2006届高三物理一轮复习第五单元机械能同步练习题[全套]-人教版

第五单元第五单元 机械能机械能 5 1 机械能机械能 一 不定项选择题一 不定项选择题 1 关于作用力和反作用力做功的关系 正确的是 A 作用力做正功时反作用力一定做负功 B 作用力做的功与反作用力做的功一定大小相等符号相反 C 作用力做正功时反作用力也可做正功 D 作用力做负功时 反作用力也可以同时做负功 2 用水平恒力 F 作用于质量为肘的物体 使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离 s 恒力做 功为形 t 再用该恒力作用于质量为 m mW2 B W1 W2 C W1 W2 D 无法判断 3 一架自动扶梯以恒定的速率 v1运送乘客上同一层楼 其乘客第一次站在扶梯上不动 第二次以 相对于扶梯的速率地沿扶梯匀速上走 两次扶梯运客所做的功分别为 W1和 W2 牵引力的功率分 别为 P1和 P2 则 A Wl W2 Pl P2 B W1 W2 Pl P2 C W1 W2 PlW2 P1 P2 4 一质量为 2kg 的滑块 以 4m s 的速度在光滑水平面上向左滑行 从某一时刻起 在滑块上作 用一向右的水平力 经过一段时间 滑块的速度方向改为向右 大小为 4m s 在这段时间里水平 力做的功为 A 0 B 8J C 16J D 32J 5 某个力 F 10N 作用于半径为 R lm 的转盘边缘上 力 F 的大小保持不变 但方向保持任何时刻 与作用点的切线一致 则转动一周这个力 F 做的功为 A 0J B 20J C 10J D 20J 6 一个物体在水平方向受到均为恒力的两个平衡力的作用 正沿水平方向做匀速直线运动 若撤 去一个水平力 则有 A 物体的动能可能一段时间内不断减少 B 物体的动能可能不断增加 C 物体经一段时间可能只是始末动能相等 D 物体的动能可能一直不变 7 一辆汽车在水平公路上匀速行驶 从某时刻开始 牵引力 F 和阻力 L 随时间 I 的变化 规律如图 5 l 1 a 所示 则从 tl时刻到 t2时刻的时间内 汽车牵引力的功率随时 间的变化为图 5 2 1 b 中的 8 如图 5 1 2 所示是健身用的 跑步机 示意图 质量为 m 的运动员踩在与水平面成 a 角的静止 皮带上 运动员用力蹬皮带 皮带运动过程中受到的阻力恒定为厂 使皮带以速度 v 匀速向后运动 在运动过程中 下列说法正确的是 A 人脚对皮带的摩擦力方向与皮带运动方向相反 B 人对皮带做的功为 C 人对皮带不做功 D 人对皮带做功的功率为 vf 图图 5 1 2 二 论述 计算题二 论述 计算题 9 在光滑水平面上有一静止的物体 现以水平恒力甲推这一物体 作用一段时间后换成相反方向的 水平恒力乙推这一物体 当恒力乙作用时问与恒力甲作用时间相同时 物体恰好回到原处 此时物 体的动能为 32J 则在整个过程中 恒力甲做的功和恒力乙做的功各等于多少 10 汽车发动机的功率为 60kW 若其总质量为 5t 在水平路面上行驶时 所受阻力恒为车重的 0 1 倍 g 取 10m s2 1 汽车保持其额定功率不变从静止启动后能达到的最大速度是多大 当汽车 的加速度为 2m s2时 速度多大 当汽车的速度为 6m s 时加速度多大 2 若汽车从静止开始 保持 以 0 5m s2的加速度做匀加速直线运动 这一过程能维持多长时间 2 2 1 mv 11 质量为 m 的飞机以水平速度 飞离跑道后逐渐上升 若飞机在此过程中水平速度保持不变 同时受到重力和竖直向上的恒定升力 该升力由其他力的合力提供 不含重力 如图 5 1 3 所示 今测得当飞机在水平方向的位移为 l 时 它的上升高度为 h 求 1 飞机受到的升力大小 2 从 起飞到上升至 h 高度的过程中升力所作的功及在高度 h 处飞机的动能 图 5 1 3 12 如图 5 1 4 所示 一木块由 A 自静止开始下滑 到达 B 点时静止 设动摩擦因数处处相 同 木块在转角 C 处撞击时能量损失不计 测得 A B 两点连线与水平方向的夹角为 则木块与 接触面间为多少 图 5 1 4 13 俄罗斯 和平号 空间站在人类航天史上写下了辉煌的篇章 因不能保障其继续运行 3 月 23 号 坠入太平洋 设空间站的总质量为 m 在离地面高度为 h 的轨道上绕地球做匀速圆周运动 坠落时 地面指挥系统使空间站在极短时间内向前喷出部分高速气体 使其速度瞬间变小 在万有引力作用 下下坠 设喷出气体的质量为 喷出速度为空问站原来速度的 37 倍 下坠过程中外力对 空 间站做的功为 W 求 1 空间站做圆周运动时的线速度 2 空间站落到太平洋表面时的速度 设地球表面的重力加速度为 g 地球半径为 R m 100 1 5 2 重力做功与重力势能的改变功能原理重力做功与重力势能的改变功能原理 一 不定项选择题一 不定项选择题 1 当重力对物体做正功时物体的 A 重力势能一定增加 动能一定减小 B 重力势能一定减小 动能可能不变 C 重力势能一定减小 动能可能增加 D 重力势能一定减小 动能一定增加 2 如图 5 2 1 所示 质量为 M 的物体放在水平地面上 物体上方安装劲度系数为 k 的轻弹 簧 在弹簧处于原长时 用手拉着其上端点很缓慢地向上移动 直到物体离开地面向上移动一段距 离 在这一过程中 P 点的位移为 H 则物体重力势能的增加量为 A MgH B C D 图 5 2 1 3 某人用手将 1kg 物体由静止向上提起 lm 这时物体的速度为 2m s 则下列说法正确的是 g 10m s2 A 手对物体做功 12J B 合外力做功 2J C 合外力做功 12J D 物体克服重力做功 10J 4 在水平地面上平铺着 n 块砖 每块砖的质量为 m 厚度为 h 如果砖被人一块一块地叠放起来 那么人做的功为 A n n 1 mgh B C n n 1 mgh D 5 竖直上抛一球 球又落回原处 已知空气阻力的大小正比于球的速度 则 A 上升过程中克服重力做功的大于下降过程中重力做的功 B 上升过程中克服重力做功的等于下降过程中重力做的功 C 上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率 D 上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率 6 如图 5 2 2 所示 一根质量均匀不可伸长的绳索 重为 G 两端固定在天花板上的 A B 两 点 今在最低点 C 施加一竖直向下的拉力 将 c 处绳索拉至 D 点 此过程绳索的重心 A 升高 B 降低 C 低先升高后降低 D 始终不变 7 行驶中的汽车制动后滑行一段距离 最后停止 流星在夜空中坠落并发出明亮的 k gM MgH 22 k gM MgH 22 k Mg MgH mghnn 1 2 1 mghnn 1 2 1 火焰 降落伞在空中匀速下降 条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈 线圈中产生电流 上述不同 现象中所包含的相同的物理过程是 A 物体克服阻力做功 B 物体的动能转化为其它形式的能量 C 物体的势能转化为其它形式的能量 D 物体的机械能转化为其它形式的能量 8 如图 5 2 3 所示 小球 m 从 A 点以 l0m s 的初速度沿固定的竖直圆弧轨道滑 A 下 并始 终没有脱离圆弧轨道 到达 C 点速度仍为 10m s 现让小球以 5m s 的 速度仍从 A 点滑下 则 到达 C 点时 小球的速度 A 仍为 5m s B 小于 5m s C 大于 5m s D 无法判断 图 5 2 3 二 论述 计算题二 论述 计算题 9 一辆汽车以 60km h 的速度匀速行驶 每行驶 lOkm 消耗汽油 1 OL 已知每升汽油燃烧后放出 的能量为 3 2 107J 汽油机的效率是 25 求 1 汽车行驶 l0km 牵引力做的功 2 汽车受到的牵引力大小 10 某海湾共占面积 1 5 107m2 涨潮时水深 20m 此时关上水坝闸门可使水位保持 20m 不变 退 潮时 坝外水位降至 18m 假设利用此水坝建水力发电站 且重力势能转变为电能的效率是 10 每天有两次涨潮 则该电站每天能发出的电能是多少 海水密度取 p 103kg m3 g 取 10m s2 11 某地区的平均风速是 6 0m s 已知空气密度是 1 2kg m3 此地有一风车 它的车叶转动时 可以形成半径为 20m 的圆面 假如这个风车能将此圆面内 10 的气流的动能转变为电能 问 1 在圆面内 每秒冲击风车车叶的气流的动能是多少 2 这个风车平均每秒内发出的电能是多少 12 如图 5 2 4 所示 斜面的倾角为 质量为 m 的滑块距挡板 P 的距离为 so 滑块以初速度 v0沿斜面上滑 滑块与斜面问的动摩擦因数为 滑块所受摩擦力小于滑块沿斜面的下滑力 若滑 块每次与挡板相碰均无机械能损失 求滑块经过的总路程 13 1957 年第一颗人造卫星上天 开辟了人类宇航的新时代 四十多年来 人类不仅发射了人造 地球卫星 还向宇宙空间发射了多个空间探测器 空间探测器要飞向火星等其他行星 甚至飞出太 阳系 首先要克服地球对它的引力的作用 理论研究表明 物体在地球附近都受到地球对它的万有 引力的作用 具有引力势能 设物体在距地球无限远处的引力势能为零 则引力势能可以表示为 其中 G 是万有引力常量 M 是地球的质量 m 是物体的质量 r 是物体距地心 的距离 现有一个空间探测器随空间站一起绕地球做圆周运动 运行周期为 T 要使这个空间探测 器从空间站出发 脱离地球的引力作用 至少要对它做多少功 r Mm GE 5 3 机械能守恒定律机械能守恒定律 1 物体作变速运动 则正确的说法有 A 若改变物体速度的是重力 则物体机械能不变 B 若改变物体速度的是摩擦力 则物体的机械能一定减小 C 若改变物体速度的是摩擦力 则物体的机械能可能增大 D 在物体速度增大的过程中 物体的机械能可能减小 2 如图 5 3 1 四个选项的图中 木块均在固定的斜面上运动 其中图 A B C 中的斜面是光滑的 图 D 中的斜面是粗糙的 图 A B 中的 为木块所受的外力 方向如图中箭头所示 图 A B D 中的木块沿斜面向下运动 图 c 中的木块沿斜面向上运动 在这四个图所示的运动过程中机械能守 恒的是 3 有一斜覃体放在光滑的水平面上 一个小物体 从斜面顶端无摩擦地自由滑下 在下滑过程中 A 斜面体对小物块的弹力做的功不为零 B 小物体的重力势能完全转化为小物块的动能 C 小物块的机械能不守恒 D 小物块 斜面体和地球构成的系统机械能守恒 4 如图 5 3 2 所示 一根质量分布均匀的木杆竖直立在水平地面上 在木杆倾倒过程中底部没有滑 动 则动能恰好与重力势能相等时木杆与水平地面的夹角 为 A 15 度 B 30 度 C 45 度 D 60 度 图 5 3 2 图 5 3 3 图 5 3 4 图 5 3 5 5 如图 5 3 3 所示 两木块放在光滑的水平面上 当中以轻弹簧连结 木块 B 紧靠竖直墙面 现 在用木块 A 压缩弹簧 并由静止释放 这时弹簧的弹性势能为岛 运动中弹簧伸长到最长和压缩 到最短时 弹性势能分别为 El 和 E2 则 A El E2 B E0 E2 C E0 El D El E2 6 如图 5 3 4 所示 在两个质量分别为 m 和 2m 的小球 a 和 b 之间 用一根长为 l 的轻杆连接 杆的 质量可不计 两小球可绕穿过轻杆中心 D 的水平轴无摩擦转动 现让轻杆处于水平位置 然后无 初速释放 重球 b 向下 轻球 a 向上 发生转动 在杆转至竖直的过程中 A b 球的重力势能减小 动能增加 B a 球的机械能增加 b 球的机械能减少 C a 球和 6 球的总机械能守恒 D a 球和 b 球的总机械能不守恒 7 如图 5 3 5 所示 长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架 在 A 处固定质量为 2m 的小球 B 处固定质量为 M 的小球 支架悬挂在 D 点 可绕过 D 点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动 开始时 OB 与 d 地面相垂直 放手后开始运动 在不计任何阻力的情况下 下列说法正确的是 A A 球到达最低点时速度为零 B A 球机械能减少量等于 B 球机械能增加量 C B 球向左摆动所能达到的最高位置应高于 A 球开始运动时的高度 D 当支架从左向右回摆时 A 球一定能回到起始高度 二 实验题二 实验题 8 在第一次试验中 质量 m 1kg 的重物自由下落 在纸带上打出一系列的点 如图 5 3 6 所示 相邻计数点时间间隔为 0 02s 单位 cm 那么 1 纸带的 端与重物相连 2 打点计时器打下计数点 B 时 物体的速度铀 3 从起点 O 到打下计数点 B 的过程中重力势能减少量 Ep 此过程中物体动能的增加量 Ek g 取 9 8m s2 4 通过计算 数值上 Ep Ek 填 或 mB 跨放在一个光滑的半圆柱上 半圆柱体的半径为 R A B 刚好贴在圆 上 今让两球由静止释放 当 B 刚好到达圆柱最高点时 脱离圆柱体 求 1 B 到达最高点的速度 2 mA与 mB的比值是多少 12 如图 5 3 10 所示 半圆轨道竖直放置 半径 R 0 4m 其底端与水平轨道相接 一个质量 为 m 0 2kg 的滑块放在水平轨道 C 点上 轨道均为光滑 用一个水平的恒力 作用于 滑块 使滑块向右运动 当滑块到达半圆轨道的最低点 A 时撤去 F 滑块到达圆的最高点 B 沿水 平方向飞出 恰好落到滑块起始运动的位置 C 点 则 A 与 C 至少应相距多少 这种情况下所需恒力 的大小是多少 取 g 10m s2 物理单元练习物理单元练习 五五 第五单元第五单元 机械能机械能 参参 考考 答答 案案 一 1 CD 作用力与反作用力一定等大反向 但功可以大小不等 例如在光滑水平面上有两个载有条形磁铁 的小车同名磁极相对时 若放手时初速度为零 则相互的排斥力均做正功 若给两车以相同的初速度使 其相向运动 则在相互靠近的过程中排斥力对两车均做负功 2 C 力 F 做的功与其他的力无关 因 为两次力和力的方向上的位移 s 相等 所以力 F 的功相同 3 D 两次运客扶梯对人的功率相等 又 由 W Pt 和 t s v 知 当人在梯上走动时 人的速率大 扶梯做功时间短 故 W1 W2 4 A 水平力为合外力 因为滑块在这段时间内初末动能相等 由动能定理 合外力 水平力 的功为零 5 B 用展开法 此时力与瞬时位移处处方向相同 F 的功应等于力乘路程 6 ABC 撤去水平力后 物体要受合外力作用 合外力即未撤去水平力的恒力 这个力可能与速度方向 相同 也可能相反或有夹角 即物体可能做加速运动或者类竖直上抛运动或抛体运动 即物体在一段时 间内动能可能变大或变小 或在某两点速度相等 即动能相等 但物体不可能一直做匀速运动 也不可 能做匀速圆周运动 7 C 在 t1 t2 段牵引力 F 恒定 汽车作匀减速运动 牵引力的功率 P Fv F vo at Fv0 Fat 8 D 人脚对皮带的摩擦力厂与皮带运动方向相同 人对皮带做功的功率 P fv 9 设水平恒力甲为 F1 作用时问为 t 水平恒力乙为 F2 物体质量为 M 在甲 乙两力作用下物体运动 的关系 知 1 2 F1 m t2 F1t m t 1 2 F2 m t2 则 F2 3Fl 力甲推物体做功 W1 F1 S 力 乙推物 体做功 W2 F2S W2 3Wl 由动能定理 W1 W2 Ek2 0 32J 由 解得 W1 8J W2 24J 10 1 当汽车速度最大时牵引力等于阻力 f 由 P fv 得 Vm P f P 0 1mg 12m s 当汽车加速度 a1 2m s2 时 由牛顿第二定律 Fl f ma1 又 P Flv1 解 得 vl 4m s 当汽车速度为 v2 6m s 时 由牛顿第二定律 F2 f ma2 P F2v2 解 得 a2 lm s2 2 当汽车以 a3 O 5m s2 匀加速运动时 P F3V m 又 汽车 F3 f ma3 V a3tm 解 得 tm 16s 11 1 在水平方向上 l v0t 则 t l v0 在竖直方向上 h 1 2 at2 1 2 al2 v02 得 a 2h v02 l2 又由牛顿第二定律得 F m g ma 则飞机的升力为 F m g 2h v02 l2 2 设升力做的功为 W W Fh mgh 2m v02h2 l2 在飞机飞行 h 高过程中由动能定理有 F mg h Ek 1 2m v02 则 Ek m v02 l2 4h2 2l2 12 设 AC 与水平面夹角为 n 对木块由 A 至 B 的全过程 由动能定理有 联立解得 p tg 13 1 设空间站在 h 高处作匀速圆周运动的速度为 v 则有 又 g GM R2 2 对于空间站的喷气过程由动量守恒定律有 mv1 37mv1 100 m m 100 v2 对于空间站的下坠过 程设其落到太平洋表面时的速度为 v3 则由动能定理有 W 1 2 m m 100 v32 v22 解 200w 5 2 重力做功与重力势能的改变功能原理重力做功与重力势能的改变功能原理 1 BC 重力做正功时 即物体向下运动 物体重力势能一定减小 但动能可以不变 也可能增加 也可 能减少 即物体向下运动时可以作匀速运动 也可以向下作加速 减速运动 2 C P 点向上移动 H 时 M 要下降 Mg k 的距离 即 M 上升的实际高度为 H Mg k 则物体势能增 加 Mg H Mg k 3 ABD 手对物体做的功为物体机械能增量 1 2 m v02 mgh 12J 由动能定理 合外 力所做的功应为体动能增量 1 2m v02 2J 克服重力功为 mgh 10J 4 B 人做的功为 n 块砖势能增加 开始系统重心高为 h 2 后 n 块砖重心高为 nh 2 故有 Ep 1 2n n 1 mgh 5 BC 上升过程和下降过程小球受到的重力和所发生的位移均相等 故选 B 而 上升过程时问短 则上升过程中克服重力做功的平均功率大 故 C 正确 6 A 对系统由功能原理 外力对系统作的功应等于系统机械能的增量 因为施加的拉力 F 向下 故 F 做正功 故系统机械能增加 而其动能未变 则重力势能应增大 放重心廖升高 7 AD 汽车制动后滑行中 汽车克服阻力做功 机 械能转化为内能 流星在夜空中坠落并发出明亮的火焰 流星克服阻力做功 机械能转化为内能 光能 等 降落伞在空中勺速下降 降落伞克服阻力做功 机械能转化为内能 8 C 第 1 次小球在 AB 段速 度大 则对轨道的压力大 受到的滑动摩擦力大 克服阻力做功多 即第 1 次产生的热量多 当第 1 次 小球在 AB 段减少的势能等于产生的内能时 则第 2 次减少的势能只有一部分转化为内能 即第 2 次小 球到 B 点的速度应超过 5m s 9 1 汽车运动 10km 消耗 1L 的汽油 释放能量 E 3 2 107J 则牵引力做的功 W E 0 25 106J 2 由 W FS 则 F 800N 10 由于海面很大 海湾中的水流人大海使 海面升高的高度 泰计 每次涨潮后坝内能流入海中的水 褶对海面具有的重力势能为 E Ep mg h1 h2 2 M p h1 h2 S Ep pg h1 h2 2s 2 3 1011J 则每天发出的电能 E 2 Ep 2 Ep 10 6 1010 J 11 1 1 秒内能和车叶发生作用的气流体积 V vS v r2 则这股气流的动能 Ek 1 2 mv2 1 2 p r2v2 将 p r v 值代人上式 Ek 4 52 103J 2 P Ek 4 52 102W 12 滑块最终要停在斜面底部 设滑块经过的总路程为 s 对滑块运动的全程由功能关系有 全程所产生的热 Q 1 2m v02 mgsosin Q mgcos s 解 得 s 1 v02 gcos s0tan 13 设空间站距地心距离为 R 由于 GMm R2 m4 2R T2 得 R3 GM T2 4 2 这一探测器运动的 速度设为 此时探测器机械能 E1 Ep1 Ek1 GMm R 1 2 mv2 要使探测器脱离地球引力作用 须使之克艰 引力做功 而探测器在脱离地球引力作用处为 r 无限大 此时最小动能应为 0 即 E2 0 同时考虑到探 测器具有 Ek 1 2m v02的动能 因而做的最小功为 W E2 E1 GMm R 1 2m v02 5 3 机械能守恒定律机械能守恒定律 1 ACD 当只有重力作用时 物体机械能守恒 A 正确 而有摩擦力作用时 摩擦力可以是动力 也可 以是阻力 即物体的机械能可以增大 也可能减小 c 正确 当物体速度增大即动能要增大 物体很可 能处于摩擦生热过程中 即物体机械能变成了内能 2 c 图 AB 中力 是除了熏力之外的力 它对物 体做了功 故物体机械能不守恒 D 图中物体受滑动摩擦力作用要生热 机械能要减少 3 AD 小物 体滑下过程中 斜面体要运动起来 小物体 斜面体与地球构成的系统中机械能守恒 物体的弹力对斜 面体做正功 斜面体对小物