浙江省诸暨市下册机械能守恒定律中考真题汇编[解析版]
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浙江省诸暨市浬浦中学2025年初三下第四次检测试题物理试题注意事项:1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、本大题包括10小题,每小题3分,共30分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求.1.用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近一个轻质绝缘小球,发现两者互相吸引,由此可判断A.小球可能不带电B.小球一定带负电C.小球可能带正电D.小球一定带正电2.如图所示,验电器箔片闭合.小璐同学用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属球,看到验电器的金属箔片张开.下列说法正确的是()A.丝绸摩擦过的玻璃棒带负电B.金属箔张片开是由于两箔片都带正电荷而互相排斥C.此过程中,玻璃棒上的正电荷移动到了箔片上D.此过程中,瞬间产生的电流方向是从箔片流向玻璃棒3.2017年4月20日,搭载着“天舟一号”货运飞船的长征七号运载火箭在海南文昌发射中心升空,“天舟一号”进入太空后,与“天宫二号”自动对接成功,如图,以下说法中正确的是()A.火箭升空时,“天舟一号”的重力势能不变B.对接成功后,以“天宫二号”为参照物,“天舟一号”是静止的C.“天宫二号”的太阳能电池板工作时将光能转化为化学能D.“天舟一号”进入太空后,质量减小4.下列现象中,利用了大气压作用的是()A.用吸管吸饮料B.用注射器把药液注入肌肉C.火箭喷射高温燃气而升空D.将热气球放上天5.下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图,它们正确的排列顺序为A.甲、乙、丙、丁B.丁、丙、乙、甲C.甲、丙、乙、丁D.甲、丁、乙、丙6.下列光现象与日食的形成原因相同的是A.杆的影子B.邮票放大C.光的色散D.水中倒影7.下列数据最符合实际的是A.石家庄新建的的地铁列车的正常行驶速度约为5m/sB.一个苹果的质量约为1kgC.一只鸡蛋的重力约为0.5ND.在学校食堂吃饭用的饭盒容积一般为200mL8.在图所示的电路中,电源电压保持不变.闭合电键S,当滑动变阻器的滑片P向右移动时,不变的是()A.电流表A示数与电流表A1示数的差值B.电压表V示数与电流表A 示数的比值C.电压表V示数与电流表A 示数的乘积D.电压表V示数与电流表A1示数的乘积9.在下述应用中,没有利用大气压的是A.塑料挂衣钩吸在玻璃上B.用塑料管把汽水从瓶中吸进嘴里C.用胶水把邮票贴在信封上D.打针前把药液吸进针管里10.自行车为人们的绿色出行带来便利,下列说法正确的是A.当自行车下坡时,将动能转化为重力势能B.车对地面的压力和地面对车的支持力是一对平衡力C.车绕着跑道匀速转圈时,车的运动状态不变D.车把上凹凸不平的花纹是为了增大摩擦,车座为马鞍形是为了减小压强二、填空题(本大题包括7小题,每小题2分,共14分)11.在如图甲、乙、丙所示的一些与物理相关的生活现象中,图_____主要表示力能使物体发生形变;图_____主要表示力能使物体的运动状态发生改变;图_____主要表示物体具有惯性.12.如图所示的“玉兔二号”月球车,它和地面控制中心是通过______________来传输信息的;它有一对宽大的“翅膀”——太阳能电池板,把太阳能转化为电能供月球车使用,太阳能是太阳内部的氢原子核发生______________(选填“聚变”或“裂变”)时释放出的能量;原子核和______________构成了原子.13.(1)生活中许多现象都可以用我们热学的物理知识解释,例如腌制咸鸭蛋使盐进入鸭蛋中是一种_______现象,烧水煮鸡蛋是利用__________的方式改变鸡蛋的内能.(2)完成光路图(凹透镜和凸透镜的左焦点重合)(________)(3)甲乙两种液体的比热容之比2:1,当它们吸收的热量之比为4:3时,升高的温度之比为1:3,则甲乙的质量之比为__________.14.小明做了一个如图所示的装置。
2019年浙江学考选考 精讲精练 4.5 机械能守恒定律(解析版)一、机械能(1)物体的动能和势能之和称为物体的机械能.机械能包括动能、重力势能、弹性势能。
(2)重力势能是属于物体和地球组成的重力系统的,弹性势能是属于弹簧的弹力系统的,所以,机械能守恒定律的适用对象是系统.(3)机械能是标量,但有正、负(因重力势能有正、负).(4)机械能具有相对性,因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面),同时,与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系,一般是以地面为参考系),所以机械能也具有相对性. 只有在确定了参考系和零势能参考平面的情况下,机械能才有确定的物理意义.(5)重力势能是物体和地球共有的,重力势能的值与零势能面的选择有关,物体在零势能面之上的势能是正值,在其下的势能是负值.但是重力势能差值与零势能面的选择无关. (6)重力做功的特点:①重力做功与路径无关,只与物体的始、未位置高度筹有关. ①重力做功的大小:W =mgh .①重力做功与重力势能的关系:P G W E =-△. 二、机械能守恒定律(1)内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内动能和势能可以相互转化,但机械能的总量保持不变,这个结论叫做机械能守恒定律. (2)守恒定律的多种表达方式.当系统满足机械能守恒的条件以后,常见的守恒表达式有以下几种:①1122k P k P E E E E +=+,即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和. ①P k E E =-△△或P k E E =-△△,即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量. ①∆E A =-∆E B ,即A 物体机械能的增加量等于B 物体机械能的减少量.知识讲解后两种表达式因无需选取重力势能零参考平面,往往能给列式、计算带来方便.(3)机械能守恒条件的理解.①从能量转化的角度看,只有系统内动能和势能相互转化,无其他形式能量之间(如内能)的转化①从系统做功的角度看,只有重力和系统内的弹力做功,具体表现在:a.只有重力做功的物体,如:所有做抛体运动的物体(不计空气阻力),机械能守恒.b.只有重力和系统内的弹力做功.如图(a)、(b)、右图所示.图(a)中小球在摆动过程中线的拉力不做功,如不计空气阻力,只有重力做功,小球的机械能守恒.图(b)中A、B间,B与地面间摩擦不计,A自B上自由下滑过程中,只有重力和A、B间的弹力做功,A、B组成的系统机械能守恒.但对B来说,A对B的弹力做功,但这个力对B来说是外力,B的机械能不守恒.如下图,不计空气阻力,球在摆动过程中,只有重力和弹簧与球间的弹力做功,球与弹簧组成的系统机械能守恒,但对球来说,机械能不守恒.四、如何判断机械能是否守恒(1)对某一物体,若只有重力做功,其他力不做功,则该物体的机械能守恒.(2)对某一系统,物体间只有动能和势能的转化,系统跟外界没有发生机械能的传递,也没有转化成其他形式的能(如内能),则系统的机械能守恒.对于某个物体系统包括外力和内力,只有重力或弹簧的弹力做功,其他力不做功或者其他力做的功的代数和等于零,则该系统的机械能守恒,也就是说重力做功或弹力做功不能引起机械能与其他形式的能的转化,只能使系统内的动能和势能相互转化(3)机械能守恒的条件绝不是合外力做的功等于零,更不是合外力等于零,例如水平飞来的子弹打入静止在光滑水平面上的木块内的过程中,合外力的功及合外力都是零,但系统克服内部阻力做功,将部分机械能转化为内能,因而机械能的总量在减少.(4)一些绳子突然绷紧,物体间碰撞后合在一起等,除非题目特别说明,机械能一般不守恒.例1 某同学身高1.8m,在运动会上参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8m高度的横杆,据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为()(g取10m/s2)A.2m/s B.4m/s C.6m/s D.8m/s【答案】B【解析】根据机械能守恒,该同学重心上移了1.80.90.9m-=,由机械能守恒可知:2124/mgh mvv m s==≈故B选项正确。
2024年高考物理模拟试卷注意事项:1. 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2.选择题必须使用2B 铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。
4.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
一、单项选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1、如图,滑块A 置于水平地面上,滑块B 在一水平力作用下紧靠滑块(A A 、B 接触面竖直),此时A 恰好不滑动,B 刚好不下滑.已知A 与B 间的动摩擦因数为1μ,A 与地面间的动摩擦因数为2μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力.A 与B 的质量之比为( )A .121μμB .12121μμμμ- C .12121μμμμ+ D .12122μμμμ+2、下列关于行星运动定律和万有引力定律的发现历程,符合史实的是( )A .哥白尼通过整理第谷观测的大量天文数据得出行星运动规律B .牛顿通过多年的研究发现了万有引力定律,并测量出了地球的质量C .牛顿指出地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的万有引力D .卡文迪许通过实验比较准确地测量出了万有引力常量,并间接测量出了太阳的质量3、人们发现,不同的原子核,其核子的平均质量(原子核的质量除以核子数)与原子序数有如图所示的关系。
下列关于原子结构和核反应的说法错误的是( )A.由图可知,原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损要放出能量B.由图可知,原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损,要放出核能C.已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子,若增加γ射线强度,则逸出光电子的最大初动能增大D.在核反应堆的铀棒之间插入镉棒是为了控制核反应速度4、一质点做匀加速直线运动,在通过某段位移x内速度增加了v,动能变为原来的9倍。
2019-2020学年浙江省绍兴市诸暨市高一(下)期末物理模拟试卷题号一二三四五总分得分一、单选题(本大题共15小题,共45.0分)1.发现万有引力定律的科学家是()A. 牛顿B. 开普勒C. 卡文迪许D. 哥白尼2.伽利略的斜面实验表达了一个最重要的事实:如果空气阻力和摩擦力小到可以忽略,小球必将准确地终止于同它开始点相同的高度,绝不会更高一点,也绝不会更低一点,这说明小球在运动过程中,有一个“东西”是不变的,这个“东西”就是()A. 力B. 能量C. 动能D. 势能3.如图所示,跳伞运动员从直升机上由静止跳下,经一段时间后打开降落伞,最终以5.0m/s的速度匀速竖直下落。
现在有风,风使他以3.0m/s的速度沿水平方向运动,则跳伞运动员着地时的速度大小约为()A. 2.0m/sB. 4.0m/sC. 5.8m/sD.8.0m/s4.小王同学采用如图所示的装置进行实验。
小锤击打弹性金属片后,A球水平抛出,同时B球被松开自由下落,下列说法正确的是()A. A球比B球先落地B. A球比B球后落地C. 即使适当增加装置高度,两球也将同时落地D. 实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动5.如图为学员驾驶汽车在水平面上绕O点做匀速圆周运动的俯视图。
已知学员在A点位置,教练员在B点位置,A点与B点的转弯半径之比为5:4,则他们()A. 周期之比为5:4B. 角速度之比为4:5C. 线速度大小之比为1:1D. 向心加速度大小之比为5:46.某种型号轿车的部分数据如下:净重1500kg,最高时速252km/h,额定功率140kW.它以额定功率和最高速度运行时,轿车的牵引力是()A. 93NB. 555NC. 2000ND. 15000N7.如图所示,将质量为m的石块从离地面h高处以初速度v0斜向抛出,不计空气阻力,石块落在水平地面上。
下列有关说法正确的是()A. 若石块质量增大,则落在水平地面时速度大小增大B. 若石块仰角增大,而落在水平地面时速度大小不变C. 若石块水平抛出,则落在水平地面时速度大小增大D. 若石块斜向下抛出,则落在水平地面时速度大小减小8.在天气干燥季节,脱掉外衣后再去摸金属门把手时,常常会被电击,下列分析正确的是()A. 脱外衣过程中创生了电荷,电击过程中消灭了电荷B. 脱外衣过程中产生的电荷是由于静电感应所造成的C. 脱外衣过程中外衣和身体各自带了等量异号的电荷D. 电击的放电一定是发生在身体接触金属门把手之后9.如图所示,平行板电容器一个极板与静电计的金属杆相连,另一个极板与静电计金属外壳相连。
专题12机械能及能量守恒定律一、单选题1.(2021·四川泸州市·中考真题)2021年5月15日我国自主研制的天间一号火星探测器成功登陆火星,已知火星表面引力约为地球表面引力的38%,其空气密度约为地球海平面空气密度的1%。
下列关于探测器的描述正确的是()A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器不受火星的引力C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,动能逐渐增大D.停在火星表而的探测器受到的引力与它对火星表面的压力是一对平衡力【答案】A【详解】A.进入火星大气层后,探测器下降过程中其表面与大气层摩擦,机械能转化为其它形式的能,即内能,故A正确;B.探测器为了找到最佳着陆点,着陆前在火星上空有短暂悬停时间,悬停时探测器受火星的引力和升力,二力平衡,故B错误;C.探测器从悬停点减速降落火星表面过程中,速度减小,动能逐渐减小,故C错误;D.停在火星表面的探测器受到的引力与火星表面对探测器的支持力才是一对平衡力,故D错误。
故选A。
2.(2021·四川泸州市·中考真题)2021年泸州市中考体育考试增加了排球垫球项目,方法是用手臂将排球垫向墙壁,反弹回来后又重复垫球,如图所示为垫球过程示意图。
下列说法中正确的是()A.垫排球时,排球离开手臂上升过程中,手臂依然在对排球做功B.排球从墙壁弹回手臂过程中,重力势能越来越大C.排球撞击墙壁后反弹回来,说明力可以改变物体的运动状态D.手臂垫球时,手对球的力大于球对手的力【答案】C【详解】A.排球离开手臂后,没受到手臂的作用力,那么排球上升过程中,手臂对排球不做功,故A错误;B.排球从墙壁弹回的过程中,质量不变,但高度变小,所以重力势能越来越小,故B 错误;C.排球撞击墙壁后,被弹回,是因为受到力的作用,这说明力可以改变物体的运动状态,故C正确;D.垫球时,手对球的力和球对手的力是一对相互作用力,大小应相等,故D错误。
浙江省绍兴市诸暨中学2020-2021学年高一物理下学期4月期中试题(平行班)浙江省绍兴市诸暨中学2020-2021学年高一物理下学期4月期中试题(平行班)年级:姓名:12浙江省绍兴市诸暨中学2020-2021学年高一物理下学期4月期中试题(平行班)一、选择题Ⅰ(本大题共13小题,每小题3分,共39分。
每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.下列现象中,与离心现象无关的是A .旋转雨伞上的水滴 ,水滴飞出B .用洗衣机脱去湿衣服中的水C .人走路时不小心被石头绊了一下,身体向前倾倒D .运动员将链球旋转起来后掷出2.功的单位用国际单位制基本单位表达正确的是A .Kgm 2/s 2B .Kgm/s 2C .Kgm 2/s D .212m kg s --⋅⋅ 3.在物理学的发展过程中,很多科学家做出了巨大的贡献,则下列说法中符合史实的是A .伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律B .开普勒利用他精湛的数学经过长期计算分析,最后终于发现了万有引力定律C .卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G 而被称为测出地球质量第一人D .牛顿用扭秤实验,测出了万有引力常量,这使用了微小作用放大法4.如图所示,纸风车上有A 、B 两点,A 点离轴心较远,当风车被风吹着绕中心转动时,A 、B 两点的角速度分别为ωA 和ωB ,线速度大小分别为v A 和v B ,则A .ωA =ωB ,v A >v B B .ωA =ωB ,v A <v BC .ωA <ωB ,v A =v BD .ωA >ωB ,v A =v B5.关于功率公式P =W t和P =Fv 的说法正确的是 A .由P =W t知,P 与W 成正比与t 成反比B .由P =Fv 可知,P 与F 成正比C .由P =Fv 知,随着汽车速度增大,它的功率也可以无限制增大D .由P =Fv 知,当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比 6.关于重力做功与重力势能,下列叙述中正确的是A .重力对物体不做功,物体的重力势能一定为零B .重力对物体做正功,物体的重力势能一定减少C .物体克服重力做功,物体的重力势能可能减少D .物体克服重力做功,物体的重力势能一定为负值37.如图所示,质量为m 的物体始终静止在斜面上,在斜面体从图中虚线位置沿水平面向左匀速运动到实线位置的过程中,下列关于物体所受各力做功的说法正确的是A .重力做正功B .支持力做负功C .摩擦力做负功D .摩擦力不做功8.洗衣机脱水时有一件湿衣物附在竖直筒壁上保持相对静止,如图所示,则下列说法正确的是A .衣物受到重力、筒壁对它的弹力、摩擦力及向心力共四个力的作用B .筒在转动脱水过程中,筒壁对衣物的摩擦力减小C .衣物随筒壁做圆周运动的向心力由衣物对筒壁的压力提供D .筒的转速增大时,筒壁对衣物的弹力一定减小9.2019年1月3日,我国探月工程“嫦娥四号”探测器成功着陆月球背面的预选着陆区。
浙江省绍兴市诸暨市2024届物理高一下期末学业质量监测模拟试题请考生注意:1.请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上,请用0.5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2.答题前,认真阅读答题纸上的《注意事项》,按规定答题。
一、选择题:(1-6题为单选题7-12为多选,每题4分,漏选得2分,错选和不选得零分)1、(本题9分)下面说法正确的是A.曲线运动不可能是匀变速运动B.做圆周运动物体的合外力一定指向圆心C.两个直线运动的合运动不可能是曲线运动D.做曲线运动的物体所受合外力不可能为零2、(本题9分)某人站在一星球上,以速度v0竖直向上抛一小球,经t秒后,球落回手中,已知该星球半径为R,现将此球沿此星球表面将小球水平抛出,欲使其不落回星球,则抛出时的速度至少为()A.B.C.D.3、(本题9分)如图,拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法.如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m,那么下列说法正确的是()A.摩擦力对轮胎做了负功B.重力对轮胎做了正功C.拉力对轮胎不做功D.支持力对轮胎做了正功4、(本题9分)从某一高度由静止自由释放一个小球,小球运动一段时间落到地面上后以原速率反弹,做竖直上抛运动,则小球从开始下落到反弹到最高点的过程中,不考虑阻力作用,则小球的动能与时间的关系图像可能正确的是A.B.C.D.5、(本题9分)关于万有引力说法正确..的是A.只有天体之间才有引力B.只有小球之间才有引力C.任何两个物体之间都有万有引力D.相互排斥的磁铁间没有万有引力6、下列物体在运动过程中一定满足机械能守恒的是()A.匀速上升电梯中的人B.加速下降电梯中的人C.沿斜面匀速下滑的物块D.做平抛运动的小球7、(本题9分)如图所示, B是质量为2m、半径为R的光滑半圆弧槽,放在光滑的水平桌面上. A是质量为3m的细长直杆,在光滑导孔的限制下, A只能上下运动.物块C的质量为m紧靠B放置.初始时, A杆被夹住,使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触,然后从静止释放A.则以下说法正确的是()、、组成的系统机械能守恒,动量守恒A.在杆向下运动过程中, A B CB.当杆A的下端运动到槽B的最低点时速度为零C.杆A的下端运动到槽B的最低点时B和C2gRD.杆A的下端经过槽B的最低点后, A能上升的最大高度是R8、(本题9分)最近几十年,人们对探测火星十分感兴趣,先后发射过许多探测器。
中考物理机械能守恒定律历年真题及答案解析一、选择题1. 在一个封闭的系统中,只有重力和弹簧力对其中一个物体进行作用,在物体来回运动的过程中,物体的总机械能是否守恒?A. 守恒B. 不守恒C. 取决于弹簧力的大小D. 取决于物体的运动速度解析:选择B。
根据机械能守恒定律,只有当外力做功为零时,机械能才守恒。
在该题中,只有重力和弹簧力对物体进行作用,没有其他外力,在物体来回运动过程中弹簧力会做功,因此物体的总机械能不守恒。
2. 下列哪些物理量在机械能守恒定律中是守恒的?A. 动能和势能B. 动能和功C. 动能和位移D. 动能和力解析:选择A。
机械能守恒定律指的是系统的总机械能守恒,总机械能是由动能和势能组成的,因此动能和势能在机械能守恒定律中是守恒的。
3. 以下关于机械能守恒定律的描述,哪个是正确的?A. 机械能守恒定律仅适用于重力场中的物体B. 机械能守恒定律适用于封闭系统中的物体C. 机械能守恒定律适用于具有弹性势能的物体D. 机械能守恒定律适用于所有物体解析:选择B。
机械能守恒定律适用于封闭系统中的物体,即在物体受到的外力为零的情况下,物体的总机械能守恒。
其他选项描述都有限制条件,因此不正确。
二、简答题1. 什么是机械能守恒定律?请用自己的话进行解释。
解析:机械能守恒定律是指在封闭系统中,当只有保守力对物体进行作用时,物体的总机械能守恒不变。
总机械能由物体的动能和势能组成,当外力对物体没有做功时,动能和势能的总和保持不变。
换句话说,物体在受到保守力作用时,动能和势能可以相互转化,但总能量不会减少或增加。
2. 请列举一个机械能守恒定律的应用实例,并进行解析。
解析:一个应用机械能守恒定律的实例是弹簧振子。
当把一个弹簧与一个质点连接后,质点在弹簧的作用下来回振动。
在振动的过程中,弹簧力和重力是该系统唯一的外力,而弹簧力是保守力,因此满足机械能守恒定律。
在弹簧振子的运动过程中,当质点向右移动时,势能减少,动能增加;当质点向左移动时,势能增加,动能减少。
第三讲机械能守恒定律➢知识梳理一、重力势能1.定义物体由于被举高而具有的能量,叫作重力势能。
2.表达式E p=mgh,其中h是相对于参考平面(零势能面)的高度。
3.特点(1)系统性:重力势能是地球与物体所组成的“系统”所共有的。
(2)相对性:重力势能的数值与所选参考平面有关,物体在参考平面上方,h>0,在参考平面下方,h<0.(3)标量性:重力势能是标量,正负表示大小。
4.重力做功与重力势能变化的关系(1)重力做功不引起物体机械能的变化(2)重力对物体做正功,重力势能减小,重力对物体做负功,重力势能增大。
(3)重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即W G=E p1-E p2=-(E p2-E p1)=-ΔE p。
(4)重力势能的变化量是绝对的,与参考平面的选取无关。
二、弹性势能1.定义发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用,也具有势能,这种势能叫作弹性势能。
2.大小:弹簧的弹性势能跟弹簧的形变量及劲度系数有关,形变量越大,劲度系数越大,弹性势能就越大。
3.弹力做功与弹性势能变化的关系弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系:弹力做正功,弹性势能减小;弹力做负功,弹性势能增加,用公式表示:W=-ΔE p。
三、机械能守恒定律1.内容:在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。
2.常用的三种表达式(1)守恒式:E1=E2或E k1+E p1=E k2+E p2。
E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能。
(2)转化式:ΔE k=-ΔE p或ΔE k增=ΔE p减。
表示系统势能的减少量等于动能的增加量。
(3)转移式:ΔE A=-ΔE B或ΔE A增=ΔE B减。
表示系统只有A、B两物体时,A增加的机械能等于B减少的机械能。
3.对机械能守恒定律的理解(1)只受重力或弹力作用,系统的机械能守恒。
(2)除受重力或弹力之外,还受其他力,但其他力不做功,只有重力或系统内的弹力做功,系统机械能守恒。
一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,两个质量均为m的小滑块P、Q通过铰链用长为L的刚性轻杆连接,P套在固定的竖直光滑杆上,Q放在光滑水平地面上,轻杆与竖直方向夹角α=30°.原长为2L的轻弹簧水平放置,右端与Q相连,左端固定在竖直杆O点上。
P由静止释放,下降到最低点时α变为60°.整个运动过程中,P、Q始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g。
则P下降过程中()A.P、Q组成的系统机械能守恒B.P、Q的速度大小始终相等C31-mgLD.P达到最大动能时,Q受到地面的支持力大小为2mg【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.根据能量守恒知,P、Q、弹簧组成的系统机械能守恒,而P、Q组成的系统机械能不守恒,选项A错误;B.在下滑过程中,根据速度的合成与分解可知cos sinP Qv vαα=解得tanPQvvα=由于α变化,故P、Q的速度大小不相同,选项B错误;C.根据系统机械能守恒可得(cos30cos60)PE mgL=︒-︒弹性势能的最大值为312PE mgL=选项C正确;D.P由静止释放,P开始向下做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,P的速度达到最大,此时动能最大,对P、Q和弹簧组成的整体受力分析,在竖直方向,根据牛顿第二定律可得200N F mg m m -=⨯+⨯解得F N =2mg选项D 正确。
故选CD 。
2.如图甲所示,轻弹簧下端固定在倾角37°的粗糙斜面底端A 处,上端连接质量5kg 的滑块(视为质点),斜面固定在水平面上,弹簧与斜面平行。
将滑块沿斜面拉动到弹簧处于原长位置的O 点,由静止释放到第一次把弹簧压缩到最短的过程中,其加速度a 随位移x 的变化关系如图乙所示,,重力加速度取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
下列说法正确的是 ( )A .滑块在下滑的过程中,滑块和弹簧组成的系统机械能守恒B .滑块与斜面间的动摩擦因数为0.1C .滑块下滑过程中的最大速度为135m/s D .滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为10.4J 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .滑块在下滑的过程中,除重力和弹簧的弹力做功外,还有摩擦力做功,故滑块和弹簧组成的系统机械能不守恒,故A 错误;B .刚释放瞬间,弹簧的弹力为零,由图象可知此时加速度为a =5.2m/s 2,根据牛顿第二定律有sin cos mg mg ma θμθ-=解得0.1μ=,故B 正确;C .当x =0.1m 时a =0,则速度最大,此时滑块受到的合力为零,则有sin cos 0mg kx mg θμθ--=解得260N /m k =,则弹簧弹力与形变量的关系为F kx =当形变量为x =0.1m 时,弹簧弹力F =26N ,则滑块克服弹簧弹力做的功为112.60.1J 1.3J 22W Fx ==⨯⨯= 从下滑到速度最大,根据动能定理有()2m 1sin cos 2mg mg x W mv θμθ--=解得m 135v =m/s ,故C 正确; D .滑块滑到最低点时,加速度为25.2m/s a '=-,根据牛顿第二定律可得 sin cos mg mg kx ma θμθ--'='解得0.2m x '=,从下滑到最低点过程中,根据动能定理有()p sin cos 00mg mg x E θμθ'--=-解得E p =5.2J ,故D 错误。
故选BC 。
3.一辆汽车在平直的公路上由静止启动,先保持加速度不变,达到额定功率后保持额定功率不变继续行驶。
汽车所受阻力恒定,下列关于汽车运动全过程的速度、加速度、牵引力、功率的大小随时间变化的图像可能正确的是( )A .B .C .D .【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .汽车以恒定加速度启动,可分为三个阶段:第一个阶段,匀加速直线运动,在v t -图像中是一条通过原点的直线;第二个阶段,作加速度越来越小的加速运动;第三阶段,以最大速度作匀速直线运动,故A 正确;B .汽车刚开始做匀加速,加速度恒定,当汽车匀加速到额定功率后,速度继续增大时,牵引力减小,加速度减小,速度继续增大,这一过程加速度减小,但加速度的变化是越来越慢,而不是变化越来越快,故B错误;C.0~t1,汽车做匀加速直线运动,牵引力不变,到t2时以最大的速度做匀速运动,此时有牵引力等于阻力,而不是为零,故C错误;D.0~t1,汽车做匀加速直线运动,牵引力不变,由P Fv=可知()()P ma f v ma f at=+=+即P与v成正比,到t1时刻功率达到额定功率,此后将保持这一额定功率运行,故D正确。
故选AD。
4.如图1所示,遥控小车在平直路面上做直线运动,所受恒定阻力f=4N,经过A点时,小车受到的牵引力F A=2N,运动到B点时小车正好匀速,且速度v B=2m/s;图2是小车从A 点运动到B点牵引力F与速度v的反比例函数关系图像。
下列说法正确的是()A.从A到B,牵引力的功率保持不变B.从A到B,牵引力的功率越来越小C.小车在A点的速度为4m/sD.从A到B,小车的速度减小得越来越慢【答案】ACD【解析】【分析】【详解】AB.遥控小车牵引力的功率P=Fv,而题目中,已知小车从A点运动到B点牵引力F与速度v成反比例,则可知F与v的乘积保持不变,即功率P不变,故A正确,B错误;C.小车运动到B点时正好匀速,则牵引力等于阻力,且速度v B=2m/s,则小车的功率为8WBP Fv fv===则在A点时速度8m/s4m/s2AAPvF===故C正确;D.小车从A到B的过程中,因速度从4m/s减小到2m/s,在这一过程中,功率始终保持不变,故牵引力增大,小车所受的合外力F f F=-合可知,合外力减小,由牛顿第二定律Fam=合可知,小车的加速度减小,所以从A到B,小车的速度减小得越来越慢,故D 正确。
故选ACD 。
5.如图所示,倾角θ=30°的固定斜面上固定着挡板,轻弹簧下端与挡板相连,弹簧处于原长时上端位于D 点.用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑定滑轮连接物体A 和B ,使滑轮左侧轻绳始终与斜面平行,初始时A 位于斜面的C 点,C 、D 两点间的距离为L .现由静止同时释放A 、B ,物体A 沿斜面向下运动,将弹簧压缩到最短的位置E 点,D 、E 两点间的距离为2L .若A 、B 的质量分别为4m 和m ,A 与斜面间的动摩擦因数38μ=,不计空气阻力,重力加速度为g ,整个过程中,轻绳始终处于伸直状态,则( )A .A 在从C 至E 的过程中,先做匀加速运动,后做匀减速运动B .A 在从C 至D 的过程中,加速度大小为120g C .弹簧的最大弹性势能为158mgL D .弹簧的最大弹性势能为38mgL 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB .对AB 整体,从C 到D 的过程受力分析,根据牛顿第二定律得加速度为4sin 304cos30420mg mg mg ga m m μ︒--⋅︒==+可知a 不变,A 做匀加速运动,从D 点开始与弹簧接触,压缩弹簧,弹簧被压缩到E 点的过程中,弹簧弹力是个变力,则加速度是变化的,所以A 在从C 至E 的过程中,先做匀加速运动,后做变加速运动,最后做变减速运动,直到速度为零,故A 错误,B 正确; CD .当A 的速度为零时,弹簧被压缩到最短,此时弹簧弹性势能最大,整个过程中对AB 整体应用动能定理得004sin 304cos30222L L L mg L mg L mg L W μ⎛⎫⎛⎫⎛⎫-=+︒-+-⨯︒+- ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭⎝⎭弹解得38W mgL =弹,则弹簧具有的最大弹性势能为 p 38E W mgL ==弹故C错误,D正确。
故选BD。
6.戽斗是古代最常见的提水器具,两人相对而立,用手牵拉绳子,从低处戽水上岸,假设戽斗装水后重20kg,左右两根轻绳长均为2m,最初绳子竖直下垂,戽水时两人均沿水平方向朝相反的方向做直线运动,戽斗以加速度21m/s匀加速度直线上升,己知重力加速度210m/sg=,(绳子可以看成轻质细绳)则戽斗上升1m时()A.两绳的拉力大小均为200NB.两人拉绳的速率均为2m/sC.两人对戽斗做的功均为110JD.绳子拉力的总功率为2202W【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.此时戽斗已经向上移动了1m,对戽斗进行受力分析如下沿戽斗运动方向根据牛顿第二定律有2cosT ABD mg ma∠-=其中1 cos2ABD∠=带入数据解得220NT=故A错误;B.上升1m的过程根据速度位移公式可得202v ax -=戽如下图,戽斗与人在沿绳方向的分速度相等cos cos ABD v v BAD ∠=人戽联立并带入数据解得2m/s v =戽2m/s 3v =人 故B 错误;C .戽斗上升过程根据动能定理有2122W mgh mv -=戽人带入数据解得每人对戽斗做的功W 人为110J ,故C 正确; D .上升1m 后的瞬时功率为222c 2s 0W o P Fv T ABD v ===∠⨯戽故D 正确。
故选CD 。
7.如图所示,一根劲度系数为k 的轻弹簧竖直固定在水平地面上,轻弹簧上端正上方h 高度处A 点有一个质量为m 的小球。
现让小球由静止开始下落,在B 点接触轻弹簧的上端,在C 点时小球所受的弹力大小等于重力大小,在D 点时小球速度减为零,此后小球向上运动返回到最初点,已知小球在竖直方向上做周期性运动。
若轻弹簧储存的弹性势能与其形变量x 间的关系为212p E kx =,不计空气阻力,重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )A .在D 点时小球的加速度大小大于重力加速度g 的大小B .小球从B 点到D 点的过程中,其速度和加速度均先增大后减小C .从A 点到C 点小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量D .小球在D 点时弹簧的压缩量为(2)mg mg mg kh ++【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .若小球从B 点由静止释放,则最低点应该在D ′位置且满足BC =CD ′,由对称可知,在D ′点的加速度为向上的g ;若小球从A 点释放,则最低点的位置在D 点,则D 点应该在D ′点的下方,则在D 点时小球的加速度大小大于在D ′点的加速度,即大于重力加速度g 的大小,选项A 正确;B .小球从B 点到D 点的过程中,在BC 段重力大于弹力,加速度向下且逐渐减小,速度逐渐变大;在CD 段,重力小于弹力,加速度向上且逐渐变大,速度逐渐减小,即小球从B 点到D 点的过程中,加速度先减小后增加,速度先增加后减小,选项B 错误; C .由能量守恒定律可知,从A 点到C 点小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量与弹簧的弹性势能的增加量之和,选项C 错误; D .由能量关系可知从A 到D 满足21()2mg h x kx +=解得小球在D 点时弹簧的压缩量为(2)mg mg mg kh x ++=(另一值舍掉)选项D 正确。