高中物理 第1、2章 功和功率 能的转化和守恒 54单元测试 鲁科版必修2.doc

第1、2章功和功率能的转化和守恒单元测试 1用力将重物竖直提起，先由静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则()a加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大b匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大c两过程中拉力做的功一样大d上述三种情况都有可能解析：匀加速运动的位移s1 = at2，匀速运动的位移s2 = att = 2s1，当匀加速上提时的拉力f = 2mg时，两过程拉力做的功相等；当f 2mg时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的功大.答案：d2在水平粗糙的地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上的拉力f，第二次是斜向下的推力f.两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小相同，位移的大小也相同.则在这两次力的作用过程中()a力f对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同b力f对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同c力f对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同d力f对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同解析：两力对物体做的功w = fscos相同，合外力做的功：第一次w1 = (fcos - mgfsin)s；第二次w2 = (fcos - mg - fsin)s.答案：b3如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球的质量为m，静置于地面；b球的质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为()ahb.1.5hc.2hd.2.5h解析：在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两球的速度大小相等，根据机械能守恒定律可知，3mgh - mgh = (m3m)2，得： = .b落地时，a的高度为h，之后a向上做竖直上抛运动，此过程中机械能守恒，有m2 = mgh，得：h = = .所以a可能达到的最大高度为1.5h，选项b正确.答案：b4如图所示，质量为m的小车在水平恒力f的推动下，从山坡底部a处由静止起运动至高为h的坡顶b，获得速度为，a、b的水平距离为s.下列说法正确的是()a小车克服重力所做的功是mghb推力对小车做的功是m2c推力对小车做的功是fs - mghd阻力对小车做的功是m2mgh - fs解析：重力对小车做的功wg = - mgh，故选项a正确.由功的定义知w推 = fs，由动能定理有w推 - mghw阻 = m2，故w阻 = m2mgh - fs.故选项b、c错误，选项d正确.答案：ad5如图所示，abcd是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底bc的连接处都是一段与bc相切的圆弧，bc水平，其长d = 0.50m，盆边缘的高度h = 0.30m.在a处放一个质量为m的小物块并让其由静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底bc面与小物块间的动摩擦因数 = 0.6小物块在盆内来回滑动，最后停止下来，则小物块停止时的位置到b的距离为()a.0.50mb.0.25mc.0.10md.0解析：对小物块从a点出发到最后停下来的整个过程，由动能定理有：mgh - mgs = 0所以s = = 3m而d = 0.50m，刚好三个来回，所以最终停在b点.答案：d7如图所示，一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为r(比细管的直径大得多)，在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)，小球的质量为m.设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为6mg，此后小球便做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服摩擦力所做的功是()a.3mgrb.2mgrcmgrdmgr解析：设小球在环形管最低点的速度大小为，由向心力公式得：6mg - mg = m可得小球在最低点的动能为：ek = m2 = mgr又由题意知，小球到达最高点时速度等于零，设这一过程管壁摩擦力对小球做的功为wf，由动能定理得：wgwf = 0 - m2即 - mg2rwf = - mgr解得：wf = - mgr即小球克服摩擦力做的功为mgr.答案：d8如图所示，物体的质量为1kg，动滑轮和细绳的质量均不计.现用一竖直向上的拉力f拉动细绳，使物体从静止开始以5m/s2的加速度匀速上升，则拉力f在1s末的瞬时功率是(g取10m/s2)()a.150wb.75wc.37.5wd.25w解析：设与重物连接的悬绳的拉力为f，由牛顿第二定律得：f - mg = ma解得：f = 15n.方法一每时刻拉力做功的功率都等于悬绳对重物做功的功率，故p = f = fat = 75w.方法二由动滑轮的特点知，f = f，拉力f作用点上升的加速度为10m/s2，故p = f = 101w = 75w.答案：b9在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力f1推这一物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力f2推这一物体，当恒力f2作用的时间与恒力f1作用的时间相等时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32j，则在整个过程中，恒力f1、f2做的功分别为()a.16j、16jb.8j、24jc.32j、0jd.48j、 - 16j解析：如图所示，设两过程的时间均为t，a到b过程中，物体的加速度大小为a1；b到d过程中，物体的加速度大小为a2.取向右的方向为正方向，设ab = s，可得：s = a1t2 - s = 0t - a2t20 = a1t解得：a2 = 3a1因为f1 = ma1，f2 = ma2解得：f2 = 3f1又由动能定理得：w1w2 = ek = 32jw1 = f1sw2 = f2s可得：w1 = 8j，w2 = 24j.答案：b 10一质量为500t的机车，以恒定功率375kw由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取g = 10m/s2，试求：（1）机车受到的阻力f的大小.（2）机车在这5min内行驶的路程.解析：研究对象为机车.首先分析物理过程：机车以恒定功率p0由静止出发速度增加牵引力f减小(p0 = f)合力减小(f合 = f - f)加速度减小(a = )速度继续增加直至合力减小为0，加速度a = 0，速度达到最大.可见机车在这5min内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动.当机车的速度达到最大时，p0 = fmax，此时f = f，机车的受力情况如图所示.（1）已知p0 = 375kw = 3.75105wmax = 54km/h = 15m/s根据p0 = fmax时f = f，得：p0 = fmax机车受到的阻力f = = n = 2.5104n.（2）机车在这5min内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功.根据p0 = ，牵引力做的功为：wf = p0t根据动能定理有：p0t - fs = m - 0解得：s = = m = 2250m.答案：（1）2.5104n（2）2250m11弹射器是航母制造中的关键技术之一，重型喷气式战斗机在水平跑道上需要滑行450m以上才能达到起飞速度，而即使当今最大的“尼米兹”级航空母舰甲板的长度也不过300余米，依靠弹射器是重型战斗机在航母上起飞的必不可少的环节.已知美军f - 14战斗机重3.0107kg，在地面跑道上靠自身发动机提供动力需滑行450m才能到达250km/h的起飞速度，而这种战斗机在“尼米兹”号航母上，在蒸汽弹射器和自身发动机动力的共同作用下，可在45m内将速度加到250km/h.若f - 14战斗机加速度滑行时，发动机动力和飞机受到的阻力都恒定，则“尼米兹”号上蒸汽弹射器使一架f