机械能守恒测试题(含答案)
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机械能守恒定律专题练习姓名:分数:专项练习题第一类问题:双物体系统的机械能守恒问题例1. (2007·江苏南京)如图所示,A 物体用板托着,位于离地面处,轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连,绳子处于绷直状态,已知A 物体质量,B 物体质量,现将板抽走,A将拉动B上升,设A与地面碰后不反弹,B上升过程中不会碰到定滑轮,问:B 物体在上升过程中离地的最大高度为多大?(取)(例1)(例2)例2. 如图所示,质量分别为2m、m的两个物体A、B可视为质点,用轻质细线连接跨过光滑圆柱体,B着地A恰好与圆心等高,若无初速度地释放,则B上升的最大高度为多少?第二类问题:单一物体的机械能守恒问题例3. (2005年北京卷)是竖直平面内的四分之一圆弧形轨道,在下端B点与水平直轨道相切,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,不计各处摩擦,求:为R,小球的质量为m(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R时速度的大小和方向;(3)小球经过圆弧形轨道的B点和水平轨道的C点时,所受轨道支持力各是多大。
例4. (2007·南昌调考)如图所示,O点离地面高度为H,以O点为圆心,制作点等高的圆弧最高点滚下后水平抛出,试求:四分之一光滑圆弧轨道,小球从与O(1)小球落地点到O点的水平距离;(2)要使这一距离最大,R应满足何条件?最大距离为多少?第三类问题:机械能守恒与圆周运动的综合问题例5. 把一个小球用细线悬挂起来,就成为一个摆(如图所示),摆长为l ,最大偏角为,小球运动到最低位置时的速度是多大?(例5)(例6)例6. (2005·沙市)如图所示,用一根长为L 的细绳,一端固定在天花板上的O点,另一端系一小球A ,在O 点的正下方钉一钉子B ,当质量为m 的小球由水平位置静止释放后,小球运动到最低点时,细线遇到钉子B ,小球开始以B 为圆心做圆周运动,恰能过B 点正上方C ,求OB 的距离。
12C.3阶段,机械能逐渐变大阶段,万有引力先做负功后做正功4竖直悬挂.用外力将绳的下端缓慢地竖直向上拉.在此过程中,外力做功为()5的两点上,弹性绳的原长也为.将;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板)6时,绳中的张力大于如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为,到小环的距离为,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为.小环和物块以速度右匀速运动,小环碰到杆上的钉子后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为.下列说法正确的是()78受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下9的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为1 2C.3阶段,机械能逐渐变大阶段,万有引力先做负功后做正功天体椭圆运行中,从远日点向近日点运行时,天体做加速运动,万有引力做正功,引力势能转化为动能;反之,做减速运动,引力做负功,动能转化为引力势能;而整个过程机械能守恒.从这个规律出发,CD正确,B错误.同时由于速度的不同,运动个椭圆4,那么重心上升,外力做的功即为绳子增5答案解析6C设斜面的倾角为,物块的质量为,去沿斜面向上为位移正方向,根据动能定理可得:上滑过程中:,所以;下滑过程中:,所以据能量守恒定律可得,最后的总动能减小,所以C正确的,ABD错误.故选C.7时,绳中的张力大于A.物块向右匀速运动时,对夹子和物块组成的整体进行分析,其在重力和绳拉力的作B.绳子的拉力总是等于夹子对物块摩擦力的大小,因夹子对物块的最大摩擦力为,C.当物块到达最高点速度为零时,动能全部转化为重力势能,物块能达到最大的上升8受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下和受到地面的支持力大小均为;在的动能达到最大前一直是加速下降,处于失受到地面的支持力小于,故A、B正确;达到最低点时动能为零,此时弹簧的弹性势能最大,9答案解析考点一质量为的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度处以的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为.(结果保留2位有效数字)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(1)求飞船从离地面高度处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的.(2);(1)(2)地地,地,大大大,大.(1)大,,由动能定理得:地,.(2)机械能机械能和机械能守恒定律机械能基础。
机械能守恒定律练习一、单选题1.下列所述的物体在运动过程中满足机械能守恒的是( )A. 跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降B. 忽略空气阻力,物体竖直上抛C. 火箭升空过程D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升【答案】B【解析】解:A、跳伞运动员在空中匀速下降,动能不变,重力势能减小,因机械能等于动能和势能之和,则机械能减小。
故A错误。
B、忽略空气阻力,物体竖直上抛,只有重力做功,机械能守恒,故B正确。
C、火箭升空,动力做功,机械能增加。
故C错误。
D、物体沿光滑斜面匀速上升,动能不变,重力势能在增加,所以机械能在增大。
故D错误。
故选:B。
物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧弹力做功,或看物体的动能和势能之和是否保持不变,即采用总量的方法进行判断。
解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法,1、看是否只有重力做功。
2、看动能和势能之和是否不变。
2.安徽芜湖方特水上乐园是华东地区最大的水上主题公园。
如图为彩虹滑道,游客先要从一个极陡的斜坡落下,接着经过一个拱形水道,最后达到末端。
下列说法正确的是( )A. 斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理,否则游客经过拱形水道的最高点时可能飞起来B. 游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中,重力一直做正功C. 游客从斜坡下滑到最低点时,游客对滑道的压力最小D. 游客从最高点直至滑到最终停下来过程中,游客的机械能消失了【答案】A【解析】解:A、斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理,不能让游客经过拱形水A正确;B、游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中,游客的位置是先降低后升高,所以重力先做正功后做负功,故B错误;C、游客从斜坡上下滑到最低点时,加速度向上,处于超重状态,游客对滑道的压力最大,故C错误;D、游客从最高点直至滑到最终停下来过程中,游客的机械能没有消失,而是转化为其他形式的能(内能),故D错误。
故选:A。
高点运动到拱形水道最高点的过程中,游客是先降低后升高的;游客在最低点时,其加速度向上,游客处于超重状态;整个过程是符合能量守恒的,机械能不是消失,而是转化为其它形式的能。
…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………绝密★启用前2022年教育机构训练题一机械能守恒定理、动量守恒定理解答题1.在光滑水平面上静置有质量均为m 的木板和滑块,木板上表面粗糙,滑块上表面是光滑的14圆弧,其始端D 点切线水平且在木板上表面内,它们紧靠在一起,如图所示。
一可视为质点的物块P ,质量也为m ,从木板的右端以初速度0v 滑上木板,过B 点时速度为02B vv ,又滑上滑块,最终恰好能滑到滑块圆弧的最高点C 处。
已知物块P 与木板间的动摩擦因数为μ。
求:(1)物块滑到B 处时木板的速度;(2)木板的长度L ;(3)滑块圆弧的半径。
2.如图所示,半径为R 的14光滑圆弧轨道AB (圆心为O )与上表面粗糙的足够长水平滑板BC 相连并相切于B 点。
轨道放置在光滑水平面上,左侧恰好与竖直墙面接触,一质量为m 的小滑块(视为质点)从14光滑圆弧轨道的最高点A 由静止释放,重力加速度大小为g ,求:(1)整个过程中竖直墙面对轨道的冲量大小I ;(2)小滑块在下滑的过程中对轨道的最大压力F m 。
试卷第2页,共18页………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※3.如图所示,从A 点以某一水平速度v 0抛出一质量m =1kg 的小物块(可视为质点),当物块运动至B 点时,恰好沿切线方向进入∠B O C=37°的固定光滑圆弧轨道BC ,经圆弧轨道后滑上与C 点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上,圆弧轨道C 端的切线水平。
已知长木板的质量M=4kg ,A 、B 两点距C 点的高度分别为H =0.6m 、h =0.15m ,R =0.75m ,物块与长木板之间的动摩擦因数μ1=0.7,长木板与地面间的动摩擦因数μ2=0.2,g =10m/s 2求:(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)(1)小物块的初速度v 0及在B 点时的速度大小;(2)小物块滑至C 点时,对圆弧轨道的压力大小;(3)长木板至少为多长,才能保证小物块不滑出长木板。
高考物理学业水平测试复习:合格演练测评(六)机械能守恒定律一、单选题Ⅰ:每小题给出的三个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.如图所示,斜面体和小物块一起沿水平面向右做匀速直线运动,并通过一段位移,则斜面体对物块的摩擦力和支持力的做功情况分别是( )A.摩擦力做正功,支持力做负功B.摩擦力做负功,支持力不做功C.摩擦力做负功,支持力做正功2.起重机用4 s的时间将2×104N的重物匀速提升10 m,在此过程中起重机的输出功率为( )A.2×105 W B.5×105 WC.5×104 W3.如图所示,质量为m的物体,在与地面成α角斜向下的力F的作用下,由静止沿水平方向运动了距离x,物体与地面间的动摩擦因数为μ.则此过程中( )A.F对物体做功为Fx cos αB.地面摩擦力对物体做功为-μmgxC.重力对物体做功为mgx二、单选题Ⅱ:每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.4.如图所示,跳水运动员向下压跳板,随跳板一起从位置P1运动到位置P2,则此过程中( )A.运动员受到的重力对他做负功B.跳板的弹性势能一直在增加C.运动员的重力势能一直在增加D.运动员受到跳板的弹力对他做正功5.甲、乙两个质量相同的物体,用大小相等的力F分别拉它们在水平面上从静止开始运动相同的距离s.如图所示,甲在光滑面上,乙在粗糙面上,则下列关于力F对甲、乙两物体做的功和甲、乙两物体获得的动能的说法中正确的是( )A.力F对甲物体做功多B.力F对乙物体做功多C.甲物体获得的动能比乙大D.甲、乙两个物体获得的动能相同6.一研究小组利用如图所示的装置探究动能与势能的相互转化规律,让小球从A点开始摆动,经过最低点B时摆线被直尺P挡住,球继续摆动至C点.若不计空气阻力,下列说法中正确的是( )A.A到B过程小球的机械能增加B.B到C过程小球的机械能减少C.A到C过程小球的机械能守恒D.A到C过程小球的机械能增加7.随着人们对社会发展、全球环境问题认识的加深,新能源的开发和利用,已成为人类社会可持续发展的重要前提之一.以下关于能源开发和利用的认识,正确的是( )A.地球上的能源是取之不尽,用之不竭的B.节约能源是人类社会可持续发展的重要方面C.提倡“低碳生活”就是提倡生活中不用或少用二氧化碳D.能源的利用过程都是可逆的8.如图所示,我国歼15舰载机在航母水平甲板上降落时,钩在拦阻索上的尾钩使飞机受到与水平方向成θ角的斜向下的恒定拉力F作用,沿水平方向移动距离s,在此过程中力F对飞机做的功为( )A.Fs sin θB.Fs cos θC.-Fs cos θD.-Fs sin θ9.设一个学生在平直公路上以一般速度骑自行车,所受阻力约为车、人总重的0.03倍,则学生的功率最接近于( )A.1 000 W B.1 WC.100 W D.10 W10.载人飞行包是一个单人低空飞行装置,如图所示,其发动机使用汽油作为燃料提供动力,可以垂直起降也可以快速前进,若飞行包(包括人)在竖直方向上匀速上升的过程中(空气阻力不可忽略),下列说法正确的是( )A.发动机对飞行包不做功B.飞行包的重力做正功C.飞行包的动能不变D.飞行包的机械能不变11.图中的虚线表示某跳水运动员在跳水过程中其重心的运动轨迹,从离开跳板至入水的过程中,该运动员的动能( )A.一直增大B.一直减小C.一直不变D.先减小后增大三、多选题Ⅲ:每小题给出的四个选项中,至少有两个选项是符合题目要求的.12.如图所示,置于光滑斜面上的物块,在重力G、支持力N作用下沿斜面加速下滑过程中,下列判断正确的是( )A.G做正功,物块动能增大B.G做负功,物块动能减小C.N不做正功,物块动能增大D.N不做负功,物块动能减小13.物体沿不同的路径从A运动到B,其中按不同的路径:①有摩擦作用;②无摩擦作用;③无摩擦,但有其他外力拉它。
一、选择题1.质量为m 的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图像如图所示,OA 段为直线,从1t 时刻起汽车保持额定功率不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为f ,则( )A .10t 时间内,汽车的牵引力等于11v mt B .12t t 时间内,汽车做匀加速运动 C .12t t 时间内,汽车的功率等于1fv D .12t t 时间内,汽车运动的路程等于()()22221212m v t t v v f--- 2.如图所示,质量为m 的物体置于粗糙的质量为()M m M <的斜面体上,斜面体M 置于光滑的水平面上,当物体m 以速度0v 沿斜面体M 底端冲上顶端的过程中,下列说法正确的是( )A .物体m 受到的力的个数比斜面体M 受到的力的个数要少B .物体m 和斜面体M 组成的系统机械能守恒C .斜面体M 对物体m 的作用力不做功D .物体m 的机械能增大3.直立在水平面上的轻弹簧上端位置为A ,如图甲所示。
在弹簧上放一个质量为2m 的物体a ,或者将质量为m 的物体b 与弹簧上端连接后再在b 上放质量为m 的物体c ,结果弹簧上端被压缩至位置O (图中未画出),A 、O 间距离为x 0;若同时对a 、c 施加竖直向下的压力将弹簧上端缓慢压缩至B 处,此时压力大小为F ,如图乙、丙所示,A 、B 间距离为x ;突然撤去压力F ,a 、b 、c 在向上运动的过程中,物体a 在某处脱离弹簧上端继续向上运动,重力加速度为g ,弹簧始终在弹性限度内,弹簧的弹性势能E p =21()2k x ∆,k 为弹簧的劲度系数,Δx 为弹簧的形变量,不计空气阻力。
下列说法正确的是( )A .压力F 大于2mgB .物体c 会在位置O 脱离物体bC .撤去压力F 瞬间,a 、b 处于超重状态,c 处于失重状态D .向上运动过程中c 对b 的压力先增大后减小4.在高处的某同一点将甲、乙两个质量相同的小球以相同的速率0v 分别竖直上抛、平抛。
一、选择题1.如图所示,轻质弹簧竖直放置,下端固定。
小球从弹簧的正上方某一高度处由静止下落,不计空气阻力,则从小球接触弹簧到弹簧被压缩至最短的过程中()A.小球的动能一直减小B.小球的机械能守恒C.弹簧的弹性势能先增加后减小D.小球的重力势能一直减小2.从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个平抛,则它们从抛出到落地(不计空气阻力),以下说法正确的是()①运行的时间相等②重力的平均功率相等③落地时重力的瞬时功率相等④落地时的动能相等A.④B.②③C.③④D.②③④3.两个互相垂直的力F1与F2作用在同一物体上,使物体运动,物体通过一段位移时,力F1对物体做功为4J。
力F2对物体做功为3J,则力F1与F2的合力对物体做功为()A.0 B.5J C.7J D.25J4.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.一对互为作用力和反作用力的滑动摩擦力,做功之和一定为零D.只有重力做功的物体,在运动过程中机械能一定守恒5.物体从某一高度做初速为0v的平抛运动,p E为物体重力势能,k E为物体动能,h为下落高度,t为飞行时间,v为物体的速度大小。
以水平地面为零势能面,不计空气阻力,下E与各物理量之间关系可能正确的是()列图象中反映pA.B.C.D.6.在水平地面上竖直上抛一个小球,小球在运动过程中重力瞬时功率的绝对值为P,离地高度h。
不计空气阻力,从抛出到落回原地的过程中,P与h关系图像为()A.B.C.D.7.如图,游乐场中,从高处P到水面Q处有三条不同的光滑轨道,图中甲和丙是两条长度相等的曲线轨道,乙是直线轨道。
甲、乙、丙三小孩沿不同轨道同时从P处自由滑向Q 处,下列说法正确的有()A.甲的切向加速度始终比丙的小B.因为乙沿直线下滑,所经过的路程最短,所以乙最先到达Q处C.虽然甲、乙、丙所经过的路径不同,但它们的位移相同,所以应该同时到达Q处D.甲、乙、丙到达Q处时的速度大小是相等的8.将一个小球从水平地面竖直向上抛出,它在运动过程中受到的空气阻力大小恒定,其上升的最大高度为20m,则运动过程中小球的动能和重力势能相等时,其高度为(规定水平地面为零势能面)()A.上升时高于10m,下降时低于10mB.上升时低于10m,下降时高于10mC.上升时高于10m,下降时高于10mD.上升时低于10m,下降时低于10m9.在倾角为30°的斜面上,某人用平行于斜面的力把原来静止于斜面上的质量为2kg的物体沿斜面向上推了2m的距离,并使物体获得1m/s的速度,已知物体与斜面间的动摩擦因数为33,g取10m/s2,则在这个过程中()A.物体机械能增加41J B.摩擦力对物体做功20JC.合外力对物体做功1J D.物体重力势能增加40J10.按压式圆珠笔内装有一根小弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出来。
高一物理机械能守恒试题答案及解析,不计空气阻力,取地面为零势能1.从地面以仰角θ斜向上抛一质量为m的物体,初速度为V面,重力加速度为g。
当物体的重力势能是其动能的3倍时,物体离地面的高度为。
【答案】【解析】设物体离地面的高度为H,且速度为v,由题意知:,再由机械能守恒定律得:,联立解得:。
【考点】考查了机械能守恒平抛的运动轨迹2.如图所示,放置在竖直平面内的光滑杆AB,是按照从高度为h处以初速度v制成的,A端为抛出点,B端为落地点。
现将一小球套于其上,由静止开始从轨道A端滑下。
已知重力加速度为g,当小球到达轨道B端时()A.小球的速率为B.小球竖直方向的速度大小为C.小球在水平方向的速度大小为D.小球在水平方向的速度大小为【答案】D【解析】由机械能守恒定律,mgh=mv2,解得小球到达轨道B端时速率为v=;AB错误;当小球滑到B点时,设小球的速度与水平方向间的夹角为θ,则tanθ=,cosθ=;cosθ=,D正确。
小球在水平方向的速度v=v【考点】本题考查平抛运动、运动的合成与分解。
3.如图所示,竖立在水平地面上的轻弹簧,下端与地面固定,将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连),并用力向下压球,使弹簧作弹性压缩,稳定后用细线把弹簧拴牢,烧断细线,球将被弹起,脱离弹簧后能继续向上运动,那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的这一运动过程中A.球所受的合力先增大后减小B.球的动能减小而它的机械能增加C.球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小D.球刚脱离弹簧时的动能最大【答案】 C【解析】试题分析: 从细线被烧断到弹簧的弹力等于小球的重力的过程中,小球受重力和弹力,弹力逐渐减小到零;开始时弹力大于重力,小球向上做加速运动,加速度逐渐减小到零;之后做减速运动,加速度反向增加;即加速度先减小后增加,合力先减小后增大,故A正确;、当小球的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大,所以小球的动能先增大后减小,所以球刚脱离弹簧时的动能不是最大,故B、D错误;从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,弹簧的压缩量逐渐减小,弹簧的弹性势能逐渐减小,所以球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小.故C正确。
高中物理第八章机械能守恒定律典型例题单选题1、如图所示,质量为M 、半径为R 的半球形碗放置于水平地面上,碗内壁光滑。
现使质量为m 的小球沿碗壁做匀速圆周运动,其轨道平面与碗口平面的高度差用h 表示,运动过程中碗始终保持静止,设碗与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )A .h 越小,地面对碗的摩擦力越小B .h 越小,地面对碗的支持力越大C .若h =R 2,则小球的动能为mgR D .若h =R 2,M =10m ,则碗与地面之间的动摩擦因数可以小于√311答案:CA .对小球受力分析,其受到重力和支持力,二力的合力提供向心力,则F 向=mg tan θθ为小球与半球形碗球心连线与竖直方向的夹角。
由几何关系知:h 越小,θ越大;则向心力F 向越大,对碗和小球组成的整体,由牛顿第二定律有f =F 向=mg tan θ故h 越小,地面对碗的摩擦力越大,A 错误;B .对碗和小球组成的整体受力分析,竖直方向合力为零,故地面对碗的支持力始终等于碗和小球的重力,故B 错误;C .若h =R 2,则θ=60°对小球根据牛顿第二定律可知34mg tan60°=m 2√32R则小球的动能E k =12mv 2=mgR C 正确;D .若h =R2,根据 mg tan60°=ma n解得a n =√3g结合AB 选项的分析可知μ(M +m )g ≥f =ma n解得μ≥√311D 错误。
故选C 。
2、2013年12月2日1时30分,嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察。
嫦娥三号的飞行轨道示意图如图所示。
假设嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力,则( )A .若已知嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,则可算出月球的密度B .嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时,应让发动机点火使其减速C .嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P 点的速度大于Q 点的速度34D.嫦娥三号在动力下降阶段,其引力势能增大答案:BA.由于不确定月球的半径,根据密度公式,无法求月球的密度,选项A错误;B.嫦娥三号在进行变轨时,改变卫星的速度,此时万有引力不变,要做向心运动,故应让发动机点火使其减速,选项B正确;C.根据开普勒定律可知:近月点的速度大于远月点的速度,即v Q>v P,选项C错误;D.嫦娥三号在动力下降阶段,引力做正功,引力势能减小,选项D错误。
《机械能守恒定律》单元评估(Ⅱ)限时:90分钟总分:100分一、选择题(每小题4分,共40分)1.将一个物体由A移至B,重力做的功()A.与运动过程中是否存在阻力有关B.与物体沿直线或曲线运动有关C.与物体是做加速、减速或匀速运动有关D.与物体初、末位置高度差有关解析:重力做功只与起点和终点的位置有关,与路径无关,与物体的运动过程及运动过程中是否受其他力无关,故D正确.答案:D图12.如图1所示,重物P放在一长木板OA上,将长木板绕O端转过一个小角度的过程中,重物P相对木板始终保持静止,关于木板对重物P的摩擦力和支持力做功的情况是()A.摩擦力对重物不做功B.摩擦力对重物做负功C.支持力对重物不做功D.支持力对重物做负功解析:摩擦力方向与物体速度方向始终垂直不做功,A正确,B错误;支持力方向与物体速度方向相同,做正功,C、D错误.答案:A3.某同学进行体能训练,用了100 s 时间跑上20 m 高的高楼,试估测他登楼的平均功率最接近的数值是( )A .10 WB .100 WC .1 kWD .10 kW解析:本题是一道实际生活中求平均功率的估算题,要求对该同学的质量大小要有比较切合实际的估计.设m 人=50 kg ,则有P =mgh t=50×10×20100W =100W ,B 正确. 答案:B4.质量为m ,发动机的额定功率为P 0的汽车沿平直公路行驶,当它的加速度为a 时,速度为v ,测得发动机的实际功率为P 1,假设运动中所受阻力恒定,则它在平直公路匀速行驶的最大速度是( )A .vB.P 1maC.P 0v P 1-ma vD.P 1v P 0-ma v解析:当汽车加速度为a 时,有F =F f +ma =P 1v 得阻力F f =P 1v-ma ,当F =F f 时,速度最大为v max =P 0F f =P 0v P 1-ma v,C 正确. 答案:C5.质量为m 的跳高运动员,先后用背越式和跨越式两种跳高方式跳过某一高度,该高度比他起跳时的重心高出h ,则他在跳高过程中做的功( )A .都必须大于mghB .都不一定大于mghC .用背越式不一定大于mgh ,用跨越式必须大于mghD .用背越式必须大于mgh ,用跨越式不一定大于mgh解析:背越式跳高过程中,运动员重心升高不一定大于h ,而跨越式重心升高一定大于h ,所以C 正确.答案:C6.北约在对南联盟进行大轰炸中,大量使用了贫铀炸弹,贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品,其主要成分为铀238,比重为钢的2.5倍,贫铀炸弹的最大穿甲厚度可达900 mm ,杀伤力极大,残留物可长期起作用.常规炸弹最大穿甲厚度可达100 mm ,弹头可穿过50个人的人墙,同样形状的贫铀炸弹弹头可以穿越的人数可达( )A .100人B .200人C .450人D .800人解析:对于常规弹头可穿透50个人的人墙,对于贫铀炸弹,由于它的穿透能力是常规弹头的9倍,所以它可穿透50×9=450人的人墙.答案:C图27.如图2所示,将小球a 从地面以初速度v 0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b 从距地面h 处由静止释放,两球恰在h 2处相遇(不计空气阻力).则( )A .两球同时落地B .相遇时两球速度大小相等C .从开始运动到相遇,球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量D .相遇后的任意时刻,重力对球a 做功功率和对球b 做功功率相等 解析:本题考查运动学公式和机械能守恒定律及功率的概念,意在考查考生对运动学规律和机械能、功率概念的熟练程度.对a ,h 2=v 0t -12gt 2,对b ,h 2=12gt 2,所以h =v 0t ,而对a 又有h 212(v 0+v )t ,可知a 刚好和b 相遇时速度v =0.所以它们不会同时落地,相遇时的速度大小也不相等,A 、B 错.根据机械能守恒定律,从开始到相遇,两球重力做功相等,C 正确.相遇后的每一个时刻,它们速度都不相等,所以重力的瞬时速率P =mg v 不会相等,D 错.答案:C8.如图3所示,一物体以一定的初速度沿水平面由A 点滑到B 点,摩擦力做功为W 1;若物体从A ′点沿两斜面滑到B ′点,摩擦力做的总功为W 2.已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则( )图3A .W 1=W 2B .W 1>W 2C .W 1<W 2D .不能确定解析:设物体的质量为m ,物体与各接触面的动摩擦因数为μ;物体从A点滑到B点的过程中A、B间的水平位移为l,则摩擦力做功W1=-μmgl;物体从A′经C运动至B′的过程中,设斜面A′C的长为l1,倾角为α,斜面CB′的长为l2,倾角为β,则摩擦力做功W2=-μmg cosα·l1-μmg cosβ·l2=-μmg(l1cosα+l2cosβ)=-μmgl,故W1=W2,A正确.答案:A图49.如图4所示,在自动扶梯以恒定的速度v运转时,第一次有一个人站到扶梯上相对扶梯静止不动,扶梯载他上楼过程中对他做功为W1,电机带动扶梯做功功率为P1.第二次这人在运动的扶梯上又以相对扶梯的速度v′同时匀速向上走,则这次扶梯对该人做功为W2,电机带动扶梯做功功率为P2,以下说法中正确的是()A.W1>W2,P1>P2B.W1>W2,P1=P2C.W1=W2,P1>P2D.W1=W2,P1=P2解析:由功的计算公式得扶梯对人做功为:W=Fl cosα.式中α是扶梯对人的支持力(等于人的重力)和扶梯所在斜面的夹角.由于第二次人沿扶梯向上走了一段距离,所以第一次扶梯载人运动的距离要比第二次扶梯载人运动的距离长,即l1>l2,故W1>W2.两次扶梯运动的速率v不变,对人作用力不变,根据P=F v cosα,知P1=P2,B正确.答案:B10.如图5为某探究活动小组设计的节能运输系统.斜面轨道倾角为30°,质量为M 的木箱与轨道的动摩擦因数为36.木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为m 的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程.下列选项正确的是( )图5A .m =MB .m =2MC .木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度D .在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能解析:本题主要考查牛顿第二定律、功能关系、能量守恒定律,意在考查考生正确分析物体受力,以及运用功能关系和能量守恒定律分析与解决物理问题的能力.木箱和货物下滑过程中,令下滑高度为h ,根据功能关系有:(M +m )gh -μ(M +m )gh cos θsin θE 弹 木箱上滑过程中,根据功能关系有-Mgh -μMgh cos θsin θ=0-E 弹 代入相关数据,整理得m =2M ,A 错,B 正确;木箱和货物下滑过程中,根据牛顿第二定律有a 2=g (sin θ+μcos θ),方向沿斜面向下,所以C 对;根据能量守恒定律知,还有一部分机械能由于克服摩擦力做功转化为内能,D 错.答案:BC二、填空题(每小题5分,共20分)11.验证“机械能守恒定律”的实验采用重锤自由下落的方法:(1)用公式12m v 2=mgh 时对纸带上起点的要求是________;图6(2)若实验中所用重锤质量m =1 kg ,打点纸带如图6所示(O 、A 间有点未画出),打点时间间隔为0.02 s ,则记录B 点时,重锤的速度v B =________,重锤动能E k B =________.从开始下落起至B 点,重锤的重力势能减少量是________.因此可得出的结论是__________________.(g 取9.8 m/s 2)解析:在实验误差范围内,重锤动能的增加量等于重锤重力势能的减少量.答案:(1)初速度等于零(2)0.59 m/s 0.174 J 0.175 J12.现有汽车磅秤一台,停表一只,卷尺一个,被测汽车一辆,要求汽车驶过测试用道路上规定的标记时开始急刹车,使车轮完全停转,汽车滑行直至停止.要求测定道路与车轮间的动摩擦因数及汽车的平均制动功率,则需要测定的物理量是________________,动摩擦因数为______________,平均制动功率为________.解析:汽车制动后在滑动摩擦力下匀减速停下,由s =12at 2=12·μgt 2,所以得μ=2s gt 2;制动后有Pt =μmgs ,所以P =μmgs t =2ms 2t 3.由以上关系知需测定的物理量是m 、t 、s .答案:总质量m ,时间t ,位移s 2s gt 2 2ms 2t 3图713.如图7所示,一物体在水平恒力作用下沿光滑的水平面做曲线运动,当物体从M 点运动到N 点时,其速度方向恰好改变了90°,则物体在M 点到N 点的运动过程中,物体的动能将________.解析:依题意物体所受恒力与v M 夹角一定大于90°与v N 夹角一定小于90°,故F 先对物体做负功,后做正功,所以物体动能先减小后增加.答案:先减后增14.地面上有一钢板水平放置,它上方3 m 处有一钢球质量m =1 kg ,以向下的初速度v 0=2 m/s 竖直向下运动,假定小球运动时受到了一个大小不变的空气阻力f =2 N ,小球与钢板相撞时无机械能损失,小球最终停止运动时,它所经历的路程s =________.(g 取10 m/s 2)解析:设钢球经历的总路程为s ,全程用能量守恒得fs =mgh +12m v 20,将f =2 N ,h =3 m ,v 0=2 m/s ,m =1 kg 代入得s =16 m.答案:16 m三、计算题(40分)15.(8分)如图8所示,质量m =10 kg 的物体放在水平地面上,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.4,g =10 m/s 2,今用F =50 N 的水平恒力作用于物体上,使物体由静止开始做匀加速直线运动,经时间t =8 s 后,撤去F ,求:图8(1)力F 所做的功;(2)8 s 末物体的动能;(3)物体从开始运动直到最终静止的过程中克服摩擦力所做的功. 解析:(1)在运动过程中物体所受到的滑动摩擦力为:F f =μmg =0.4×10×10=40N由牛顿第二定律可得物体加速运动的加速度a 为:F -F f =ma ,∴a =F -F f m =50-4010=1m/s 2 由运动学公式可得在8 s 内物体的位移为:l 1=12at 2=12×1×82=32m 所以力F 做的功为:W =Fl 1=50×32=1600J(2)由动能定理可得在8 s 末物体的动能E k :Fl 1-F f l 1=12m v 2-0=E k , ∴E k =1600-40×32=320J(3)对整个过程利用动能定理列方程求解:W F +W f =0-0,∴|W f |=W F =1600 J即物体从开始运动到最终静止克服摩擦力所做的功为1600 J.图916.(10分)如图9所示,物体沿一曲面从A 点无初速度滑下,滑至曲面的最低点B 时,下滑的高度为5 m ,若物体的质量为1 kg ,到B 点时速度为6 m/s ,则在下滑过程中,物体克服阻力所做的功为多少?解析:由动能定理W 合=ΔE k 可得:W G +W f =ΔE k ∴W f =ΔE k -W G即W f =12m v 2-mgh =12×1×62-1×10×5=-32J 因此在下滑过程中,物体克服阻力所做的功为32J.图1017.(2011·山东卷)(10分)如图10所示,在高出水平地面h =1.8 m 的光滑平台上放置一质量M =2kg 、由两种不同材料连接成一体的薄板A ,其右段长度l 1=0.2 m 且表面光滑,左段表面粗糙.在A 最右端放有可视为质点的物块B ,其质量m =1 kg ,B 与A 左段间动摩擦因数μ=0.4.开始时二者均静止,现对A 施加F =20 N 水平向右的恒力,待B 脱离A (A 尚未露出平台)后,将A 取走.B 离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x =1.2 m .(取g =10m/s 2)求:(1)B 离开平台时的速度v B .(2)B 从开始运动到刚脱离A 时,B 运动的时间t B 和位移x B .(3)A 左段的长度l 2.解析:(1)设物块平抛运动的时间为t ,由运动学知识可得h =12gt 2 ① x =v B t ②联立①②式,代入数据得v B =2 m/ s ③(2)设B 的加速度为a B ,由牛顿第二定律和运动学的知识得 μmg =ma B ④v B =a B t B ⑤x B =12a B t 2B ⑥ 联立③④⑤⑥式,代入数据得t B =0.5 s ⑦x B =0.5 m ⑧(3)设B 则开始运动时A 的速度为v 1,由动能定理得Fl 1=12M v 21 ⑨ 设B 运动后A 的加速度为a A ,由牛顿第二定律和运动学的知识得F -μmg =Ma A ⑩(l 2+x B )=v 1t B +12a A t 2B⑪联立⑦⑧⑨⑩⑪式,代入数据得l 2=1.5 m ⑫图1118.(12分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图11所示,赛车从起点A 出发,沿水平直线轨道运动L 后,由B 点进入半径为R 的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C 点,并能越过壕沟.已知赛车质量m =0.1 kg ,通电后以额定功率P =1.5 W 工作,进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3 N ,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L =10.00 m ,R =0.32 m ,h =1.25 m ,s =1.50 m .问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g =10 m/s 2)解析:设赛车越过壕沟需要的最小速度为v 1,由平抛运动的规律 s =v 1th =12gt 2 解得v 1=s g 2h=3 m/s 设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v 2,最低点的速度为v 3,由牛顿定律及机械能守恒定律得mg =m v 22R12m v 23=12m v 22+mg (2R ) 解得v 3=4 m/s通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是 v min =4 m/s设电动机工作时间为t ,根据功能原理Pt -fL =12m v 2min 由此可得t =2.53 s。
高中机械能守恒试题及答案一、选择题1. 机械能守恒定律适用于以下哪种情况?A. 只有重力做功B. 只有电场力做功C. 只有摩擦力做功D. 只有弹簧弹力做功2. 一个物体从静止开始自由下落,其机械能守恒吗?A. 是B. 不是3. 一个物体在水平面上以恒定速度运动,其机械能守恒吗?A. 是B. 不是二、填空题4. 当一个物体只受到_______作用时,机械能守恒。
5. 一个物体在竖直方向上做自由落体运动,其重力势能_______,动能_______。
三、简答题6. 解释为什么在没有外力作用的情况下,一个物体的机械能是守恒的。
四、计算题7. 一个质量为2kg的物体从5米高处自由下落,忽略空气阻力,求物体落地时的速度。
答案一、选择题1. 答案:A. 只有重力做功2. 答案:A. 是3. 答案:B. 不是二、填空题4. 答案:保守力5. 答案:减小,增大三、简答题6. 解释:在没有外力作用的情况下,物体的机械能守恒是因为机械能是物体内部能量的总和,包括动能和势能。
当没有外力作用时,物体内部的能量不会增加或减少,只会在动能和势能之间转换,因此总的机械能保持不变。
四、计算题7. 解答:首先,我们可以使用势能转化为动能的原理来解决这个问题。
物体的势能为 \( PE = mgh \),其中 \( m \) 是质量,\( g \) 是重力加速度(取9.8 m/s²),\( h \) 是高度。
将给定的值代入公式,我们得到:\[ PE = 2 \times 9.8 \times 5 = 98 \text{ J} \]由于机械能守恒,势能转化为动能,动能 \( KE \) 可以用 \( KE =\frac{1}{2}mv^2 \) 来表示。
设 \( v \) 为落地时的速度,我们有:\[ 98 = \frac{1}{2} \times 2 \times v^2 \]\[ v^2 = \frac{98}{1} \]\[ v = \sqrt{98} \approx 9.9 \text{ m/s} \]结束语:机械能守恒定律是物理学中一个基本的守恒定律,它在解决物理问题时非常有用。
一、选择题1.有一质量m=2kg 的带电小球沿光滑绝缘的水平面只在电场力的作用下,以初速度v 0=2m/s 在x 0=7m 处开始向x 轴负方向运动。
电势能E P 随位置x 的变化关系如图所示,则小球的运动范围和最大速度分别为( )A. 运动范围x≥0B. 运动范围x≥1mC. 最大速度v m =2m/sD. 最大速度v m =3m/s 【答案】BC 【解析】试题分析:根据动能定理可得W 电=0−12mv 02=−4J ,故电势能增大4J ,因在开始时电势能为零,故电势能最大增大4J ,故运动范围在x≥1m ,故A 错误,B 正确;由图可知,电势能最大减小4J ,故动能最大增大4J ,根据动能定理可得W =12mv 2−12mv 02;解得v=2√2m/s ,故C 正确,D 错误;故选:BC 考点:动能定理;电势能.2.如图所示,竖直平面内光滑圆弧轨道半径为R ,等边三角形ABC 的边长为L ,顶点C 恰好位于圆周最低点,CD 是AB 边的中垂线.在A 、B 两顶点上放置一对等量异种电荷.现把质量为m 带电荷量为+Q 的小球由圆弧的最高点M 处静止释放,到最低点C 时速度为v 0.不计+Q 对原电场的影响,取无穷远处为零电势,静电力常量为k ,则( )A. 小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒B. C 点电势比D 点电势高C. M 点电势为(mv 02﹣2mgR )D. 小球对轨道最低点C 处的压力大小为mg+m +2k【答案】C 【解析】试题分析:此题属于电场力与重力场的复合场,根据机械能守恒和功能关系即可进行判断.解:A、小球在圆弧轨道上运动重力做功,电场力也做功,不满足机械能守恒适用条件,故A错误;B、CD处于AB两电荷的等势能面上,且两点的电势都为零,故B错误;C、M点的电势等于==,故C正确;D、小球对轨道最低点C处时,电场力为k,故对轨道的压力为mg+m+k,故D错误;故选:C【点评】此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小,难度不大.3.如图,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角,上极板带正电。
精选全文完整版可编辑修改机械能守恒定律复习测试题1.在如图所示的实验中,小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下,每次都能到达右端与A等高的B点.关于其原因,下列说法中正确的是()A.是因为小球总是记得自己的高度B.是因为小球在运动过程中,始终保持能量守恒C.是因为小球在运动过程中,始终保持势能守恒D.是因为小球在运动过程中,始终保持动能守恒2.下面的物体中,只具有动能的是(),只具有势能的是(),既具有动能又具有势能的是().(以地面为参考平面)A.停在地面上的汽车B.在空中飞行的飞机C.被起重机吊在空中静止的货物D.压缩的弹簧E.正在水平铁轨上行驶的火车3.在伽利略的理想斜面实验中,小球停下来的高度为h1与它出发时的高度h2相同,我们把这一事实说成是“有某一量守恒”,下列说法正确的是()A.小球在运动的过程中速度是守恒的B.小球在运动的过程中高度是守恒的C.小球在运动的过程中动能是守恒的D.小球在运动的过程中能量是守恒的4.质量是2kg的物体,受到24N竖直向上的拉力,由静止开始运动,经过F5s;求:①5s内拉力的平均功率②5s末拉力的瞬时功率(g取10m/s2)mg5.如图所示,光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=0.4m,一小球停放在光滑水平轨道上,现给小球一个v0=5m/s的初速度,求:小球从C点抛出时的速度(g取10m/s2).RV0A B6.如图,长l=80cm的细绳上端固定,下端系一个质量m=100g的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置,然后无初速释放.不计各处阻力,求小球通过最低点时,细绳对小球拉力多大?取g=10m/s2.机械能守恒参考答案1、B 解析:小球在运动过程中守恒的“东西”是能量.2、答案:E CD B3.D4.【解析】物体受力情况如图5-2-5所示,其中F 为拉力,mg 为重力由牛顿第二定律有F -mg=ma解得 =a 2m/s 25s 内物体的位移221at s ==2.5m 所以5s 内拉力对物体做的功W =FS =24×25=600J5s 内拉力的平均功率为5600==t W P =120W 5s 末拉力的瞬时功率P =Fv =Fat =24×2×5=240W5.【解析】由于轨道光滑,只有重力做功,小球运动时机械能守恒.即 22021221C mv R mgh mv += 解得=C v 3m/s 6.【解析】小球运动过程中,重力势能的变化量)60cos 1(0--=-=∆mgl mgh E p ,此过程中动能的变化量221mv E k =∆.机械能守恒定律还可以表达为0=∆+∆k p E E 即0)60cos 1(2102=--mgl mv 整理得)60cos 1(202-=mg l v m 又在最低点时,有lv m mg T 2=- 在最低点时绳对小球的拉力大小图5-2-5N N mg mg mg lv mmg T 2101.022)60cos 1(202=⨯⨯==-+=+=。
高中物理第八章机械能守恒定律知识总结例题单选题1、如图所示,用细绳系住小球,让小球从M点无初速度释放,小球从M点运动到N点的过程中( )A.若忽略空气阻力,则机械能不守恒B.若考虑空气阻力,则机械能守恒C.绳子拉力不做功D.只有重力做功答案:CA.忽略空气阻力,拉力与运动方向垂直不做功,只有重力做功,机械能守恒,故A错误;B.若考虑空气阻力,阻力做功,则机械能不守恒,故B错误;C.拉力与运动方向即速度方向垂直不做功,故C正确;D.如果考虑阻力,重力和阻力都做功,不考虑阻力,重力做功,故D错误。
故选C。
2、如图,高台跳水项目中要求运动员从距离水面H的高台上跳下,在完成空中动作后进入水中。
若某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为h1,斜向上跳离高台瞬间速度的大小为v0,跳至最高点时重心离台面的高度为h2,入水(手刚触及水面)时重心离水面的高度为h1。
图中虚线为运动员重心的运动轨迹。
已知运动员的质量为m,不计空气阻力,则运动员跳至最高点时速度及入水(手刚触及水面)时速度的大小分别是()A.0,√v02+√2gHB.0,√2g(H+ℎ2−ℎ1)C.√v02+2g(ℎ1−ℎ2),√v02+2gH D.√v02+2g(ℎ1−ℎ2),√v02+2g(H−ℎ1)答案:C从跳离高台瞬间到最高点,据动能定理得−mg(ℎ2−ℎ1)=12mv2−12mv02解得最高点的速度v=√v02+2g(ℎ1−ℎ2)从跳离高台瞬间到入水过程,据动能定理得mgH=12mvʹ2−12mv02解得入水时的速度vʹ=√v02+2gH故选C。
3、如图所示,斜面倾角为θ=37°,物体1放在斜面紧靠挡板处,物体1和斜面间动摩擦因数为μ=0.5,一根很长的不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质的小定滑轮,绳一端固定在物体1上,另一端固定在物体2上,斜面上方的轻绳与斜面平行。
物体2下端固定一长度为h的轻绳,轻绳下端拴在小物体3上,物体1、2、3的质量之比为4:1:5,开始时用手托住小物体3,小物体3到地面的高度也为h ,此时各段轻绳刚好拉紧。
图 2 图3 《机械能守恒》 第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
)1、关于机械能是否守恒的叙述,正确的是( ) A .做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B .做变速运动的物体机械能可能守恒C .外力对物体做功为零时,机械能一定守恒D .若只有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒2、质量为m 的小球,从离桌面H 高处由静止下落,桌面离地面高度为h ,如图1所示,若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个下落过程中重力势能的变化分别是( )A .mgh ,减少mg (H-h )B .mgh ,增加mg (H+h )C .-mgh ,增加mg (H-h )D .-mgh ,减少mg (H+h ) 3、一个物体以一定的初速度竖直上抛,不计空气阻力,那么如图2所示,表示物体的动能E k 随高度h 变化的图象A 、物体的重力势能E p 随速度v 变化的图象B 、物体的机械能E 随高度h 变化的图象C 、物体的动能E k 随速度v 的变化图象D ,可能正确的是( )4、物体从高处自由下落,若选地面为参考平面,则下落时间为落地时间的一半时,物体所具有的动能和重力势能之比为 ( ) A .1:4 B .1:3 C .1:2 D .1:15、如图3所示,质量为m 的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过 桌边的定滑轮与质量为M 的砝码相连,已知M =2m ,让绳拉直后使砝码 从静止开始下降h (小于桌面)的距离,木块仍没离开桌面,则砝码的速率为( )A .31gh 6 B .mgh C .gh 2D .gh 332图1图46、质量为m 的小球用长为L 的轻绳悬于O 点,如图4所示,小球在水 平力F 作用下由最低点P 缓慢地移到Q 点,在 此过程中F 做的功为( ) A .FL sin θ B .mgL cos θ C .mgL (1-cos θ) D .Fl tan θ7、质量为m 的物体,由静止开始下落,由于阻力作用,下落的加速度为54g ,在物体下落h 的过程中,下列说法中正确的应是( )A .物体的动能增加了54mgh B .物体的机械能减少了54mgh C .物体克服阻力所做的功为51mgh D .物体的重力势能减少了mgh8、如图5所示,一轻弹簧固定于O 点,另一端系一重物,将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放,让它自 由摆下,不计空气阻力,在重物由A 点摆向最低点的过程中( ) A .重物的重力势能减少 B .重物的重力势能增大 C .重物的机械能不变 D .重物的机械能减少9、如图6所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,下列关于能量的叙述中正确的应是( ) A .重力势能和动能之和总保持不变 B .重力势能和弹性势能之和总保持不变 C .动能和弹性势能之和保持不变D .重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变10、平抛一物体,落地时速度方向与水平方向的夹角为θ.取地面为参考平面,则物体被抛出时,其重力势能和动能之比为( ) A .tan θ B .cot θ C .cot 2θ D .tan 2θ第Ⅱ卷(非选择题,共60分)二、填空题(每小题6分,共24分。
机械能守恒定律测试题1.下列说法正确的是 ( )A .如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒B .如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C .物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中,不计空气阻力,机械能一定守恒D .做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒2.如图所示,木板O A 水平放置,长为L ,在A 处放置一个质量为m 的物体,现绕O 点缓慢抬高到A '端,直到当木板转到与水平面成α角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑,物体又回到O 点,在整个过程中( )A .支持力对物体做的总功为m g L s i n αB .摩擦力对物体做的总功为零C .木板对物体做的总功为零D .木板对物体做的总功为正功3、设一卫星在离地面高h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为1K E ,重力势能为1P E 。
与该卫星等质量的另一卫星在离地面高2h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为2K E ,重力势能为2P E 。
则下列关系式中正确的是( )A .1K E >2K EB .1P E >2P EC .2211P K P K E E E E +=+D .11K PE E +< 22K P E E +4.质量为m 的物体,由静止开始下落,由于空气阻力,下落的加速度为g 54,在物体下落h 的过程中,下列说法正确的是( )A .物体动能增加了mgh 54B .物体的机械能减少了mgh 54C .物体克服阻力所做的功为mgh 51D .物体的重力势能减少了mgh5.如图所示,木板质量为M ,长度为L ,小木块的质量为m ,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M 和m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将m 拉至右端,拉力至少做功为( )A .mgL μB .2mgL μC .2mgLμD .gL m M )(+μ6.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板2m 的左端,右端与小木块1m 连接,且1m 、2m 及 2m 与地面之间接触面光滑,开始时1m 和2m 均静止,现同时对1m 、2m 施加等大反向的 水平恒力1F 和2F ,从两物体开始运动以后的整个过程中,对1m 、2m 和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是( ) A .由于1F 、2F 等大反向,故系统机械能守恒B .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统动能不断增加C .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统机械能不断增加D .当弹簧弹力大小与1F 、2F 大小相等时,1m 、2m 的动能最大7.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B 点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m ,A 、B 两点间的水平距离为L .在滑雪者经过A B 段的过程中,摩擦力所做的功( )A .大于mgL μB .小于mgL μC .等于mgL μD .以上三种情况都有可能8.嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻是实施首次“刹车”减速.如图所示,在接近月球时,嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速,以被月球引力俘获进入绕月轨道.这次减速只有一次机会,如果不能减速到一定程度,嫦娥一号将一去不回头离开月球和地球,漫游在更加遥远的深空;如果过分减速,嫦娥一号则可能直接撞击月球表面.该报道的图示如下.则下列说法正确的是( )A .实施首次“刹车”的过程,将使得嫦娥一号损失的动能转化为势能,转化时机械能守恒.B .嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道,并逐步由椭圆轨道变轨到圆轨道.C .嫦娥一号如果不能减速到一定程度,月球对它的引力将会做负功.D .嫦娥一号如果过分减速,月球对它的引力将做正功,撞击月球表面时的速度将很大9、如图所示,物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A 、B 的质量都为m 。
期末测试(一)一、选择题1、下列关于功和能的说法正确的是()A.功就是能,能就是功B.物体做功越多,物体的能就越大C.外力对物体不做功,这个物体就没有能量D.能量转化的多少可用功来量度2、如图所示,大小相同的力F作用在同一个物体上,物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离x,已知力F与物体的运动方向均相同。
则上述四种情景中都相同的是( )A.拉力F对物体做的功 B.物体的动能增量C.物体加速度的大小 D.物体运动的时间3、如图所示,质量为m的物体在恒力F的作用下以一定的初速度竖直向上运动,物体的加速度方向向下,空气阻力不计,则物体的机械能()A.一定增加 B.一定减少C.一定不变 D.可能增加,也可能减少4、在离地面高为h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()A.mgh-mv2-B.-mghC.mgh+mv2D.mgh+mv2-5、如图所示,质量为m的物体静止在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮,由地面上的人以速度v0水平向右匀速拉动,设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处,在此过程中人的拉力对物体所做的功为()A.B.C.D.6、如图,质量为m的物块与转台之间的动摩擦因数为μ,物块与转轴相距R,物体随转台由静止开始转动,当转速增加到某值时,物块即将在转台上滑动,此时转台已开始做匀速转动,在这一过程中,摩擦力对物块做的功为()A. 0 B.2πμmgR C. 2μmgR D.7、如图,物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上.在a点时物体开始与弹簧接触,到b点时物体速度为零.则从a到b的过程中,物体A.动能一直减小 B.重力势能一直减小C.所受合外力先增大后减小D.动能和重力势能之和一直减少8、以水平恒力推一个物体,使它在粗糙的水平面上沿力的方向移动一段距离,力所做的功为W1,平均功率为P1;若以相同的恒力推该物体,使它在光滑的水平面上沿力的方向移动相同的距离,此时力所做的功为W2;平均功率为P2,则:A.W1=W2 P1=P2; B.W1=W2 P1<P2; C.W1>W2 P1>P2 D.W1>W2 P1<P2二、多项选择9、关于物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系,下列正确的是()A.如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零C.物体在合外力作用下作变速运动,动能可能不变D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零10、一个人用手把一个质量为m = 1kg的物体由静止向上提起2m ,这时物体的速度为2m/s ,则下列说法中正确的是()A.合外力对物体所做的功为12J B.合外力对物体所做的功为2JC.手对物体所做的功为22J D.物体克服重力所做的功为20J11、(单选)一质量为m的小球,用长为L不可伸长的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F的作用下从平衡位置P 点缓慢移动到Q点,如图所示,则此过程中力F做的功为A. B. C. D.12、如图所示,足够长的固定光滑斜面倾角为θ,质量为m的物体以速度υ从斜面底端冲上斜面,达到最高点后又滑回原处,所用时间为t.对于这一过程,下列判断正确的是A.斜面对物体的弹力的冲量为零B.物体受到的重力的冲量大小为mgtC.物体受到的合力的冲量大小为零D.物体动量的变化量大小为mg sinθ·t三、实验,探究题在做“探究功与速度变化的关系”的实验.当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…橡皮筋重复实验时,设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W….图甲(1)图中电火花计时器的工作电压是________V的交流电.(2)实验室提供的器材如下:长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等,还缺少的测量工具是________.(3)在正确操作的情况下,某次所打的纸带如图乙所示.打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的________部分进行测量(根据纸带中字母回答),小车获得的速度是________m/s.(结果保留两位有效数字)图乙14、在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:(1)纸带的______端与重物相连;(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度v B=______;(结果保留两位有效数字)(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△E p=______,此过程中物体动能的增加量△E k=______(取g=9.8m/s2);(结果保留两位有效数字)(4)通过计算,数值上△E p______△E k(填“>”“=”或“<”=,)这是因为______;(5)实验的结论是.四、计算题15、一个质量为、以的速度飞来的网球被球拍击中,并以的速度弹回,网球与球拍的接触时间为,试求:(1)网球动量的变化(2)球拍对网球的平均作用力16、如图所示,质量m=0.4kg的小铁球系在长L=1.0m的轻质细线上,细线的另一端悬挂在O点,将小球拉直并呈水平状态时释放,试求(取g取10m/s2)(1)小铁球运动到最低点时的速度;(2)当小球运动到最低点时细线对小铁球的拉力.17、如图21所示,一质量为m=2.0 kg的滑块(可视为质点)静置在粗糙水平面上的A点,水平面上的B点处固定有一竖直放置的半径为R=0.4 m的粗糙半圆形轨道.现给滑块施加一水平向右且大小为F=10 N的恒定拉力,使滑块由静止开始向右运动.已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25,A、B两点间的距离为d=5 m,重力加速度取g=10 m/s2.图21(1)若滑块刚好运动到B点停止,求拉力F作用的时间;(2)若在滑块运动到B点时撤去拉力F,则滑块刚好能通过半圆形轨道的最高点C,求滑块从B点到C点的过程中克服摩擦力所做的功.答题卡二、实验题13、(1);(2);(3);14、(2);(2);(3);(4);(5)四、计算题15、一个质量为、以的速度飞来的网球被球拍击中,并以的速度弹回,网球与球拍的接触时间为,试求:(1)网球动量的变化(2)球拍对网球的平均作用力16、如图所示,质量m=0.4kg的小铁球系在长L=1.0m的轻质细线上,细线的另一端悬挂在O点,将小球拉直并呈水平状态时释放,试求(取g取10m/s2)(1)小铁球运动到最低点时的速度;(2)当小球运动到最低点时细线对小铁球的拉力.17、如图21所示,一质量为m=2.0 kg的滑块(可视为质点)静置在粗糙水平面上的A点,水平面上的B点处固定有一竖直放置的半径为R=0.4 m的粗糙半圆形轨道.现给滑块施加一水平向右且大小为F=10 N的恒定拉力,使滑块由静止开始向右运动.已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25,A、B两点间的距离为d=5 m,重力加速度取g=10 m/s2.图21(1)若滑块刚好运动到B点停止,求拉力F作用的时间;(2)若在滑块运动到B点时撤去拉力F,则滑块刚好能通过半圆形轨道的最高点C,求滑块从B点到C点的过程中克服摩擦力所做的功.参考答案一、选择题1、D2、 A解析:根据功的定义式W=Fx cos θ可以知道,当在力F方向上运动距离x都相等时,力F做的功相同,A对;根据动能定理W合=ΔE k可以知道,在所给出的四个情景图中物体所受合外力不同,所以动能增加量不同,加速度不同,B、C错;根据运动学公式x=at2,可以知道,位移大小一样,加速度不一样,所以时间不一样,D错。
3、A4、C5、C6、D7、BD8、B二、多项选择9、AC10、BCD11、B12、BD三、实验,探究题13、(1)220(1分) (2)刻度尺(1分)(3) GJ或HJ(2分) 0.65(2分)14、(1)左;(2)0.98 m/s;(3)0.49 J,0.48 J;(4)>,这是因为实验中有阻力;(5)在实验误差允许范围内,机械能守恒.111]考点:验证机械能守恒定律【名师点睛】解决本题的关键掌握验证机械能守恒定律的实验原理,掌握纸带的处理方法,会通过纸带求解加速度和瞬时速度。
四、计算题15、解:设网球飞来的速度方向为正方向,则:网球的初速度,反弹后速度①(1分)(1)所以网球的动量变化:②(1分)所以网球的动量变化的大小为,方向与初速度方向相反。
③(1分)(2)由动量定理可知,球拍对网球的平均作用力:④(2分)球拍对网球的平均作用力大小为,方向与初速度方向相反。
⑤(1分)16、机械能守恒定律;向心力;动能定理的应用.【分析】(1)小球从水平处释放到最低点的过程中,只有重力做功,机械能守恒,根据机械能守恒定律列式求出小球运动到最低点的速度.(2)当小球运动到最低点时,由细线的拉力和重力的合力提供向心力,由牛顿第二定律求细线对小铁球的拉力.【解答】解:(1)小球从水平处释放,机械能守恒,则有mgL=得 v B===2m/s(2)当小球运动到最低点时,由牛顿第二定律得F﹣mg=m联立解得 F=3mg=3×0.4×10N=12N答:(1)小铁球运动到最低点时的速度是2m/s;(2)当小球运动到最低点时细线对小铁球的拉力是12N.17、【解析】(1)设在拉力F作用下滑块向右滑行的距离为x,则由动能定理可得Fx=μmgd设在拉力F作用阶段滑块的加速度大小为a1,拉力F作用时间为t,则有F-μmg=ma1x=a1t2联立解得t= s.【答案】(1) s (2)5 J。