高中物理机械能试题

PAGE10-机械能试题1.如图1所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一高度且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中：（）A．重物的重力势能减少；B．重物的重力势能增加；C．重物的机械能不变；D．重物的机械能减少。2.如图2所示，质量为m的a、b两球固定在轻杆的两端，杆可绕O点在竖直面内无摩擦转动，已知两物体距O点的距离L1＞L2，现在由图示位置静止释放，则在a下降过程中：（）A．杆对a不做功；B．杆对b不做功；C．杆对a做负功；D．杆对b做负功。3.以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为A．和B．和C．和D．和4．游乐场中的一种滑梯如图所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则A．下滑过程中支持力对小朋友做功B．下滑过程中小朋友的重力势能增加C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功5.滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动,当它回到出发点时速率为v2,且v2<v1若滑块向上运动的位移中点为A,取斜面底端重力势能为零，则（）A．上升时机械能减小，下降时机械能增大。B．上升时机械能减小，下降时机械能也减小。C．上升过程中动能和势能相等的位置在A点上方。D．上升过程中动能和势能相等的位置在A点下方。6.假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线发射一探测器。假定探测器在地球表面附近脱离火箭。用W表示探测器从脱离火箭处到月球的过程中克服地球引力做的功，用Ek表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则（）A.Ek必须大于或等于W，探测器才能到达月球B.Ek小于W，探测器也可能到达月球C.Ek＝1/2W，探测器一定能到达月球D.Ek＝1/2W，探测器一定不能到达月球7.静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图所示，图线为半圆．则小物块运动到x0处时的动能为()A．0 B.C．D．m1m2m8.质量为m1、m2的两物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子，经过一段时间后，两物体的速度大小分别为V1和V2，位移分别为S1和S2m1m2mA．FS2B．F(S1+S2)C．D．9.小物块位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平地面上(如图26所示)，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力。A.垂直于接触面，做功为零；B.垂直于接触面，做功不为零；C.不垂直于接触面，做功不为零；D.不垂于接触面，做功不10.飞行员进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态下摆，到达竖直状态的过程中如图所示，飞行员所受重力的瞬时功率变化情况是（）A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大11.如图所示，质量为m的物体沿动摩擦因素为的水平面以初速度从A点出发到B点时速度变为，设同一物体以初速度从点先经斜面，后经斜面到点时速度变为，两斜面在水平面上投影长度之和等于AB的长度，则有（）A.B.C.D.不能确定oAB2mm12.如图，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O点，可绕过O点与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开始时OB与地面相垂直，放手后开始运动.在无任何阻力的情况下，下oAB2mm①A球到达最低点时速度为零②A球机械能减小量等于B球机械能增加量③B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度④当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度A.①②③B.②③④C.①③④D.①②13.如图所示，将一颗小钢珠由静止释放到盛有蓖麻油的量筒中，下落不久钢珠就开始作匀速直线运动.（量筒中为什么不放清水而用蓖麻油？这是因为蓖麻油的密度虽小于清水，但它对钢珠产生的粘滞阻力却大大超过清水）v1845年英国物理学家和数学家斯·托克斯（S.G.Stokes）研究球体在液体中下落时，发现了液体对球体的粘滞阻力与球的半径、速度及液体的种类有关，有,其中物理量η为液体的粘滞系数，它与液体的种类及温度有关.钢珠在蓖麻油中运动一段时间后就以稳定的速度下落，这一速度称为收尾速度.v（1）实验室的温度为20.0℃时，蓖麻油的粘滞系数为0.986，请写出它的单位.（2）若钢珠的半径为2.00㎜，钢珠的质量为，在蓖麻油中所受的浮力为，求钢珠在蓖麻油中的收尾速度.（3）设量筒中蓖麻油的深度为H=40.0㎝，钢珠从液面无初速释放，下沉至刚要到达筒底时，因克服粘滞阻力而产生的热量为多少？Ah=3R甲乙RrAh=3R甲乙RrCD15.如图是打秋千的示意图，最初人直立站在踏板上(A点所示)，绳与竖直方向成角，人的重心到悬点O的距离为；从A点向最低点B运动过程中，人由直立状态自然下蹲，在B点人的重心到悬点O的距离为；在最低点处，人突然由下蹲变成直立状态(人的重心到悬点O的距离恢复为)且保持该状态到最高点C.设人的质量为m，踏板和绳的质量不计，空气阻力不计.求：(1)人刚到最低点B还处于下蹲状态时，两根绳中的总拉力F为多大？(2)人到达左端最高点C时，绳与竖直方向的夹角为多大？(用反三角函数表示)16.半径的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接。如图所示。质量为的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去，如果A经过N点时的速度A经过轨道最高点M时对轨道的压力为，取．求：小球A从N到M这一段过程中克服阻力做的功W．17.如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功?答案与解析1.【答案】AD【解析】重物从A点运动到B点，高度降低，重物的重力势能减少，因此很多同学只注意到重物从A运动到B时，重物速度增加，即重物的功能增加，故认为动能的增加量与重力势能的减少量相当，而判断重物机械能不变，错选C。若从整个系统去仔细分析会发现重物下降过程中，重物的动能增加，重力势力能减少，弹簧的弹性势能增加；而且在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，重物与弹簧组成的系统机械能守恒。以B点为零势能点，则在A点系统的机械能只有重力势能，在B点系统的机械能为重物的动能和弹簧的弹性势能，且两处的机械能相等，所以可以判断重物的机械能减少，即C错，正确答案：A、D。2.【答案】C【解析】因为杆在转动，所以很多同学能分析到a球受到重力和杆对a的作用力，并习惯认为杆对a的作用力指向圆心O，与运动方向垂直，对小球a、b都不做功，而错选A、B。若我们能从整个系统去分析，会发现杆绕O点在竖直平面内无摩擦地转动，没有能量的损失，所以a、b和杆组成的系统机械能守恒。杆对a、b球的作用力是内力，a球下降过程中，b球的重力势能和动能都增加，所以b球的机械能增加，且b球重力对b球做负功，所以可以判断杆对b球做正功，b球的机械能才增加，从中可以判定B、D是错的。再由系统机械能守恒，b球的机械能增加，则a球的机械能减少，且a球重力对a球做正功，则杆对a球做负功，故A错。正确答案：C。3.【答案】A【解析】上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为有,解得,A正确。4.【答案】D【解析】在滑动的过程中，人受三个力重力做正功，势能降低B错；支持力不做功，摩擦力做负功，所以机械能不守恒，AC皆错，D正确。5.【答案】BC【解析】O→C由动能定理F合S=1/2mv12=EK1A→C由动能定理F合S/2=1/2mvA2=EKA由功能关系得：EK1=1/2mv12=mgSsinθ+QA点的势能为EPA=1/2mgSsinθEKA=EK1/2∴EKA>EPA6.【答案】BD【解析】设月球引力对探测器做的功为W1，根据动能定理可得：－W＋W1＝0－Ek，，可知，F地＞F月，由W=Fs虽然F是变力,但通过的距离一样,所以W＞W1，Ek＝W-W1<W故B选项正确。由于探测器在从地球到月球的过程中，地球引力越来越小，此过程中克服地球引力做的功为W，在从地球到达地月连线中点的过程中，探测器克服地球引力做的功要远大于1/2W，而月球引力对探测器做的功很小，探测器的初动能若为1/2W，则到不了地月连线中点速度即减为0，所以探测器一定不能到达月球。D选项也正确。7.【答案】C【解析】由于水平面光滑,所以拉力F即为合外力,F随位移X的变化图象包围的面积即为F做的功,设x0处的动能为EK由动能定理得:EK-0===答案:C8.【答案】BD【解析】根据能量守恒可知，人通过做功消耗的化学能将全部转化为物体m1和m2的动能以及人的动能。所以人做的功的大小等于即B、D两选项正确。9.【答案】B【解析】PQPQFF’10.【答案】C【解析】易知飞行员竖直分速先增后减，由得出飞行员所受重力的瞬时功率先增大后减小.11.【答案】B【解析】在水平面上，由动能定理在斜面上，设左、右斜面倾角分别为α、β，左、右斜面长度分别为、由动能定理所以12.【答案】B【解析】A、B两球以及地球所组成的系统机械能守恒，A球机械能减少量等于B球机械能增加量.若以初始状态B球所在平面为零势面，则系统总机械能为2mgh，当A球在最低点时B球势能为mgh.另外的机械能是A和B共有的动能，因此B还要继续上升，正确答案为B.13.【解析】（1）因粘滞阻力，故有，其单位应是（2）钢珠稳定下落时，其所受向上粘滞阻力F与、mg平衡，有得：（3）根据总能量守恒的方法：钢珠下落过程中损失的势能转化为钢珠的动能，以及与钢珠同样大小的油滴上升至液面处的动能和势能，还有钢珠克服粘滞阻力而产生的热量Q，其中油滴重力.14.【解析】(1)小球在甲轨道上做圆周运动通过最高点的最小速度为设小球能通过甲轨道最高点时速度为v1.由机械能守恒定律得：∵>∴小球能通过甲轨道而不撞轨(2)设CD的长度为x，小球在乙轨道最高点的最小速度为小球要通过乙轨道最高点，则需满足：得：x≤小球到乙轨圆心等高处之前再返回，则需满足：且得：≤x＜总结论：CD≤或≤CD＜15.【解析】(1)如图，以悬点为参考平面，人从点的自然下蹲过程中机械能守恒，所以，即,解得：在最低点B处，,解得：(2)人在最低点处，突然由下蹲变成直立状态，人的内力做功，使人的机械能增加,之后，人从点的上摆过程