv0t1/2at2） 。【解】 由 Ff，fkv2
12、，pFv，得 pkv3，所以 p1 27p24 【03 全国理综】一传送带装置示意图，其中传送带经过AB 区域时是水平的，经过 BC 区域时变为圆弧形（圆弧由光滑模板形成，未画出），经过 CD 区域时是倾斜的，AB 和 CD 都与 BC相切。现将大量的质量均为m 的小货箱一个一个在A 处放到传送带上， 放置时初速度为零，经传送带运送到D 处， D 和A的 高 度 差为 h。稳定工作时传送带速度不变，CD 段上各箱等距排列，相邻两箱的距离为L。每个箱子在A 处投放后，在到达B 之前已经相对于传送带静止，且以后也不再滑动（忽略经BC 段的微小滑动） 。已知在一段相当长的时间T 内，共运送小货箱的数
13、目N 个。这装置由电动机带动，传送带与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。求电动机的平均功率P。【解】 以地面为参考系（下同），设传送带 的运动 速度 为 v0，在水平段 运输 的过 程中，小 货箱先在滑 动摩B L L A C D 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载擦力作用下做匀加速直线运动 ，设这 段路程 为 s，所用的 时间为 t，加速度 为 a，则对 小货箱有 s=21at2v0=at 在这段时间内 ， 传送带运动 的 路程为 s0=v0t 由以上 各式得 s0=2s 用 f 表示小箱与
14、传送带之间的滑动摩擦力，则传送带对小箱做功为A=fs=21m20v传送带克服小箱对它的摩擦力做功A0=fs0=221m20v两者之差就是克服摩擦力做功发出的热量Q=21m20v可见，在小箱加速运动过程中，小获得的动能与发热量相等。T 时间内，电动机输出的功为W=PT 此功用于增加小箱的动能、势能以及克服摩擦力发热，即W=21Nm20v+Nmgh+NQ 已知相邻两小箱的距离为L，所以 v0T=NL 联 立 式，得P=222ghTLNTNm5 【04 上海】滑雪者从 A 点由静止沿斜面滑下，沿一平台后水平飞离B 点，地面上紧靠平台有一个水平台阶，空间几何尺度如图所示，斜面、平台与滑 雪 板 之 间
15、的动摩擦因数为. 假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动，且速度大小不变.求：（1）滑雪者离开B 点时的速度大小；（2）滑雪者从B 点开始做平抛运动的水平距离s. 【解】（1）设滑雪者质量为m，斜面与水平面夹角为，滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功mgLsLmgsmgW)cos(cos由动能定理221)(mvmgLhHmg离开 B 点时的速度)(2LhHgv（2）设滑雪者离开B 点后落在台阶上hvtsgth22121121可解得)(21LhHhs此时必须满足hLH2当hLH2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 13 页
16、优秀学习资料欢迎下载时，滑雪者直接落到地面上，222221vtsgth可解得)(22LhHhs6 【04 江苏】如图所示，半径为R、圆心为O 的大圆环固定在竖直平面内， 两个轻质小圆环套在大圆环上一根轻质长绳穿过两个小圆环，它的两端都 系 上 质 量为 m 的重物，忽略小圆环的大小。（1）将两个小圆环固定在大圆环竖直对称轴的两侧=30的位置上(如图 )在两个小圆环间绳子的中点C 处，挂上一个质量M=2m 的重物，使两个 小 圆 环 间的绳子水平，然后无初速释放重物M设绳子与大、小圆环间的摩擦均可忽略，求重物 M 下降的最大距离（2）若不挂重物M小圆环可以在大圆环上自由移动，且绳子与大、小 圆
17、环 间 及大、小圆环之间的摩擦均可以忽略，问两个小圆环分别在哪些位置时，系统可处于平衡状态? 【解】（1）重物向下先做加速运动，后做减速运动，当重物速度为零时，下降的距离最大设下降的最大距离为h，由机械能守恒定律得222(sin )sinMghmghRR解得2hR（另解 h=0 舍去）（2）系统处于平衡状态时，两小环的可能位置为a两小环同时位于大圆环的底端b两小环同时位于大圆环的顶端c两小环一个位于大圆环的顶端，另一个位于大圆环的底端d除上述三种情况外，根据对称性可知，系统如能平衡，则两小圆环的位置一定关于大圆环竖直对称轴对称设平衡时，两小圆环在大圆环竖直对称轴两侧角的位置上 (如图所示 )对
18、于重物m，受绳子拉力T与重力mg作用，有Tmg对于小圆环，受到三个力的作用，水平绳子的拉力T、竖直绳子的拉力T、大圆环的支持力N.两绳子的拉力沿大圆环切向的分力大小相等，方向相反sinsinTT得,而90，所以45。7 【05 广东理综】如果 “ 大洋一号 ” 在海水中以速度vo做匀速直线航行，忽略风力的影响，请回答：（1）船除受到推进力、阻力和浮力的作用外，还受到的作用，船沿航行方向受到的合力大小。（2）假设船所受到的阻力与船速的平方成正比，当船速为0.9vo时，船的推进功率是原来的百分之几？【解】 (1)重力等于零（2）设0F、F 和0P分别为科考船以0v、v 匀速运动时的推进力和推进功率
19、，f 这阻力，有0Ff=k0v0P0F0vk30vPFv V=0.90v精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载330072.9PvPv% 8【05上海】如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至 B点，接着沿水平路面滑至C点停止 人与雪橇的总质量为70kg表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：(1)人与雪橇从 A到B的过程中，损失的机械能为多少? (2)设人与雪橇在 BC 段所受阻力恒定，求阻力大小(g 10ms2) 【解】 （1）从 A到B的过程中，人与雪橇损失的机械能为:
20、 221122ABEmghmvmv E=(70 10 20+12 70 2.0212 70 12.02)J 9100J （2）人与雪橇在Bc段做减速运动的加速度:012/2/104CBvvam sm st根据牛顿第二定律:f=ma=70 (-2)N=-140N 79 【05 全国理综】如图所示，在水平桌面的边角处有一轻质光滑的定滑轮K，一条不可伸长的轻绳绕过K 分别与物块A、B 相连， A、B 的质量分别为mA、mB。开始时系统处于静止状态。现用一水平恒力F 拉物块 A，使 物 块B 上升。已知当B 上升距离为h 时，B 的速度为v。求此过程中物块 A 克服摩擦力所做的功。重力加速度为g。【解
21、】由于连结AB 绳子在运动过程中未松，故AB 有一样的速度大小，对 AB 系统，由功能关系有：FhWmBgh=12(mA+mB)v2求得： W=FhmBgh12(mA+mB)v210 【05 全国理综】如图， 质量为1m的物体 A 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为2m的物体 B相连，弹簧的劲度系数为k，A、B 都处于静止状态。一条不可伸长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体A，另一端连一轻挂钩。开始时各段绳都处于伸直状态，A 上方的一段绳沿竖直方向。现在挂钩上升一质量为3m的物体C 并从静止状态释放，已知它恰好能使B 离开地面但不继续上升。若将C 换成另一个质量为)(21mm的物体 D，仍从上述初始位
22、置由静止状态释放，则这次 B 刚离地时D 的速度的大小是多少？已知重力加速度为g。位置A B C 速度 (m/s) 2.0 12.0 0 时刻 (s) 0 4 10 A B K F 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载【解】 开始时， A、 B 静止，设弹簧压缩量为x1，有 kx1=m1g 挂 C 并释放后， C 向下运动， A 向上运动，设B 刚要离地时弹簧伸长量为x2，有kx2=m2g B 不再上升，表示此时A 和 C 的速度为零， C 已降到其最低点。由机械能守恒，与初始状态相比，弹簧弹性
23、势能的增加量为Em3g(x1+x2)m1g(x1+x2) C 换成 D 后，当 B 刚离地时弹簧势能的增量与前一次相同，由能量关系得12(m3+m1)v2+12m1v2=(m3+m1)g(x1+x2)m1g(x1+x2)E 由 式得12(m3+2m1)v2=m1g(x1+x2) 由式得v=2m1(m1+m2)g2(2m1+m3)k11 【05 北京理综】AB是竖直平面内的四分之一 圆 弧 轨道，在下端B 与水平直轨道相切，如图所示。一小球自A 点起由静止开始沿轨道下滑。已知圆轨道半径为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12R 时
24、的速度大小和方向（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NB、NC各是多大？【解】（1）根据机械能守恒Ek=mgR （2）根据机械能守恒Ek= Epmv2=12mgR 小球速度大小v=gR 速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成30（3）根据牛顿运动定律及机械能守恒，在B 点 NBmg=mvB2R,mgR12mvB2解得NB=3mg O m A BCR 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载在 C 点： NC=mg 12 【05 广东】如图 11 所示，半径R=0.40m
25、 的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A。 一质量 m=0.10kg的 小 球 ，以初速度v0=7.0m/s 在水平地面上向左作加速度a=3.0m/s2的 匀 减 速直线运动，运动4.0m 后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C 点。求A、C 间的距离（取重力加速度g=10m/s2） 。（1）【 解 】 匀 减 速 运 动 过 程 中 ， 有 ：2202Avvas恰好作圆周运动时物体在最高点B 满足： mg=m21BvR1Bv 2m/s（2）假设物体能到达圆环的最高点B，由机械能守恒：2211222ABmmgRmv（ 3）联立（ 1） 、 （3）可得Bv=3m/s
26、 因为Bv1Bv，所以小球能通过最高点B。小球从 B 点作平抛运动，有：2R212gt（ 4）ACBsvt（5）由（ 4） 、 （ 5）得：ACs1.2m （6）13 【06 全国】如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道 ABC ，其半径R5.0m，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v05m/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。取重力加速度g10m/s2。【解】设小物体的质量为m，经 A 处时的速度为V，由 A 到 D经历的时间为 t，有12mV0212mV22mgR，2R12gt2，sVt。由式并代入数据得s 1 m 参 考 答 案A B C v0 R图 11精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页，共 13 页优秀学习资料欢迎下载一、选择题1B 2A 3BC 4CD 5C 6AD 7BC 8C 9C 10C 11 C 12BC 13BCD 14D 15BC 16D 17A 18D 19C 20D 21AB 22D 23CD 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页，共 13 页
