德阳单元-机械能

1、德阳市2011级物理单元目标检测题机械能(满分110分，90分钟完卷)一、选择题(共l2小题，共48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O分)1关于对物体做功，以下说法正确的是()A一对作用力与反作用力在相同的时间内做的功一定大小相等，正负相反B滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功C合外力对物体不做功，物体必定做匀速直线运动D不论怎样的力对物体做功，都可以用WFscos2在田径运动会的投掷项目的比赛中，投掷链球、铅球、铁饼和标枪等都是把物体斜向上抛出的运动，如图所示，这些物体从被抛出到落地的过程中

2、()A物体的机械能先减小后增大B物体的机械能先增大后减小C物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大D物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小3如图所示，中间有孔的物块A套在光滑的竖直杆上通过滑轮用不可伸长的轻绳将物体拉着匀速向上运动，则关于拉力F及拉力F的功率P，下列说法正确的是()AF不变，P减小BF增大，P增大CF增大，P不变DF增大，P减小对A分析，因为A做匀速直线运动，抓住A竖直方向上合力为零判断拉力F的变化将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向，沿绳子方向的速度等于F的速度，从而求出F的功率，判断其变化解：设绳子与竖直方向上的夹角为，因为A做匀速直线运动，在竖直方向上合力

3、为零，有：Fcosmg，因为增大，则F增大物体A沿绳子方向上的分速度v1vcos，因为增大，则v减小则拉力的功率知拉力的功率不变故C正确，A、B、D错误故选D4质量为m的汽车以恒定功率P沿倾角为的倾斜路面向上行驶，最终以速度v匀速运动若保持汽车的功率P不变，使汽车沿这个倾斜路面向下运动，最终匀速行驶由此可知(汽车所受阻力大小不变)()A汽车的最终速度一定大于vB汽车的最终速度可能小于vC汽车受的阻力一定大于mgsinD汽车受的阻力可能小于mgsin解答：解：A、当汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力Ffmgsin，由功率PFv，所以上坡时

4、的速度，当汽车向下匀速运动时，受力平衡，对汽车受力分析可知，Fmgsingf，所以此时的牵引力Ffmgsing，由功率PFv知，所以v大于v，所以A正确B、由A的分析可知，B错误当汽车沿这个倾斜路面向下运动时，汽车的牵引力Ffmgsing，所以fmgsing，所以C正确D、由C的分析可知，D错误故选AC5游乐场有一“摩天轮”如图所示，轮面与水平面成一定的角度。一游客随“摩天轮”一起做匀速圆周运动；则（）A游客的机械能守恒B重力对游客始终做负功C任意相等时间内，游客的重力势能变化量相等D游客的重力功率最大时，游客与轮的轮心等高6物体沿直线运动的vt关系如图所示，已知在第ls内合外力对物体做的功为

5、W，则()A从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB从第3秒末到第5秒末合外力做功为2WC从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W解：A、物体在第1秒末到第3秒末做匀速直线运动，合力为零，做功为零故A错误B、从第3秒末到第5秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相反，合力的功相反，等于W故B错误C、从第5秒末到第7秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相同，合力做功相同，即为W故C正确从第3秒末到第4秒末动能变化量是负值，大小等于第1秒内动能的变化量的3/4，则合力做功为0.75W故D错误7如图所示，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2

6、m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在D点，开始时OB与地面垂直，放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法错误的是()AA球到达最低时速度为零BA球机械能减少量等于B球机械能增加量CB球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度D当支架从左到向右回摆时，A球一定能回到起始高度因为在整个过程中系统机械能守恒，故有：A、当A到达最低点时速度为0，则A减少的重力势能等于B增加的重力势能，又因A、B质量不等，故A错误；B、因为系统机械能守恒，即A、B两球的机械能总量保持不变，故A球机械能的减少量等于B球机械能的增加量，故B正确；C、当上升到最大高度时动能都为零，故B球增加的势能

7、等于A球减少的势能，B球质量小于A球，所以B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度，故C正确；D、因为不计一切阻力，系统机械能守恒，故当支架从左到右加摆时，A球一定能回到起始高度，故D正确故选BCD8如图所示，某段滑雪雪道倾角为30，总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑，加速度为1/3g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mgh/3C运动员克服摩擦力做功为2mgh/3D下滑过程中系统减少的机械能为mgh/3解：若物体不受摩擦力，则加速度应为agsin30g/2，而

8、现在的加速度小于g/2，故运动员应受到摩擦力，故减少的重力势能有一部分转化为了内能，故A错误；B、运动员运动员下滑的距离：；由v22aL，得：；动能为：;B错误；C、由动能定理可知：；解得：故C错误；D、机械能的减小量等于阻力所做的功，故下滑过程中系统减少的机械能为mgh/3，故D正确；9如图所示为跳伞爱好者从高楼跳伞表演的情形，他们从345m的高处跳下，在距地面150m高处打开伞包假设打开伞包前后两段时间都可看做匀变速直线运动，且始末速度均为零一个质量为60kg的跳伞爱好者，若在30s内完成此跳伞表演(当地重力加速度g取l0m/s2)，则跳伞爱好者在跳伞的整个过程中()A机械能先不变后减小B

9、机械能一直不变C克服阻力做功207kJD最大速度为23m/sA、B、由题意可知，在运动过程中，除重力之外还有降落伞的阻力做功，并且做负功，故机械能一直减小，故A、B错误；C、根据动能定理得：WfWG00，所以WfWGmgh207kJ，所以克服阻力做功207kJ，故C正确；D、图象与时间轴围成的面积表示位移，则：，解得vm23m/s，故D错误；故选BCD10如图所示，小球a从倾角为45的光滑斜面上由静止自由释放，同时小球b从斜面上方某一高度处也由静止自由释放，两个小球的质量相等，它们在斜面上的O点恰好相撞，则（）A相撞前瞬间，两小球速度大小相等B相撞前瞬间两小球重力功率相等C相撞前瞬间，b球的动

10、能是a球动能的2倍D从开始运动到相撞，b球位移是a球位移的2倍.答案：C解析：小球a加速度为，小于自由落体运动的小球b的加速度g，相撞前瞬间，小球a速度小于小球b，选项A错误;相撞前瞬间.，小球a重力功率小于小球b，选项B错误;相撞前瞬间，小球a的速度可表示为gt，小于自由落体运动的小球b的速度可表示为gt，由动能公式可知，b球的动能是a球动能的2倍，选项C正确;从开始运动到相撞，b球位移可表示为gt2，a球位移可表示为gt2，b球位移是a球位移的倍，选项D错误。11如图所示是健身用的“跑步机”示意图，质量为m的运动员踩在与水平面成角的静止皮带上，运动员用力后蹬皮带，使皮带以速度v匀速运动，皮

11、带运动过程中受到的阻力恒定为f，则在运动过程中下列说法正确的是（）B人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力A人对皮带不做功D人对皮带做功的功率为mgvC人对皮带做功的功率为fv解：A、皮带在人的作用下移动了距离，人对皮带做功故A不符合题意B、脚蹬皮带时，脚和皮带之间产生了摩擦力，皮带受到的摩擦力是皮带运动的动力故B符合题意C、运动过程中受到的阻力恒定为f，使皮带以速度v匀速运动，人对皮带要做功，等于阻力的功率，即其做功的功率为fv故C符合题意，故D不符合题意故选BC12如图所示，空间存在足够大的竖直向下的匀强电场，带正龟荷的小球(可视为质点且所受电场力与重力相等)自空间O点以水平初速度v0抛出，落

12、在地面上的A点，其轨迹为一抛物线。现仿此抛物线制作一个光滑绝缘滑道并固定在与OA完全重合的位置上，将此小球从O点由静止释放，并沿此滑道滑下，在下滑过程中小球未脱离滑道。P为滑道上一点，已知小球沿滑道滑至P点时其速度与水平方向的夹角为45，下列说法正确的是A小球两次由O点运动到P点的时间相等B小球经过P点时，水平位移与竖直位移之比为32C小球经过滑道上P点时，电势能变化了D小球经过滑道上P点时，重力的瞬时功率为二、实验题(14分)il3气垫导轨工作时，空气从导轨表面的小孔喷出，在导轨表面和滑块内表面之间形成一层薄薄的空气层，使滑块不与导轨表面直接接触，故滑块运动时受到的阻力大大减小，可以忽略不计

13、为了探究做功与物体动能之间的关系，在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块，滑块的一端与轻弹簧相接，弹簧另一端固定在气垫导轨的一端，将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置（如图1），使弹簧处于自然状态时，滑块上的遮光片刚好位于光电门的挡光位置，与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门时的挡光时间实验步骤如下：用游标卡尺测量遮光片的宽度d；在气垫导轨上适当位置标记一点A（图中未标出，AP间距离远大于d），将滑块从A点由静止释放由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t；利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v；更换劲度系数不同而自然长度相同的弹簧重复实验步骤，记录弹簧劲度系

14、数及相应的速度弹簧劲度系数k2k3k4k5k6kV（m/s）0.711.001.221.411.581.73v2（m2/s2）0.501.001.491.992.492.99v3（m3/s3）0.361.001.822.803.945.18（1）测量遮光片的宽度时游标卡尺读数如图2所示，读得d m；（2）用测量的物理量表示遮光片通过光电门时滑块的速度的表达式v ；（3）已知滑块从A点运动到光电门P处的过程中，弹簧对滑块做的功与弹簧的劲度系数成正比，根据表中记录的数据，可得出弹簧对滑块做的功W与滑块通过光电门时的速度v的关系是 （1）1.6210-2 （2）由于宽度较小，时间很短，所以瞬时速度接

15、近平均速度，则（3）由数据可知速度的平方与劲度系数成正比，而弹簧对滑块做的功与劲度系数也成正比，即W与v2成正比（或Wv2）14（14分）如图所示，一根不可升长的轻质细线一段固定于O点，另一端有一质量为m的小球，可在数值平面内绕O点摆动，现拉紧细线使小球位于与O点在同一竖直平面内的A位置，细线与与水平方向成30角，从静止释放该小球，当小球运动至悬点正下方C位置时，细线的拉力是多大？解：对小球进行受力分析及运动过程分析如下图所示 从静止释放小球，细线松弛，小球只受重力做自由落体运动，下落到A与水平面的对称点B时细线将张紧，根据自由落体运动的规律，则，方向竖直向下在B位置细线突然张紧，对小球施以冲

16、量，使小球竖直向下的速度变为沿圆弧切线方向上的速度，vB=vBcos30，小球的动能在瞬间减少，根据功能关系只能是绳子突然张紧“爆发”做功使机械能部分变为其他形式的能量（声能、内能等）小球由B运动至C，绳子的拉力与运动方向垂直不做功，只有重力做功，机械能守恒此过程中，重力势能减少量Ep=mgl(1-cos60)动能的增加量代入得15.（17分）如图a所示，在水平路段AB上有一质量为2103kg的汽车，正以10m/s的速度向右匀速运动，汽车前方的水平路段BC较粗糙，汽车通过整个ABC路段的vt图象如图b所示（在t=15s处水平虚线与曲线相切），运动过程中汽车发动机的输出功率保持20kW不变，假设

17、汽车在两个路段上受到的阻力（含地面摩擦力和空气阻力等）各自有恒定的大小（1）求汽车在AB路段上运动时所受的阻力f1（2）求汽车刚好到达B点时的加速度a（3）求BC路段的长度（4）若汽车通过C位置以后，仍保持原来的输出功率继续行驶，且受到的阻力恒为f1，则在图b上画出15s以后汽车运动的大致图象（解题时将汽车看成质点）解：（1）汽车在AB路段时，有F1=f1 P=F1v1(2)T=15时s时汽车处于平衡状态，有F2=f2 P=F2v2t=5时汽车开始减速运动，有f2 F1=ma40002000=2103aa=1m/s2(3)由动能定理：所以：s=68.75m15（17分）如图所示，一轻质弹簧的下端固定在倾角=37的斜面上，上端连一不计质量的挡板，一质量为m=2kg的物体从斜面上的A点以速度v0=3m/s下滑。A点距弹簧上端B的距离AB=4m，当物体达B后将弹簧压缩到C点，最大压缩量BC=0.2m，然后物体又被弹簧弹上去，弹到最高位置为D点，D点距A点AD3m，g取10m/s2，求：（1）物体与斜面间的动摩擦因数；（2）弹簧的最大弹性势能Ekm解：（1