第五章 机械能(教师).doc

南师附中江宁分校09届高三物理第一轮复习单元测试机械能 一单项选择题（15分）1一个人站在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速运动，如图所示，则 ( C ) A人只受到重力和踏板的支持力作用 B人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小C踏板对人做的功等于人的机械能增加量 D人所受合力做的功等于人的机械能的增加2一辆汽车以功率P1在平直公路上以速率v0匀速行驶。若某时刻突然加大油门，使汽车的功率增大为P2，并保持这一功率继续行驶。设整个过程中阻力恒定，则功率增大为P2 后，汽车的vt 图象可能是（ D ） 3如图所示，竖直轻弹簧下端固定在水平地面上，质量为 m 的小球，从轻弹簧的正上方某一高处自由落下，并将弹簧压缩，直到小球的速度变为零。对于小球、轻弹簧和地球组成的系统，在小球开始与弹簧接触到小球速度变为零的过程，有（A ）A小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越大B小球的动能和重力势能的总和越来越小，小球的动能和弹性势能的总和越来越小 C小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹性势能的总和越来越大 D小球的动能和重力势能的总和越来越大，小球的动能和弹胜势能的总和越来越小4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，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 AB 段的过程中，克服摩擦力所做的功（ C ） A大于mgL B小于mgL C等于mgL D以上三种情况都有可能5英国科学家希尔取青蛙的离体“缝匠肌”进行实验，装置如图，肌肉的 A 端固定， B 端通过滑轮与钩码相连，给肌肉以电刺激，使肌肉收缩，产生拉力，拉动钩码运动。希尔测量并记录了钩码上升的最大速度 v ，与之相对应的钩码的重力 F ，并画出了v F图象，得到一条双曲线，如图所示，以下说法正确的是（B ） A肌肉的化学能转化成钩码的机械能的值是一个常数B肌肉的化学能转化为机械能的功率是一个常数 C肌肉的化学能转化为机械能的功率随所挂钩码的重力增加而减小 D肌肉的化学能转化为机械能的功率随所挂钩码的重力增加而增大二多项选择题（16分）7、质量为m的物体在竖直向上的恒力F作用下减速上升了H，在这个过程中，下列说法中正确的有（A、C）A.物体的重力势能增加了mgH B.物体的动能减少了FHC.物体的机械能增加了FH D.物体重力势能的增加小于动能的减少6如图所示， A 、 B 分别为单摆做简谐振动时摆球的不同位置。其中位置 A 为摆球摆动的最高位置，虚线为过悬点的竖直线。以摆球最低位置为重力势能零点，则摆球在摆动过程中（ BC ）A位于 B 处时动能最大 B位于 A 处时势能最大 C在位置 A 的势能大于在位置 B 的动能 D在位置 B 的机械能大于在位置 A 的机械能7如图所示，质量相等的 A、B 两物体在同一水平线上，当 A 物体被水平抛出的同时， B 物体开始自由下落（空气阻力忽略不计） , 曲线 AC 为 A 物体的运动轨迹，直线BD 为 B 物体的运动轨迹，两轨迹相交于 O 点，则两物体（BD ）A经O点时速率相等B在 O 点相遇 C在 O 点具有的机械能一定相等 D在 O 点时重力的功率一定相等9、如图，卷扬机的绳索通过定滑轮用力拉位于粗糙面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是（ CD）.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的功之和.对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能.对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和三实验题（28分）10、某实验小组采用如图所示的装置探究“动能定理”，图中小车中可放置砝码，实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面，打点针时器工作频率为50 Hz.（1）实验的部分步骤如下： 在小车中放入砝码，把纸带穿过打点计时器，连在小车后端，用细线连接小车和钩码；将小车停在打点计时器附近， 接通电源 ， 释放小车 ，小车拖动纸带，打点计时器在纸带上打下一列点， 断开开关 ；改变钩码或小车中砝码的数量，更换纸带，重复的操作。（2）图12是钩码质量为0.03 kg，砝码质量为0.02 kg时得到的一条纸带，在纸带上选择起始点0及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到0的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v,请将C点的测量结果填在表1中的相应位置. 图12（3）在上车的运动过程中，对于钩码、砝码和小车组成的系统， 钩砝的重力 做正功， 小车受摩擦阻力做负功。（4）实验小组根据实验数据绘出了图中的图线（其中v2=v2-v20）,根据图线可获得的结论是 小车初末速度的平方差与位移成正比 。要验证“动能定理”，还需要测量的物理量除摩擦力外还有 小车的质量 。表1 纸带的测量结果 测量点 S/cmV/(ms-1)00.000.35A1.510.40B3.200.45C506 049D7.150.54E9.410.6011、在用自由落体运动验证机械能守恒定律时，某同学按照正确的操作选得纸带如图所示其中O点是起始点，A、B、C 是打点计时器连续打下的三个点，该同学用毫米刻度尺测量 O 点到 A、B、C 各点的距离，并记录在图中（单位 cm )已知打点计时器电源频率为50 Hz，重锤质量为m，当地重力加速度g = 9.8m / s2. 12（1）（2） （1）这三组数据中不符合有效数字读数要求的是_ OC _；（2）该同学用重锤取 OB段的运动来验证机械能守恒定律，先计算出该段重锤重力势能的减小量为_1.22m_，接着从打点计时器打下的第一个点 O 数起，数到图中 B 点是打点计时器打下的第 9 个点，他用 vB= gt 计算跟 B 点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量为_1.23m _（均保留三位有效数字）这样他发现重力势能的减小量_小于_（填“大于”或“小于”）动能的增加量，造成这一错误的原因是_误用vB=gt计算B点的速度_。四计算题12、如图所示，均匀铁链长L，平放在距地面为 h=2L的光滑水平桌面上，其长度的 1/5悬垂于桌面下，从静止开始释放铁链，求铁链的下端刚要着地时的速度13、在距地面10 m高处，某人以10 m/s的速度抛出一个质量为2 kg的物体，物体落地时的速度为16 m/s，求:(1)飞行中的物体所受阻力做的功为多少？(2)假设落地时速度与水平方向的夹角为600,落地瞬间重力的功率?14、电动机能通过一轻绳吊起一质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90m（已知此物体在被吊高接近90m时已开始以最大速度匀速上升）所需的时间为多少？解析：本题可分为两个过程来处理：第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机功能刚达到最大功率。第二个过程是电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，物体变加速上升，当拉力减小至等于重力时，物体开始匀速上升。在匀加速运动过程中，加速度a=m/s2=5m/s2匀加速运动的末速度v1=Pm/Fm=m/s=10m/s匀加速上升时间t1=v1/a=2s匀加速上升高度h1=vtt1/2=10m在功率恒定的上升过程中，最后匀速运动的速度vm=Pm/F=Pm/mg=m/s=15m/s此过程外力对物体做的总功W=Pmt2-mgh2由动能定理W=Ek得Pmt2mgh2=mvm2mv 代入数据解得t2=5.75s所需时间最少应为t=t1+t2=7.75sFORCBA15、如图所示，水平轨道AB与放置在竖直平面内的1/4圆弧轨道BC相连，圆弧轨道B端的切线沿水平方向。一质量m=1.0kg的滑块（可视为质点）在水平恒力F=5.0N的作用下，从A点由静止开始运动。已知A、B之间距离s=5.5m，滑块与水平轨道间的动摩擦因数=0.10，圆弧轨道的半径R=0.30m，g=10m/s2。求当滑块运动的位移为2.0m时的速度大小；当滑块运动的位移为2.0m时撤去F，求滑块通过B点时对圆弧轨道的压力大小；当滑块运动的位移为2.0m时撤去F后，若滑块恰好能上升到圆弧轨道的最高点，求在圆弧轨道上滑块克服摩擦力所做的功。解：设滑块的加速度为a1，根据牛顿第二定律，解得：a1=4.0m/s设滑块运动的位移为2.0m时速度大小为v，v2=2a1s1，解得：v=4.0m/s 设撤去拉力F后的加速度为a2，根据牛顿第二定律，a2=g=1.0m/s2设滑块通过B点时的速度大小为vB，得vB=3.0m/s设滑块在B点受到的支持力为NB，根据牛顿第二定律得：NB=40N根据牛顿第三定律，滑块通过B点时对圆弧轨道的压力为40N 设圆弧轨道的摩擦力对滑块做功为W，根据动能定理，解得：W=-1.5JOF151v1/(sm-1)2000400ABC16、 “绿色奥运”是2008年北京奥运会的三大理念之一，奥组委决定在各比赛场馆使用新型节能环保电动车，届时奥运会500名志愿者将担任司机，负责接送比赛选手和运输器材。在检测某款电动车性能的某次实验中，质量为800kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出图象（图中AB、BO均为直线）。假设电动车行驶中所受的阻力恒定，求：根据图线ABC，判断该环保电动车做什么运动，并计算环保电动车的额定功率；此过程中环保电动车做匀加速直线运动的加速度的大小；环保电动车由静止开始运动，经过多长时间速度达到2m/s？由图线分析可知，图线AB牵引力F不变，阻力f不变，电动车由静止开始做匀加速直线运动；图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，达到额定功率后，则电动车所受牵引力逐渐