高一物理机械能综合暑假作业

1、高一物理机械能综合暑假作业一、选择题 （本题共 6 道小题）1. 如图所示，一轻弹簧左端固定在长木 板m2的左端，右端与小木块 ml连接，且ml m2及m2与地面之间接 触面光滑，开始时ml和m2均静止，现同时对ml m2施加等大反向的 水平恒力F1和F2,从两物体开始运动以后的整个过程中，对ml m2和弹簧组成的系统 （整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度 ） ，错误的 说法是 （ ）A. 因为F1、F2等大反向，故系统机械能守恒B. 因为F1、F2分别对ml m2做正功，故系统动能持续增加C. 因为F1、F2分别对ml m2做正功，故系统机械能持续增加D. 当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等

2、时，ml m2的动能2. 如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量 m=2kg的小球A.半径R=0.3m的光滑半圆形细轨道 竖直地固定在地面上，其圆心 O在P点的正下方，在轨道上套有一质 量也为m=2kg的小球B.用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两 小球连接起来 . 杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点， 且不计滑轮大小的影响.现给小球A一个水平向右的恒力F=50N.（取 g=10m/s2）则（）A. 把小球B从地面拉到P的正下方时力F做功为20JB. 小球B运动到C处时的速度

3、大小为0C. 小球B被拉到与小球 A速度大小相等时，sin / OPB二D. 把小球B从地面拉到P的正下方时小球B的机械能增加了 6J3. 如图是某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置 . 当太阳 光照射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进. 若射到小车上方的光电板，光电板中产生的电流经电动机带动小 车前进. 若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶，经过时间t 前进距离s,速度达到值vm,设这个过程中电动机的功率恒为 P,小车所 受阻力恒为F，那么()A. 这段时间内小车先加速运动,然后匀速运动B. 这段时间内阻力所做的功为 PtC. 这段时间内合力做的功为D.

4、这段时间内电动机所做的功为4. 汽车在水平公路上以额定功率做直线运动，速度为3m/s时的加速度为 6m/s 时的 3 倍,若汽车受到的阻力不变,由此可求得 ()A. . 汽车的速度B. 汽车受到的阻力C. 汽车的额定功率D. 速度从 3m/s 增大到 6m/s 所用的时间5. 一个质量为m的带电小球，在竖直方向的匀强电场中水平抛出，不计空气阻力,测得小球的加速度大小为,方向向下,其中 g 为重力加 速度. 则在小球下落 h 高度的过程中,下列说法准确的是 ()A. 小球的动能增加 mgh B. 小球的电势能减小 mghC. 小球的重力势能减少 mgh D. 小球的机械能减少 mgh6. 如图所

5、示，小车A、小物块B由绕过轻质定滑轮的细线相连，小车 A 放在充足长的水平桌面上，B C两小物块在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上.现用手控制住A.并使细线刚 刚拉直但无拉力作用,并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与桌面平 行.已知A、B C的质量均为m.A与桌面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度为g,弹簧的弹性势能表达式为 EP=gx2,式中七是弹簧的劲 度系数：Ax是弹簧的伸长量或压缩量，细线与滑轮之间的摩擦不计.开始时,整个系统处于静止状态,对 A 施加一个恒定的水平拉力 F 后, A向右运动至速度时，C恰好离开地面，则()A. 小车向右运动至速度时，A、B C加

6、速度均为零B. 拉力 F 的大小为 2mgC. 拉力F做的功为D. C恰好离开地面时A的速度为vA=g二、实验题 ( 本题共 2 道小题)7. 在验证机械能守恒定律的实验中, 已知重锤的质量为m使用的交流电周期为T,重力加速度为g。重锤 从高处由静止开始下落，重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系 列的点，对纸带上的点实行测量并通过计算，就能够验证机械能守恒 定律。(1) 为完成此实验，除了图中所示器材外，还需要的器材有 ;A. 刻度尺 B. 秒表C.天平 D. “220V, 50HZ交流电源(2) 如图所示， O 点为起始点，选择纸带上打出的连续五个点A、 B、 C、D E,测出O A两点间

7、距离为s0, A、C两点间距离为si , C、E两点 间距离为s2,贝卩在打0点到C点的这段时间内，重锤的重力势能减少 量厶EP=，动能的增加量厶Ek=。(用题中所给符号表示)8. 某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能实行探究,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 (a) 所示。向左推小球, 使弹黄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：(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

8、为g。为求得Ek,至少需要测量下列 物理量中的 ( 填准确答案标号 ) 。A.小球的质量m B.小球抛出点到落地点的水平距离 sC.桌面到地面的高度h D.弹簧的压缩量 x E.弹簧原长I。(2) .用所选择的测量量和已知量表示 Ek，得Ek=。(3) 图(b)中的直线是实验测量得到的s- x图线。从理论上可推出， 如果h不变.m增加，s- x图线的斜率会(填“增大”、“减小”或“不变”)；由图(b)中给出的直线关系和Ek的表达式可知，Ep与Ax 的 次方成正比。三、计算题 (本题共 3 道小题)9. 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车 比赛.比赛路径如图所示，赛车从起点 A出发，沿水平直线轨道

9、运动L 后，由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后继续 在光滑平直轨道上运动到 C 点，并能越过壕沟 . 已知赛车质量 m=0.1kg， 通电后以额定功率P=1.5W工作，进入竖直圆轨道前受到的阻力恒为0.3N，随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00m, R=0.32m, h=1.25m， S=1.50m.(1) 求赛车越过壕沟需要的最小速度为 v1 赛车进入圆轨道前在B点的最小速度v3(3) 要使赛车完成比赛，电动机至少工作多长时间 ?(取 g=10m/s2)10. 光 滑水平面上，一个长平板与半圆组成如图所示的装置，半圆弧面 (直径 AB竖直)与平板上表面相切于A

10、点，整个装置质量M=5kg.在装置的右 端放一质量为m=1kg的小滑块(可视为质点)，小滑块与长平板间的动 摩擦因数卩=0.4，装置与小滑块一起以v0=12m/s的速度向左运动.现 给装置加一个 F=64N 向右的水平推力，小滑块与长平板发生相对滑动，当小滑块滑至长平板左端 A 时，装置速度恰好减速为 0，此时撤去外力F并将装置锁定.小滑块继续沿半圆形轨道运动，且恰好能通过轨道点B. 滑块脱离半圆形轨道后又落回长平板 . 已知小滑块在通过半圆形轨道 时克服摩擦力做功 Wf=9.5J.g=10m/s2. 求：(1) 装置运动的时间和位移大小 ;(2) 长平板的长度 l;小滑块最后落回长平板上的落

11、点离 A的距离.11. 一辆车通过一根跨过定滑轮的绳 PQ提升井中质量m=10kg的物体. 如图，绳的P端拴在车后的挂钩上，Q端拴在物体上.设绳的总长不变， 绳的质量、定滑轮的质量和尺寸、滑轮上的摩擦都忽略不计 . 开始时， 车在A点，左右两侧绳都已绷紧并且是竖直的，左侧绳长 H=1m提升时， 车加速向左运动，沿水平方向从 A经过B驶向C.设A到B的距离H=1m 车经过B点时的速度为vB=5m/s.求：(1) 当车运动到B点时，物体升高的高度h;(2) 车由A移到B的过程中，绳Q端的拉力对物体做的功 W.某同学的解 法为：W mgh=mv代入h和vB的数据，即可求出拉力对物体做的功 W. 你若

12、认为该同学的结论准确，计算该功大小 ; 你若认为该同学的结论错 误，说明理由并求出该功的大小 .试卷答案1. 解：A、弹簧弹力以及物体之间的摩擦力属于内力，系统所受外力F1和F2的合力为零故系统动量守恒，因为开始的过程中系统中有两拉力 均做正功，所以机械能不守恒，故 A错误；B、D分别对m和M动态分析可知，开始时二者都做加速运动，随距 离的增大，弹簧的弹力增大，二者的加速度都减小，当加速度 a=0时 速度，即当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，系统的动能，此后弹簧的弹力大于拉力，二者都做减速运动，直到速度为0.故B错误，D准确;C二者的速度都减小为0后，因为弹力仍然大于拉力，二者之间的距 离

13、开始减小，弹簧的弹力做正功，拉力做负功，系统机械能开始减小 . 故C错误；本题选择错误的，故选： ABC.2. AC解：A、对于F的做功过程，由几何知识得到：力 F作用点的位移 x=PB- PC=则力F做的功 W二Fx=5区0.4J=20J，故A准确；B、因为B球到达C处时，已无沿绳的分速度，所以此时滑块 A的速度 为零，考察两球及绳子组成的系统的能量变化过程，由功能关系得： W=mv2+mgR代入已知量得：20=+2X 10X 0.3，解得小球 B速度的大小v=m/s，故B 错误；C当绳与轨道相切时两球速度相等，如图：由三角形知识得：sin / OPB=故C准确；D设最低点势能为0,小球B从

14、地面拉到P的正下方时小球B的机械 能增加，故D错误；故选： AC【点评】： 本题连接体问题,关键分析两物体之间的速度与高度关系 并使用几何知识和功能关系来研究，注意分析B球到达点时A球速度为零.3. 解：A、从题意得到，太阳能驱动小车以功率不变启动，当开始阶段小车所 受的牵引力大于阻力，小车做加速运动，当牵引力平衡后小球做匀速 直线运动，速度达到故A准确；B、阻这段时间内力做功为 W=Fs故B错误；C根据动能定理判断，这段时间内合力做功为，故 C准确；D这段时间内电动机所做的功为，故 D错误.故选 AC4. 解：设额定功率为P,则速度为3m/s时的牵引力，速度为6m/s时， 牵引力为 .根据牛

15、顿第二定律得，F1- f=3(F2 - f)，解得f=.因为牵引力与阻力相等时，速度，则 F=f=，知速度为12m/s.因为功率 未知，无法求出阻力，该运动为变加速运动，无法求出运动的时间 .故 A准确，B、C D错误.故选： A.5. D电势能;功能关系解：A、由牛顿第二定律得知，小球所受的合力 F合=ma=mg方向向下, 根据动能定理知，小球的动能增加 Ek=F合h=mgh故A错误.B、由牛顿第二定律得：mg- F=mg解得电场力F=mg且方向竖直向上， 则电场力做功 W电=-Fh=- mgh故小球的电势能增加 mgh故B错误.C小球在竖直方向上下降h高度时重力做正功mgh所以，小球的重

16、力势能减少mgh故C错误.D由上知，小球的电势能增加 mgh根据能量守恒知，小球的机械能 减少mgh故D准确.故选：D.6. ACD解：A A向右运动至速度时C恰好离开地面，此时 A B、C加 速度均为零，设此时绳的拉力为 T，对 A: F-口 mg- T=0对 B C整体：T- 2mg=0代入数据解得F=2.2mg故A准确，B错误；C、开始时整个系统静止，弹簧压缩量为 x，则对B有kx=mgx=因B C的质量相等，故C恰好离开地面时，弹簧伸长量仍为 x=所以拉力做的功 W=F2x=故C准确；D A由静止到向右运动至速度的过程中，对 A、B、C由能量守恒得(F -卩 mg)2x=(2m)v2+

17、mg2x解得v=g，故D准确.故选： ACD【点评】： 本题的关键是对物体实行受力分析，抓住临界状态，然后 结合功能关系和胡克定律多次列式求解分析，关键是要知道A向右运动至速度时C恰好离开地面，此时A、B、C的加速度均为零，注意整 体法和隔离法的应用，难度适中 .7. (1)AD (2) mg(s0+sl)8. (1)ABC (2) (3) 减小 (4) 二9. 解：(1)设赛车越过壕沟需要的最小速度为 v1，由平抛运动的规律， 有：s=v1t h=gt2 解得：v1=s=2.5 x =5m/s(2) 设赛车恰好越过圆轨道，对应圆轨道点的速度为v2，最低点的速度为 v3 ，由牛顿第二定律及机械

18、能守恒定律，有：mg=m m=m+mg(2R)解得： v3=4m/s(3) 因为B点以后的轨道均为光滑，故轨道最低点速度应该等于平抛的 初速度，通过度析比较，赛车要完成比赛，在进入圆轨道前的速度最 小应该是：vmin=4m/s设电动机工作时间至少为 t ，根据功能原理有：pt - fL=m由此可得： t=2.53s即要使赛车完成比赛，电动机至少工作 2.53s 的时间.答： (1) 赛车越过壕沟需要的最小速度为 5m/s; 赛车进入圆轨道前在B点的最小速度为4m/s;(3) 要使赛车完成比赛，电动机至少工作 2.53s 时间.10. 解：(1)分析M受力，由牛顿第二定律得：F-卩 mg=Ma1

19、代入数据解得： a1=12m/s2设装置向左运动到速度为 0 的时间为 t1 ，则有：v0- a1t1=0联立并代入数据解得： t1=1s装置向左运动的距离：x1=12x 1m- 0.5 x 12X 1m=6m 对m受力分析，由牛顿第二定律得：卩mg=ma2代入数据解得： a2=4m/s2设滑块运动到A点时的速度为v1，贝y：v1=v0- a2t1联立并代入数据解得： v1=8m/s小滑块向左运动的距离为： x2=12x1m-0.5x4x1m=10m则平板长为：I=x2 - x1=10m- 6m=4m(3设滑块在B点的速度为v2,从A至B,由动能定理得：- mgx 2R- Wf=在 B 点有： mg=联立解得： R=0.9m， v2=3m/s小滑块从B点飞出做平抛运动：2R=联立解得： t2=0.6s落点离A的距离为：x=v2t2=3 x