高中物理暑假作业第07章机械能守恒定律一含解析新人教版必修.docx

第07章 机械能守恒定律 （一）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关于功，下列说法正确的是（）A. 因为功有正负，所以功是矢量B. 功的大小只由力和位移决定C. 功只有大小而无方向，所以功是标量D. 力和位移都是矢量，所以功也是矢量【答案】C【解析】A、功是标量，当力对物体做正功表示该力为动力，当力对物体做负功表示该力为阻力，故A错误；B、功的大小取决于力、位移以及二者间的夹角，故B错误；C、力和位移是矢量，但功只有大小没有方向，故功是标量，故C正确，D错误.2质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放，落到地面后出现一个深为h的坑，如图所示，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【答案】C3应用物理知识分析生活中的常见现象，可以使物理学习更加有趣和深入。例如你用手掌平托一苹果，保持这样的姿势在竖直平面内按顺时针方向做匀速圆周运动。关于苹果从最高点c到最低点a运动的过程，下列说法中正确的是（ ）A. 苹果先处于失重状态后处于超重状态B. 手掌对苹果的摩擦力方向先向右后向左C. 苹果在运动过程中机械能守恒D. 苹果所受的合外力越来越大【答案】A4如图所示，用力F拉位于粗糙固定斜面上的木箱，使它沿着斜面加速向上移动。木箱在移动过程中，下列说法正确的是A. 重力对木箱做的功等于木箱增加的重力势能B. 对木箱做的功等于木箱增加的机械能C. 合外力对木箱做的功等于木箱增加的动能D. F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做功之和【答案】C【解析】克服木箱的重力做的功等于木箱增加的重力势能，选项A错误；F和摩擦力做功的代数和等于木箱增加的机械能，选项B错误；根据动能定理可知，合外力对木箱做的功等于木箱增加的动能，选项C正确； F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做功之和，选项D错误；故选C.5如图所示，一轻弹簧一端固定于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B的过程中A. 重力做正功，弹力不做功B. 重力做正功，弹力做正功C. 若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做正功，弹力不做功D. 若用与弹簧原长相等的细绳代替弹簧后，重力做功不变，弹力不做功【答案】C6如图所示，两个质量均为m且用轻弹簧相连接的物块A、B放在一倾角为的光滑斜面上，系统静止现在用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A，使之沿斜面向上运动，当物块B刚要离开固定在斜面上的挡板C时，物块A运动的距离为d，瞬时速度为v，已知弹簧劲度系数为k，重力加速度为g，则()A. 此时物块A运动的距离B. 此时物块A的加速度为C. 此过程中弹簧弹性势能的改变量D. 此过程中弹簧弹性势能的改变量【答案】CC、由于开始时和B刚离开C时弹簧的压缩量与伸长量相等，所以弹簧的弹性势能的改变量，故C正确，D错误。7如图所示，滑块A和B叠放在固定的斜面体上，从静止开始以相同的加速度一起沿斜面加速下滑己知B与斜面体间光滑接触，则在AB下滑的过程中，下列说法正确的是（）A. B对A的支持力不做功B. B对A的作用力做负功C. B对A的摩擦力做正功D. B，A的重力做功的平均功率相同【答案】C【解析】B对A的支持力竖直向上，A和B一起沿着斜面下滑的，所以B对A的支持力与运动方向之间的夹角大于90，所以B对A的支持力做负功，所以A错误；B对A的作用力包括B对A的支持力和摩擦力的作用，它们的合力的方向垂直斜面向上，所以B对A的作用力不做功，故B错误；B对A的摩擦力是沿着水平面向左的，与运动方向之间的夹角小于90，所以B对A的摩擦力做正功，故C正确；因为B、A的重力未知，故重力做功的平均功率是否相同也未知，故D错误。所以C正确，ABD错误。8一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示。设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2，速度分别是v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则（ ）A. x2 = 5x1 v2 = 3v1B. x1 = 9x2 v2 = 5v1C. x2 = 5x1 W2 = 8W1D. v2 = 3v1 W2 = 9W1【答案】AC9如图所示， 在外力作用下某质点运动的vt图象为正弦曲线从图中可以判断()A. 在0t1时间内，外力做正功B. 在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C. 在t2时刻，外力的功率最大D. 在t1t3时间内，外力做的总功为零【答案】AD【解析】在时间内，由图象可知，物体的速度增大，动能增大，由动能定理知外力做正功，故A正确；速度的图象斜率表示加速度，在时间内，加速度逐渐减小，说明外力逐渐减小由图象可知t=0时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为0在时刻速度最大，但外力为0，由P=Fv可知时刻外力功率也为零，可知外力的功率先增大后减小，故B错误；时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为零，故C错误；在时间内物体的动能变化量为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故D正确10质量的汽车沿水平路面行驶受到恒定的阻力f，若发动机额定功率为P，则下列判断正确的是A. 汽车行驶能达到的最大速度是B. 汽车从静止开始以加速度匀加速启动，经过时间t汽车速度一定等于C. 汽车保持额定功率启动，当速度大小为时，其加速度大小为D. 汽车从静止开始以加速度匀加速启动直到速度达到最大速度，此过程的平均功率等于【答案】AC11如图所示，ABC是一个位于竖直平面内的圆弧形轨道，高度为h，轨道的末端C处与水平面相切一个质量为m的小木块从轨道顶端A处由静止释放，到达C处停止，此过程中克服摩擦力做功为W1，到达B处时速度最大为v1，加速度大小为aB；小木块在C处以速度v向左运动，恰好能沿原路回到A处，此过程中克服摩擦力做功为W2，经过B处的速度大小为v2.重力加速度为g.则()A. v2 B. v1v2C. W1W2 D. aB0【答案】BC12一赛车在平直赛道上以恒定功率加速，其功率为200kW，设所受到的阻力不变，加速度a和速度的倒数的关系如图所示，则赛车（ ） A. 做匀加速直线运动B. 质量为500kgC. 所受阻力大小为2000ND. 速度大小为50m/s时牵引力大小为3000N【答案】BC【解析】由图可知，加速度变化，故做变速直线运动，选项A错误；对汽车受力分析，受重力、支持力、牵引力和摩擦力，根据牛顿第二定律，有： ，其中： 联立得： ，结合图线，当物体的速度最大时，加速度为零，故结合图象可以知道， 时， ， ，所以最大速度为，由图象可知： 解得： ， ，选项BC正确；由可知， ，选项D错误。13如图所示，光滑水平面上放着长为L木板B，木板B上放着木块A。A、B接触面粗糙，现用一水平拉力F作用在B上使其由静止开始运动，用f1代表B对A的摩擦力，f2代表A对B的摩擦力, 当滑块运动到木板左端时，木板在地面上移动的距离为x下列说法正确的有（ ）A. 力F做的功一定等于A、B系统动能的增加量B. 其他条件不变的情况下，木板质量越大，x越大C. 力f1对A做的功等于A动能的增加量与系统产生的热量之和D. 其他条件不变的情况下，AB间摩擦力越大，滑块与木板间产生的热量越多【答案】BD14如图所示,挡板C垂直固定在倾角=30的光滑长斜面上,质量分别为m,2m的两物块A,B用一劲度系数为k的轻弹簧相连,系统处于静止状态,弹簧压缩长度为L.现用方向沿斜面向上、大小为mg(g为重力加速度)的恒力F拉A,若A向上运动一段距离x后撤去F,当A运动到最高处时B刚好不离开C,(已知弹簧弹性势能的表达式Ep=12kx2,其中k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量)则下列说法正确的是()A. A刚要沿斜面向上运动时的加速度大小为gB. A上升的最大竖直高度为3LC. 拉力F的功率随时间均匀增加D. A向上运动的一段距离x=94L【答案】AD第II卷（非选择题）二、非选择题：本题6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用如图所示的装置研究“轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度形变量”的关系在光滑的水平桌面上沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与一个小钢球接触当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘，如图所示让钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小钢球在空中飞行后落在水平地面上，水平距离为s(当地重力加速度为g)(1)若要计算弹簧的弹性势能还应测量的物理量有_.(2)弹簧的弹性势能Ep与小钢球飞行的水平距离s及上述测量出的物理量之间的关系式为Ep_(3)弹簧的压缩量x与对应的铜球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示：弹簧的压缩量x(cm)1.001.502.002.503.003.50小钢球飞行的水平距离s(m)2.013.004.014.966.017.00根据上面的实验数据，请你猜测弹性势能Ep与弹簧的压缩量x的关系为_【答案】 小钢球质量m、 桌面离地面高度h Ep与x2成正比16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50 Hz，当地重力加速度的值为9.80 m/s2，测得所用重物的质量为1.00 kg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上图所示（相邻计数点时间间隔为0.02 s）。按要求将下列问题补充完整。（1）纸带的_(左、右)端与重物相连；（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_m/s； （3）从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是Ep =_J，此过程中物体动能的增加量Ek =_J；（计算结果保留两位有效数字）（4）实验的结论是_ 【答案】 左 在误差允许的范围内，验证了机械能守恒定律成立17如图所示，有一条长为L、质量为m的均匀金属链条，一半长度在光滑斜面上，斜面倾角为，另一半长度沿竖直方向下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，以斜面最高点为重力势能的零点，求：（1）开始时和链条刚好从右侧全部滑出斜面时重力势能各是多大？（2）此过程中重力势能减少了多少？【答案】（1）mgL（1sin ） mgL（2）mgL（3sin ）18如图所示，倾角为30的粗糙斜面轨道AB与半径R=04m的光滑轨道BDC在B点平滑相连，两轨道处于同一竖直平面内，O点为圆轨道圆心，DC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高，E、O两点等高BOD=30，质量m=2kg的滑块从A点以速度v0（未知）沿斜面下滑，刚好能通过C点，滑块与斜面AB间动摩擦因数，g取10m/s2求：（1）滑块经过E点时对轨道的压力；（2）滑块从A点滑下时初速度v0的大小【答案】（1），方向水平向 （2）【解析】（1）滑块刚好能通过C点，在C点由重力提供向心力，由牛顿第二定律得:可得:滑块从E到C过程，根据机械能守恒定律得在E点，由牛顿第二定律得联立解得根据牛顿第三定律可知，滑块经过E点时对轨道的压力为，方向水平向左19某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图象，图象如图所示（除2s10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）已知在小车运动的过程中，2s14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末通过遥控使发动机停止工作而让小车自由滑行，小车的质量m=20kg ，可认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变，取g=10m/s2求：（1）14s18s时间段小车的加速度大小a；（2）小车匀速行驶阶段的功率P；（3）小车在2s10s内位移的大小s2【答案】（1）20m/s2；（2）32W；（3）52m【解析】（1）在14s18s时间段，由图象可得 （2分）代入数据得 a=20m/s2 （2分）（3）2s10s，根据动能定理得 （2分）其中 v=8m/s ，v2=4m/s解得 s2 = 52m （2分）20如图所示，物块A的质量为M，将A按住静止于地面，物块B、C的质量都是m，并都可看作质点，且mM2m。三物块用细线通过滑轮连接，物块B与物块C的距离和物块C到地面的距离都是L。现将物