动能定理及能量守恒(练习题)含答案

PAGEPAGE6初试真题1、人骑自行车下坡，坡长L=500m，坡高h=8m，人和车总质量为100kg，下坡时初速度为4m/s，人不踏车的情况下，到达坡底时的速度是10m/s，g取10m/s2,则下坡过程中阻力所做的功为（）A．-4000JB.-3800JC.-5000JD.-4200J2、汽车沿一坡面向下行驶，通过刹车使车速度逐渐减小，在刹车过程中（）A．重力势能增加。B.动能增加。C．重力做负功。D.机械能不守恒。3、图为某探究活动小组设计的节能运输系统，斜面轨道的倾角为300，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度下滑，当弹簧被压缩最短时，自动卸货装置将货物卸下，然后木箱恰好被弹回轨道的最顶端，再重复上述过程，下列选项正确的是（）A．m=MB．m=2MC．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度。D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能。4、如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放，当a球对地面的压力刚好为零时，b球摆过的角度为θ，下列结论正确的是（）A．θ=900。B．θ=450。C．b球摆到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小。D．b球摆到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大。基础过关（1）1、小物块P位于光滑的斜面Q上，斜面位于光滑的水平地面上（如图所示），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，做功为零D、不垂直于接触面，做功不为零2、工厂车间的流水线，常用传送带传送产品，如图所示，水平的传送带以速度v=6%顺时针运转，两传动轮M,N之间的距离为L=10m，若在M轮的正上方，将以质量为m=3kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数µ=0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做功为（g=10m/s2）()A、54JB、90JC、45JD、100J3、如图所示，一质量为M、长为L的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一质量为m的小木块，用一根不可伸长的轻绳通过光滑的定滑轮分别为m、M相连接，木块与木板间的动摩擦数为µ，开始时木板和木块静止，现用水平向右的拉力F作用在M上，将M拉向木板左端的过程中，拉力至少做功为（）A、B、C、D、４、如图所示，质量为m的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k倍。它与转动轴OO，相距为R，物块随转台由静止开始转动，当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到开始滑动前的这一过程中，转台对物块做的功为（）A、B、C、D、5、光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力作用开始运动，拉力F随时间t的变化如图所示，用、、、分别表示物体的动能、速度、位移和拉力F的功率，下列四个图像分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，其中正确的是（）6、利用皮带运输机将物体由地面运送到高出水平地面的C平台上，C平台离地面的竖直高度为5m，已知皮带和物体间的动摩擦因数为0.75，运输机的皮带以2m/s的速度匀速顺时针运动且皮带和轮子之间不打滑。（g=10m/s2，）（1）如图所示，若两个皮带轮相同，半径是25cm，则此时轮子转动的角速度是多大？（2）假设皮带在运送物体的过程中始终是张紧的，为了将地面上的物体能够运送到平台上，皮带的倾角最大不能超过多少？（3）皮带运输机架设好之后，皮带与水平面的夹角为，现将质量为的小物体轻轻地放在皮带的A处，运送到C处，试求由于运送此物体，运输机比空载时多消耗的能量。基础过关（2）1、关于运动物体所受的合外力、和外力做功和动能变化的关系，正确的是（）A、如果物体所受的合外力为零，那么，合外力对物体做的功一定为零B、如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C、物体在合外力作用下做变速运动，动能一定变化D、物体的动能不变，所受的合外力必定为零2、如图所示，一质量为m的小球，用长为的轻绳悬挂于点，小球在水平拉力的作用下，从平衡位置点很缓慢地移动到点，则力所做的功为（）A、B、C、D、3、质量为的物体，在光滑水平面上以的速度匀速向西运动，若有一个,方向向北的恒力作用于物体，在内物体的动能增加了（）A、B、C、D、4、人用手托着质量为的物体，从静止开始沿水平方向运动，前进距离后，速度为（物体与手始终相对静止），物体与人手掌之间的动摩擦因数为，则人对物体做的功为（）A、B、C、D、5、如图所示，是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底是水平的，其长度。盆边缘的高度为。在处放一个质量为的小物块并让其从静止下滑。已知盆内侧壁是光滑的，而盆底面与小物块间的动摩擦因数为，小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到的距离为（）A、B、C、D、6、某货场两台之间的水平传送装置如图所示，两站台与传送带处于同一水平面上，之间的水平距离（等于传送带的长度），传送带的运行速度，方向如图所示，现将以质量的货物自端由静止开始运送到端，求摩擦力对货物做功的平均功率。（已知货物与传送带之间的动摩擦因数取g=10m/s2）7、跳高运动员从地面起跳后上升到一定的高度，跃过横杆后落下，为了避免对运动员造成伤害，在运动员落下的地方设置一片沙坑。某运动员质量为，身高，运动员从距地高度为的横杆上落下，设运动员开始下落的初速度为零，他的身体直立落地，双脚在沙坑里陷下去的深度为，落地过程重心下落的高度为，忽略他下落过程中受到的空气阻力，求沙坑对运动员平均阻力的大小。（重力加速度g取）基础过关（3）1、放在电梯地板上的货箱，在随电梯加速上升过程中，电梯对货箱做的功等于（）A、货箱增加的势能B、货箱增加的动能C、货箱增加的机械能D、重力所做的功2、如图所示，一物体从高位的斜面顶端由静止开始滑下，滑上与该斜面相连的一光滑曲面后又返回斜面，在斜面上能上升到的最大高度为。若不考虑物体经过斜面底端转折处的能量损失，则当物体再一次滑回斜面时上升的最大高度为（）A、B、C、与之间D、与之间3、一木块静止放在光滑水平面上，一颗子弹沿水平方向射入木块，若子弹进入木块的最大深度为，与此同时木块沿水平面移动了距离为，设子弹在木块中受到的摩擦阻力大小不变，则在子弹进入木块的过程中（）①子弹损失的动能与木块获得的动能之比为（+）：②子弹损失的动能与系统损失的动能之比为（+）：③木块获得的动能与因系统变热损失的动能之比为：④木块获得的动能与因系统变热损失的动能之比为：A、①②③B、①②④C、②③④D、①③④4、如右图所示，小球从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速度开始下滑，用、和分别表示小球沿轨道下滑的速度、时间和竖直高度，下面的图像和图像中可能正确的是（）5、如图所示，一个质量为的物体（可视为质点），以某一初速度由点冲上倾角为的固定斜面，其加速度大小为，物体在斜面上运动的最高点为,点与点的高度差为，则从点到点的过程中，下列说法正确的是（）A、物体动能损失了B、物体动能损失了C、系统机械能损失了D、系统机械能损失了6、将一个动力传感器连接到计算机上，我们就可以测量快速变化的力，某一小球用一条不可伸长的轻绳连接，绳的另一端固定在悬点上，当小球在竖直面内来回摆动时，用动力传感器测得绳子对悬点的拉力随时间变化的曲线如果所示，取重力加速度g=10m/s2，求绳子的最大偏角。7、如图所示，、两球质量分别为、，其间用轻绳连接，跨放在光滑的半圆柱上（半圆柱体的半径为）。两球从水平直径的两端由静止释放。已知重力加速度为g，圆周率用表示，当球到达最高点时，求：（1）球的速度大小；（2）球对圆柱体的压力。辽宁模拟题组训练1、汽车在平直的公路上行驶，某一段时间内汽车的功率随时间的变化如图所示，设汽车运动过程中受到的阻力不变，则在这一段时间内汽车的运动情况可能是（）A、匀速直线运动B、匀加速直线运动C、加速度增加的加速直线运动D、加速度减小的加速直线运动2、如图所示，已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为、和，三块材料不同的地毯长度均为，并排铺在水平地面上，该物体以一定的初速度从点滑上第一块，则物体恰好滑到第三块的末尾点停下来，物体在运动中地毯保持静止。若让物体从点以相同的初速度水平向左运动，则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等，则这一点是（）A、点B、点C、点D、点3、如图所示，一个质量为的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为。现给环一个向右的初速度，同时对环施加一个竖直向上的作用力，并使的大小随环的速度的大小变化，两者关系为，其中为常数，则环在运动过程中克服摩擦所做的功的大小不可能为（）A、B、C、D、4、近年来，被称为“绿色环保车”的电动汽车成了不少市民购买的首选。电动汽车在出厂时都要进行检验，在检测某款电动汽车性能的某次试验中，质量为的电动汽车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度，利用传感器测得此过程中不同时刻电动汽车的牵引力与对应的速度，并描绘出图像（图中、均为直线）假设电动汽车行驶中所受的阻力恒定，则下列说法正确的是（）A、由图像可知电动汽车由静止开始一直做变加速直线运动B、此过程中电动汽车的额定功率为C、电动汽车由静止开始经过，速度达到D、电动汽车行驶中所受的阻力为5、如图所示，倾角为的斜面上只有段粗糙，其余部分都光滑，段长为。有若干个相同的小物块（每个小物块视为质点）沿斜面靠在一起，但不粘接，总长为。将它们由静止释放，释放时下端距为。当下端运动到下面距为时物块运动的速度达到最大。（1）求物块与粗糙斜面的动摩擦因数；（2）求物块停止时的位置；（3）要使所有物块都能通过点，由静止释放时物块下端距点至少要多远？6、“头脑风暴法”是上个世纪风靡美国的一种培养学生创新思维能力的方法，某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”以保护鸡蛋为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏；鸡蛋要不被摔坏，直接撞击地面的速度最大不能超过。现有一位学生设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋，用、两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离，、夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面某一高度处自由下落，装置碰地后的速度为0，且保持竖直反弹，不计装置与地面作用时间。g=10m/s2。求：（1）如果没有保护，鸡蛋自由下落而不被摔坏的最大高度；（2）如果使用该装置保护，刚开始装置的末端离地面的最大高度。（计算结果小数点后保留两个数字）2年模拟题组训练1、一个质量为的小铁块沿半径为的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力位下铁块重力的1.5倍，则此过程中小铁块损失的机械能为（）A、B、C、D、2、如图所示，两根光滑直杆（粗细可忽略不计）水平平行放置，一质量为、半径为的均匀细圆环套住两根直杆上，两杆之间的距离为，甲图为立体图，乙图为侧视图。现将两杆沿水平方向缓慢靠近直至两杆接触为止，在此过程中（）A、每根细杆对圆环的弹力均增加B、每根细杆对圆环的最大弹力均为C、每根细杆对圆环的弹力均不做功D、每根细杆对圆环所做的功为3、如图甲所示，质量为的物体置于水平地面上，所受水平拉力在时间内的变化像如图乙所示，其运动的速度图像如图丙所示，g=10m/s2。下列说法正确的是（）A、物体和地面之间的动摩擦因数为0.1B、水平拉力的最大功率为C、末物体回到出发点D、内物体的加速度不变4、如图所示，某段滑雪雪道倾角为，总质量为（包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高度为处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为，在他从上向下滑到底端的过程中，下列说法正确的是（）A、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C、运动员克服摩擦力做功为D、下滑过程中系统减少的机械能为5、如图所示，、两物体用一根跨过定滑轮的细绳连接，置于固定斜面体的两个斜面上的相同高度处，且都处于静止状态，两斜面的倾角分别为和，若不计摩擦，剪断细绳后，下列关于两物体的说法中正确的是（）A、两物体着地时所受重力的功率一定相同B、两物体着地时的速度一定相同C、两物体着地时的动能一定相同D、两物体着地时的机械能一定相同6、下列与能量有关的说法正确的是（）A、做平抛运动的物体在任意相等时间内动能的增量相同B、做匀变速直线运动的物体的机械能一定不守恒C、在竖直平面内做匀速圆周运动的物体机械能不守恒D、卫星绕地球做圆周运动的轨道半径越大，动能越大7、如图所示，轨道被竖直固定在水平桌面上，距离水平地面高，距离水平地面高，一质量的小物块自点从静止开始下滑，从点以水平速度飞出后落在水平地面上的点。现测得、两点的水平距离为。不计空气阻力，取g=10m/s2。求：（1）小物块从点运动到点经历的时间；（2）小物块从点飞出时速度的大小；（3）小物块从点运动到点的过程克服摩擦力做的功。8、在2008年“5.12”四川汶川地震抢险中，解放军某部队用直升机抢救一个峡谷中的伤员。直升机在空中悬停，其上有一起重机通过悬绳将伤员从距飞机102的谷底由静止开始起吊到机舱里。已知伤员的质量为，其伤情允许向上的最大加速度为，起重机的最大输出功率为。为安全地把伤员尽快吊起，操作人员采取的办法是：先让起重机以伤员允许向上的最大加速度工作一段时间，接着让起重机以最大功率工作，再在适当高度让起重机对伤员不做功，使伤员到达机舱时速度恰好为零。取。试求：（1）吊起过程中伤员的最大速度；（2）伤员向上做匀加速运动的时间；（3）把伤员从谷底吊到机舱所用的时间。9、电动机通过一绳子吊起质量为的物体，绳的拉力不能超过,电动机的输出功率不能超过,要将此物体由静止起用最快的方式吊高（已知此物体在被吊高接近时，已开始以最大速度匀速上升）所需时间为多少？取。10、如图所示，质量分别为和的两个小球固定在一根直角尺的两端、，直角尺的定点处有光滑的固定转动轴，、的长分别为和,开始时直角尺的部分处于水平位置而在的正下方，让该系统有静止开始自由转动，求（1）当达到最低点时，球的速度大小；（2）球能上升的最大高度。（不计直角尺的质量）3年高考题组训练题组一、功和功率1、一人乘电梯从1楼到20楼，在此过程中经历了先加速后，后匀速，再减速的运动过程，则电梯支持力对人做功的情况是（）A．加速时做正功，匀速时不做功，减速时做负功。B．加速时做正功，匀速和减速时做负功。C．加速和匀速时做正功，减速时做负功。D．始终做正功。2、物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（）A．从第1秒末到第3秒末合外力对物体做功为4W。B．从第3秒末到第5秒末合外力对物体做功为-2W。C．从第5秒末到第7秒末合外力对物体做功为W。D．从第3秒末到第4秒末合外力对物体做功为-0.75W。3、如图，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v0运动，设滑块运动到A点的时刻为t=0，距A点的水平距离为x，水平速度为vx。由于v0不同，从A点到B点的几种可能的运动图像如下列选项所示，其中摩擦力做功最大的是（）4、一滑块在水平地面上沿直线滑行，，t=0是其速度为1m/s，从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F合滑块的速度v随时间的变化规律分别如图a和图b所示，设在第1秒内、第2秒内、第3秒内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系式正确的是（）A．W1=W2=W3.B．W1<W2<W3.C．W1<W3<W2.D．W1=W2<W3.5、一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的如图所示，设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别为x1和x2，速度分别为v1和v2，合外力从开始至t0时刻做的功是W1，从t0至2t0时刻做的功是W2，则（）A．x2=5x1v2=3v1B．x2=9x1v2=5v1C．x2=5x1W2=8W1D．v2=3v1W2=9W16、质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t=0时刻开始受到水平力的作用。力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则（）A．3t0时刻的瞬时功率为B．3t0时刻的瞬时功率为C．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为D．在t=0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为7、如图所示，两质量相等的物体A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内，在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的是（）A．当A、B加速度相等时，系统的机械能最大。B．当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大。C．当A、B速度相等时，A的速度达到最大。D．当A、B速度相等时，弹簧的弹性势能最大。8、图为机器人的起重装置，当它以20W的额定功率，向上匀速提起重为200N的物体时，物体的速度为m/s。9、风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源，风力发电是将风能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱、发电机等，如图所示。（1）利用总阻值R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能，输送功率P0=300kW，输送电压U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值。（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积，设空气密度为ρ，气流速度为v，风轮机叶片长度为r，求单位时间内流向风轮机的最大风能Pm。在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮机单位时间接受的风能，简述可采取的措施。（3）已知风力发电机的输出功率P与Pm成正比，某风力发电机在风速v1=9m/s时能输出电功率P1=540kW。我国某地区风速不低于v1=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区的最小年发电量是多少千瓦时。10、滑板运动是一项非常刺激的水上运动，研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力FN垂直于板面，大小为kv2,其中v为滑板速率（水可视为静止）。某次运动中，在水平牵引力作用下，当滑板和水面的夹角θ=370时，滑板做匀速直线运动，相应的k=54kg/m，人和滑板的总质量为108kg，试求（重力加速度取10m/s2,忽略空气阻力）：（1）水平牵引力的大小。（2）滑板的速率。（3）水平牵引力的功率。题组二、动能定理及其应用1、一个25kg的小孩从高度为3.0的滑梯顶端有静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s，取g=10m/s2,关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（）A．合外力做功50J。B．阻力做功500J。C．重力做功500J。D．支持力做功50J。2、小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H，设所受阻力大小恒定，地面为零势面。在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的2倍。在下落至离地面高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于（）A．B．C．D．3、物体在合外力作用下做直线运动的v-t图像如图所示，下列表述正确的是（）A．在0~1s内，合外力做正功。B．在0~2s内，合外力总是做负功。C．在1~2s内，合外力不做功。D．在0~3s内，合外力总是做正功。4、质量为5×103kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s，随后以P=6×104W的额定功率沿平直公路继续前进，经72s达到最大速度，该汽车受恒定阻力，其大小为2.5×10（1）汽车的最大速度vm。（2）汽车在72s内经过的路程s。题组三、机械能守恒及能量守恒1、运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程，将人和伞看成一个系统，在这两个过程中，下列说法的是（）A．阻力对系统始终做负功。B．系统受到的合外力始终向下。C．重力做功使系统的重力势能增加。D．任意相等的时间内重力做的功相等。2、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．下滑过程中支持力的重力势能增加。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。3、某位同学“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中的错误的是（）A．把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接低压交流电源。B．将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度。C．先释放纸带，再接通电源。D．更换纸带，重复实验，根据记录处理数据。4、如图所示，光滑轨道MO和ON底端对接且ON=2MO，M、N两点高度相同，小球自M点由静止自由滚下，忽略小球经过O点时的机械能损失，以v、s、a、Ek分别表示小球的速度、位移、加速度和动能四个物理量的大小，下列图像中能正确反映小球自M点到N点运动过程的是（）5、如图所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中，下列说法正确的是（）A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和。B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和。C．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能。D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和。6、质子和中子是由更基本的粒子即所谓“夸克”组成的。两个强作用荷相反（类似于正负电荷）的夸克在距离很近时几乎没有相互作用（称为“渐进自由”）；在距离较远时，它们之间就会出现很强的引力（导致所谓“夸克紧闭”）。作为一个简单的模型，设这样的两夸克之间的相互作用