高一物理 机械能及其守恒定律单元复习试卷.doc

上教考资源网 助您教考无忧高一物理 机械能及其守恒定律单元复习试卷一、知识回顾1 功的计算l 恒力做功l 变力做功l 重力做功l 摩擦阻力或介质阻力做功l 总功2 功率l 平均功率l 瞬时功率分析机车的速度、牵引力和发动机功率的问题：l 恒力启动：l 恒功率启动画出恒力启动和恒功率启动两种模型机车的速度图象3 动能定理l 表述l 公式用途4 机械能守恒定律l 表述l 判断机械能是否守恒的方法：l 表达式一表达式二l 用途5 功能原理l 表述：除了重力、弹力以外的力做的功等于机械能的增量l 表达式：用途：本章中的功、动能的计算是选 为参考系二、典型例题1如图所示，静止在水平桌面的纸带上有一质量为0. 1kg的小铁块，它离纸带的右端距离为0. 5 m，铁块与纸带间动摩擦因数为0.1现用力向左以2 m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出，求：（不计铁块大小，铁块不滚动）(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间？(2)纸带对铁块做多少功？2 一种氢气燃料的汽车，质量为=2.0103kg，发动机的额定输出功率为80kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为=1.0m/s2。达到额定输出功率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800m，直到获得最大速度后才匀速行驶。试求：（1）汽车的最大行驶速度； （2）汽车匀加速启动阶段结束时的速度； （3）当速度为5m/s时，汽车牵引力的瞬时功率； （4）当汽车的速度为32m/s时的加速度； （5）汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。 3杂技演员在进行“顶杆”表演时，用的是一根质量可忽略不计的长竹 竿，质量为30 kg的演员自杆顶由静止开始下滑，滑到杆底时速度正好为零已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器，传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示，取g= 10 m/s2.求：(1)杆上的人下滑过程中的最大速度；(2)竹竿的长度4 如图所示，斜面倾角为q ，质量为m的滑块距挡板P为s，以初速度v沿斜面上滑，滑块与斜面间的动摩擦因数为m ，滑块所受摩擦力小于滑块重力沿斜面的分力，若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失，求滑块经过的路程有多大？5 如图中两物体质量分别为m和2m，滑轮的质量和摩擦都不计，开始时用手托住2m的物体，释放后，当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少?三、强化训练6 一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m，这时物体的速度为2 m/s，则下列说法正确的是 A. 手对物体做功12J B. 合外力对物体做功12JC. 合外力对物体做功2J D. 物体克服重力做功10 J7 在下列情况下机械能不守恒的有： A在空气中匀速下落的降落伞 B物体沿光滑圆弧面下滑C在空中做斜抛运动的铅球（不计空气阻力） D沿斜面匀速下滑的物体8 航天员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态向下摆，到达竖直状 态的过程如图所示，航天员所受重力的瞬时功率变化情况是 A一直增大 B。一直减小C先增大后减小 D。先减小后增大9 如图2所示，某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上，力F的大小保持不变，但方向始终保持与作用点的切线方向一致，则转动一 周这个力F做的总功应为： A、 0J B、20J C 、10J D、20J.10 关于力对物体做功以及产生的效果，下列说法正确的是A.滑动摩擦力对物体一定做正功B.静摩擦力对物体一定不做功C.物体克服某个力做功时，这个力对物体来说是动力D.某个力对物体做正功时，这个力对物体来说是动力11 物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则 （A）从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W。（B）从第3秒末到第5秒末合外力做功为2W。（C）从第5秒末到第7秒末合外力做功为W。（D）从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W。12 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 .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13 如下图甲所示，质量为m的物块与倾角为的斜面体相对静止，当斜面体沿水平面向左匀速运动位移时，求物块所受重力、支持力、摩擦力做的功和合力做的功。14 有一物体，在A点时的重力势能为500J，从A点自由下落，到地时速度是10m/s（g=10m/s）。求：（1）A点离地的高度；（2）从A点下落到地面这段时间内重力做功的功率。15一辆汽车的质量是5103 kg，发动机的额定功率为60 kW,汽车所受阻力恒为5 000 N，如果汽车从静止开始以0. 5 m/s2的加速度做匀加速直线运动，功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离后汽车达到了最大速度，在整个过程中，汽车运动了125 m问在这个过程中，汽车发动机的牵引力做功多少？下面是甲、乙两位同学的解法：甲同学：W=Pt=610422.36 J =1. 34106 J.乙同学：F=maf=7500 N.W=Fs=7 500125 J =9. 375105 J.请对上述两位同学的解法做出评价，若都不同意请给出你的解法OABVAVB16 如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功? 17 如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角q 30，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮，一柔软的细绳跨过定滑轮，两端分别与物块A和B连接，A的质量为4m，B的质量为m，开始时将B按在地面上不动，然后放开手，让A沿斜面下滑而B上升，物块A与斜面间无摩擦，若A沿斜面下滑s距离后，细线突然断了求物块B上升的最大高度H18.一个质量为m=0. 20 kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光竖直的圆环上，弹簧固定于环的最高点A，环的半径R=0. 50 m,弹簧原长L0 = 0. 50 m，劲度系数为4.8 N/m，如图所示，若小球从图示位置B点由静止开始滑到最低点C时，弹簧的弹性势能=0. 60J；求：(1)小球到C点时的速度vC的大小(2)小球在C点时对环的作用力（g=10 m/S2).参考答案：1 解：(1)设纸带的加速度为a1，铁块的加速度为a2则 ，得t=1s。(2) 2 40m/s 20m/s 2104W 0.25m/s2 55s3 解：(1)以人为研究对象，人加速下滑过程中受重力mg和杆对人的作用力F1，由题图可知，人加速下滑过程中杆对人的作用力F1为180 N由牛顿第二定律得mg一F1 =ma，则a=4 m/s2.1s末人的速度达到最大，则v= at1=4 m/s.(2）加速下降时位移为：=2 m.减速下降时，由动能定理得代入数据解得.4解析：由于滑块重力沿斜面向下的分力大于滑块所受摩擦力，所以可断定滑块最终将停靠在挡板处从以v向上滑动至最终停下，设滑块经过的路程为l，则重力做正功，摩擦力做负功解法一：此过程重力对滑块做功WGmgssinq ，摩擦力做功Wf-m mglcosq 对滑块由动能定理，有：mgssinq -m mglcosq 0-mv2解得l解法二：由能量转化与守恒求解，此过程滑块机械能的减少E1mgssinq mv2，克服摩擦力做功转化的内能E2m mgcosq l，由能量守恒定律有E1E2即mgssinq mv2m mglcosq 同样可解出l答案：5解析：细绳的拉力分别对物m和物2m做正功和负功，所以物m和物2m各自的机械能都不守恒，但物m和物2m构成的系统机械能守恒，故以系统为研究对象此过程中系统减少的势能为2mgh-mghmgh系统增加的动能为(3m)v2根据机械能守恒定律，有mgh(3m)v2，v答案：6 ACD 7 AD 8 C 9 B 10 D 11 CD 12 CD 13分析与解答：物块受重力，如上图乙所示，物块随斜面体匀速运动，所受合力为零，所以，。物块位移为支持力的夹角为，支持力做功。静摩擦力的夹角为做的功.合力是各个力做功的代数和14（1）5m （2）500W15解：甲、乙两位同学的解法都不正确甲同学把125 m全部当做匀加速直线运动的位移，求出运动时间t，这一步就错了，然后又用公式W=Pt来求牵引力做功，而汽车在做匀加速运动的过程中功率是逐渐变大的，这一步骤又错了而乙同学的做法中，第一步是正确的，但力F是汽车做匀加速运动时的牵引力，当汽车以额定功率行驶时，牵引力是变力，做功不能用W=Fs来计算正确的解法是：汽车行驶的最大速度为 根据动能定理得，。16 错解：由于杆的弹力总垂直于小球的运动方向，所以轻杆对A、B两球均不做功。分析纠错：设当杆转到竖直位置时，A球和B球的速度分别为VA和VB。如果把轻杆、地球、两个小球构成的系统作为研究对象，那么由于杆和小球的相互作用力做功总和等于零，故系统机械能守恒。若取B的最低点为零重力势能参考平面，可得：2mgL= 又因A球对B球在各个时刻对应的角速度相同,故VB2VA 由以上二式得：.根据动能定理，可解出杆对A、B做的功。对于A有WA+mgL/2= -O，所以WA=mgL.对于B有WB+mgL=，所以WB=0.2mgL.17解析：由A、B和地球组成的系统，在A、B运动过程中，只有A、B的重力做功，系统机械能守恒EPEk即：4mg-mgsmv24mv2细线突然断的瞬间，物块B竖直上升的速度为v，此后B做竖直上抛运动，设继续上升的距离为h，由机械能守恒得mv2mgh物块B上升的最大高度Hhs由解得H1.2 s答案：1.2 s18解：小球由B点滑到C点，弹簧和小球机械能守恒有 得vC=3 m/s.(2）在C点时有,设环对小球作用力为N，方向指向圆心，则.小球对环作用力为, .10.（10分）一列火车质量是1 000t，由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动，经1min前进900m时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍，g取10m/s2，求： (1) 火车行驶的最大速度； (2) 火车的额定功率； (3) 当火车的速度为10m/s时火车的加速度。10. (1)根据动能定理 ，又 P=Fvm=Ffvm=kmgvm，联列以上两式可得 ，代入数据得 vm260vm+900=0，解得火车行驶的最大速度 vm=30m/s。(2)火车的额定功率P=kmgvm=0.0510001031030W=1.5107W。(3)由 ，解得当火车的速度为10m/s时火车的加速度m/s2m/s2=1 m/s2。图16AB18、如图16所示，半径为r,质量不计的圆盘与地面垂直，圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O，在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A，在O点的正下方离O点r/2处固定一个质量也为m的小球B。放开盘让其自由转动，问：（1）A球转到最低点时的线速度是多少？（2）在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少？分析与解：该系统在自由转动过程中，只有重力做功，机械能守恒。设A球转到最低点时的线速度为VA，B球的速度为VB，则据机械能守恒定律可得： mgr-mgr/2=mvA2/2+mVB2/2 图17据圆周运动的知识可知：VA=2VB 由上述二式可求得