(练习)素养培优集训2 动能定理和机械能守恒定律-【提分教练】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册(鲁科版2019)

素养培优集训(二)　动能定理和机械能守恒定律 (建议用时：40分钟) 一、选择题 1.如图所示，小球以初速度v0从A点沿不光滑的轨道运动到高为h的B点后自动返回，其返回途中仍经过A点，水平轨道与倾斜轨道之间用平滑圆弧连接(图中没画出)。则返回时经过A点的速度v的大小为(　　) A． B． C． D． B　[由动能定理得小球由A到B过程有－mgh－Wf＝0－mv，小球由B到A过程有mgh－Wf＝mv2－0，联立两式解得v＝，则B正确，A、C、D错误。] 2.轻弹簧下端固定，处于自然状态，一质量为m的小球从距离弹簧上端H的高度自由落下，弹簧的最大压缩量为L，换用质量为2 m的小球从同一位置落下，当弹簧的压缩量为L时，小球的速度等于(已知重力加速度为g，空气阻力不计，弹簧形变没有超出其弹性限度)(　　) A． B． C． D． C　[设弹簧压缩量为L时，弹簧的弹性势能为Ep，质量为m的小球下落时，根据机械能守恒Ep＝mg(H＋L)，质量为2m的小球下落时，根据机械能守恒定律2 mg(H＋L)＝Ep＋×2mv2，解得v＝，故C正确。] 3.“打水漂”是人类最古老的游戏之一，游戏者运用手腕的力量让撇出去的石头在水面上弹跳数次。如图所示，游戏者在地面上以速度v0抛出质量为m的石头，抛出后石头落到比抛出点低h的水平面上。若以抛出点为零势能点，不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　) A．抛出后石头落到水平面时的势能为mgh B．抛出后石头落到水平面时重力对石头做的功为－mgh C．抛出后石头落到水平面上的机械能为mv D．抛出后石头落到水平面上的动能为mv－mgh C　[以抛出点为零势能点，水平面低于抛出点h，所以石头在水平面上时的重力势能为－mgh，A项错误；重力做功与路径无关，只与初、末位置的高度差有关，抛出点与水平面的高度差为h，并且重力做正功，所以整个过程重力对石头做功为mgh，B项错误；整个过程机械能守恒，即初、末状态的机械能相等，以抛出点为零势能点，抛出时的机械能为mv，所以石头在水平面时的机械能也为mv，C项正确；由动能定理得mgh＝Ek2－mv，石头在水平面上的动能Ek2＝mv＋mgh，D项错误。] 4.如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧。当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度大小为2 m/s，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g取10 m/s2)(　　) A．10 J B．15 J C．20 J D．25 J A　[弹簧与小球组成的系统机械能守恒，以水平地面为零势能面，Ep＋mgh＝mv2，解得Ep＝10 J，A正确。] 5．木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度，如图所示，从子弹开始入射到共同上摆到最大高度的过程中，下面说法正确的是(　　) A．子弹的机械能守恒 B．木块的机械能守恒 C．子弹和木块的总机械能守恒 D．以上说法都不对 D　[子弹打入木块的过程中，子弹克服摩擦力做功产生热能，故系统机械能不守恒，D正确。] 6.如图所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上。一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再往下滑，若不考虑空气阻力，则(　　) A．小物体恰好滑回到B处时速度为零 B．小物体尚未滑回到B处时速度已变为零 C．小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低 D．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点 C　[小物体从A处运动到D处的过程中，克服摩擦力所做的功Wf1＝mgh，从D处开始运动的过程，因为速度较小，其对圆弧槽的压力较小，所以克服摩擦力所做的功Wf2＜mgh，故小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低，C项正确，A、B两项错误；因为小物体与圆弧槽间的动摩擦因数未知，所以它可能停在圆弧槽上的任何地方，D项错误。] 7.静止在粗糙水平面上的物块在水平向右的拉力作用下做直线运动，t＝4 s时停下，其v­t图像如图所示，已知物块与水平面间的动摩擦因数处处相同，则下列判断正确的是(　　) A．整个过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功 B．整个过程中拉力做的功等于零 C．t＝2 s时刻拉力的瞬时功率在整个过程中最大 D．t＝1 s到t＝3 s这段时间内拉力不做功 A　[对物块运动全过程应用动能定理得：WF－Wf＝0，A正确，B错误；物块在加速运动过程中受到的拉力最大，结合题图可知，t＝1 s时拉力的瞬时功率为整个过程中拉力功率的最大值，C错误；t＝1 s到t＝3 s这段时