机械能A卷(附答案)

1、第七章 机械能知识网络范题精讲一、功、功率【例1】 质量为100 kg的小船静止在岸边，质量为50 kg 的人站在船上以轻质硬杆顶岸推船，如图所示，持续5 s后，船以速度0.6 m/s离岸而去.则在推船过程中（）A.人对杆的推力做功27 JB.人对杆的推力的平均功率为0.9WC.岸对杆的弹力没有做功D.岸对杆的弹力的平均功率为5.4W解析：以杆为研究对象，在5 s里，即在推船过程中，由于杆没有发生位移，杆受到的一切力都没有做功，故人对杆的推力不做功，也无平均功率.同样的道理，岸对杆的弹力也没有做功，故无平均功率.因为功的定义是力在位移方向的分量与受力质点的位移大小的乘积.在推船过程中，分析的受

2、力物体是杆，而杆的位移为零.答案：C二、动能定理【例2】 如图所示，质量m=1 kg的木块静止在高h=1.2 m的平台上，木块与平台间的动摩擦因数=0.2.用水平推力F=20 N，使木块产生位移s1=3 m时撤去，木块又滑行s2=1 m时飞出平台.求木块落地时速度的大小.解析：取木块为研究对象，其运动分三个阶段，先匀加速前进s1，后匀减速前进s2，再做平抛运动.用牛顿定律来解答较麻烦，而木块在各阶段运动中受力情况明确，宜用动能定理来解.设木块落地时的速度为v，据动能定理有：Fs1mg（s1+s2）+mgh=mv20代入数据得：v=11.3 m/s.答案：11.3 m/s三、机械能守恒定律【例3

3、】 如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m和2m的小球A和B.支架的两直角边长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动.开始时OA边处于水平位置，由静止释放，则（）A.A球的最大速度为2B.A球速度最大时，两小球的总重力势能最小C.A球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°D.A、B两球的最大速度之比vAvB=21解析：根据圆周运动的基础知识知道，A、B两球的角速度始终相同，因此任意时刻两球的速度之比vAvB=rArB=21（=0时除外）.由此可见，两球同时达到最大速度，且最大速度之比也等于21，所以D项正确.对A、B两球研究，系统机械能守恒，那么

4、当两球速度最大时，动能最大，两球的总重力势能一定最小，B选项正确.以B球初始位置为零势面，释放后，OA、OB杆转过的角度总相同，可用表示.则系统重力势能Ep随变化的表达式为：Ep=mg（l2lsin）+2mgl（1cos）=3mgl2mgl（sin+cos）=mgl32sin（+45°）可见，当=45°时，Ep有最小值，此时两直角边与竖直方向的夹角均为45°.由机械能守恒定律知，该位置处两球总动能最大，速度最大，C项正确.设A球的最大速度为vm，取B球的初始位置为零势面，根据机械能守恒定律得：mgl=2mgl（1cos45°）+mg（l2lsin45&#

5、176;）+mvm2+2m·（）2解方程得vm=22，A项错误.答案：BCD试题详解高中同步测控优化训练（七）第七章 机械能（A卷）说明：本试卷分为第、卷两部分，请将第卷选择题的答案填入题后括号内，第卷可在各题后直接作答.共100分，考试时间90分钟.第卷（选择题 共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分.1.如右图所示，质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中不正确的是（）A.如果物体做加速直线运动，F一定对物体做正

6、功B.如果物体做减速直线运动，F一定对物体做负功C.如果物体做匀减速直线运动，F也可能对物体做正功D.如果物体做匀速直线运动，F一定对物体做正功解析：水平面粗糙，物体除受F外，还受摩擦力Ff作用，Ff的方向总是与物体运动方向相反.当F的方向与物体运动方向相同，且FFf时，物体做匀加速直线运动，此时物体的位移与F方向一致，F做正功，故A项正确.当F的方向与物体运动方向相同，且F=Ff时，物体做匀速直线运动，此时物体的位移与F方向一致，F做正功，故D项正确.物体做减速运动的情况有两种：其一，F和v方向相同，但FFf，此种情况F对物体做正功；其二，F和v方向相反，即与Ff方向相同，此种情况F做负功.

7、故B项错误，C项正确.答案：B2.关于功率，下列说法中正确的是（）A.功率大说明物体做的功多B.功率小说明物体做功慢C.由P=可知机器做功越多，其功率越大D.单位时间内机器做功越多，其功率越大解析：由功率的定义（功与完成这些功所用时间的比值，即P=）和功率的物理意义（功率是表示做功快慢的物理量）可知A、C错误.答案：BD3.一辆汽车的额定功率为73.5 kW，当它以36 km/h的速度行驶时，它的牵引力大小可能是（）A.104 NB.103 NC.7.35×104 ND.7.35×103 N解析：36 km/h=10 m/s.由公式P=Fv得，在10 m/s速度下的最大牵引

8、力F= =7.35×103 N.汽车行驶时的功率可以等于或小于额定功率，因此它的牵引力可能等于7.35×103 N，也可能比此值小.答案：BD4.下列关于功和能的说法中正确的是（）A.功就是能，能就是功B.物体做功越多，物体的能就越大C.外力对物体不做功，这个物体就没有能量D.能量转化的多少可用功来量度解析：功是能量转化的量度.做功的过程就是能量转化的过程，做了多少功，就有多少能量发生了转化.注意功是过程量，能量是状态量.答案：D5.一个质量为0.3 kg的弹性小球，在光滑水平面上以6 m/s的速度垂直撞到墙上，碰撞后小球沿相反方向运动，反弹后的速度大小与碰撞前相同.则碰撞

9、前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为（）A.v=0B.v=12 m/sC.W=0D.W=10.8 J解析：速度是矢量.反弹后小球的速度与碰前速度等大反向，设碰前速度方向为正，则速度变化量为v=6 m/s（6 m/s）=12 m/s;动能是标量，反弹前、后小球的动能没有变化，即Ek=0.根据动能定理得W合=0，而重力、支持力均不做功，则墙对小球做功W=0.答案：BC6.一学生用100 N的力将质量为0.5 kg的球以8 m/s的初速度沿水平方向踢出20 m远，则这个学生对球做的功是（）A.200 JB.16 JC.1000 JD.无法确定解析：在功的定义式中s为力的作用点

10、移动的位移，而球的位移是20 m，脚与球未接触，不能利用功的定义式求解.据动能定理W=mv20=×0.5×82 J=16 J.答案：B7.下列四个选项的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的斜面是光滑的，图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动，图C中的木块向上运动.在这四个图所示的运动过程中机械能守恒的是（）解析：依据机械能守恒条件：只有重力做功的情况下，物体的机械能才保持守恒.A、B均有外力参与做功，D中有摩擦力做功，故A、B、D均不符合机械能守恒的条件，C项正确.答案：C 8.在下列几种运动中

11、，机械能一定不守恒的是（）A.质点做匀速圆周运动B.物体做匀速直线运动C.物体做匀变速运动D.子弹打入木块过程中解析：在水平面上的匀速直线（圆周）运动，竖直高度及速度大小不变，即重力势能和动能不变，机械能守恒；物体在竖直平面内只受重力作用的匀变速运动，机械能守恒；而子弹打入木块的过程中，有摩擦力做功，将机械能转化为内能.答案：D9.如图所示，一个质量为m的物体从高为h的曲面上一点A处，由静止开始下滑，滑到水平面上B点处停止.若再用平行于接触面的力将该物体从B处拉回到原出发点A处，则需要对物体做功的最小值为 （）A.mghB.2mghC.1.5mghD.3mgh解析：物体从AB的过程中，做功的力

12、是重力和摩擦力，据动能定理有mghWf=0，得Wf=mgh.拉物体从BA过程中，拉力做功最小，就是在A点速度为零时，且这一过程摩擦力做功和AB过程相等，所以WFmghWf=0得WF=2mgh.答案：B10.如右图所示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放，让它自由摆下.不计空气阻力，则在重物由A点摆向最低点B的过程中（）A.弹簧与重物的总机械能守恒B.弹簧的弹性势能增加C.重物的机械能不变D.重物的机械能增加解析：在重物由A点释放摆向最低点B的过程中，弹簧由原长逐渐被拉长，因此，弹簧的弹性势能增加，弹簧对重物做负功，重物的机械能减

13、少了，但系统机械能总量不变.故正确答案为A、B.答案：AB第卷（非选择题 共60分）二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中的横线上.11.汽车额定功率为P，汽车质量为m，在平直路面上行驶时所受阻力为车重的k倍，则汽车在此水平路面上运动的最大速度为_.解析：故vm=.答案：P/kmg12.如图所示，用拉力F使一质量为m的木箱由静止开始在水平冰道上移动了一段位移s，拉力与木箱前进方向的夹角为，木箱与冰道间的动摩擦因数为.则木箱的速度为_.解析：对木箱，只有拉力F及摩擦力做功.据动能定理有：Fscos（mgFsin）s=mv2得v=.答案：13.质量为2 kg的物体，从长6.6 m的

14、斜面顶端由静止下滑，斜面倾角为30°，物体与斜面间的动摩擦因数为0.2.那么，物体从顶端滑到底端过程中，重力做功的功率为_W；滑到底端时重力对物体做功的功率为_W.解析：物体从顶端滑到底端的过程中，重力做的功W=mgl·cos60°=66 J物体沿斜面下滑的加速度a=3.3 m/s2.由l=at2，得运动时间t=2 s.物体从顶端滑到底端的过程中，重力做功的功率为=33 W；滑至底端时的功率P=mgv·cos60°，而v=at，所以P=66 W.答案：33 6614.“用落体法验证机械能守恒定律”的实验中：（1）从下列器材中选出实验所必需的，其

15、编号为_.A.打点计时器（包括纸带）B.重锤C.天平D.毫米刻度尺E.秒表F.运动小车（2）打点计时器的安装放置要求为_；开始打点计时的时候，应先_，然后_.（3）计算时对所选用的纸带要求是_.（4）实验中产生系统误差的原因主要是_，使重锤获得的动能往往 .为减小误差，悬挂在纸带下的重锤应选择_.（5）如果以v2/2为纵轴，以h为横轴，根据实验数据绘出的图线是_，该线的斜率等于_.解析：（1）选出的器材有：打点计时器（包括纸带）、重锤、毫米刻度尺，编号分别为：A、B、D.注意因mgh=mv2，故m可约去，不需要用天平.（2）打点计时器安装时，底板要竖直，这样才能使重锤在自由落下时，受到的阻力较

16、小.开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再放下重锤，让它带着纸带一同落下.（3）打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度h=gT2=×9.8×0.022 m2 mm.所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm.（4）产生系统误差的主要原因是纸带通过打点计时器时的摩擦阻力，使得重锤获得的动能小于它所减少的重力势能.为减小误差，重锤的质量应选大一些的.（5）描绘出来的图线是一条通过坐标原点的倾斜直线，它的斜率即为重力加速度.答案：（1）ABD（2）底板要竖直，两限位孔在同一条竖直线上 通电打点 释放重物（3

17、）所选的纸带最初两点间距离接近2 mm（4）摩擦阻力 小于重物减少的重力势能 质量大一些的（5）一条通过坐标原点的倾斜直线 重力加速度15.地球自转能量与其自转周期的关系为E=，其中常数A=1.65×1039 J·s2，T为地球自转一周的时间.现取t=8.64×104 s，最近一百万年来，由于潮汐作用，地球自转周期延长了16 s.估算潮汐的平均功率为_W.（1百万年取16×1013 s）解析：地球自转能量的减少量为：E= J J根据功能原理，潮汐做的功多少为W=E根据功率的定义得P=把t=16×1013 s代入上式解得P=2.59×1

18、012 W.答案：2.59×1012三、本题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16.质量为M的长木板放在光滑的水平面上，一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A滑至B点，在木板上前进了L，而木板前进了s，如图所示.若滑块与木板间的动摩擦因数为，求：（1）摩擦力对滑块、对木板做功各为多少？（2）由于摩擦使系统产生的热量是多少？解析：（1）根据W=Fscos，得：摩擦力对滑块做的功为W1=mg·（L+s）·cos180°=mg（L+s）摩擦力对木板做的功为：W2=mgs.（2）摩擦力对系统做的总功为：W总=W1+W2=mgL系统产生的热量Q=W总=mgL.答案：（1）mg（L+s） mgs （2）mgL17.一质量为2 kg的铅球从离地面2 m高处自由下落，陷入沙坑中2 cm深处，求沙子对铅球的平均阻力.（g取10 m/s2）解析：对铅球，在全过程中有重力做功，进入沙中又有阻力做功，由动能定理有：mg（H+h）·h=0 得=2020 N.答案：2020 N18.为了缩短航空母舰上