高中物理暑假作业第07章机械能守恒定律二含解析新人教版必修.docx

第07章 机械能守恒定律 （二）学校:_姓名：_班级：_考号：_第I卷（选择题）一、选择题：本题共14小题。在每小题给出的四个选项中，至少有一项符合题目要求。1如图所示，质量为m的小球，从离桌面H高处由静止下落，桌面离地高度为h，若以桌面为参考平面（零势能面），那么小球落地时的重力势能是 （ ）A. mgHB. mghC. mg（H+h）D. -mgh【答案】D【解析】以桌面为零势能参考平面，地面离零势能点的高度为-h，物体重力势能为：Ep=-mgh，故D正确，ABC错误。2从地面竖直向上方抛出一质量为m的物体，初速度为，不计空气阻力，以地面为零势能参考面，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（ ）A. B. C. D. 【答案】B3如图，两个小球分别被两根长度不同的轻质细线悬于等高的悬点。现将细线拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两小球一定具有相同（ ）A. 速度 B. 角速度 C. 加速度 D. 机械能【答案】C【解析】A、根据动能定理得： ，解得： ，因为L不等。所以速度不等，故A错误；B、根据解得：a=2g，所以两球加速度相等，又，所以角速度不等，故B错误，C正确；D、两球在运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，但由于不知道两小球得质量关系，所以不能判断初始位置的机械能是否相等，所以在最低点，两球的机械能不一定相等，故D错误；故选：C。4忽略空气阻力，下列物体的运动过程中满足机械能守恒的是（ ）A. 电梯匀速下降 B. 汽车刹车到停下来C. 物体沿着斜面匀速下滑 D. 做自由落体运动的物体【答案】D5如下图，传送带A、B之间的距离为L3.2 m，与水平面间夹角37，传送带沿顺时针方向转动，速度恒为v2 m/s，在上端A点无初速度放置一个质量为m1 kg、大小可视为质点的金属块，它与传送带的动摩擦因数为0.5，金属块滑离传送带后，经过弯道，沿半径R0.4 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h0.5 m(取g10 m/s2)则（ ）A. 金属块经过D点时的速度B. 金属块经过D点时的速度C. 金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功3 JD. 金属块在BCD弯道上克服摩擦力做的功5 J【答案】AC设经位移s1达到共同速度，有： 代入数据解得： ；继续加速过程中，有： 代入数据解得： ， ，解得： 在从B到D过程中，由动能定理可知： 解得： ；C正确；D错误；故选AC。6竖直固定的光滑四分之一圆弧轨道上，质量相同均可视为质点的甲、乙两个小球，分别从圆周上的A、B两点由静止释放，A点与圆心等高，B点与圆心的连线与竖直方向的夹角为60，两球经过最低点时的加速度之比及对轨道的压力之比为()A. a甲a乙12 B. a甲a乙11C. F1F221 D. F1F232【答案】D则乙球在最低点的加速度， 解得： ， 则， ，故D正确。7从高处自由下落的物体，它的重力势能Ep和机械能E随下落的高度h的变化图线(下图)正确的是A. B. C. D. 【答案】C【解析】物体的重力势能EP=mgh，h是相对于零势能面的高度；重力势能与高度成正比，在零势能面处，势能为零，图象应过原点，故AB错误；物体自由下落的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故C正确，D错误。所以C正确，ABD错误。8如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧两端分别与质量均为m的物块1、2拴接，另一劲度系数也为k的轻质弹簧上端与物块2拴接，下端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡状态。现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中，物块1增加的重力势能为( )A. B. C. D. 【答案】A9如图所示，一个表面光滑的斜面体M固定在水平地面上，它的两个斜面与水平面的夹角分别为、，且的顶端装有一定滑轮，一轻质细绳跨过定滑轮后连接A、B两个小滑块，细绳与各自的斜面平行，不计绳与滑轮间的摩擦，A、B恰好在同一高度处于静止状态剪断细绳后， A、B滑至斜面底端则（ ）A. 滑块A的质量大于滑块B的质量B. 两滑块到达斜面底端时的速度大小相等C. 两滑块同时到达斜面底端 D. 两滑块到达斜面底端时，滑块A重力的瞬时功率较大【答案】AB【解析】A、滑块A和滑块B沿着斜面方向的分力等大，故： ；由于，故，A正确；B、滑块下滑过程机械能守恒，有： ，解得： ，由于两个滑块的高度差相等，落地速度大小相等，B正确；C、由牛顿第二定律得： ， ， ，则： ，物体的运动时间，v相同， ，则： ，C错误；D、滑块到达斜面底端时，滑块重力的瞬时功率： ， ；由于，故，D错误；故选AB。10如图所示，扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀速运动，下列说法错误的是 A. 重力对人做负功B. 支持力对人做正功C. 力对人做正功D. 合外力对人做功为零【答案】C11一辆汽车在平直的道路上从静止开始先匀加速启动，达到某一速度后以恒定功率运动，最后做匀速运动。下列给出的四个关系图像中，W表示牵引力对汽车做的功， Ek、 t和x分别表示汽车运动的动能、时间和位移，其中正确的是A. B. C. D. 【答案】C12如图所示，一根长为l，质量为m的匀质软绳悬于O点，若将其下端向上提起使其对折，则软绳重力势能变化为()A. mgl B. mgl C. mgl D. mgl【答案】D【解析】将绳子下端向上提起使绳对折，上部分不动，下部分的重心上升的高度为，下部分的重力为，根据功能关系得知，重力势能变化为，D正确13如图，将三个木板1、2、3固定在墙角，木板与墙壁和地面构成了三个不同的三角形，如图所示，其中1与2底边相同，2和3高度相同现将一个可以视为质点的物块分别从三个木板的顶端由静止释放，并沿斜面下滑到底端，物块与木板之间的动摩擦因数均相同在这三个过程中，下列说法正确的是()A. 沿着1和2下滑到底端时，物块的速率不同，沿着2和3下滑到底端时，物块的速率相同B. 沿着1下滑到底端时，物块的速率最大C. 物块沿着3下滑到底端的过程中，产生的热量是最多的D. 物块沿着1和2下滑到底端的过程中，产生的热量是一样多的【答案】BCD同理沿2和3下滑时有，显然v2v3，v1最大，B正确；由摩擦产生热量，可知物块沿3下滑到底端的过程中产生的热量最多，故C正确；同理，根据以上分析知，物块沿1和2下滑到底端的过程中，产生的热量一样多，故D正确14某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示则小球能够击中触发器的可能是()A. B. C. D. 【答案】CD第II卷（非选择题）二、非选择题：本题8个小题。将符合题意的内容填写在题目中的横线上，或按题目要求作答。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分；有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。15用如图甲所示的试验装置验证m1、m2组成的系统的机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律如图乙给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点每相邻两计数点之间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图所示已知ml=50gm2=150g，打点计时器的频率为50Hz（结果均保留两位有效数字）在纸带上打下计数点5时的速度V=2.4 _m/s（2）在打下第0个点到第5点的过程中系统动能的增量Ek=0.58 _J; 系统势能减少 Ep=0.59 _J（当地重力加速度g约为9.8m/s2）（3）若某同学作出v2-h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g=9.7 _m/s2.【答案】 2.4 0.58 0.59 9.716“探究功与物体速度变化的关系”的实验装置如图1所示，小车在橡皮筋的作用下弹出，沿木板滑行第一次实验用1条橡皮筋，橡皮筋对小车做的功记为W，当把2条、3条、4条与第1次实验完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次实验时，橡皮筋对小车做的功为2W、3W、4W，每次橡皮筋做功后小车获得的速度可通过打点计时器和纸带测出，探究小车获得的速度与橡皮筋所做功有什么定量关系（1）下列说法正确的是_A实验中先让小车在橡皮筋的作用下弹出，再接通打点计时器的电源B每次实验中橡皮筋拉伸的长度必须相同C实验中必须求出小车加速过程的平均速度D每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值（2）除了图中已有的实验器材外，还需要导线、开关、_（填测量工具）和_电源（填“交流”或“直流”）（3）若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车的速度最大时，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）实验中木板略微倾斜，这样做_A是为了使释放小车后，小车能匀加速下滑 B是为了增大小车下滑的加速度C可使得橡皮筋做的功等于合力对小车做的功 D可使得橡皮筋松弛后小车做匀速运动（5）实验时打在纸带上的点并不都是均匀的，如图2所示为了测量小车获得的速度，应选用纸带的_部分进行测量（根据下面所示的纸带回答，并用字母表示）【答案】（1）B （2）（毫米）刻度尺， 交流 （3）B （4）CD （5）GI或GK（2）要测量每次实验小车匀速运动时计数点间的距离，需要毫米刻度尺；还需要给打点计时器供电的交流电源；（3）由于木板水平放置，小车运动过程受到摩擦力作用，小车速度最大时，摩擦力和橡皮筋的拉力平衡，所以此时橡皮筋处于伸长状态，且橡皮条的原长比两个铁钉间距要大且，此时小车还没有到达两个铁钉的连线，B正确；ACD错误；故选B。17如图所示，物体A放在足够长的木板B的右端，木板B静止于水平面，时，电动机通过水平细绳以恒力F拉木板B，使它做初速度为零，加速度的匀加速直线运动，已知A的质量和B的质量均为，AB之间的动摩擦因数，B与水平面之间的动摩擦因数，最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度g取，求：（1）物体A刚运动时的加速度大小和方向；（2）时，电动机的输出功率P；（3）若时，将电动机的输出 功率立即调整为，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，则再经过多长时间物体A与木板B的速度相等？【答案】（1）；（2）；（3）【解析】试题分析：（1）由牛顿第二定律可知：，方向：水平向右；（2），代入数据解得：，而由运动学公式可知：，由功率公式得：。（3）物体A继续做加速运动，加速度仍为 ，由，得 对于木板B，有： ，解得：；即木板B做匀速直线运动，由，可得 。18如图所示，AB是倾角为=30的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R，一个质量为m的物体（可以看做质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动已知P点与圆弧的圆心O等高，物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的路程为s求：（1）物体与轨道AB间的动摩擦因数为;（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力；（3）为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D，释放点距B点的距离L至少多大【答案】（1） （2） （3）【解析】（1）由题意可知，物体最终向右运动到B点即返回，对整个过程由动能定理得：解得：（3）物体刚好到D点，由牛顿第二定律有： 对全过程由动能定理得：联立解得： 19如图所示，一质量为的货物以初速从倾角为的顺时针运转的传送带的底端A处沿传送带向上运动，传送带的速率，A到顶端B之间的距离，货物与传送带间的动摩擦因数，g取试求货物从A处开始向上运动到最高点的过程中（1）摩擦力对物块做的功；（2）物块和传送带摩擦产生的热量【答案】（1）W=10J（2）由牛顿第二定律得，由于，所以货物不能与传送带保持相对静止设其加速度为，减速到速度为还没有运动到点，需时间，位移为，传送带位移为，由牛顿第二定律得，由运动学公式得，因，所以假设成立，货物运动不到点速度就减小为零设货物从A处开始向上运动到最高点的过程中摩擦力做的功为W，由动能定理得，得W=10J（2）物块和传送带摩擦生热，解得20一宇宙空间探测器，从某星球表面垂直升高，发动机提供恒力，发动机开动一段时间后关闭，根据如图所示探测器运动的v-t图线，试求：（1）分析探测器运动情况（2）上升的最大高度（3）该星球表面的重力加速度g值【答案】（1）先向上加速运动，再向上减速运动，再反向向下做加速运动（2）由图像分析可知25s时达到最高点，从图中读出对应面积得出最大高度800m（3）由图像分析可知该星球表面的g值4m/s221如图所示，水平地面和半圆轨道面均光滑，质量M1kg的小车静止在地面上，小车上表面与R=0.24m的半圆轨道最低点P的切线相平。现有一质量m2kg的滑块（可视为质点）以v0=6m/s的初速度滑上小车左端，二者共速时小车还未与墙壁碰撞，当小车与墙壁碰撞时即被粘在墙壁上，已知滑块与小车表面的滑动摩擦因数0.2，g取10m/s2，求：（1）滑块与小车共速时的速度及小车的最小长度；（2）滑块m恰好从Q点离开圆弧轨道时小车的长度；（3）讨论小车的长度L在什么范围，滑块能滑上P点且在圆轨道运动时不脱离圆轨道？【答案】（1）L1=3m(2) （3） (2)m恰能滑过圆弧的最高点，(2分)小车粘在墙壁后，滑块在车上滑动