全品复习方案2018高考物理大一轮复习第5单元机械能单元小结卷

机械能课时作业(十三)第13讲功功率时间/40分钟图K13-11.如图K13-1所示,平板车放在光滑水平面上,一个人从车的左端加速向右端跑动,设人受的摩擦力为f,平板车受到的摩擦力为f',如下说法正确的答案是()A.f、f'均做负功B.f、f'均做正功C.f做正功,f'做负功D.因为是静摩擦力,所以f、f'做功均为零图K13-22.[2018·大连二模]如图K13-2所示,倾角为θ的光滑斜面固定在水平地面上,斜面长为L,一质量为m的小物块从斜面顶端由静止开始释放,重力加速度为g.当小物块刚滑到底端时,重力的瞬时功率为()A.mgB.mgC.mg sinθD.mg cosθ3.如图K13-3所示,在大小一样的恒力F1和F2的作用下,两个质量一样的物体在水平面上移动一样的距离s(两物体与水平面间的动摩擦因数一样),如此()图K13-3A.力F1与F2对物体所做的功一样B.摩擦力对物体所做的功一样C.重力对物体所做的功都是mgsD.合力对物体所做的功一样4.如图K13-4所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动.假设该同学上半身的质量约为全身质量的,她在1min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的高度均为0.3m,如此她抑制重力做的功W和相应的功率P约为()图K13-4A.W=4500J,P=75WB.W=450J,P=7.5WC.W=3600J,P=60WD.W=360J,P=6W5.京沪高铁恢复350km/h的时速,由“复兴号〞承当运营.“复兴号〞列车使用的动车组是由几节自带动力的车厢(动车)加几节不带动力的车厢(也叫拖车)编成一组.假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比,每节动车与拖车的质量都相等,每节动车的额定功率都相等.假设2节动车加6节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h,如此4节动车加2节拖车编成的动车组能达到的最大速度为()A.120km/hB.240km/hC.320km/hD.480km/h6.[2018·西北师大附中二模]一质量为m的汽车原来在平直路面上以速度v匀速行驶,发动机的输出功率为P.从某时刻开始,司机突然加大油门将汽车发动机的输出功率提升至某个值并保持不变,结果汽车在速度达到2v之后又开始匀速行驶.假设汽车行驶过程所受路面阻力保持不变,不计空气阻力.如下说法正确的答案是()A.汽车加速过程的最大加速度为B.汽车加速过程的平均速度为vC.汽车速度从v增大到2v过程做匀加速运动D.汽车速度增大时,发动机产生的牵引力随之不断增大7.某重型气垫船的质量为5.0×105kg,最高时速为108km/h,装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机.假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力f与速度v满足f=kv,如下说法正确的答案是()A.该重型气垫船的最大牵引力为3.0×105NB.由题中给出的数据可算出k=1.0×104N·s/mC.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力大小为3.0×105ND.当以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船发动机的输出功率为4500kW技能提升图K13-58.[2018·太原五中检测]某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进展研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上以恒定加速度由静止启动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v-t图像,如图K13-5所示(除2~10s时间段内的图像为曲线外,其余时间段图像均为直线),2s后小车的功率不变,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变.假设小车的质量为1kg,如此小车在0~10s运动过程中位移的大小为()A.39mB.42mC.45mD.48m9.[2018·安徽六安一中三模]一质量为m=2kg的小球沿倾角为θ=30°的足够长的斜面由静止开始匀加速滚下,途中依次经过A、B、C三点,AB=BC=12m,由A到B和由B到C经历的时间分别为t1=4s、t2=2s,如此如下说法正确的答案是(g取10m/s2)()A.小球的加速度大小为4m/s2B.小球经过B点时重力的瞬时功率为100WC.A点与出发点的距离为0.5mD.小球由静止到C点过程中重力的平均功率为70W10.(多项选择)[2018·福建南平模拟]一辆机动车在平直的公路上由静止启动.如图K13-6所示,图线A表示该车运动的速度与时间的关系,图线B表示该车的功率与时间的关系.设机车在运动过程中阻力不变,如此以下说法正确的答案是()图K13-6A.0~22s内机动车先做加速度逐渐减小的加速运动,后做匀速运动B.运动过程中机动车所受阻力为1500NC.机动车速度为5m/s时牵引力大小为3×103ND.机动车的质量为562.5kg挑战自我11.(多项选择)[2018·福州十中月考]一辆汽车从静止开始启动,其加速度a与速度的倒数的关系如图K13-7所示,汽车的质量为m,汽车启动过程受到的阻力恒定,图中b、c、d,如此()图K13-7A.汽车启动过程的功率越来越大B.汽车启动过程的功率为C.汽车启动过程的最大速度为D.汽车启动过程受到的阻力为12.在北极地区,人们常用狗拉雪橇.狗系着不可伸长的绳拖着质量m=11kg的雪橇从静止开始沿着笔直的水平地面加速奔跑,5s后绳断了,雪橇运动的v-t图像如图K13-8所示.不计空气阻力,绳与地面的夹角为37°,且sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.求:(1)绳对雪橇的拉力大小;(2)0~7s内雪橇抑制摩擦力做的功.图K13-813.高速连续曝光照相机可在底片上重叠形成多个图像.现利用这架照相机对某款家用汽车的加速性能进展研究,图K13-9为汽车做匀加速直线运动时连续三次曝光的照片,图中汽车的实际长度为4m,照相机每两次曝光的时间间隔为2.0s.该汽车的质量为1000kg,额定功率为90kW,汽车运动过程中所受的阻力始终为1500N.(1)求该汽车的加速度大小.(2)假设汽车由静止开始以此加速度做匀加速运动,如此匀加速运动状态能保持多长时间?(3)汽车所能达到的最大速度是多少?(4)假设该汽车从静止开始运动,牵引力不超过3000N,求汽车运动2400m所用的最短时间(汽车已经达到最大速度).图K13-9课时作业(十四)第14讲动能动能定理时间/40分钟根底达标1.假设物体在运动过程中受到的合外力不为零,如此以下说法正确的答案是()A.物体的速度大小和方向一定都变化B.物体的加速度一定变化C.物体的动能一定变化D.物体的动量一定变化图K14-12.如图K14-1所示,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P点很缓慢地移到Q点,此时悬线与竖直方向夹角为θ,重力加速度为g,如此拉力F所做的功为()A.FL cosθB.FL sinθC.mgL cosθD.mgL(1-cosθ)3.在篮球比赛中,某位同学获得罚球机会,他站在罚球线处用力将篮球投出,如图K14-2所示,篮球约以1m/s的速度撞击篮筐.篮球质量约为0.6kg,篮筐离地高度约为3m,忽略篮球受到的空气阻力,如此该同学罚球时对篮球做的功大约为()图K14-2A.1JB.10JC.50JD.100J4.(多项选择)用力F拉着一个物体从空中的a点运动到b点的过程中,重力做功-3J,拉力F做功8J,空气阻力做功-0.5J,如此如下判断正确的答案是()A.物体的重力势能增加了3JB.物体的重力势能减少了3JC.物体的动能增加了4.5JD.物体的动能增加了8J图K14-35.[2018·张掖中学月考]质量为m的物体从地面上方H高处无初速度释放,落到地面后出现一个深为h的坑,如图K14-3所示,重力加速度为g,如此在此过程中()A.重力对物体做功mgHB.物体重力势能减少mg(H-h)C.合力对物体做的总功为零D.地面对物体的平均阻力为6.一个小球从足够高处水平抛出,空气阻力忽略不计,小球抛出后的动能随时间变化的关系为E k=2+50t2(J),重力加速度g取10m/s2,如此()A.小球的初速度为4m/sB.小球的质量为0.5kgC.2s末小球的水平位移为2mD.2s末小球的速度约为20.1m/s7.如图K14-4所示,AB为圆弧轨道,BC为水平直轨道,BC恰好在B点与AB相切,圆弧的半径为R,BC的长度也是R.一质量为m的物体与两个轨道间的动摩擦因数都为μ,它由轨道顶端A从静止开始下落,恰好运动到C处停止,重力加速度为g,那么物体在AB段抑制摩擦力所做的功为()图K14-4A.B.C.mgRD.(1-μ)mgR技能提升8.(多项选择)一质量为2kg的物体在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做匀速运动,运动一段时间后,拉力逐渐减小,当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图K14-5中给出了拉力随位移变化的关系图像.重力加速度g取10m/s2,由此可知()图K14-5A.物体与水平面间的动摩擦因数为0.35B.减速过程中拉力对物体所做的功约为12JC.匀速运动时的速度约为6m/sD.减速运动的时间约为1.7s9.如图K14-6所示,竖直平面内一半径为R的半圆形轨道两边端点等高,一个质量为m的质点从左端点P由静止开始下滑,滑到最低点Q时受到轨道支持力为2mg,g为重力加速度,如此此下滑过程抑制摩擦力做的功是()图K14-6A.mgRB.mgRC.mgRD.mgR10.如图K14-7所示,一薄木板斜搁在高度一定的平台和水平地板上,其顶端与台面相平,末端位于地板上的P处,并与地板平滑连接.一可看成质点的滑块放在水平地板上的Q点,给滑块一向左的初速度v0,滑块刚好能够滑到木板顶端.滑块与木板与地板间的动摩擦因数一样.现将木板截短一半,仍按上述方式搁在该平台和地板上,再次将滑块放在Q点,欲使滑块还能够刚好滑到木板顶端,如此滑块的初速度()图K14-7A.大于v0B.等于v0C.小于v0D.条件不足,无法确定11.(多项选择)[2018·泉州质检]如图K14-8甲所示,长为l、倾角为α的斜面固定在水平地面上,一质量为m的物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动.物块与斜面间的动摩擦因数μ与下滑距离x的变化关系图像如图乙所示,重力加速度为g,如此()图K14-8A.μ0>tanαB.物块下滑的加速度逐渐增大C.物块下滑到斜面底端的过程中抑制摩擦力做功为μ0mgl cosαD.物块下滑到底端时的速度大小为12.[2018·西北师大附中二模]如图K14-9所示,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径为r=1.5m的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根轻弹簧,轻弹簧下端固定,上端恰好与管口D端齐平.一小球在曲面AB上距BC的高度为h=1.0m处由静止开始释放,进入管口C端时与圆管恰好无作用力,通过CD后压缩弹簧,弹簧能将小球无碰撞地弹回管口D.小球与BC间的动摩擦因数μ=0.25,g取10m/s2.求:(1)水平面BC的长度L;(2)小球最终停下的位置.图K14-9挑战自我13.[2018·河南南阳模拟]如图K14-10所示,斜面ABC下端与光滑的圆弧轨道CDE相切于C,整个装置竖直固定,D是最低点,圆心角∠DOC=37°,E、B与圆心O等高,圆弧轨道半径R=0.30m,斜面长L=1.90m,AB局部光滑,BC局部粗糙.现有一个质量m=0.10kg的小物块P从斜面上端A点无初速度下滑,物块P与斜面BC局部之间的动摩擦因数μ=0.75.sin37°=0.6,cos37°=0.8,重力加速度g 取10m/s2,忽略空气阻力.求:(1)物块第一次通过D点时对轨道的压力大小F N;(2)物块第一次通过D点后能上升的最大高度.图K14-10课时作业(十五)第15讲机械能守恒定律与其应用时间/40分钟根底达标图K15-11.如图K15-1所示,将弹性绳上端固定,拉长后下端固定在运动员身上,并通过外力作用使运动员停留在地面上,当撤去外力后,运动员被“发射〞出去冲向高空.假设运动员始终沿竖直方向运动并可视为质点,忽略弹性绳质量与空气阻力.对于运动员的上升过程,如下说法正确的答案是 ()A.运动员的动能先增大后保持不变B.运动员的重力势能和弹性绳的弹性势能之和在合力为0时最小C.弹性绳的弹性势能一直减小D.运动员的机械能先增大后减小图K15-22.[2018·丰台测试]某同学利用如图K15-2所示的实验装置研究摆球的运动情况.摆球从A点由静止释放,经过最低点C到达与A等高的B点,D、E、F是OC连线上的点,OE=DE,DF=FC,OC连线上各点均可钉钉子.每次均将摆球从A点由静止释放,不计绳与钉子碰撞时机械能的损失.如下说法正确的答案是()A.假设只在E点钉钉子,摆球最高可能摆到A、B连线以上的某点B.假设只在D点钉钉子,摆球最高可能摆到A、B连线以下的某点C.假设只在F点钉钉子,摆球最高可能摆到D点D.假设只在F点以下某点钉钉子,摆球可能做完整的圆周运动图K15-33.在某次“蹦床〞娱乐活动中,从小朋友下落到离地面高h1处开始计时,其动能E k与离地高度h 的关系如图K15-3所示.在h1~h2阶段图像为直线,其余局部为曲线,h3对应图像的最高点,小朋友的质量为m,重力加速度为g,不计空气阻力和一切摩擦.如下有关说法正确的答案是()A.整个过程中小朋友的机械能守恒B.从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中,其加速度先增大后减小C.小朋友处于h=h4高度时,蹦床的弹性势能为E p=mg(h2-h4)D.小朋友从h1下降到h5过程中,蹦床的最大弹性势能为E pm=mgh1图K15-44.如图K15-4所示,一长为L的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小的扰动使得链条向一侧滑动,如此铁链完全离开滑轮时的速度大小为(重力加速度为g) ()A.B.C.D.5.(多项选择)有一系列斜面,倾角各不一样,它们的顶端都在O点,如图K15-5所示.有一系列完全一样的滑块(可视为质点)从O点同时由静止释放,分别到达各斜面上的A、B、C、D……各点,如下判断正确的答案是()图K15-5A.假设各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D……各点的速率一样,如此A、B、C、D……各点处在同一水平线上B.假设各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D……各点的速率一样,如此A、B、C、D……各点处在同一竖直线上C.假设各斜面光滑,且这些滑块到达A、B、C、D……各点的时间一样,如此A、B、C、D……各点处在同一竖直面内的圆周上D.假设各斜面与这些滑块间有一样的动摩擦因数,且到达A、B、C、D……各点的过程中,各滑块损失的机械能一样,如此A、B、C、D……各点处在同一竖直线上6.同重力场作用下的物体具有重力势能一样,万有引力场作用下的物体同样具有引力势能.假设取无穷远处引力势能为零,质量为m的物体距质量为m0的星球球心距离为r时的引力势能为E p=-G(G为引力常量).设宇宙中有一个半径为R的星球,宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体,不计空气阻力,经时间t后物体落回手中.如下说法错误的答案是()A.在该星球外表上以的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球外表B.在该星球外表上以2的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球外表C.在该星球外表上以的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球外表D.在该星球外表上以2的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球外表技能提升7.(多项选择)如图K15-6所示,半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内,O是圆心,虚线OC水平,D 是圆环最低点.两个质量均为m的小球A、B套在圆环上,两球之间用轻杆相连,从图示位置由静止释放,如此()图K15-6A.A、B系统在运动过程中机械能守恒B.当杆水平时,A、B球速度达到最大C.B球运动至最低点D时,A、B系统重力势能最小D.A球从C点运动至D点过程中受到的合外力做正功图K15-78.(多项选择)[2018·苏、锡、常、镇四市调研]如图K15-7所示,用铰链将质量均为m的三个小球A、B、C与长均为L的两根轻杆相连,B、C置于水平地面上.在轻杆竖直时,将A由静止释放,B、C在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖直平面内运动.忽略一切摩擦,重力加速度为g,如此此过程中()A.球A的机械能一直减小B.球A落地的瞬时速度为C.球B对地面的压力始终等于mgD.球B对地面的压力可小于mg9.[2018·太原二模]如图K15-8所示为过山车的局部轨道,它由位于同一竖直面内的倾斜直轨道ab、半径不同的两个紧靠在一起的光滑圆轨道Ⅰ、Ⅱ(间距可忽略)组成.其中,ab与圆轨道Ⅰ相切于b点,ab=48.9m,θ=37°;R1=10m、R2=5.12m.车厢与ab间的动摩擦因数为μ=0.125.一次游戏中,质量m=500kg的车厢A被牵引到a点由静止释放,经切点b进入圆轨道Ⅰ;绕过圆轨道Ⅰ后到达最低点P时,与停在P点的障碍物B相撞并连在一起进入圆轨道Ⅱ.将A、B视为质点,不考虑空气阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.(1)求车厢A通过圆轨道Ⅰ最高点时受到的弹力大小;(2)假设车厢A能安全通过圆轨道Ⅱ,如此B的质量不超过A的多少倍?图K15-8挑战自我10.如图K15-9所示,一不可伸长的轻质细绳长为L,一端固定于O点,另一端系一质量为m的小球,小球绕O点在竖直平面内做圆周运动(重力加速度为g,不计空气阻力).(1)假设小球通过最高点A时的速度为v,求v的最小值和此时绳对小球的拉力F的大小;(2)假设小球恰好通过最高点A且悬点距地面的高度h=2L,小球经过B点或D点时绳突然断开,求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差Δt;(3)假设小球通过最高点A时的速度为v,小球运动到最低点C或最高点A时,绳突然断开,两种情况下小球从抛出到落地的水平位移大小相等,试证明O点离地面的高度h与绳长L之间应满足h≥L.图K15-9课时作业(十六)第16讲能量守恒定律时间/40分钟根底达标1.某同学将一个质量为m的小球竖直向上抛出,小球上升的最大高度为H.假设上升过程中空气阻力F大小恒定,重力加速度为g,如此在上升过程中()A.小球的动能减小了mgHB.小球的机械能减小了FHC.小球的重力势能减小了mgHD.小球抑制空气阻力做功为(F+mg)H2.一物体从地面由静止开始运动,取地面的重力势能为零,运动过程中重力对物体做功为W1,阻力对物体做功为W2,其他力对物体做功为W3,如此该过程终态时()A.物体的动能为W1+W2B.物体的重力势能为W1C.物体的机械能的改变量为W2+W3D.物体的机械能的改变量为W1+W2+W3图K16-13.一物体仅受重力和竖直向上的拉力作用,沿竖直方向向上做减速运动,此过程中物体速度的二次方和上升高度的关系如图K16-1所示.假设取h=0处为重力势能等于零的参考平面,如此此过程中物体的机械能随高度变化的图像可能是图K16-2中的()图K16-24.一小球从某一高度H下落到水平地面上,与水平地面碰撞后弹起.假设小球与地面的碰撞过程中没有能量损失,但由于受到大小不变的空气阻力的影响,每次碰撞后弹起上升的高度是碰撞前下落高度的.为使小球弹起后能上升到原来的高度H,在小球开始下落时,在极短的时间内应给小球补充的能量为(重力加速度为g) ()A.mgHB.mgHC.mgHD.mgH5.在具有登高平台的消防车上,具有一定质量的伸缩臂能够在5min内使承载4人的登高平台(人连同平台的总质量为400kg)上升60m到达灭火位置,此后,在登高平台上的消防员用水炮灭火,水炮的出水量为3m3/min,水离开炮口时的速率为20m/s,如此(g取10m/s2)()A.用于水炮工作的发动机输出功率为1×104WB.用于水炮工作的发动机输出功率为4×104WC.用于水炮工作的发动机输出功率为2.4×106WD.伸缩臂抬升登高平台的发动机输出功率约为800W图K16-36.如图K16-3所示,一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动,将质量为m的物体轻轻地放置在木板右端,物体和木板间的动摩擦因数为μ.为保持木板的速度不变,从物体放到木板上到它相对木板静止的过程中,应对木板施一水平向右的作用力F,如此力F对木板做的功为()A. B. C.mv2D.2mv2技能提升7.(多项选择)[2019·武汉模拟]质量为m的跳伞运动员进展低空跳伞表演,在打开降落伞之前,他以恒定的加速度g(g为重力加速度)竖直加速下落高度h,在此过程中()A.运动员的重力势能减少了mghB.运动员的动能增加mghC.运动员抑制阻力所做的功为mghD.运动员的机械能减少mgh8.(多项选择)“弹弓〞是孩子们喜爱的弹射类玩具,其构造原理如图K16-4所示,橡皮筋两端点A、B固定在把手上,橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态,在C处(位于AB连线的中垂线上)放一固体弹丸,一手握住把手,另一手将弹丸拉至D点放手,弹丸就会在橡皮筋的作用下发射出去,打击目标.现将弹丸竖直向上发射,E是CD中点,如此()图K16-4A.从D到C,弹丸的机械能一直在增大B.从D到C,弹丸的动能一直在增大C.从D到C,弹丸的机械能先增大后减小D.从D到E弹丸增加的机械能大于从E到C弹丸增加的机械能9.(多项选择)如图K16-5甲所示,竖直光滑杆固定,套在杆上的弹簧下端固定,将套在杆上的滑块向下压缩弹簧至离地高度h=0.1m处,滑块与弹簧不拴接.现由静止释放滑块,通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h并作出滑块的E k-h图像如图乙所示,其中高度从0.2m上升到0.35m范围内图像为直线,其余局部为曲线.以地面为零势能面,g取10m/s2.由图像可知()图K16-5A.小滑块的质量为0.2kgB.弹簧的最大弹性势能为0.32JC.弹簧的原长为0.2mD.小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小为0.18J10.(多项选择)[2018·江西赣州中学模拟]如图K16-6所示,传送带与水平面的夹角为θ=30°,传送带两端A、B间的距离为L=5m,传送带在电动机的带动下以v=1m/s的速度沿顺时针方向匀速运动.现将一质量为m=10kg的小物体(可视为质点)轻放在传送带上的A点,小物体与传送带间的动摩擦因数μ=,在传送带将小物体从A点输送到B点的过程中,如下说法正确的答案是(g 取10m/s2) ()图K16-6A.小物体在传送带上运动的时间为5sB.传送带对小物体做的功为255JC.电动机做的功为255JD.小物体与传送带间因摩擦产生的热量为15J11.[2018·广州测试]吊锤打桩机如图K16-7甲所示,其工作过程可以简化为图乙:质量m=2.0×103kg的吊锤在绳子的恒定拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动,上升一段高度后撤去F,到最高点后自由落下,撞击钉子将钉子打入一定深度.吊锤上升过程中,机械能E与上升高度h的关系如图丙所示,不计摩擦与空气阻力,g取10m/s2.(1)求吊锤上升h1=1.6m时的速度大小;(2)吊锤上升h1=1.6m后,再经过多长时间撞击钉子?(3)吊锤上升h2=0.4m时,求拉力F的瞬时功率.图K16-7挑战自我12.如图K16-8所示,静止的水平传送带右端B点与粗糙的水平面相连接,传送带长L1=0.36m,质量为1kg的滑块以v0=2m/s的水平速度从传送带左端A点冲上传送带,并从传送带右端滑上水平面,最后停在距B点L2=0.64m的C处.滑块与传送带、滑块与水平面间的动摩擦因数相等,重力加速度g取10m/s2.(1)求动摩擦因数μ的值;(2)假设传送带始终以v=2m/s的速度逆时针转动,滑块在传送带上运动的过程中,求传送带对滑块的冲量大小和整个过程中电动机由于传送滑块多消耗的电能.图K16-8课时作业(十三)1.B[解析]人相对于地的位移方向向右,人所受的摩擦力方向也向右,如此f做正功;平板车相对于地的位移方向向左,它受到的摩擦力方向也向左,如此f'也做正功,选项B正确.2.C[解析]小物块刚滑到底端时的速度v=,重力的瞬时功率P=mgv sinθ=mg sinθ,选项C正确.3.A[解析]由功的定义式W=Fl cosθ,可得力F1与F2对物体所做的功一样,选项A正确;摩擦力f=μF N,摩擦力大小不同,对物体所做的功不同,选项B错误;重力对物体所做的功为零,合力对物体所做的功为各力做功的代数和,因摩擦力做功不同,合力做功不同,选项C、D错误.4.A[解析]每次上半身重心上升的高度均为0.3m,如此她每一次抑制重力做的功W=×50×10×0.3J=90J,1min内抑制重力所做的功W总=50W=50×90J=4500J,相应的功率约为P==W=75W,选项A正确.5.C[解析]假设开动2节动车带6节拖车,最大速度可达到120km/h,设每节动车的功率为P,每节车厢所受的阻力为f,如此有2P=8fv;当开动4节动车带2节拖车时,有4P=6fv',联立解得v'=320km/h,选项C正确.6.A[解析]汽车以速度v匀速行驶,如此P=Fv=fv,当以速度2v匀速行驶时,功率P'=f·2v=2P,突然加大油门时的加速度最大,且a m==,选项A正确;牵引力F=随速度增大而减小,汽车将做加速度减小的加速运动,平均速度>=,选项B、C、D错误.7.B[解析]船的最高速度v=108km/h=30m/s,在额定输出功率下以最高时速匀速行驶时牵引力最小,此时牵引力与阻力相等,根据P=Fv得,气垫船的最小牵引力F==N=3.0×105N,故在速度达到最大前,牵引力F>3.0×105N,选项A错误;船以最高时速匀速运动时,所受的阻力f=F=3.0×105N,根据f=kv得k=N·s/m=1.0×104N·s/m,选项B正确;以最高时速一半的速度匀速航行时,气垫船所受的阻力为f'=k=f=1.5×105N,此时气垫船发动机的输出功率为P'=F'=f'=1.5×105×15W=2250kW,选项C、D错误.8.B[解析]在t=2s时,牵引力F1=f+ma,功率P=F1v1=3(f+ma),在t=10s时,牵引力F2=f,功率P=F2v2=6f,联立可得f=ma,又加速度a==1.5m/s2,在0~10s内,由动能定理得×。

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专题训练（五）第5单元机械能基础巩固1．将一小物体以初速度v0竖直向上抛出，若物体所受的空气阻力的大小不变,则小物体到达最高点的最后一秒和离开最高点的第一秒时间内通过的路程x1和x2及速度的变化量Δv1和Δv2的大小关系（)A．x＝x2B．x1＜x2 C．Δv1＞Δv2D．Δv1＜Δv212．(多选)如图Z5­1所示，已知物体与三块材料不同的长方形板间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ，三块板长度均为L，并排铺在水平地面上,该物体以一定的初速度v0从第一块板的最左端a点滑上第一块板,恰好滑到第三块板的最右端d点停下来,物体在运动过程中三块板均保持静止．若让物体从d点以相同大小的初速度水平向左运动,三块板仍能保持静止，则下列说法正确的是( ）图Z5。

1A．物体恰好运动到a点并停下来B．物体不能运动到a点C．物体两次经过c点时速度大小相等D．物体两次经过b点时速度大小相等3．［2016·江西南昌一模] 如图Z5。

2所示，在光滑水平面上,A小球以速度v0运动，与原来静止的B小球碰撞，碰撞后A球以v＝av0(0〈a<1）的速率弹回，并与挡板P发生弹性碰撞，已知m B＝4m A，若要求A球能追上B球再相撞，求a应满足的条件．图Z5。

题组层级快练(二十五)一、选择题1．某学习小组做探究“合力的功和物体速度变化关系”的实验如下图，图中小车是在一条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行，这时，橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次…实验时，使每次实验中橡皮筋伸长的长度都保持一致．每次实验中小车获得的速度由打点计时器所打的纸带测出．(1)除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、刻度尺和________．(2)实验中，小车会受到摩擦阻力的作用，可以使木板适当倾斜来平衡掉摩擦阻力，则下面操作正确的是________．A．放开小车，能够自由下滑即可B．放开小车，能够匀速下滑即可C．放开拖着纸带的小车，能够自由下滑即可D．放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可(3)若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置，下列说法正确的是________．A．橡皮筋处于原长状态B．橡皮筋仍处于伸长状态C．小车在两个铁钉的连线处D．小车已过两个铁钉的连线(4)下图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带，从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带，测得O点到A、B、C、D、E各点的距离分别为OA＝5.65 cm，OB＝7.12 cm，OC＝8.78 cm，OD＝10.40 cm，OE＝11.91 cm.已知相邻两点打点时间间隔为0.02 s，则小车获得的最大速度v m＝________ m/s.答案(1)交流电源(2)D (3)B (4)0.83解析(1)打点计时器使用的是交流电，故需要交流电源．(2)实验中可以适当抬高木板的一侧来平衡摩擦阻力．受力平衡时，小车应做匀速直线运动，所以正确的做法是：放开拖着纸带的小车，能够匀速下滑即可，故A、B、C项错误，D项正确．(3)若木板水平放置，对小车受力分析可知，小车速度最大时小车受到的合力应为零，即小车受到的橡皮筋拉力与摩擦力相等，橡皮筋应处于伸长状态；小车在两个铁钉的连线的左侧，尚未到两个铁钉的连线处，故A 、C 、D 项错误，B 项正确．(4)所给数据知BC ＝8.78 cm －7.12 cm ＝1.66 cm ，最大速度v m ＝1.66×10－20.02 m/s ＝0.83 m/s.2．在探究功与速度变化的关系的实验中，某实验小组组装了一套如图甲所示的装置，拉力传感器固定在小车上，一端与细绳相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小．穿过打点计时器的纸带与小车尾部相连接，打点计时器打点周期为T ，实验的部分步骤如下：甲(1)平衡小车所受的阻力：不挂钩码，调整木板右端的高度，用手轻推小车，直到打点计时器在纸带上打出一系列________的点．(2)测量小车和拉力传感器的总质量M ，按图组装好仪器，并连接好所需电路，将小车停在打点计时器附近，先接通拉力传感器和打点计时器的电源，然后________，打出一条纸带，关闭电源．(3)在打出的纸带中选择一条比较理想的纸带如图乙所示，在纸带上按打点先后顺序依次取O 、A 、B 、C 、D 、E 等多个计数点，各个计数点到O 点间的距离分别用h A 、h B 、h C 、h D 、h E 、……表示，则小车和拉力传感器在计时器打下D 点时的动能表达式为________，若拉力传感器的读数为F ，计时器打下A 点到打下D 点过程中，细绳拉力对小车所做功的表达式为________．(4)某同学以A 点为起始点，以A 点到各个计数点动能的增量ΔE k 为纵坐标，以A 点到各个计数点拉力对小车所做的功W 为横坐标，得到一条过原点的倾角为45°的直线，由此可以得到的结论是_______________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案 (1)间距相等 (2)释放小车 (3)M （h E －h C ）28T2F(h D －h A ) (4)外力所做的功等于物体动能的变化量解析 (1)当打点计时器能在纸带上打出一系列间距相等的点时，小车做匀速直线运动，受力平衡．(2)在组装好实验装置的基础上，进行实验时应先接通电源，再释放小车．(3)D 点的瞬时速度等于CE 段的平均速度，即v D ＝h E －h C 2T ，故打下D 点时的动能为E kD ＝12Mv D2＝M （h E －h C ）28T2；拉力对小车做的功为W ＝F(h D －h A )． (4)因图线是一条过原点的直线且直线的倾角为45°，可得出方程式ΔE k ＝W ，故可得结论：外力所做的功等于物体动能的变化量．3．某研究小组设计了一个实验，来探究自行车的初速度与其克服阻力做功的关系．实验的主要步骤是：①找一段平直的路面，并在路面上画一道起点线．②骑上自行车用较快速度驶过起点线时，从车把手处自由释放一团很容易辨别的橡皮泥． ③车驶过起点线后就不再蹬自行车脚蹬，让车依靠惯性直线继续前进； ④待车停下，记录自行车停下时的位置；⑤用卷尺量出起点线到橡皮泥落地点间的距离s 、起点线到终点的距离l 及车把手处离地高度h.若设自行车在行驶中所受的阻力为f 并保持恒定．(1)自行车经过起点线时的速度v ＝________；(用已知物理量和所测量得到的物理量表示) (2)自行车经过起点线后克服阻力做功W ＝________；(用己知物理量和所测量得到的物理量表示)(3)多次改变自行车经过起点的初速度，重复上述实验步骤②－④，则每次只需测量上述物理量中的________和________，就能通过数据分析达到实验目的． 答案 (1)sg2h(2)fl (3)s ，l 4．(2017·濮阳模拟)质量为1 kg 的重物自由下落，通过打点计时器在纸带上记录下运动的过程，打点计时器所接电源为6 V 、50 Hz 的交流电源．如图甲所示，纸带上O 点为重物自由下落时打点的起点，选取的计数点A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 依次间隔一个点(图中未画出)，各计数点与O 点的距离依次为31.4、70.6、125.4、195.9、282.1、383.8、501.2，单位为mm ，重力加速度为9.8 m/s 2，则(1)求出B 、C 、D 、E 、F 各点速度并填入下表．(2)(3)。

45分钟章末验收卷一、单项选择题1．物体放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向运动，在6 s 内其速度与时间关系的图象和拉力的功率与时间关系的图象如图1甲、乙所示，由图象可以求得物体的质量为(取g ＝10 m/s 2)( )图1A ．2 kgB ．2.5 kgC ．3 kgD ．3.5 kg答案 B解析 匀速运动时拉力等于摩擦力，为： F 2＝F f ＝P v ＝104N ＝2.5 N.物体做匀加速直线运动时，拉力为恒力，v 随时间均匀增大，所以P 随t 均匀增大． F 1＝P ′v ′＝304 N ＝7.5 N ．F 1－F f ＝ma ，a ＝42m /s 2＝2 m/s 2 可得m ＝2.5 kg.故B 正确，A 、C 、D 错误．2.如图2所示，重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上，从a 点由静止开始下滑，到b 点开始压缩轻弹簧，到c 点时达到最大速度，到d 点(图中未画出)开始弹回，返回b 点离开弹簧，恰能再回到a 点．若bc ＝0.1 m ，弹簧弹性势能的最大值为8 J ，则下列说法正确的是( )图2A ．轻弹簧的劲度系数是50 N/mB ．从d 到b 滑块克服重力做功8 JC ．滑块的动能最大值为8 JD ．从d 点到c 点弹簧的弹力对滑块做功8 J 答案 A解析 整个过程中，滑块从a 点由静止释放后还能回到a 点，说明机械能守恒，即斜面是光滑的．滑块到c 点时速度最大，所受合力为零，由平衡条件和胡克定律有：kx bc ＝mg sin 30°，解得：k ＝50 N/m ，A 项正确；由d 到b 的过程中，弹簧弹性势能一部分转化为重力势能，一部分转化为动能，B 项错；滑块由d 到c 点过程中，滑块与弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧弹性势能一部分转化为重力势能，一部分转化为动能，故到c 点时最大动能一定小于8 J ，又弹性势能减少量小于8 J ，所以弹簧弹力对滑块做功小于8 J ，C 、D 项错．3．如图3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，加速度大小等于23g .物块上升的最大高度为H ，则此过程中，物块的( )图3A ．动能损失了23mgHB ．动能损失了43mgHC ．机械能损失了23mgHD ．机械能损失了16mgH答案 B解析 物块所受的合外力F ＝ma ＝23mg ，ΔE k ＝W F ＝－23mg ×2H ＝－43mgH ，因此动能损失了43mgH ，A 项错误，B 项正确；根据机械能守恒，摩擦力做的功等于机械能的变化量，mg sin 30°＋F f ＝23mg ，F f ＝16mg ，ΔE ＝W f ＝－13mgH ，机械能损失了13mgH ，C 、D 项错误．4．一汽车的额定功率为P ，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为v m .则( ) A ．若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动B ．若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于v mC ．无论汽车以哪种方式启动，加速度与牵引力成正比D ．汽车以速度v m 匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力 答案 D解析 若汽车以额定功率启动，根据P ＝F v 可知随速度的增加，牵引力F 减小，则做变加速直线运动，选项A 错误；若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时有：P ＝F v m ′，其中F －F f ＝ma ，则v m ′＝P F f ＋ma，而v m ＝PF f ，所以v m ′<v m ，选项B 错误；无论汽车以哪种方式启动，则a ＝F －F fm ，加速度与牵引力不是正比关系，选项C 错误；汽车以速度v m 匀速行驶时，此时F ＝F f ，则若要减速，则要减少牵引力，选项D 正确；故选D.5．如图4所示，小物块以初速度v 0从O 点沿斜面向上运动，同时从O 点斜向上抛出一个速度大小也为v 0的小球，物块和小球在斜面上的P 点相遇．已知物块和小球质量相等(均可视为质点)，空气阻力忽略不计．则下列说法正确的是( )图4A ．斜面可能是光滑的B ．小球运动到最高点时离斜面最远C ．在P 点时，小球的动能大于物块的动能D ．小球和物块到达P 点过程中克服重力做功的平均功率不相等 答案 C 二、多项选择题6．质量为m 1、m 2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m 的人站在m 1上用恒力F 拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为v 1和v 2，位移分别为x 1和x 2，如图5所示．则这段时间内此人所做的功的大小等于( )图5A ．Fx 2B ．F (x 1＋x 2)C.12m 2v 22＋12(m ＋m 1)v 12 D.12m 2v 22 答案 BC解析 根据功的定义W ＝Fx ，而其x 应为拉过的绳子长度，也就是两个物体运动的位移之和，因此B 正确，A 错误；根据动能定理，拉力做的功等于两个物体增加的动能之和，即W ＝12m 2v 22＋12(m ＋m 1)v 12，因此C 正确，D 错误． 7.如图6所示，轻弹簧的上端悬挂在天花板上，下端挂一质量为m 的小球，小球处于静止状态．现在小球上加一竖直向上的恒力F 使小球向上运动，小球运动的最高点与最低点之间的距离为H ，则此过程中(g 为重力加速度，弹簧始终在弹性限度内)( )图6A ．小球的重力势能增加mgHB ．小球的动能增加(F －mg )HC ．小球的机械能增加FHD ．小球的机械能不守恒 答案 AD8．如图7甲所示，质量m ＝1 kg 的物块(可视为质点)以v 0＝10 m/s 的初速度从倾角θ＝37°的固定粗糙长斜面上的P 点沿斜面向上运动到最高点后，又沿原路返回，其速率随时间变化的图象如图乙所示．不计空气阻力，取s in 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加速度g ＝10 m/s 2.下列说法正确的是( )图7A ．物块所受的重力与摩擦力之比为5∶2B ．在1～6 s 时间内物块所受重力的平均功率为50 WC ．在t ＝6 s 时物块克服摩擦力做功的功率为20 WD ．在0～1 s 时间内机械能的变化量与在1～6 s 时间内机械能的变化量大小之比为1∶5 答案 AD解析 0～1 s 时间内，由题中图象得加速度大小 a 1＝101m /s 2＝10 m/s 2，根据牛顿第二定律有mg sin θ＋F f ＝ma 1,1～6 s 时间内，由题中图象得加速度大小a 2＝106－1 m /s 2＝2 m/s 2，根据牛顿第二定律有mg sin θ－F f ＝ma 2，解得mg F f ＝52，F f ＝4 N ，选项A 正确；1～6 s 时间内，v ＝0＋102m /s ＝5 m/s ，平均功率P ＝mg sin θ·v ＝30 W ，选项B 错误；由题中图象知t ＝6 s 时物块的速率v 6＝10 m/s ，物块克服摩擦力做功的功率P 6＝F f v 6＝40 W ，选项C 错误；根据功能关系，在0～1 s 时间内机械能的变化量大小ΔE 1＝F f s 1，在1～6 s 时间内机械能的变化量大小ΔE 2＝F f s 2，由题中图象得s 1＝12×1×10 m ＝5 m ，s 2＝12×(6－1)×10 m ＝25 m ，所以ΔE 1ΔE 2＝s 1s 2＝15，选项D 正确．9．有一辆质量为170 kg 、输出功率为1 440 W 的太阳能试验汽车，安装有约6 m 2的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为30 W /m 2.若驾驶员的质量为70 kg ，汽车最大行驶速度为90 km/h.假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车( )A ．以最大速度行驶时牵引力大小为57.6 NB ．刚启动时的加速度大小为0.24 m/s 2C ．保持最大速度行驶1 h 至少需要有效光照8 hD ．直接用太阳能电池板提供的功率可获得3.13 m/s 的最大行驶速度 答案 AC解析 根据P 额＝F v max ，得：F ＝P 额v max ＝1 44025 N ＝57.6 N ，故A 正确；以额定功率启动时：P 额v－F f ＝ma ，而刚启动时v ＝0，则F f ＝0，故刚启动时加速度无穷大，B 错误；由公式W ＝Pt 和能量守恒得：1 440 W ×1 h ＝30×6 W ×t ，得：t ＝8 h ，即保持最大速度行驶1 h 至少需要有效光照8 h ，故C 正确；由题意知，汽车行驶时受到的空气阻力与其速度成正比，设F f ＝k v ，则结合前面分析：57.6＝k ×25得：k ＝2.318，当直接用太阳能电池板提供的功率行驶获得最大速度时：牵引力＝阻力，即：180v ＝k v 得：v ≈8.84 m/s ，故D 错误．三、非选择题10．用如图8所示的实验装置验证机械能守恒定律．实验所用的电源为学生电源，输出电压为6 V的交流电和直流电两种．重锤从高处由静止开始落下，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律，已知重力加速度为g.图8(1)下面列举了该实验的几个操作步骤：A．按照图示的装置安装器件；B．将打点计时器接到电源的直流输出端上；C．用天平测量出重锤的质量；D．先释放悬挂纸带的夹子，然后接通电源开关打出一条纸带；E．测量打出的纸带上某些点之间的距离；F．根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能在误差范围内是否等于增加的动能．其中没有必要或操作不恰当的步骤是________(填写选项对应的字母)．(2)如图9所示是实验中得到一条纸带，将起始点记为O，并在离O点较远的任意点依次选取6个连续的点，分别记为A、B、C、D、E、F，量出各点与O点的距离分别为h1、h2、h3、h4、h5、h6，使用交流电的周期为T，设重锤质量为m，则在打E点时重锤的动能为________，在打O点和E点这段时间内的重力势能的减少量为________．图9(3)在本实验中发现，重锤减少的重力势能总是______(填“大于”或“小于”)重锤增加的动能，主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用，为了测定阻力大小，可算出(2)问中纸带各点对应的速度，分别记为v1至v6, 并作v n2—h n图象，如图10所示，直线斜率为k，则可测出阻力大小为________．图10答案 (1)BCD (2)m (h 6－h 4)28T 2 mgh 5(3)大于 m (g －k2)解析 (1)步骤B 应该将打点计时器接到电源的交流输出端上；步骤C 中没必要用天平测量出重锤的质量；步骤D 中应该先接通电源开关，后释放悬挂纸带的夹子，然后打出一条纸带；故没有必要或操作不恰当的步骤是B 、C 、D. (2)在打E 点时重锤的速度为：v E ＝h 6－h 42T ，则在打E 点时重锤的动能为：E k E ＝12m v E 2＝12m (h 6－h 42T )2＝m (h 6－h 4)28T 2；在打O 点和E 点这段时间内的重力势能的减少量为mgh 5.(3)在本实验中，重锤减少的重力势能总是大于重锤增加的动能；根据v n 2＝2ah n 可知，v n 2—h n 图象的斜率k ＝2a ，而mg －F f ＝ma ，解得F f ＝m (g －k 2)．11．已知半径为r 的小球在空气中下落时受到的粘滞阻力F f 满足如下规律：F f ＝6πηv r ，公式中η为空气与小球间的粘滞系数．一同学欲使用传感器通过实验测定粘滞系数，他将一个半径为r 0、质量为m 的小球从空中某位置由静止释放，测得小球速度为v 0时，加速度大小为a 0，若忽略空气浮力，已知当地重力加速度为g ，求： (1)粘滞系数η；(2)若测得小球下落h 高度时达到最大速度，求此过程中小球损失的机械能． 答案 (1)m (g －a 0)6πv 0r 0 (2)mgh －mg 2v 202(g －a 0)2解析 (1)对小球下落过程受力分析 mg －F f0＝ma 0 F f0＝6πηv 0r 0 η＝m (g －a 0)6πv 0r 0(2)达到最大速度时，有 mg －F fm ＝0 F fm ＝6πηv m r 0v m ＝g v 0g －a 0mgh －ΔE ＝12m v m 2－0ΔE ＝mgh －mg 2v 202(g －a 0)2.12.如图11所示，传送带A 、B 之间的距离为L ＝3.2 m ，与水平面间夹角θ＝37°，传送带沿顺时针方向转动，速度恒为v ＝2 m/s ，在上端A 点无初速度放置一个质量为m ＝1 kg 、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为μ＝0.5，金属块滑离传送带后，经过弯道，沿半径R ＝0.4 m 的光滑圆轨道做圆周运动，刚好能通过最高点E ，已知B 、D 两点的竖直高度差为h ＝0.5 m(取g ＝10 m/s 2)．求：图11(1)金属块经过D 点时的速度大小；(2)金属块在BCD 弯道上克服摩擦力做的功． 答案 (1)2 5 m/s (2)3 J 解析 (1)对金属块在E 点有mg ＝m v 2ER，解得v E ＝2 m/s在从D 到E 过程中，由动能定理得 －mg ·2R ＝12m v E 2－12m v D 2解得v D ＝2 5 m/s.(2)金属块在传送带上运行时有， mg sin θ＋μmg cos θ＝ma 1， 解得a 1＝10 m/s 2.设经位移x 1金属块与传送带达到共同速度，则 v 2＝2ax 1解得x 1＝0.2 m<3.2 m继续加速过程中mg sin θ－μmg cos θ＝ma 2解得a 2＝2 m/s 2由v B 2－v 2＝2a 2x 2，x 2＝L －x 1＝3 m 解得v B ＝4 m/s在从B 到D 过程中，由动能定理： mgh －W f ＝12m v D 2－12m v B 2解得W f ＝3 J.。