第五章第三讲创新演练

时间时间 45 分分钟钟 满满分分 100 分分 一 选择题一 选择题 本题包括本题包括 10 小题 每小题小题 每小题 7 分 共分 共 70 分 至少一个选项符合题目要求分 至少一个选项符合题目要求 1 如图如图 1 一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 O 点 另一端系一点 另一端系一 小球 给小球一足够大的初速度 使小球在斜面上做圆周运动 在此小球 给小球一足够大的初速度 使小球在斜面上做圆周运动 在此 过程中过程中 A 小球的机械能守恒 小球的机械能守恒 图图 1 B 重力对小球不做功 重力对小球不做功 C 绳的张力对小球不做功 绳的张力对小球不做功 D 在任何一段时间内 小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少 在任何一段时间内 小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少 解析 解析 斜面粗糙 受到摩擦力作用 斜面粗糙 受到摩擦力作用 对对小球做功 机械能有小球做功 机械能有损损失 失 则则 A 错误错误 重力 重力对对小球小球 做功 做功 B 错误错误 绳绳的的张张力始力始终终与小球运与小球运动动方向垂直 不做功 方向垂直 不做功 C 正确 小球正确 小球动动能的减小能的减小应应等于等于 克服摩擦力和重力所做的功的克服摩擦力和重力所做的功的总总和 所以和 所以 D 错误错误 答案 答案 C 2 如图如图 2 所示 跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型 所示 跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型 运动员从高处落到处于自然状态的跳板运动员从高处落到处于自然状态的跳板 A 位置位置 上 随跳板一同向下运动上 随跳板一同向下运动 到最低点到最低点 B 位置位置 对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程 对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程 下列说法中正确的是下列说法中正确的是 A 运动员到达最低点时 其所受外力的合力为零 运动员到达最低点时 其所受外力的合力为零 B 在这个过程中 运动员的动能一直在减小 在这个过程中 运动员的动能一直在减小 C 在这个过程中 跳板的弹性势能一直在增加 在这个过程中 跳板的弹性势能一直在增加 图图 2 D 在这个过程中 运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功 在这个过程中 运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功 解析 解析 运运动员动员到达最低点到达最低点时时 所受合外力最大 速度 所受合外力最大 速度为为零 零 A 错误错误 在 在这这个个过过程中 运程中 运动动 员员的速度先增大后减小 的速度先增大后减小 动动能也先增大后减小 能也先增大后减小 B 错误错误 在 在这这个个过过程中跳板形程中跳板形变变越来越越来越严严重 重 弹弹性性势势能一直在增加 能一直在增加 C 正确 根据正确 根据动动能定理能定理 WG W弹 弹力力 0 mv2可知 可知 WG W弹 弹力力 D 正 正 1 2 确 确 答案 答案 CD 3 2011 资阳模拟资阳模拟 从地面竖直上抛一个质量为从地面竖直上抛一个质量为 m 的小球 小球上升的最大高度为的小球 小球上升的最大高度为 H 设上升过程中空气阻力设上升过程中空气阻力 F阻 阻恒定 则对于小球的整个上升过程 下列说法中错误的是 恒定 则对于小球的整个上升过程 下列说法中错误的是 A 小球动能减少了 小球动能减少了 mgH B 小球机械能减少了 小球机械能减少了 F阻 阻H C 小球重力势能增加了 小球重力势能增加了 mgH D 小球的加速度大于重力加速度 小球的加速度大于重力加速度 g 解析 解析 由由动动能定理知 小球能定理知 小球动动能减少了能减少了 mg F阻 阻 H A 错误 错误 由功能关系知 小球机械 由功能关系知 小球机械 能减少了能减少了 F阻 阻H B 正确 重力 正确 重力势势能增加了能增加了 mgH C 正确 小球的加速度正确 小球的加速度为为 g D 正确 正确 F阻阻 m 因此 只有因此 只有 A 符合符合题题意 意 答案 答案 A 4 如图如图 3 所示 一根长为所示 一根长为 l1的橡皮条和一根长为的橡皮条和一根长为 l2的不可伸长的绳的不可伸长的绳 子子 l1 l2 悬于同一点 橡皮条另一端系悬于同一点 橡皮条另一端系 A 球 绳子另一端系球 绳子另一端系 B 球 两球球 两球 质量相等 现从悬线水平位置质量相等 现从悬线水平位置 橡皮条保持原长橡皮条保持原长 将两球由静止释放 当两将两球由静止释放 当两 球至最低点时 橡皮条的长变为与绳子长相等 此时两球速度的大小球至最低点时 橡皮条的长变为与绳子长相等 此时两球速度的大小 A B 球速度较大球速度较大B A 球速度较大球速度较大 图图 3 C 两球速度大小相等 两球速度大小相等D 不能确定谁的速度较大 不能确定谁的速度较大 解析 解析 由由题题意知意知 A B 两球的重力两球的重力势势能能变变化相同 但化相同 但 A 球的重力球的重力势势能能转转化化为为 A 球的球的动动能能 和橡皮条的和橡皮条的弹弹性性势势能 能 B 球的重力球的重力势势能能转转化化为为 B 球的球的动动能 所以能 所以 B 球的速度大 球的速度大 A 正确 正确 答案 答案 A 5 如图 如图 4 所示 在高所示 在高 1 5 m 的光滑平台上有一个质量为的光滑平台上有一个质量为 2 kg 的小球被一细线拴在墙的小球被一细线拴在墙 上 球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧 当烧断细线时 小球被弹出 小球落地时的速上 球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧 当烧断细线时 小球被弹出 小球落地时的速 度方向与水平方向成度方向与水平方向成 60 角 则弹簧被压缩时具有的弹性势能为角 则弹簧被压缩时具有的弹性势能为 g 取取 10 m s2 图图 4 A 10 J B 15 J C 20 J D 25 J 解析 解析 由由 h gt2和和 vy gt 得 得 vy m s 落地 落地时时 由 由 tan60 可得 可得 v0 1 230 vy v0 vy tan60 m s 由机械能守恒得 由机械能守恒得 Ep mv02 可求得 可求得 Ep 10 J 故 故 A 正确 正确 10 1 2 答案 答案 A 6 如图如图 5 所示 某段滑雪雪道倾角为所示 某段滑雪雪道倾角为 30 总质量为 总质量为 m 包括雪具在包括雪具在 内内 的滑雪运动员从距底端高为的滑雪运动员从距底端高为 h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑 加速度为处的雪道上由静止开始匀加速下滑 加速度为 g 在他从在他从 1 3 上向下滑到底端的过程中 下列说法正确的上向下滑到底端的过程中 下列说法正确的 图图 5 是是 A 运动员减少的重力势能全部转化为动能 运动员减少的重力势能全部转化为动能 B 运动员获得的动能为 运动员获得的动能为 mgh 1 3 C 运动员克服摩擦力做功为 运动员克服摩擦力做功为 mgh 2 3 D 下滑过程中系统减少的机械能为 下滑过程中系统减少的机械能为 mgh 1 3 解析 解析 运运动员动员的加速度的加速度为为 g 沿斜面 沿斜面 mg Ff m g Ff mg Wf mg 2h mgh 1 3 1 2 1 3 1 6 1 6 1 3 所以所以 A C 项错误项错误 D 项项正确 正确 Ek mgh mgh mgh B 项错误项错误 1 3 2 3 答案 答案 D 7 如图如图 6 所示 一长为所示 一长为 2L 的轻杆中央有一光滑的小孔的轻杆中央有一光滑的小孔 O 两端各 两端各 固定质量为固定质量为 2m 和和 m 的的 A B 两个小球 光滑的铁钉穿过小孔垂直钉两个小球 光滑的铁钉穿过小孔垂直钉 在竖直的墙壁上 将轻杆从水平位置由静止释放 转到竖直位置 在转动在竖直的墙壁上 将轻杆从水平位置由静止释放 转到竖直位置 在转动 图图 6 的过程中 忽略一切阻力 下列说法正确的是的过程中 忽略一切阻力 下列说法正确的是 A 杆转到竖直位置时 杆转到竖直位置时 A B 两球的速度大小相等为两球的速度大小相等为 gL 3 B 杆转到竖直位置时 杆对 杆转到竖直位置时 杆对 B 球的作用力向上 大小为球的作用力向上 大小为 mg 1 3 C 杆转到竖直位置时 杆转到竖直位置时 B 球的机械能减少了球的机械能减少了 mgL 4 3 D 由于忽略一切摩擦阻力 由于忽略一切摩擦阻力 A 球机械能一定守恒球机械能一定守恒 解析 解析 由于由于转动过转动过程中 两球的角速度相等 半径相同 故程中 两球的角速度相等 半径相同 故线线速度相同 根据机械能守速度相同 根据机械能守 恒定律 恒定律 2mgL mgL 2m m v2 解得 解得线线速度速度 v A 错错 此 此时设时设杆杆对对 B 球的作用力球的作用力 1 2 2gL 3 FT竖竖直向下 直向下 则对则对 B 球 球 FT mg m 则则杆杆对对 B 球的作用力球的作用力为为 FT mg 负负号表示杆号表示杆 v2 L 1 3 对对 B 球的作用力向上 球的作用力向上 B 对对 B 球的机械能增加量球的机械能增加量为为 mgL mv2 mgL C 错错 由于杆 由于杆对对 A 1 2 4 3 球做球做负负功 功 A 球的机械能减少 减少的机械能等于球的机械能减少 减少的机械能等于 B 球增加的机械能 球增加的机械能 D 错错 答案 答案 B 8 如图如图 7 所示 一轻绳通过无摩擦的小定滑轮所示 一轻绳通过无摩擦的小定滑轮 O 与小球与小球 B 连接 另一端与套在光滑竖连接 另一端与套在光滑竖 直杆上的小物块直杆上的小物块 A 连接 杆两端固定且足够长 物块连接 杆两端固定且足够长 物块 A 由静止从图示位置释放后 先沿杆由静止从图示位置释放后 先沿杆 向上运动 设某时刻物块向上运动 设某时刻物块 A 运动的速度大小为运动的速度大小为 vA 小球 小球 B 运动的速度大小为运动的速度大小为 vB 轻绳与 轻绳与 杆的夹角为杆的夹角为 则则 A vA vBcos 图图 7 B vB vAcos C 小球 小球 B 减小的势能等于物块减小的势能等于物块 A 增加的动能增加的动能 D 当物块 当物块 A 上升到与滑轮等高时 它的机械能最大上升到与滑轮等高时 它的机械能最大 解析 解析 速度分解如速度分解如图图所示 所示 vB vAcos B 项项正确正确 A 错误错误 AB 两个两个 物体的机械能守恒 小球物体的机械能守恒 小球 B 减小的减小的势势能等于能等于 B 动动能的改能的改变变加加 A 机械能机械能 的的变变化 化 C 项错误项错误 物 物块块 A 上升到与滑上升到与滑轮轮等高等高时时 B 的速度的速度为为 0 动动能最能最 小 小 B 的位置最低 的位置最低 B 的的势势能最小 能最小 B 的机械能最小 所以的机械能最小 所以 A 的机械能最的机械能最 大 大 D 项项正确 正确 答案 答案 BD 9 2010 江苏高考江苏高考 如图如图 8 所示 平直木板所示 平直木板 AB 倾斜放置 板上的倾斜放置 板上的 P 点点 距距 A 端较近 小物块与木板间的动摩擦因数由端较近 小物块与木板间的动摩擦因数由 A 到到 B 逐渐减小 先让物块逐渐减小 先让物块 从从 A 由静止开始滑到由静止开始滑到 B 然后 将然后 将 A 着地 抬高着地 抬高 B 使木板的倾角与前一过 使木板的倾角与前一过 程相同 再让物块从程相同 再让物块从 B 由静止开始滑到由静止开始滑到 A 上述两过程相比较 下列说法中上述两过程相比较 下列说法中 图图 8 一定正确的有一定正确的有 A 物块经过 物块经过 P 点的动能 前一过程较小点的动能 前一过程较小 B 物块从顶端滑到 物块从顶端滑到 P 点的过程中因摩擦产生的热量 前一过程较少点的过程中因摩擦产生的热量 前一过程较少 C 物块滑到底端的速度 前一过程较大 物块滑到底端的速度 前一过程较大 D 物块从顶端滑到底端的时间 前一过程较长 物块从顶端滑到底端的时间 前一过程较长 解析 解析 设设物物块块从从 A 到到 P 的平均加速度的平均加速度为为 a1 从 从 B 到到 P 的平均加速的平均加速 度度为为 a2 由 由题题意可知 意可知 a1 a2 又由于 又由于 AP BP 由运 由运动动学公式可以判断物学公式可以判断物 块块从从 A 到到 P 的速度的速度较较小 即小 即动动能能较较小 小 选项选项 A 正确 由于摩擦生正确 由于摩擦生热热 Q Ffs 其中前一 其中前一过过程的程的 Ff较较大 但大 但 s 较较小 所以无法判断小 所以无法判断 Q 的大小 的大小 选项选项 B 错误错误 对对于于选选 项项 C 由于两个 由于两个过过程中重力做功和摩擦力做功情况相同 由程中重力做功和摩擦力做功情况相同 由动动能定理可以判断物能定理可以判断物块块滑到斜面滑到斜面 底端的速度相同 底端的速度相同 选项选项 C 错误错误 物 物块块两种情况下的两种情况下的 v t 图图象如象如图图所示 前一所示 前一过过程程对应图线对应图线 加速度越来越大 后一 加速度越来越大 后一过过程程对应图线对应图线 加速度越来越小 由于两种情况下的末速度大 加速度越来越小 由于两种情况下的末速度大 小相同 位移相等 由小相同 位移相等 由图图可以直接得到前一可以直接得到前一过过程程对应时间较长对应时间较长 选项选项 D 正确 正确 答案 答案 AD 10 如图 如图 9 所示 足够长的传送带以恒定速率顺时针运行 将一个所示 足够长的传送带以恒定速率顺时针运行 将一个 物体轻轻放在传送带底端 第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的物体轻轻放在传送带底端 第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的 速度 第二阶段与传送带相对静止 匀速运动到达传送带顶端 下列说法正确的是速度 第二阶段与传送带相对静止 匀速运动到达传送带顶端 下列说法正确的是 图图 9 A 第一阶段摩擦力对物体做正功 第二阶段摩擦力对物体不做功 第一阶段摩擦力对物体做正功 第二阶段摩擦力对物体不做功 B 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加 第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加 C 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加 第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加 D 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热 物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热 解析 解析 第一第一阶阶段段为为滑滑动动摩擦力做功 第二摩擦力做功 第二阶阶段段为为静摩擦力做功 两个静摩擦力做功 两个阶阶段摩擦力方向都段摩擦力方向都 跟物体运跟物体运动动方向相同 所以摩擦力都做正功 方向相同 所以摩擦力都做正功 选项选项 A 错误错误 由功能关系可知 第一 由功能关系可知 第一阶阶段摩擦段摩擦 力力对对物体做的功物体做的功 除重力之外的力所做的功除重力之外的力所做的功 等于物体机械能的增加 即等于物体机械能的增加 即 E W阻 阻 F阻 阻l物物 摩擦生摩擦生热为热为 Q F阻 阻l相相对对 又由于 又由于 l传 传送送带带 vt l物 物 t 所以 所以 l物 物 l相 相对对 l传 传送送带带 即 即 Q E v 2 1 2 选项选项 C 正确 正确 B 错误错误 第二 第二阶阶段没有摩擦生段没有摩擦生热热 但物体的机械能 但物体的机械能继续继续增加 增加 结结合合选项选项 C 可以可以 判断判断选项选项 D 错误错误 答案 答案 C 二 计算题二 计算题 本题共本题共 2 小题 共小题 共 30 分分 11 15 分分 如图如图 10 所示 一足够长的木板在光滑的水平面上以速度所示 一足够长的木板在光滑的水平面上以速度 v 匀速运动 现将匀速运动 现将 质量为质量为 m 的物块竖直向下轻轻地放在木板的右端 已知物块与木板间的动摩擦因数为的物块竖直向下轻轻地放在木板的右端 已知物块与木板间的动摩擦因数为 为保持木板的速度不变 从物块放到木板上到它相对木板静止的过程中 对木板施一水平为保持木板的速度不变 从物块放到木板上到它相对木板静止的过程中 对木板施一水平 向右的恒力向右的恒力 F 求 求 图图 10 1 摩擦力对物块做的功和摩擦力对木板做的功 摩擦力对物块做的功和摩擦力对木板做的功 2 恒力恒力 F 对木板做的功 对木板做的功 3 系统增加的内能 系统增加的内能 解析 解析 1 设设物物块块与木板与木板间间的摩擦力大小的摩擦力大小为为 Ff 物 物块块的最的最终终速度等于速度等于 v 物 物块块从放到木板从放到木板 的右端到与木板相的右端到与木板相对对静止的静止的过过程中相程中相对对地面的位移地面的位移为为 s1 木板相 木板相对对地面的位移地面的位移为为 s2 过过程所程所 用的用的时间为时间为 t 由 由动动能定理知 摩擦力能定理知 摩擦力对对物物块块做的功做的功为为 Wf Ffs1 mv2 1 2 对对物物块块 s1 t 对对木板 木板 s2 vt 得 得 s2 2s1 v 2 则则木板相木板相对对地面的位移地面的位移为为 2s1 故摩擦力 故摩擦力对对木板做的功木板做的功为为 W f Ffs2 mv2 2 木板做匀速运木板做匀速运动动 则则 F Ff F 做的功做的功为为 WF Fs2 mv2 3 摩擦力摩擦力对对物物块块 木板做的功的代数和 木板做的功的代数和为为 W mv2 1 2 故系故系统统增加的内能增加的内能 Q mv2 1 2 答案 答案 1 mv2 mv2 2 mv2 3 mv2 1 2 1 2 12 15 分分 如图如图 11 所示 固定轨道所示 固定轨道 ABCD 由斜面轨道由