【全程复习方略】（安徽专用）高中物理 第五章 机械能及其守恒定律单元评估检测 新人教版.doc

第五章 机械能及其守恒定律 单元评估检测第五章(60分钟 100分)一、选择题(本大题共8小题,每小题6分,共48分。每小题只有一个答案正确)1.如图所示,a、b两小球静止在同一条竖直线上,离地面足够高,b球质量大于a球质量。两球间用一条细线连接,开始线处于松弛状态。现同时释放两球,球运动过程中所受的空气阻力忽略不计。下列说法错误的是()a.下落过程中两球间的距离保持不变b.下落后两球间距离逐渐增大,一直到细线张紧为止c.下落过程中,a、b两球都处于失重状态d.整个下落过程中,系统的机械能守恒2.如图所示,电梯与水平地面成角,一人站在电梯上,电梯从静止开始匀加速上升,到达一定速度后再匀速上升。若以fn表示水平梯板对人的支持力,g为人受到的重力,ff为电梯对人的静摩擦力,则下列结论正确的是()a.加速过程中ff0,ff、fn、g都做功b.加速过程中ff0,fn不做功c.加速过程中ff=0,fn、g都做功d.匀速过程中ff=0,fn、g都不做功3.短跑运动员采用蹲踞式起跑,在发令枪响后,左脚迅速蹬离起跑器,在向前加速的同时提升身体重心。如图所示,假设质量为m的运动员,在起跑时前进的距离x内,重心升高量为h,获得的速度为v,阻力做功为w阻,则在此过程中()a.运动员的机械能增加了12mv2b.运动员的机械能增加了12mv2+mghc.运动员的重力做功为wg=mghd.运动员自身做功w人=12mv2+mgh4.(2013聊城模拟)质量为m的汽车,启动后发动机以额定功率p沿水平道路行驶,经过一段时间后以速度v匀速行驶。若行驶中受到的摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为v3时,汽车的加速度为()a.3pmvb.2pmvc.pmvd.05.(2013黄山模拟)静止在粗糙水平面上的物块,受方向相同但大小先后为f1、f2、f3的水平拉力作用,先做匀加速运动、再做匀速运动、最后做匀减速运动直到停下(f1、f2、f3分别对应上述三个过程)。已知这三个力的作用时间相等,物块与水平面间的动摩擦因数处处相同,则下列说法中正确的有()a.这三个力中,f2做功最多b.加速运动过程中合力做的功大于减速运动过程中克服合力做的功c.这三个力中,f1做功最多d.在全过程中,这三个力做的总功为零6.如图所示,一长为l的均匀铁链对称地挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小的扰动使得铁链向一侧滑动,则铁链完全离开滑轮时的速度大小为()a.2gl b.glc.gl2 d.12gl7.(2013黄山模拟)如图所示,a、b两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,a放在固定的光滑斜面上,b、c两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,c球放在水平地面上。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、右侧细线与斜面平行。已知a的质量为4m,b、c的质量均为m,重力加速度为g,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。释放a后,a沿斜面下滑至速度最大时c恰好离开地面。下列说法正确的是()a.斜面倾角=60b.a获得最大速度为2gm5kc.c刚离开地面时,b的加速度最大d.从释放a到c刚离开地面的过程中,a、b两小球组成的系统机械能守恒8.(2013蚌埠模拟)长木板a放在光滑的水平面上,质量为m=2kg的另一物体b以水平速度v0=2m/s滑上原来静止的长木板a的表面,由于a、b间存在摩擦,之后a、b速度随时间变化情况如图所示,则下列说法错误的是()a.木板获得的动能为2 jb.系统损失的机械能为2 jc.木板a的最小长度为1 md.a、b间的动摩擦因数为0.1二、实验题(本大题共2小题,共15分)9.(2013芜湖模拟)(8分)某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为研究对象验证“动能定理”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时,释放小桶,滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员,要完成该项实验,则:(1)你认为还需要的实验器材有、。(两个)(2)实验时为了保证滑块(质量为m)受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量m应满足的实验条件是,实验时首先要做的步骤是。(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量m。往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距l和这两点的速度大小v1与v2(v1 v2)。则对滑块,本实验最终要验证的数学表达式为(用题中的字母表示)。(4)要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒,如果实验时所用滑块质量为m,沙及沙桶总质量为m,让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距l和这两点的速度大小v1与v2(v1w1w3,a对,c错。三个过程中三个力均做正功,故做的总功大于零,d错。对于加速、减速过程,根据动能定理,两过程合力做的功大小相等,b错。6.【解析】选c。铁链向一侧滑动的过程受重力和滑轮弹力的作用,弹力始终与对应各节链条的运动方向垂直,故只有重力做功。设铁链刚好完全离开滑轮时的速度为v,由机械能守恒定律有:12mv2+ep=0其中铁链重力势能的变化量相当于滑离时下半部分的重力势能减去滑动前左半部分的重力势能,如图所示,即:ep=-12mgl2解得:v=gl2。【总结提升】“链条类”问题的求解方法对于“链条类”问题,一般可以利用机械能守恒定律解决,但是在解答中要注意重力势能的计算,要注意选取对象的质量与物体总质量的区别。解答时可以巧选参考系,化简解题过程。解答本题时要注意两点:(1)本题中因滑轮很小,所以滑动前链条相当于对折。(2)本题中忽略了铁链各环之间的摩擦生热。7.【解析】选b。a球速度最大时加速度为零,合力为零,即2mg=4mgsin,故sin=0.5,=30,b球所受合力为零,a、c错;从释放a到其至最大速度,b球上升h=x=2mgk, 弹簧恰对b做功为零,对a、b球根据动能定理,4mghsin-mgh=12(m+4m)v2,解得v=2gm5k,b对。从释放a到c刚离开地面整个过程中,a、b及弹簧组成的系统机械能守恒,d错。【变式备选】(2013宣城模拟)“蹦极”是一项刺激的极限运动,运动员将一端固定的长弹性绳绑在踝关节处,从几十米高处跳下。在某次蹦极中,弹性绳弹力f的大小随时间t的变化图像如图所示,其中t2、t4时刻图线的斜率最大。将蹦极过程近似为在竖直方向的运动,弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律,空气阻力不计。下列说法正确的是()a.t1t2时间内运动处于超重状态b.t2t4时间内运动员的机械能先减少后增大c.t3时刻运动员的加速度为零d.t4时刻运动员具有向下的最大速度【解析】选b。由题意“t2、t4时刻图线的斜率最大”,说明此刻弹力随时间变化最快,因为弹性绳中弹力与伸长量的关系遵循胡克定律,所以说明此刻速度是最大的,即为平衡位置,因此,t1t2时间内运动员加速下降,处于失重状态,t2t4时间内,弹性势能是先变大后变小,所以运动员的机械能先减少后增大,b项正确;t3时刻运动员的速度为零,c项错误;t4时刻运动员具有向上的最大速度,d项错误。8.【解析】选a。由v -t图可知,木板和物体共速前的加速度大小均为a=1m/s2,它们所受的合外力均为摩擦力,ff=mg,所以木板质量m=m=2kg,木板获得的动能ek1=12mv12=12212j=1 j,故a错。系统机械能损失e=12mv02-12(m+m)v12=2j,故b对。木板的最小长度可由v -t图面积求得,l=1221m=1 m,故c对。由a=g=1m/s2,得=0.1,故d对。9.【解析】(1)除了以上所给器材外,实验时还需用天平测滑块及沙桶、细沙的质量,用刻度尺测量纸带上计数点间的距离。(2)为了保证沙和沙桶的重力基本等于细线对滑块的拉力,沙及沙桶的总质量mm,实验中应先平衡滑块所受的摩擦力。(3)对于滑块,根据动能定理fl=ek2-ek1,即mgl=12m(v22-v12)(4)根据机械能守恒定律,沙及沙桶重力势能的减少量,等于系统动能的增加量,故mgl=12(m+m)(v22-v12)答案：(1)天平刻度尺(2)mm平衡摩擦力(3)mgl=12m(v22-v12)(4)mgl=12(m+m)(v22-v12)10.【解析】(1)vc=x3+x42t=(2.14+2.53)10-220.02m/s=1.17 m/s(2)ep=mg(x1+x2+x3)=0.688jek=12mvc2=0.684j答案：(1)1.17 (2)0.6880.68411.【解析】(1)滑块在传送带上加速运动时,由牛顿第二定律知mg=ma(2分)得a=g=2m/s2 (2分)加速到与传送带速度相同时所需要的时间t=v0a=2s (2分)位移x=12at2=4m (2分)此时滑块恰好到达b端,即滑块从a端运动到b端的时间t=2s (2分)(2)滑块从b到c的过程中,由机械能守恒定律得mgh+12mvc2=12mv02 (2分)在c点,设轨道对滑块的弹力方向竖直向下,由牛顿第二定律得fn+mg=mvc2r(2分)联立解得fn=3n (2分)由牛顿第三定律知滑块对轨道的作用力fn=fn=3n,方向竖直向上。 (2分)答案：(1)2s (2)3 n方向竖直向上12.【解析】(1)从d到b,由动能定理得:mgr=12mvb2 (2分)在b点,由牛顿第二定律得:fb-mg=mvb2r (2分)解得:fb=30n (1分)由牛顿第三定律知:小滑块对圆弧的压力