2017-2018学年高中物理人教版必修2习题：第七章 机械能守恒定律 第7节 动能和动能定理2 Word版含答案

2017~2018学年度 高一物理(人教版) 必修2　第七章机械能守恒定律 单元练习一、单选题1. 本届世界杯上的首场比赛，虽然巴西队以3：1战胜克罗地亚，但第一个进去却是乌龙球．假设运动员用100N的力，将静止在球场上质量为250 g的球，以10m/s的速度踢出20m远，则该运动员对球做的功为（）A．12.5J B．50J C．1000J D．2000J( )2. 光滑的水平面上放着一辆小车，站在小车上的人拉系在墙壁上的水平绳子，使小车和人一起向右加速移动．则下列说法正确的是A．绳子的拉力对人做了负功B．绳子的拉力对小车做了正功C．小车对人的摩擦力对人做了正功D．人对小车的摩擦力对小车做了正功3. 起重机沿竖直方向以大小不同的速度两次匀速吊起质量相等货物，则两次起重机对货物的拉力和起重机的功率大小关系是（）A．拉力不等，功率相等B．拉力不等，功率不等C．拉力相等，功率相等D．拉力相等，功率不等4. 关于功的概念，以下说法正确的是（ ）A ．力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B ．功有正、负之分，若某个力对物体做负功，表明这个力对该物体的运动起阻碍作用C ．若某一个力对物体不做功，说明该物体一定没有位移D ．摩擦力对物体一定做负功5. 雄安新区规划范围涉及河北省雄县、容城、安新3县及周边部分区域．某人开小汽车从雄县到北京所花时间为45分钟，若这一过程中，燃烧汽油驱动发动机的有用功为1.62×108J ，则在这一过程中，小汽车的平均功率为（ ）A ．40kWB ．60kWC ．80kWD ．100kW6. 如果不计空气阻力，下列过程中机械能守恒的是（）A ．货箱沿斜面匀速向上滑动的过程B ．电梯匀速上升的过程C ．小孩沿滑梯匀速下滑的过程D ．抛出的棒球在空中运动的过程7. 质量为m 的物体，由静止开始下落，由于恒定阻力的作用，下落的加速度为，在物体下落高度为h 的过程中，下列说法的是（）不正确 A ．小球的加速度大小为为t 1=4s,t 2=2s,则下列说法正确的是（）8.一质量为m 的小球沿倾角为θ的足够长的光滑斜面由静止开始滚下，途中依次经过A 、B 、C 三点，已知AB =BC =l ,由A 到B 和B 到C 经历的时间分别D ．物体的机械能减少了C ．物体克服阻力做功B ．物体的重力势能减少了mghA ．物体的动能增加了B ．小球经过B点重力的瞬时功率为C ．A点与出发点的距离为D ．小球由静止到C 点过程中重力的平均功率为9. 一电动小车启动过程如图所示，已知小车所受阻力恒定匀加速到t 1时刻，小车达到额定功率P 0，速度为v 1，此后，保持功率不变，t 2时刻达到最大速度v 2，则下列关于小车额定功率表达其中正确的是（ ）A ．B ．C ．D ．10. 如图所示，一质量为m 的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O 点处．将小球拉至A 处时，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O 点正下方B 点速度为v ，AB 间的竖直高度差为h ，则A ．由A 到B 过程合力对小球做的功等于mghB ．由A 到B过程小球的重力势能减少D ．小球到达位置B 时弹簧的弹性势能为C ．由A 到B 过程小球克服弹力做功为mgh二、多选题11. 质量为400 kg 的赛车在平直赛道上以恒定功率加速，受到的阻力不变，其加速度a 和速度的倒数的关系如图所示，则赛车在加速的过程中( ) A ．速度随时间均匀增大B ．加速度随时间均匀增大C ．输出功率为160 kWD ．所受阻力大小为1 60 N12. 如图甲所示，静止在水平地面的物块A ，受到水平向右的拉力F 作用，F 与时间t 的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值与滑动摩擦力大小相等，则（）A ．时间内F 的功率逐渐增大B ．时刻物块A 的加速度最大C ．时刻后物块A 做反向运动D ．时刻物块A 的动能最大13. 质量为2kg 的物体置于水平面上，在水平拉力F 的作用下做匀变速直线运动，拉力F 作用2s 后撤去，物体运动的v -t 图象如图所示，则下列说法正确的是（取g =10m /s 2）（ ）B ．拉力F 做功150J75J A ．拉力F 做功三、实验题C ．物体克服摩擦力做功175J 14. 如图，两个质量相同的小球P 和Q ，P 球挂在一根长为L 的不可伸长的细绳上，Q 球挂在橡皮绳上，细绳和橡皮绳的另一端都固定在O 点，现把两球拉到水平位置，并使橡皮绳刚好保持原长，放开后让两小球下摆，当Q 球过最低点时，橡皮绳的长度恰好也为L ，则当两球过最低点时（）A ．重力对两球做的功相同B ．P 球速度大于Q 球速度C ．P 球速度小于Q 球速度D ．P 、Q 两球速度相等15. 2016年3月18日．在国际泳联跳水世界杯迪拜站三米板决赛中，中国队曹缘发挥稳定，顺利夺冠，现假设他的质量为m ，他进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对它的阻力大小恒为f ，则在他减速下降高度为h 的过程中，下列说法正确的是（g 为当地的重力加速度）（ ）A ．他的重力做功mgh ，动能减少了fhB ．他的重力做功mgh ，机械能减少了（f -mg ）hC ．他克服阻力做功fh ，重力势能减少了mghD ．他的动能减少了（f -mg ）h ，机械能减少了fh(2)如图所示是打点计时器测定匀加速直线运动加速度时得到的一条纸带，测出AB =1.2cm ,AC =3.6cm ，AD =7.2cm ，计数点A 、B 、C 、D 中，每相D ．“探究功与速度变化的关系”时，必须调整滑轮高度使连接小车的细线与滑板平行C ．“探究加速度与力、质量的关系”时，为保证小车所受的拉力近似等于沙及沙桶的重力，必须使沙及沙桶的质量远大于小车的质量B ．“探究加速度与力、质量的关系”时，每次改变小车质量后，需要重新平衡摩擦力A ．“探究小车速度随时间变化的规律”时，必须设法消除小车和滑板间摩擦阻力的影响16. (1)下列说法正确的是_________．D ．物体克服摩擦力做功100J邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则运动物体的加速度a=__________m/s2，AD间的平均速度为_____m/s．打B点时运动物体的速度v B=___ _______m/s ．四、解答题17. 一质量m=0.9kg的小球，系于长L=0.9m的轻绳一端，绳的另一端固定在O点，假定绳不可伸长、柔软且无弹性．现将小球从O点的正上方O1点以初速度v0=2.25m/s水平抛出，已知OO1=0.8m，如图所示．（g取10m/s2）试求：（1）轻绳刚伸直时，绳与竖直方向的夹角θ；（2）当小球到达O点的正下方时，小球对绳的拉力．18. 如图（a）所示，质量为m=2kg的物块以初速度v0=20m/s从图中所示位置开始沿粗糙水平面向右运动，同时物块受到一水平向左的恒力F作用，在运动过程中物块速度随时间变化的规律如图（b）所示，g取10m/s2。

（精心整理，诚意制作）班级姓名 20xx.6.7一、选择题（本大题10小题，每小题5分，共50分。

在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有两个选项正确。

全部选对的得5分，选不全的得3分，有错选或不答的得0分。

）1．某班同学从山脚下某一水平线上同时开始沿不同路线爬山，最后所有同学都陆续到达山顶上的平台。

则下列结论正确的是（）A．体重相等的同学，克服重力做的功一定相等B．体重相同的同学，若爬山路径不同，重力对它们做的功不相等C．最后到达山顶的同学，克服重力做功的平均功率最小D．先到达山顶的同学，克服重力做功的平均功率最大2．某同学在一高台上，以相同的速率分别把三个质量相同的小球竖直向下、竖直向上、水平抛出，不计空气阻力，则（）A．三个小球落地时，重力的瞬时功率相等B．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功的平均功率相等C．从抛出到落地的过程中，重力对它们做功相等D．三个小球落地时速度相同3．质量为m的汽车在平直公路上以恒定功率P从静止开始运动，若运动中所受阻力恒定，大小为f。

则（）A．汽车先做匀加速直线运动，后做匀速直线运动B．汽车先做加速度减小的加速直线运动，后做匀速直线运动C．汽车做匀速运动时的速度大小为f PD．汽车匀加速运动时，发动机牵引力大小等于f4．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．物体做匀速直线运动时机械能一定守恒C．物体除受重力和弹力外，还受到其它力作用，物体系统的机械能可能守恒D．物体的动能和重力势能之和增大，必定有重力以外的其它力对物体做功5．小朋友从游乐场的滑梯顶端由静止开始下滑，从倾斜轨道滑下后，又沿水平轨道滑动了一段距离才停了下来，则（）A．下滑过程中滑梯的支持力对小朋不做功B．下滑过程中小朋友的重力做正功，它的重力势能增加C．整个运动过程中小朋友、地球系统的机械能守恒D．在倾斜轨道滑动过程中摩擦力对小朋友做负功，他的机械能减少6．质量为m的滑块，以初速度v o沿光滑斜面向上滑行，不计空气阻力。

8.机械能守恒定律1．动能与重力势能间的转化只有重力做功时，若重力做正功，则重力势能转化为动能，若重力做负功，则动能转化为重力势能，转化过程中，动能与重力势能之和保持不变．2．动能与弹性势能间的转化被压缩的弹簧把物体弹出去，射箭时绷紧的弦把箭弹出去，这些过程都是弹力做正功，弹性势能转化为动能．3．机械能动能、重力势能和弹性势能统称为机械能，在重力或弹力做功时，不同形式的机械能可以发生相互转化．1．物体自由下落时，重力做正功，物体的动能和重力势能都增加．(×)2．射箭时将弹性势能转化为动能．(√)3．通过重力或弹力做功，机械能可以转化为非机械能．(×)图7­8­1毛泽东的诗词中曾写到“一代天骄成吉思汗，只识弯弓射大雕”．试分析成吉思汗在弯弓射雕过程中，涉及机械能中哪些能量之间的转化？【提示】箭被射出过程中，弹性势能转化为箭的动能；箭上升过程中，动能向重力势能转化；下落过程中，重力势能又向动能转化．如图7­8­2所示，过山车由高处在关闭发动机的情况下飞奔而下．(忽略轨道的阻力和其他阻力)图7­8­2探讨1：过山车受哪些力作用？各做什么功？【提示】忽略阻力，过山车受重力和轨道支持力作用．重力做正功，支持力不做功．探讨2：过山车下滑时，动能和势能怎么变化？两种能的和不变吗？【提示】过山车下滑时，动能增加，重力势能减少．忽略阻力时，两种能的和保持不变．1．重力势能、弹性势能、动能统称为机械能．通过重力或弹力做功，机械能可以从一种形式转化为另一种形式．2．重力做功只能引起重力势能和动能之间的转化，例如重力做负功，重力势能增加，动能减少．3．弹力做功只能引起弹性势能和动能之间的转化，例如弹力做正功，弹性势能减少，动能增加．1．(多选)一物体在做自由落体运动过程中，重力做了2 J的功，则( )A．该物体重力势能减少2 JB ．该物体重力势能增加2 JC ．该物体动能减少2 JD ．该物体动能增加2 J【解析】 在自由下落过程中，重力做了2 J 的功，重力势能减少2 J ．通过重力做功，重力势能转化为动能，则物体动能增加了2 J ，故A 、D 正确，B 、C 错误．【答案】 AD2．(多选)如图7­8­3所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m 的小物块自斜面底端以一定的初速度，沿斜面向上做匀减速运动，加速度的大小等于重力加速度的大小g .若物块上升的最大高度为H ，则此过程中，物块的( )【导学号：50152134】图7­8­3A ．动能损失了2mgHB ．动能损失了mgHC ．机械能损失了mgHD ．机械能损失了12mgH【解析】 小物块向上做匀减速直线运动，合外力沿斜面向下，由牛顿第二定律得F 合＝ma ＝mg ，根据动能定理，损失的动能等于F 合s ＝mgHsin 30°＝2mgH ，A 对，B 错；小物块在向上运动过程中，重力势能增加了mgH ，而动能减少了2mgH ，故机械能损失了mgH ，C 对，D 错．【答案】 AC3．如图7­8­4所示，静止的物体沿不同的光滑轨道由同一位置滑到水平桌面上，轨道高度为H ，桌面距地面高为h ，物体质量为m ，重力加速度为g ，则以下说法正确的是( )图7­8­4A ．物体沿竖直轨道下滑到桌面上，重力势能减少最少B ．物体沿曲线轨道下滑到桌面上，重力势能减少最多C ．以桌面为参考平面，物体重力势能减少mgHD．以地面为参考平面，物体重力势能减少mg(H＋h)【解析】重力做功与路径无关，物体滑到桌面上，重力做功为mgH，物体的重力势能减少mgH，A、B、D错误，C正确．【答案】 C对机械能的理解1．机械能包括重力势能、弹性势能和动能．2．不同能量之间的转化对应不同的力做功，例如重力做功只引起重力势能和动能之间的转化．1．内容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．2．守恒定律表达式(1)E k2－E k1＝E p1－E p2，即ΔE k增＝ΔE p减．(2)E k2＋E p2＝E k1＋E p1.(3)E2＝E1.3．守恒条件物体系统内只有重力或弹力做功．图7­8­51．物体自由下落过程中经过A、B两位置，如图甲所示，此过程中物体的机械能一定守恒．(√)2．物块沿斜面匀速下滑，如图乙所示，此过程中物块机械能守恒．(×)3．光滑水平面上，被压缩的弹簧能将小球向右弹出，如图丙所示，小球被弹出的过程中，小球的机械能守恒．(×)用细绳把铁锁吊在高处，并把铁锁拉到鼻子尖前释放，保持头的位置不动，铁锁摆回来时，会打到鼻子吗？试试看，并解释原因．图7­8­6【提示】不会打到鼻子．联想伽利略的理想斜面实验，若没有阻力，铁锁刚好能回到初位置，遵循机械能守恒定律．若存在阻力，机械能有损失，铁锁速度为零时的高度低于开始下落时的高度，铁锁一定不能打到鼻子．运动员抛出的铅球所受空气的阻力远小于其重力，请思考以下问题：图7­8­7探讨1：铅球在空中运动过程中，能否视为机械能守恒？【提示】由于阻力远小于重力，可以认为铅球在空中运动过程中，只有重力做功，机械能守恒．探讨2：若铅球被抛出时速度大小一定，铅球落地时的速度大小与运动员将铅球抛出的方向有关吗？【提示】根据机械能守恒定律，落地时速度的大小与运动员将铅球抛出的方向无关．探讨3：在求解铅球落地的速度大小时，可以考虑应用什么规律？【提示】可以应用机械能守恒定律．1．研究对象(1)当只有重力做功时，可取一个物体(其实是物体与地球构成的系统)作为研究对象；(2)当物体之间的弹力做功时，必须将这几个物体构成的系统作为研究对象(使这些弹力成为系统内力)．2．适用条件(1)从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，没有与其他形式能量(如内能)之间的转化．(2)从系统的内、外力做功的角度看，只有重力或系统内的弹力做功，具体表现为三种情况：①只受重力(或弹簧弹力)．如：所有做抛体运动的物体(不计空气阻力)．图7­8­8②还受其他力，但其他力不做功．如：物体沿光滑的固定曲面下滑，尽管受到支持力，但支持力不做功．③其他力做功，但做功的代数和为零．如图7­8­8所示，A、B构成的系统，忽略绳的质量和绳与滑轮间的摩擦，在A向下、B向上的运动过程中，F A和F B都做功，但W A＋W B＝0.3．机械能守恒定律和动能定理的比较4．(多选)如图，物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)( )【解析】物块沿固定斜面匀速下滑，在斜面上物块受力平衡，重力沿斜面向下的分力与摩擦力平衡，摩擦力做负功，机械能减少；物块在力F作用下沿固定光滑斜面上滑时，力F做正功，机械能增加；小球沿光滑半圆形固定轨道下滑，只有重力做功，小球机械能守恒；用细线拴住小球绕O点来回摆动，只有重力做功，小球机械能守恒，选项C、D正确．【答案】CD5．如图7­8­9所示，AB是倾角θ为45°的直轨道，CD是半径R＝0.4 m的圆弧轨道，它们通过一段曲面BC平滑相接，整个轨道处于竖直平面内且处处光滑．一个质量m＝1 kg 的物体(可以看作质点)从高H的地方由静止释放，结果它从圆弧最高点D点飞出，垂直斜面击中P点．已知P点与圆弧的圆心O等高，g取10 m/s2.求：图7­8­9(1)物体击中P点前瞬间的速度；(2)在C点轨道对物体的压力大小；(3)物体静止释放时的高度H.【导学号：50152135】【解析】(1)物体从D点运动到P点，做平抛运动，在竖直方向上满足2gR＝v2y，求得v y＝2 2 m/s物体击中P点的速度v＝v ycos θ＝4 m/s.(2)物体在D点的速度为平抛运动的水平速度v D ＝v y tan θ＝22m/s根据机械能守恒定律 12mv 2C ＝mg ·2R ＋12mv 2D 由牛顿运动定律得F N －mg ＝mv 2C R解得支持力F N ＝70 N ，即在C 点轨道对物体的压力为70 N. (3)由A 点到D 点，物体的机械能也守恒，故mgH ＝12mv 2D ＋mg 2R解得H ＝1.2 m.【答案】 (1)4 m/s (2)70 N (3)1.2 m应用机械能守恒定律的步骤应用机械能守恒定律解题时，可通过以下过程进行分析： (1)确定研究对象的构成及初、末状态． (2)分析物体的受力情况及各力做功情况． (3)判断机械能是否守恒． (4)确定初末状态的机械能． (5)由机械能守恒定律列出方程． (6)求解方程，分析结论的合理性．。

第七章机械能守恒定律一、单选题1.如图所示，物体从高h的斜面顶端A由静止滑下，到斜面底端后又沿水平面运动到C点而停止．要使这个物体从C点沿原路返回到A，则在C点处物体应具有的速度大小至少是()A．B． 2C．D．2.如图所示，质量为m的苹果，从距地面高度为H的树上由静止开始落下，树下有一深度为h的坑．若以地面为零势能参考平面，则苹果落到坑底时的重力势能为()A．－mghB．mgHC．－mg(H＋h)D．mg(H＋h)3.下列关于重力势能的几种理解，正确的是()A．重力势能等于零的物体，一定不会对别的物体做功B．放在地面上的物体，它的重力势能一定等于零C．选取地面为参考平面，从不同高度将某一物体抛出，落地时物体的重力势能不相等D．选取不同的参考平面，物体具有不同数值的重力势能，但并不影响有关重力势能问题的研究4.在“探究功与速度变化的关系”的实验中，关于橡皮筋做的功，下列说法正确的是()A．橡皮筋做的功可以直接测量B．通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C．橡皮筋在小车运动的全程中始终做功D．把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋做功也增加为原来的两倍5.关于功和能，下列说法不正确的是()A．滑动摩擦力对物体可以做正功B．当作用力对物体做正功时，反作用力可以不做功C．做曲线运动的物体，由于速度不断地变化，一定有外力对物体做功D．只有重力作功的物体，在运动过程中机械能一定守恒6.如图所示，由理想电动机带动的水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带左端点上．设工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v，而与传送带保持相对静止．设工件质量为m，它与传送带间的动摩擦因数为μ，左右端点相距L，则该电动机每传送完一个工件消耗的电能为()A．μmglB．mv2C．μmgl＋mv2D．mv27.质量为m＝20 kg的物体，在大小恒定的水平外力F的作用下，沿水平面做直线运动.0～2 s内F 与运动方向相反，2～4 s内F与运动方向相同，物体的v－t图象如图所示，g取10 m/s2，则()A．拉力F的大小为100 NB．物体在4 s时拉力的瞬时功率为120 WC． 4 s内拉力所做的功为480 JD． 4 s内物体克服摩擦力做的功为320 J8.卫星发射上升过程中，其重力做功和重力势能变化的情况为()A．重力做正功，重力势能减小B．重力做正功，重力势能增加C．重力做负功，重力势能减小D．重力做负功，重力势能增加9.如图是被誉为“豪小子”的华裔球员林书豪在NBA赛场上投二分球时的照片．现假设林书豪准备投二分球前先曲腿下蹲再竖直向上跃起，已知林书豪的质量为m，双脚离开地面时的速度为v，从开始下蹲到跃起过程中重心上升的高度为h，则下列说法正确的是()A．从地面跃起过程中，地面对他所做的功为0B．从地面跃起过程中，地面对他所做的功为mv2＋mghC．从下蹲到离开地面上升过程中，他的机械能守恒D．离开地面后，他在上升过程中处于超重状态，在下落过程中处于失重状态10.如图所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力.已知AP＝2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中()A．重力做功2mgRB．机械能减少mgRC．合外力做功mgRD．克服摩擦力做功mgR二、多选题11.(多选)如图所示，木块A，B叠放在光滑水平面上，A，B之间不光滑，用水平力F拉B，使A，B一起沿光滑水平面加速运动，设A，B间的摩擦力为F f，则以下说法正确的是( )A．F对B做正功，对A不做功B．F f对B做负功，对A做正功C．F f对A不做功，对B做负功D．F f对A和B组成的系统做功为012.(多选)关于能源的开发和节约，你认为以下观点正确的是()A．能源是有限的，无节制地利用常规能源，如石油之类，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，担心能源枯竭实在是一种杞人忧天的表现C．能源的开发利用，必须要同时考虑对环境的影响D．和平利用核能是目前开发新能源的一项有效途径13.(多选)如图所示，固定在地面的斜面上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动过程中，下列正确的是()A．球1的机械能守恒B．六个球落地点各不相同C．球6的水平射程最小D．球6在OA段机械能增大14.(多选)质量为m的物体置于倾角为α的斜面上，物体和斜面间的动摩擦因数为μ，在外力作用下斜面以加速度a向左做匀加速直线运动，如图所示，运动过程中物体与斜面之间保持相对静止，则下列说法正确的是()A．斜面对物体m的支持力一定做正功B．斜面对物体m的摩擦力一定做正功C．斜面对物体m的摩擦力可能不做功D．斜面对物体m的摩擦力可能做负功15.(多选)质量为m的物体，由静止开始下落，由于空气阻力作用，下落的加速度为g，在物体下落h的过程中，下列说法正确的是()A．物体重力做的功为mghB．物体所受阻力做功为C．物体重力势能减少了mghD．物体克服阻力所做的功为三、实验题16.在“探究功与速度变化的关系”实验中．(1)如图是甲同学的实验装置图，下列做法能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化的是()A．释放小车的位置等间距的变化B．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的伸长量依次加倍C．橡皮筋两端固定，使橡皮筋的长度依次加倍D．增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置静止释放(2)该同学按照正确的操作在实验中得到了若干条纸带，则纸带上打下的相邻点间的距离变化情况是()A．一直增大且增量不变B．先减小后增大C．先增大后减小D．先增大后均匀不变再减小(3)该实验可以有不同的设计，乙同学设计了如下实验方案：A：实验装置如图所示，一端系在滑块上的细绳通过转轴光滑的轻质滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮的一端垫起．调整长木板的倾角，直至轻推滑块后，滑块沿长木板向下做匀速直线运动；B：保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．请回答下列问题：①滑块做匀速直线运动时，纸带上打出的点的分布是________；②滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小________钩码的重力大小(选填“大于”“等于”或“小于”)．17.如图为利用气垫导轨(滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略)验证机械能守恒定律的实验装置，完成以下填空．实验步骤如下：①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1 m，将导轨调至水平．②测出挡光条的宽度l和两光电门中心之间的距离s.③将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2.④读出滑块分别通过光电门1和光电门2的挡光时间Δt1和Δt2.⑤用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m.⑥滑块通过光电门1和光电门2时，可以确定系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能分别为E k1＝________和E k2＝________.⑦在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少量ΔE p＝________.(重力加速度为g)⑧如果满足关系式____________，则可认为验证了机械能守恒定律．四、计算题18.如图所示，质量m＝1 kg 的木块静止在高h＝1.2 m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数μ＝0.2，用水平推力F＝20 N，使木块产生位移l1＝3 m时撤去，木块又滑行l2＝1 m后飞出平台，求木块落地时速度的大小．19.某探究性学习小组对一辆自制遥控车的性能进行研究．他们让这辆小车在水平地面上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过数据处理得到如图所示的v－t图象，已知小车在0～t1时间内做匀加速直线运动，t1～10 s时间内小车牵引力的功率保持不变，7 s末到达最大速度，在10 s末停止遥控让小车自由滑行，小车质量m＝1 kg，整个过程中小车受到的阻力F f大小不变．求：(1)小车所受阻力F f的大小；(2)在t1～10 s内小车牵引力的功率P；(3)求出t1的值及小车在0～t1时间内的位移．20.在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15 m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F－图象(图中AB、BO均为直线)，假设电动车在行驶中所受的阻力恒定，求此过程中：(1)电动车的额定功率；(2)电动车由静止开始运动，经过多长时间，速度达到2 m/s?五、填空题21.一个质量为0.1 kg的球在光滑水平面上以5 m/s 的速度匀速运动，与竖直墙壁碰撞以后以原速率被弹回，若以初速度方向为正方向，则小球碰墙前后速度的变化为________，动能的变化为________.22.质量为1 kg的物体从离地面1.5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J．(g取10 m/s2)23.近年来我国建立了许多风力发电厂．某台风力发电机的输出功率为P，输出电压为U，则输电线上的电流为__________．风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．某台风力发电机风轮机叶片的长度为r，设空气的密度为ρ，气流速度为v，则在时间t内风轮机可以接受到的最大风能为__________．24.如图所示，在没有空气阻力和摩擦力时(实际很小)，从斜面A上由静止释放小球，会发现无论θ角怎样变化，小球最后总能达______________的位置，在物理学中，把这一事实说成是有某个量是守恒的，并且把这个量叫________．25.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列物理量中需要用工具测量的有()；通过计算得到的有 ()A．重锤的质量B．重力加速度C．重锤下落的高度D．与重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度答案解析1.【答案】B【解析】从A→C由动能定理得mgh－W f＝0，从C→A有－mgh－W f＝0－mv，故C点速度v0＝2.2.【答案】A【解析】以地面为零势能面，坑在地面以下，苹果落到坑中时的重力势能为－mgh；故选A.3.【答案】D【解析】重力势能的大小与零势能参考平面的选取有关，一个物体重力势能的大小跟它能否对别的物体做功无必然联系．4.【答案】B【解析】橡皮筋完全相同，通过增加橡皮筋的条数来使功倍增，因此不需要计算橡皮筋每次对小车做功的具体数值，故A错误；该实验中利用相同橡皮筋形变量相同时对小车做功相同，通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加，这个设计很巧妙地解决了直接去测量力和计算功的困难．故B正确；橡皮筋伸长的长度在逐渐较小，所以弹力也在逐渐减小，小车做加速度减小的加速运动，在橡皮筋恢复原长后，小车受力平衡，将做匀速直线运动．故C错误；橡皮筋的弹性势能与弹簧的弹性势能相似，满足关系：E p＝kΔx2，所以把橡皮筋拉伸为原来的两倍，橡皮筋对小车做功增加为原来的四倍，故D错误5.【答案】C【解析】6.【答案】D【解析】根据牛顿第二定律知道工件的加速度为μg，所以速度达到v而与传送带保持相对静止所用时间：t＝工件的位移为x＝工件相对于传送带滑动的路程大小为Δx＝vt－＝产生的热量Q＝μmgΔx＝mv2由能量守恒定律知，电动机每传送完一个工件消耗的电能一部分转化为一个工件的动能，另一部分转化为内能，则E电＝E k＋Q＝mv2＋mv2＝mv2故D正确．7.【答案】B【解析】由图象可得：0～2 s内物体做匀减速直线运动，加速度大小为：a1＝＝m/s2＝5 m/s2，匀减速过程有F＋F f＝ma1.匀加速过程加速度大小为a2＝＝m/s2＝1 m/s2，有F－F f＝ma2，解得F f＝40 N，F＝60 N，故A错误.物体在4 s时拉力的瞬时功率为P＝Fv＝60×2 W＝120 W，故B正确.4 s内物体通过的位移为x＝(×2×10－×2×2)m＝8 m，拉力做功为W＝－Fx＝－480 J，故C错误.4 s内物体通过的路程为s＝(×2×10＋×2×2) m＝12 m，摩擦力做功为W f＝－F f s ＝－40×12 J＝－480 J，故D错误.8.【答案】D【解析】卫星发射时高度逐渐上升，卫星的重力做负功，重力势能越来越大．9.【答案】A【解析】从地面跃起过程中，地面对他有支持力但没有位移，所以地面对他不做功，故A对，B 错．从下蹲到离开地面上升时，消耗体内化学能从而使他具有一定的动能，机械能增加，故C 错．离开地面后无论上升还是下落都处于失重状态，D错．10.【答案】D【解析】重力做功与路径无关，所以W G＝mgR，选项A错；小球在B点时所受重力提供向心力，即mg＝m，所以v＝，从P点到B点，由动能定理知：W 合＝mv2＝mgR，故选项C错；根据能量守恒知：机械能的减少量为|ΔE|＝|ΔE p|－|ΔE k|＝mgR，故选项B错；克服摩擦力做的功等于机械能的减少量，故选项D对.11.【答案】ABD【解析】A，B一起沿光滑水平面加速运动，它们的位移相等，F作用在B物体上，没有作用在A 物体上，且AB向前做加速运动，在力F的方向上发生了位移，由W＝Fl可知，F对B做正功，对A不做功，故A正确；B对A的摩擦力向右，A对B的摩擦力向左，而位移水平向右，由W＝FL cosθ可知，F f对B做负功，F对B做正功，故B正确，C错误；F f对A做功为WA＝F f l，F f对B 做功为WB＝－F f l，故F f对AB整体做功为W＝WA＋WB＝0，故F f对A和B组成的系统不做功，D 正确．12.【答案】ACD【解析】13.【答案】CD【解析】6个小球都在斜面上运动时，只有重力做功，整个系统的机械能守恒．当有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，球2对1的作用力做功，故球1的机械能不守恒，故A 错误；由于6、5、4三个球在水平轨道运动时，在斜面上的小球仍在加速，所以离开A点时，球6的速度最小，水平射程最小，而最后三个球在水平轨道上运动时不再加速，3、2、1的速度相等，水平射程相同，所以六个球的落点不全相同，故B错误；由于有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，所以可知离开A点时球6的速度最小，水平射程最小，故C正确；球6在OA段运动时，斜面上的球在加速，球5对球6的作用力做正功，动能增加，机械能增加，故D 正确．14.【答案】ACD【解析】物体所受的支持力始终垂直斜面向上，由于位移方向水平向左，因此支持力一定做正功；摩擦力做的功有三种可能性：当加速度a＝g tanα时，物体所受的摩擦力为零，摩擦力不做功；当加速度a＞g tanα时，物体所受的摩擦力沿斜面向下，摩擦力做正功；当加速度a＜g tanα时，物体所受的摩擦力沿斜面向上，摩擦力做负功．故选项A，C，D正确．15.【答案】ACD【解析】因物体的加速度为g，由牛顿第二定律可知，mg－F f＝ma解得空气阻力F f＝mg.重力做功W G＝mgh，阻力做功W f＝－mgh，A、D对，B错；重力做功与重力势能变化的关系W G＝－ΔE p，重力做正功，故重力势能减小mgh，C正确．16.【答案】(1)D(2)D(3)①等间距②等于【解析】(1)并且橡皮筋的拉力是一个变力，根据胡克定律及功的定义得：W＝x＝kx2，所以当释放小车的位置等间距的变化时，不能够实现橡皮筋对小车做功呈整数倍变化，故A错误；当橡皮筋伸长量按倍数增加时，功并不简单地按倍数增加，故B、C错误；增加相同橡皮筋的条数，使小车每次从同一位置释放，这样保证了x不变，F呈整数倍增加，橡皮筋做功呈整数倍增加，可以用一根橡皮筋做功记为W，用两根橡皮筋做功记为2W，用三根橡皮筋做功记为3W…，从而回避了直接求功的困难，故D正确．(2)橡皮条伸长阶段，小车在橡皮条的拉力作用下加速运动，当橡皮条恢复原长后，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，后在阻力作用下做减速运动，根据运动学规律知点间距先增加后均匀，再减小，故D正确．(3)①根据匀速直线运动规律x＝vt知，确定滑块做匀速直线运动的依据是，看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的．②滑块做匀速直线运动时，由平衡条件得：除细绳对滑块拉力之外，滑块所受其它力的合力F其它与拉力等大反向，而拉力与钩码的重力等大反向．当保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，让滑块沿长木板向下做匀加速直线运动时，滑块所受的合外力为F其它，故滑块在匀加速下滑过程中所受的合外力大小等于钩码的重力大小．17.【答案】⑥(M＋m)()2(M＋m)()2⑦mgs⑧ΔE p＝E k2－E k1【解析】⑥滑块通过光电门的速度v1＝，v2＝所以E k1＝(M＋m)v＝(M＋m)()2E k2＝(M＋m)v＝(M＋m)()2⑦系统重力势能的减少量等于托盘和砝码重力势能的减少量ΔE p＝mgs.⑧若ΔE p＝E k2－E k1，则验证了机械能守恒定律．18.【答案】8m/s【解析】木块的运动分为三个阶段，先是在l1段做匀加速直线运动，然后是在l2段做匀减速直线运动，最后是平抛运动．对整个过程由动能定理得Fl1－μmg(l1＋l2)＋mgh＝mv2－0，解得v＝8m/s.19.【答案】(1)2 N(2)12 W(3)1.5 s 2.25 m【解析】(1)在10 s末撤去牵引力后，小车只在阻力F f作用下做匀减速运动，由图象可得减速时加速度的大小为a＝2 m/s2则F f＝ma＝2 N(2)小车做匀速运动阶段即7～10 s内，设牵引力为F，则F＝F f由图象可知v m＝6 m/s；解得P＝Fv m＝12 W(3)设0～t1时间内的位移为x1，加速度大小为a1，则由P＝F1v1得F1＝4 N，F1－F f＝ma1得a1＝2 m/s2，则t1＝＝1.5 s，x 1＝a1t＝2.25 m.20.【答案】(1)6 kW(2)1 s【解析】(1)由题图可知AB段表示电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率(B点)，BC段表示车做变加速运动，达到最大速度(C点)后做匀速运动．当v max＝15 m/s时，F＝400 N，则恒定的阻力F f＝F＝400 N电动车的额定功率P＝F f v max＝6 kW.(2)在AB段：F＝2 000 N由P＝Fv得匀加速运动的末速度v＝3 m/s又F－F f＝ma加速度a＝2 m/s2由v′＝at得t＝1 s.21.【答案】－10 m/s0【解析】22.【答案】65655050【解析】若以地面为零势能面，物体的机械能E1＝mv＋mgh＝×1×102J＋1×10×1.5 J＝65 J，由于只有重力做功，机械能守恒，故落地时的机械能也为65 J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能E2＝mv＝×1×102J＝50 J，由于机械能守恒，落地时的机械能也是50 J.23.【答案】【解析】某台风力发电机的输出功率为P，输出电压为U，则输电线上的电流为：I＝；在时间t 内通过风轮机的最大空气质量为m＝ρvtπr2.时间t内风轮机可以接受到的最大风能为E＝mv2＝·ρvtπr2·v2＝24.【答案】斜面B上距斜面底端竖直高度为h能量【解析】通过“小球从斜面A滚上斜面B”的多次重复性实验，看到了“小球都到达斜面B上距斜面底端竖直高度为h的同一点”的现象，分析这个现象得出“有一个量是守恒的”这一结论，从而确定这个守恒量的名字叫能量．25.【答案】C D【解析】在“验证机械能守恒定律”的实验中，直接测量的有：用刻度尺测量重锤下落的高度，重锤的质量可以测量也可以不测量．重力加速度与实验无关．通过计算得到的有与重锤下落高度对应的重锤瞬时速度．。