阶段验收评估(五) 机械能.doc

阶段验收评估(五)机械能(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分，每小题只有一个选项正确)1(2014河南中原名校模拟)一物体自t0时由静止开始向上做直线运动，其a t图像如图1所示，则下列判断正确的是()图1A在第4 s时，物体离出发点最远B在06 s内，物体的平均速度为3 m/sC在24 s内，物体的机械能守恒D在46 s内，物体所受的合外力做负功2(2013江苏高考)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图2所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的()图2A30%B50%C70% D90%3(2014上海八校联考)质量相同的两个物体，分别在地球和月球表面以相同的初速度竖直上抛，已知月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，若不计空气阻力，下列说法中正确的是()A物体在地球表面时的惯性比在月球表面时的惯性大B物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间长C落回抛出点时，重力做功的瞬时功率相等D在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等4电动机以恒定的功率P和恒定的转速n卷动绳子，拉着质量为M的木箱在光滑的水平地面上前进，如图3所示，电动机卷绕绳子的轮子的半径为R，当运动至绳子与水平面成角时，下述说法正确的是()图3A木箱将匀速运动，速度是2nRB木箱将匀加速运动，此时速度是2nR/cos C此时木箱对地的压力为MgD此过程木箱受的合外力大小和方向都在变化5(2014武汉部分学校联考)如图4所示，轻绳的一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球(可视为质点)。当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力T、轻绳与竖直线OP的夹角满足关系式Tabcos ，式中a、b为常数。若不计空气阻力，则当地的重力加速度为()图4A. B.C. D.二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分，每小题有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全得3分，选错或不选得0分)6(2014滨州模拟)下面关于蹦床运动的说法中正确的是()A运动员下落到刚接触蹦床时，速度最大B运动到最低点时，床对运动员的作用力大于运动员对床的作用力C从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中，运动员的加速度先减小后增大D在下落过程中，重力对运动员所做的功等于其重力势能的减小量7(2013新课标全国卷)2012年11月，“歼15”舰载机在“辽宁号”航空母舰上着舰成功。图5(a)为利用阻拦系统让舰载机在飞行甲板上快速停止的原理示意图。飞机着舰并成功钩住阻拦索后，飞机的动力系统立即关闭，阻拦系统通过阻拦索对飞机施加一作用力，使飞机在甲板上短距离滑行后停止，某次降落，以飞机着舰为计时零点，飞机在t0.4 s时恰好钩住阻拦索中间位置，其着舰到停止的速度时间图线如图(b)所示。假如无阻拦索，飞机从着舰到停止需要的滑行距离约为1 000 m。已知航母始终静止，重力加速度的大小为g。则()图5A从着舰到停止，飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10B在0.42.5 s时间内，阻拦索的张力几乎不随时间变化C在滑行过程中，飞行员所承受的加速度大小会超过2.5gD在0.42.5 s时间内，阻拦系统对飞机做功的功率几乎不变8(2013北京西城区期末)如图6甲所示，物体以一定的初速度从倾角37的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3.0 m。选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E随高度h的变化如图乙所示。g10 m/s2，sin 370.60，cos 370.80。则()图6A物体的质量m0.67 kgB物体与斜面之间的动摩擦因数0.40C物体上升过程中的加速度大小a10 m/s2D物体回到斜面底端时的动能Ek10 J三、非选择题(本题共4小题，共52分，按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤)9(10分)(2013新课标全国卷)某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图7所示。向左推小球，使弹簧压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面。通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能。回答下列问题：图7(1)本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能Ep与小球抛出时的动能Ek相等。已知重力加速度大小为g。为求得Ek，至少需要测量下列物理量中的_(填正确答案标号)。A小球的质量mB小球抛出点到落地点的水平距离sC桌面到地面的高度hD弹簧的压缩量xE弹簧原长l0(2)用所选取的测量量和已知量表示Ek，得Ek_。图8(3)图8中的直线是实验测量得到的sx图线。从理论上可推出，如果h不变，m增加，sx图线的斜率会_(填“增大”、“减小”或“不变”)；如果m不变，h增加，sx图线的斜率会_(填“增大”、“减小”或“不变”)。由图乙中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与x的_次方成正比。10(12分)(2013海南高考)一质量m0.6 kg的物体以v020 m/s的初速度从倾角为30的斜坡底端沿斜坡向上运动。当物体向上滑到某一位置时，其动能减少了Ek18 J，机械能减少了E3 J，不计空气阻力，重力加速度g10 m/s2。求：(1)物体向上运动时加速度的大小；(2)物体返回斜坡底端时的动能。11(14分)(2013济南测试)如图9所示，静止放在水平桌面上的纸带，其上有一质量为m0.1 kg的铁块，它与纸带右端的距离为L0.5 m，所有接触面之间的动摩擦因数相同。现用水平向左的恒力，经2 s时间将纸带从铁块下抽出，当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘且速度为v2 m/s。已知桌面高度为H0.8 m，不计纸带重力，铁块视为质点。重力加速度g取10 m/s2，求：图9(1)铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离；(2)纸带抽出过程中系统产生的内能。12(16分)(2014苏州模拟)如图10所示，水平地面与一半径为l的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点位置处于圆心O的正下方。在距地面高度为l的水平平台边缘上的A点，质量为m的小球以v0的速度水平飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，试求：图10(1)B点与抛出点A正下方的水平距离x；(2)圆弧BC段所对的圆心角；(3)小球滑到C点时，对圆轨道的压力。答案1选B由a t图像可知，物体在02 s内向上做匀加速直线运动，末速度v16 m/s；在24 s内，物体向上做匀速直线运动；45 s内物体向上做匀减速直线运动，5 s末速度为零；56 s内物体再反向向下做匀加速直线运动，且第6 s末回到第4 s末的位置，因此，物体在第5 s时离出发点最远，在24 s内，机械能增加，46 s内合外力做功为零，A、C、D均错误；06 s内的总位移ha1t12a1t1t218 m，平均速度3 m/s，B正确。2选A量出碰撞前的小球间距与碰撞后的小球间距之比为127，即碰撞后两球速度大小v与碰撞前白球速度v的比值，。所以损失的动能Ekmv22mv2，30%，故选项A正确。3选D两个物体质量相同，惯性相同，选项A错误；由于月球表面的重力加速度比地球表面重力加速度小，物体在地球表面上升到最高点所用时间比在月球表面上升到最高点所用时间短，选项B错误；落回抛出点时，速度相等，而月球表面重力小，所以落回抛出点时，月球上重力做功的瞬时功率小，选项C错误；由于抛出时动能相等，由机械能守恒定律可知，在上升到最高点的过程中，它们的重力势能变化量相等，选项D正确。4选C绳子的速度v12nR，木箱的速度v2v1/cos ，其大小随着变化，选项A错误；绳子上的拉力FP/v1P/2nR，大小不变。木箱受的合力F合Fcos ，其方向不变，其大小随着变化，木箱做变加速直线运动，选项B、D错误；木箱对地的压力为FNMgFsin Mg，选项C正确。5选D当小球运动到最低点时，0，拉力最大，T1ab，T1mgmv12/L；当小球运动到最高点时，180，拉力最小，T2ab，T2mgmv22/L；由mg2Lmv12mv22，联立解得：g，选项D正确。6选CD运动员刚下落到刚接触蹦床时，合力仍为mg，之后还要加速，A错误；运动员对床的作用力与床对运动员的作用力等大反向，B错误；从刚接触床到运动到最低点，运动员随受向上弹力的增大，其加速度先减小后反向增大，C正确；重力对运动员所做的功一定等于运动员重力势能的减少量，D正确。7选AC由v t图像可知飞机在甲板上滑行的距离约为无阻拦索时的1/10，选项A正确；由v t图像可以看出0.42.5 s内飞机在甲板上滑行过程中的加速度不变，说明飞机受到的合力不变，而两段阻拦索的夹角逐渐减小，故阻拦索的张力减小，选项B错误；根据vt图像可以看出0.42.5 s内加速度大小约为：a m/s228.6 m/s2，选项C正确；由于飞机做匀减速运动，所受阻力不变，根据PFv可知，功率逐渐减小，选项D错误。8选CD上升过程，由动能定理得，(mgsin mgcos )hm/sin 0Ek1，摩擦生热mgcos E1E2，解得m1 kg，0.50，故A、B错误；物体上升过程中的加速度大小agsin gcos 10 m/s2，故C正确；上升过程中的摩擦生热为E1E220 J，下降过程摩擦生热也应为20 J，故物体回到斜面底端时的动能Ek50 J40 J10 J，故D正确。9解析：(1)利用平抛运动规律，测量出平抛运动的初速度v。由svt，hgt2，联立解得vs 。要测量小球速度，需要测量小球抛出点到落地点的水平距离s，桌面到地面的高度h。根据动能公式，为求得Ek，还需要测量小球的质量m，所以正确选项是A、B、C。(2)小球抛出时的动能Ekmv2。(3)如果x和h不变，m增加，则小球抛出时的速度减小，s减小，sx图线的斜率会减小。如果x和m不变，h增加，则小球抛出时的速度不变，s增大，sx图线的斜率会增大。由实验绘出的图像可知，s与x成正比，而Ekmv2，所以弹簧被压缩后的弹性势能Ep与x的2次方成正比。答案：(1)ABC(2)(3)减小增大210解析：(1)设物体在运动过程中所受的摩擦力大小为f，向上运动的加速度大小为a，由牛顿定律有a设物体动能减少Ek时，在斜坡上运动的距离为s，由功能关系得Ek(mgsin f)sEfs联立式并代入数据可得a6 m/s2(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm，由运动学规律可得sm设物体返回底端时的动能为Ek，由动能定理有Ek(mgsin f)sm联立式并代入数据可得Ek80 J答案：(1)6 m/s2(2)80 J11解析：(1)水平方向：svt竖直方向：Hgt2由联立解得：s0.8 m(2)设铁块的加速度为a1，由牛顿第二定律，得：mgma1纸带抽出时，铁块的速度：va1t1联立解得0.1铁块的位移：s1a1t12设纸带的位移为s2；由题意知，s2s1L由功能关系可得Emgs2mg(s2s1)由联立解得E0.3 J。答案：(1)0.8 m(2)0.3