功能关系练习题

功和能练习题动能定理、机械能守恒定律第I卷（选择题）一、选择题1.质量为m的物体，由静止开始下落，由于阻力作用，下落的加速度为4g/5,在物体下落h的过程中，下列说法中正确的是：（ ）A.物体的动能增加了4mgh/5B.物体的机械能减少了4mgh/5C.物体克服阻力所做的功为mgh/5D.物体的重力势能减少了mgh.质量为m的球从高处由静止开始下落，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比.下列图象分别描述了球下落过程中加速度a、速度v随时间t的变化关系和动能民、机械能E随下落位移h的变化关系，其中可能正确的是（ ）.如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的01、0：：点.A球的悬线比B球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时下列说法正确的是（）A球的机械能等于B球的机械能A球的动能等于B球的动能C.两球在最低点加速度大小不等D.细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力.质量为m的物体，以初速度v。由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑动，在滑动过程中，当高度为h时，该物体具有的机械能为B.A.B.C.mghD.C.mghD..如图所示，一物体in在沿斜面向上的恒力F作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动，经时间t力F做功为60J,此后撤出力F,物体又经过时间t回到出发点，若以地面为零势能面，则下列说法正确的是（）试卷第1页，总9页A.物体回到出发点的动能为60JB.恒力F=2mgsin。C.撤出力F时，物体的重力势能是45JD.动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力F之后6.将一质量为m的小球从空中0点以初动能Ek斜向上抛了，飞行一段时间后，小球到达最高P点时的速度V。变为水平，不计空气阻力，则（ ）A.小球抛出时的竖直分速度为J一工-VmK ।广B.从0点到P点，小球上升的高度为£堂-上mg2gC.从0点到P点过程中，小球运动的平均速度为曳+2D.从0点到P点过程中，小球运动的平均速度为』2+生V4 2/z?.关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒.做变速运动的物体机械能不可能守恒C.外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D.若只有重力对物体做功，做体的机械能一定守恒.如图所示，在光滑的水平面上有一静止的物体M,物体上有一光滑的半圆弧轨道，最低点为C,两端A、B一样高，现让小滑块m从A点由静止下滑，则（ ）A、m不能到达M上的B点B、m从A到C的过程中M向左运动，m从C到B的过程中M向右运动C、m从A到B的过程中X一直向左运动，m到达B的瞬间，M速度为零D、U与m组成的系统机械能守恒，水平方向动量守恒.（单选）冰壶运动深受观众喜爱，图1为2014年2月第22届索契冬奥会上中国队员投掷冰壶的镜头.在某次投掷中，冰壶甲运动一段时间后与对方静止的冰壶乙发生正碰，如图2.若两冰壶质量相等，则碰后两冰壶最终停止的位置，可能是图中的哪幅图（）第2页，总9页功和能练习题.如图所示，足够长的水平传送带以速度V沿顺时针方向运动，传送带的右端与光滑曲面的底部平滑连接，曲面上的A点距离底部的高度为h=0.45m。一小物块从A点由静止滑下，再滑上传送带，经过一段时间又返回曲面，g=10m/一，则下列说法正确的是A.若v=lm/s,则小物块能回到A点B.若v=4m./s,则小物块能回到A点C.若v=5m/s,则小物块能回到A点D.无论v等于多少，小物块均能回到A点第n卷（非选择题）二、实验题U.某探究学习小组的同学试图以图中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了如图所示的一套装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、更写纸、小木块、细沙.当连上纸带，释放沙桶时，滑块处于静止.要完成该实验，你认为：试卷第3页，总9页打点计时需d滑块1 .1纸带心声一F厂 ㈤长本於; II。沙桶①还需要的实验器材有.②实验时首先要做的步骤是,为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的条件是.③在上述的基础上，某同学测得滑块的质量M.往沙桶中装入适量的细沙，测得此时沙和沙桶的总质量m.接通电源，释放沙桶，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Vi与打（V1<vc）.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）.12.在追寻科学家研究足迹的过程中，某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图甲所示的实验装置.（1）实验时，该同学用钩码的重力表示小车受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，你认为应该采取的措施是.（多选，只需填字母代号）A.保证钩码的质量远小于小车的质量B.保证细线与长木板平行C.把长木板不带滑轮的一端适当垫高以平衡摩擦力D.必须先接通电源再释放小车（2）如图乙所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T,相关计数点问的距离已在图中标出，测出小车的质量为M,钩码的总质量为m.从打B点到打E点的过程中，合力对小车做的功是,小车动能的增量是（用题中和图中的物理量符号表示）..采用让重物自由下落的方法验证机械能守恒定律，实验装置如图所示。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电火花打点计时器、纸带、重锤。（1）为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有（多选）第4页，总9页功和能练习题A.天平 B.秒表 C.刻度尺 D.220V交流电源（2）需要测量物体由静止开始自由下落到某点时的瞬时速度v和下落高度h。某班同学利用实验得到的纸带，设计了以下四种测量方案：A.用刻度尺测出物体下落的高度h,并测出下落时间t,通过v二gt计算出瞬时速度v。B.用刻度尺测出物体下落的高度h,并通过U=J朝计算出瞬时速度v。C.根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出V"瞬时速度V,并通过/?=——计算出高度h。2gD.用刻度尺测出物体下落的高度h,根据做匀变速直线运动时纸带上某点的瞬时速度，等于这点前后相邻两点间的平均速度，计算出瞬时速度V。以上方案中只有一种正确，正确的是。（填入相应的字母）（3）甲同学从打出的纸带中选出一条理想的纸带，如图所示。选取纸带上连续打出的5个点A、B、C、D、E,测出A点与起始点0的距离为so,点A、C间的距离为si,点C、E间的距离为S2。己知重锤的质量为m,打点计时器所接交流电的频率为f,当地的重力加速度为g。从起始点0开始到打下C点的过程中，重锤重力势能的减小量为AEk,重锤动能的增加量为△Ek二o在误差充许的范围内，如果△EkaEk,则可验证机械能守恒。（4）乙同学经正确操作得到打点纸带，在纸带后段每两个计时间隔取一个计数点，依次为1、2、3、4、5、6、7,测量各计数点到起始点的距离h,并正确求出打相应点时的速度v。各计数点对应的数据见下表：计数点1234567h/m0.1240.1940.2790.3800.4970.6300.777v/(m•s)1.912.332.733.133.50v-/(m"•s”)3.765.437.459.8012.25他在如图所示的坐标中，描点作出一一h图线。由图线可知，重锤下落的加速度g'=m/sc（保留三位有效数字）;若当地的重力加速度8=9.80—，如果在误差允许的范围内g'=则可验证机械能守恒。U.ZU I).40 U.WJ I).80.下图是“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图，以下列出了一些实验步骤:A.用天平测出重物和夹子的质量B.把打点计时器用铁夹固定放到桌边的铁架台上，使两个限位孔在同一竖直面内试卷第5页，总9页

C.把打点计时器接在交流电源上，电源开关处于断开状态D.将纸带穿过打点计时器的限位孔，上端用手提着，卜端夹上系住重物的夹子，让重物靠近打点计时器，处于静止状态E.接通电源，待计时器打点稳定后释放纸带，之后再断开电源F.用秒表测出重物下落的时间G.更换纸带，重新进行两次实验（1）对于本实验，以上不必要的两个步骤是 和图乙为实验中打出的一条纸带,0为打出的第一个点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出），打点计时器每隔0.02s打一个点.若重物的质量为0.5kg,当地重力加速度取g=9.8m/s：由图乙所给的数据可算出（结果保留两位有效数字）:①从0点下落到B点的过程中,重力势能的减少量为 J.②打B点时重物的动能为J.（2）试指出造成第⑴问中①②计算结果不等的原因是.如图所示为用打点计时器验证机械能守恒定律的实验装置：所用电源的频率为50Hz。某同学选择了一条理想的纸带，用刻度尺测得各计数点到0的距离（单位：cm）如图所示，图中0点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C是连续打下的三个点。II（1）关于这一实验，下列说法中正确的是（ ）A.打点计时器应接直流电源B.应先释放纸带，后接通电源打点C.需使用秒表测出重物下落的时间D.释放重物前，重物应靠近打点计时器（2）若重锤质量为1kg,重力加速度取9.8m/s）打点计时器打出B点时，重锤下落的速度v二m/s,重锤的动能EqJo从开始下落算起，打点计时器打B点时，重锤的重力势能减小量为 J（结果保留两位有效数字）。通过计算，数值上△观—AEk（填或），这是因为。第6页，总9页功和能练习题三、计算题.如图所示，粗糙水平地面AB与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，0是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上.质量m=2kg的小物体在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动.己知AB=5m,小物块与水平地面间的动摩擦因数为U=0.2.当小物块运动到B点时撤去力F.取重力加速度gEOm/sJ求：CC（1）小物块到达B点时速度的大小；（2）小物块运动到D点时的速度；（3）小物块离开D点落到水平地面上的点与B点之间的距离..如图所示，AB是倾角为8=如。的粗糙直轨道，BCD是光滑的圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，圆弧的半径为R，一个质量为m的物体（可以看做质点）从直轨道上的P点由静止释放，结果它能在两轨道间做往返运动。己知P点与圆弧的圆心0等高，物体与轨道AB间的动摩擦因数为求：（1）物体做往返运动的整个过程中在AB轨道上通过的总路程；（2）最终当物体通过圆弧轨道最低点E时，对圆弧轨道的压力：（3）为使物体能顺利到达圆弧轨道的最高点D,释放点距B点的距离L'至少多大。.如图所示，质量M=8.0kg的小车放在光滑的水平面上，给小车施加一水平向右的恒力F=8.ONo当向右运动的速度达到匕=1.5m/s时，有一物块以水平向左的初速度Om/s滑上小车的右端，小物块的质量m=2.0kg,物块与小车表面的动摩擦因数U=0.2,设小车足够长，取g=10〃7/s:各问最终计算结果均保留1位小数。////////////////（1）物块从滑上小车开始，经过多次时间速度减小为零？（2）求物块在小车上相对小车滑动的过程中，物块相对地面的位移大小;（3）求整个过程系统生成的摩擦热。试卷第7页，总9页.如图所示为两组平行板金属板，一组竖直放置，一组水平放置，今有一质量为m的电子静止在竖直放置的平行金属板的A点，经电压U。加速后通过B点进入两板间距为d、电压为U的水平放置的平行金属板间，若电子从两块水平平行板的正中间射入，且最后电子刚好能从右侧的两块平行金属板穿出，A、B分别为两块竖直板的中点，求：（1）电子通过B点时的速度大小：（2）右侧平行金属板的长度；（3）电子穿出右侧平行金属板时的动能..在如图所示的竖直平面内，有一固定在水平地面的光滑平台。平台右端B与静止的水平传送带平滑相接，传送带长L=3m.有一个质量为m=0.5kg,带电量为折+10%的滑块，放在水平平台上。平台上有一根轻质弹簧左端固定，右端与滑块接触但不连接。现用滑块缓慢向左移动压缩弹簧，且弹簧始终在弹性限度内。在弹簧处于压缩状态时，若将滑块静止释放，滑块最后恰能到达传送带右端C点。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为U=0.20（g取10加丁）求：（1）滑块到达B点时的速度vb,及弹簧储存的最大弹性势能Ep；（2）若传送带以L5m/s的速度沿顺时针方向匀速转动，释放滑块的同时，在BC之间加水平向右的匀强电场EYXIO,N/C。滑块从B运动到C的过程中，摩擦力对它做的功。（3）若两轮半径均为r=0.4m传送带顺时针匀速转动的角速度为3。时，撤去弹簧及所加电场，让滑块从B点以4m/s速度滑上传送带，恰好能由C点水平飞出传送带.求3。的大小以及这一过程中滑块与传送带间产生的内能..如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m,静置于地面：b球质量为3m,用手托住，高度为h,此时轻绳刚好拉紧.求从静止开始释放b后，a能离地面的最大高度.第8页，总9页功和能练习题.如图所示，平放在水平面上的轻质弹簧的一端固定在竖直墙上，质量为皿的光滑弧形槽静止在光滑水平面上，底部与水平面平滑连接。一个质量为叱的小球从槽高处由静止开始下滑，要使小球能与弧形槽发生第二次作用，Rh、叱应满足怎样的条件？.如图所示，质量为m产3kg的二分之一光滑圆弧形轨道ABC与一质量为叱=1kg的物块P紧靠着（不粘连）静置于光滑水平面上，B为半圆轨道的最低点，AC为轨道的水平直径，轨道半径R=0.3mo一质量为叱=2kg的小球（可视为质点）从圆弧轨道的A处由静止释放,g取10m./s,,求：（i）小球第一次滑到B点时的速度V1：（ii）小球第一次经过B点后，相对B能上升的最大高度h。.如图所示，质量为”的平板车P高h,质量为m的小物块Q的大小不计，位于平板车的左端，系统原来静止在光滑水平面地面上.一不可伸长的轻质细绳长为R,一端悬于Q正上方高为R处，另一端系一质量也为m的小球（大小不计）.今将小球拉至悬线与竖直位置成60°角，由静止释放，小球到达最低点时与Q的碰撞时间极短，且无能量损失，已知Q离开平板车时速度大小是平板车速度的两倍，Q与P之间的动摩擦因数为U,M：m=4：b重力加速度为g.求：（1）小物块Q离开平板车时速度为多大?（2）平板车P的长度为多少？.如图所示，光滑水平面上依次放置小物块A和C以及光滑曲面劈B,A、B和C的质量分别为2m、2m和m,劈B的曲面下端与水平面相切，且劈B足够高，现让小物块C以