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1、第七章机械能练习卷班级姓名学号一、选择题（每小题给出的选项中有一个或多个是正确的）1关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是（）A 只有重力和弹力作用时，机械能守恒B当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C当有其他外力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒D炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒2一个人站在阳台上，以相同的速率v 分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出不计空气阻力测三球落地时的速率（）A 上抛球最大B 下抛球最大C平抛球最大D 三球一样大3如图所示，用力拉一质量为m 的物体。使它沿水平方向匀速移动距离s ，若物体和地面间的动摩擦
2、因数为，则此力对物体做的功为（）A mgsB mgs /(cos asin a)Cmgs /(cos asin a)D mgscos a /(cos asin a)4一物体质量为2kg ，以 4m/s 的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4m/s，在这段时间内水平做功为（）A0B8JC16JD 32J5如图所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹平射入木块的深度为相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L ，木块对子弹的平均阻力为f,那么在这一过程中（）d 时，子弹与木块A 木块的机械能增量 fL C系统的机械
3、能减少量为fdB子弹的机械能减少量为D系统的机械能减少量为f(L+d)f(L+d)6一个质量为m 的物体以 a2g 的加速度竖直向下运动，则在此物体下降 h 高度的过程中，物体的（）A 重力势能减少了2mghB动能增加了2mghC机械能保持不变D机械能增加了mgh7一个小孩站在船头， 按图两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时间t （船未碰撞），小孩所做的功 W1 、 W2 及在时间 t 内小孩拉绳的功率P1、 P2的关系为（）AW1W2 ， P1P2B W1W2,P1P2C W1W2 ,P1P2D W1W2,P1P28自由下落的小球，从接触竖直放置的轻弹簧开始，到压缩到弹簧的最大形变的过程
4、中，以下说法中正确的是（）A 小球的动能逐渐减少B小球的重力势能逐渐减少C小球的机械能守恒D小球的加速度逐渐增大9一质量为 m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O 点，小球在水平力F 作用下，从平衡位置缓慢地移 Q 点如图所示，则此过程中力F 所做的功为（）Amglcos0Fl sin0C FlDmgl (1 cos ).B10一足球运动员将质量为lkg 的足球由静止以10 m的速度用力踢出， 假设运动员踢球瞬s间的平均作用力为 200N，球在水平方向上运动了 30m停止，则人对球所做的功为（）A50JB 500JC 200JD 6000J11如图所示，质量为m 的物体，以速度 v 离开高为 H
5、 的桌子，当它落到距地面高为h 的A 点时，在不计空气阻力的情况下，下列哪些说法是正确的（）A 物体在 A 点具有的机械是1 mv 2mgH2B物体在 A 点具有的机械能是1 mvA2mgh2C物体在 A 具有的动能是1 mv 2mg( Hh)2D物体在 A 点具有的动能是mg(H-h)12足够长的传送带以v 匀速传动，一质量为m 的小物块 A 由静止轻放于传送带上，若小物体与传送带之间的动摩擦因数为，如图所示，当物体与传送带相对静止时，转化为内能的能量为（）A mv 2B 2mv2C1 mv2D1 mv242二、填空 :13一物体从高lm、长 3m 的光滑斜面的顶端由静止开始滑下，若不计阻力
6、，物体滑下m 远时，它的动能和重力势能相等；滑下m 远时，它的动能是重力势能的2 倍。14如图所示，一个物体的质量为m 自 A 点从静止开始沿槽滑到B 点后，离开支持面飞出。若在A 至 B 的过程中机械能损失为E，物体在B 点飞出的水平分速度为V，则物体飞出后到达的最高点与A 的高度差为。15、取离开地球无限远处重力势能为零点，设地球的的质量为为 G，距地面高 h、质量为 m 的人造地球卫星的势能为-GM ，半径为R，万有引恒量Mm，则该卫Rh星的总机械能为。16如图所示，一块均匀的正方形板的边长为a 重为 G,可绕通过O 点的水平轴转动， 从 AO 呈水平位置开始将板释放， 摆动一定时间后最
7、后静止， B 点在 O 点的正下方，在这个过程中，方块板损失的机械能为三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤、）17人从一定的高度落地容易造成骨折。一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5 108N/m 2，胫骨最小横截面积大多为3.2cm2。假若一质量为 50kg 的人从某一高度直膝双足落地，落地时其重心又约下降 1cm。试计算一下这个高度超过多少时，就会导致胫骨骨折。（ g 取 10m/s2）18某地区的平均风速为 6.0m/s，已知空气的密度为1.2kg/m3，此地有一风车，它的车叶转动时可形成半径为 20m 的圆面，假如这具风车能将圆内10%的气流的动能转化为电能。求：
8、（ 1）平均每秒钟有多少体积的气流冲击风车车叶形成圆面？（ 2）这些气流动能为多少？（ 3）这台风车发电功率 P 为多少？19半径R=20cm 的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接。如图所示。质量为小球 A 以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去，如果m=50g 的A经过N点时的速度v1 =4m/s,A经过轨道最高点M 时对轨道的压力为05N ，取g=10m/s2求：小球A 从 N到M这一段过程中克服阻力做的功W 20（ 12 分）如图所示， 人拉着绳子的一端，由滑轮正下方的 A 点以速度 vo 匀速地移动到 B点，已知滑轮高度为 h,A 、 B 之间的水平距离为s,物体质量为
9、 m求：人对物体所做的功。参考答案：一选择题1C2D3D4A5ABC6BD7B8B9D 10A 11ABC12 D二填空13 1 5m2/3m14 hv 2 / 2 gE / mg15 -GMm16 Ga(21)/22(Rh)选择题详解：1 C 解析 机械能守恒定律的条件是“只有重力和弹簧弹力做功”，不是只有重力和弹性力作用，做功和作用是两个不同的概念，有力作用不一定做功，选项A 是错误的。物体受其他外力作用且合外力为零时，机械能可以不守恒，如图所示，加上一对等值反向的外力时，合外力为零，但由于外力对物体做功，机械能增加，所以选项B 是错误的。炮弹爆炸时由于有化学能与机械能的转化，机械能不守恒
10、，所以选项D 是错误的。2 D 解析 : 实际上球速率应一样大，因为阳台高度一定，由动能定理W总Ek , mgh1 mvt21 mv02， vtv022gh （ 或 由 机 械 能 守 恒 定 律 得221 mv02mgh1 mvt2 ,vtv022gh223 D 解析：设水平面对物体的支持力的大小为N，则由物体匀运动得F sin aNmg0F cosaN0， Fmg (cosasin a)力 F 对物体做的功为：WFs cosamgscosa (cosasin a)4 A 解析：实际上能量是标量，没有方向、且是恒正一个数量，由动能定理知WFEK1 mv 21 mv020应选 A。225ABC
11、 解析：本题为子弹打木块经典模型。物体机械能的增加量等于除重力外其他力对之所做的功，对应位移以地为参考系选 A 、 B；而系统机械能的损失量是与相对位移对应的，应选 C。6 BD解析：Ek2mgh除重力以外的力作功为W外mgh故 D 对7 B解析：甲的拉力通过的位移S1S2W1W2则 P1P2 故选B8 B9 D小球先加速后减速最后速度为零，加速度先减小后增大故选解析：小球运动是缓慢的，因而任一时刻均为平衡状态，但BF 大小是不断变化的，F做功为变力做功，不能用定义Fscosa 直接求，缓慢移动，球的动能不增加，则此过程中由动能定理可知合外力的功为零，故有WFmgl(1cos )0 ， WFm
12、gl(1cos ).10A 解析：人对足球的作用力为变力，其平均力远大于球的重力，故踢球瞬间人对球做的功远大于重力对球所做的功：即球的重力做的功可忽略不计，据动能定理可得，人对球所做的功为 W1 mV 201110250 J 故为 A 选项正确2211A、B、C 解析：在平抛运动中，物体仅有重力做功，机械能守恒，1 mv2mgH1 mvA2mgh 。 A、 B 正确。由动能定理： EkA1 mv2mg( H h) ；222C 正确。12 D 解析 :设小物块匀速运动的时间为t 对小物块，由牛顿第二定律有：mgmaag小物块由零加速到v 所用的时间 tvvag则 t 时间内物块对地位移 s物 1
13、 at 2v 222g皮带作匀速运动，t 时间内对地的位移s皮 v tv 2 v 2gs相2g转化的内能为EfS相1 mv2213 1 5m2/3m 解析：由于物体只受重力作用而没有阻力，所以机械能守恒。当动能与重力势能相等时，物体下滑的高度差应为0 5m，其于滑的长度为1 5m；而动能是势能的 2 倍时，其滑的高度差为22m。m，下滑长度为314 hv2 / 2gE / mg解析：物体由 A 滑到 B 的过程中，损失的机械能为克服阻力所做的功，即 WfE 。而物体从B 点飞出后，它达到最高点时只有水平速度，此时动能为 EK1 mv22设高度差为 h ，全过程应用动能定理mghWfEkmgh
14、E1mv2hv 2 / 2g E / mg2Mm15 -G2(Rh)解析：卫星的机械能为其动能和重力势能之和，E=E p +E k 。由于卫星做匀速圆周运动，所以GMmmv2/( Rh)，Ek =1 mv2GMm故(R h)222( Rh)E=GMmG MmGMm2( R h)Rh2(R h)16 Ga( 21)/2解析：木板在摆动一段时间最后停下来，说明要克服阻力做功，据动能定理：mghWf ，Wf 为损失的机械能h 为方木板重心下降的高度h ( 21)a / 2Ga( 2 1) / 217解析：由题胫骨最小处所受冲击力超过F=s 1.510823.2 10 4N9.6 104 N 时会造成
15、骨折。设下落地安全高度为h1，触地时重心又下降高度为h2，落地者质量为m，落地速度为v，与地碰撞时间为t由动能定理mg(h 1+h 2 )-Fh 2=0所以 h1= Fh2h2mg代入数据得9.6104h1=0.01m 0.01m 1.91m501018解析：（ 1）取底面积与车叶转动圆面积相等的圆柱体，取圆柱体的长度为v 1，则圆柱体内的气体即为每秒钟冲击车叶的气流体积V= r 2v 12026 1 7.54103 (m3 )(2) 这些气流的动能为Ek1 pVv211.2 7.54 103621.63 105(J)22(3) 这些气流的动能有 10%转化为电能，单位时间内产生的电能即为发电
16、的功率PEk10%1.63 10 4W.19解析：小球运动到M 点时，速度为vm ,轨道对球的作用力为N，由向心力公式可得：N+m g= m vm2, 05+0 0510=0 05vm2R0.2vm =2m/s从 N 到 M 点由动能定理：-mg 2R W f1 mvM 21 mvN 222Wf =1mvN21mvM2mg2R10.05 4210.05 2 20.05 10 2 0.22222Wf =01J20解析：人从A 点移到 B 点，物体上升的高度为H ，由几何关系可知： H=h2s2h故E pmgHmgh2s2h 当人运动到 B 点时，将人运动的速度v0沿图所示沿绳子和垂直于绳子两方向分解：v1v0 sin而 sin=sv1v0 ss2h 2s2h 2物体此时上升的速度为v1v0 ss2h2人在 A 点时，物体上升的速度为零，则 Ek1 mv1201 mv0 2s2h2mv02 s222s22( s2h2 )人所做的功为 W=mv02 s2(22).EkE p2(shmg hs h22 )