2017-2018学年度高一物理人教版必修2　第7章　机械能守恒定律单元检测

云南省文山市第一中学2021届高一1班2019年6月3-5日第04小组使用-2018学年度高一物理人教版必修2单元检测第7章机械能守恒定律一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.某质点做直线运动的v-t图线（正弦曲线）如图所示，以下判断正确的是（）学。科。网...学。科。网...学。科。网...A.t1时刻，合外力的功率最大B.t2～t3时间内，合外力的功率逐渐减小C.t2～t3时间内，合外力做正功D.t1～t3时间内，合外力做的总功不为零2.如图，质量为M的物体放在光滑水平地面上，在受到与水平方向成α角的恒力F作用下，从静止开始运动，在时间t内，F对物体所做的功为WF．下列仅单独改变某一物理量（设该物理量改变后物体仍在水平面上运动），可使恒力所做的功增大为2WF的是（）A.使恒力的大小增大为2FB.使物体质量减小为C.做功时间增长为2tD.α从60°变为0°3.足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，t=0时撤去推力，0～6s内速度随时间的变化情况如图所示，由图象可知（）A.0～1s内与1～6s内重力的平均功率之比为5:1B.0～1s内与1～6s内的加速度大小之比为1:2C.0～1s内与1～6s内的位移大小之比为1:4D.0～1s内与1～6s内机械能的变化量之比为1:54.某重型气垫船的质量为5.0×105kg，装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机，假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力Ff与速度v满足Ff=kv（k为常数）。设该重型气垫船的燃气轮机以额定功率运行时，匀速航行的最高时速为108km/h，下列说法正确的是（）A.该重型气垫船的最大牵引力为3.0×105NB.从题中给出的数据，可算出k=1.0×104N•s/mC.以54km/h的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为3.0×105ND.以54km/h的速度匀速航行时，气垫船的燃气轮机输出功率为4500kW5.物体沿不同的路径从A运动到B，如图所示，则（）A.沿路径ACB重力做的功大些B.沿路径ADB重力做的功大些C.沿路径ACB和路径ADB重力做功一样多D.以上说法都不对6.如图所示，将质量m=2kg的一个小钢球（可看成质点）从离地面H=2m高处由静止开始释放，落人泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力（g取10m/s2），则下列说法正确的是（）A.整个过程中重力做功为40JB.整个过程中重力势能减少41JC.泥对小钢球的平均阻力为800ND.泥对小钢球的平均阻力做功为40J7.物体以60J动能，从A点出发竖直向上抛出，在它上升到某一高度时，其动能损失50J，机械能损失10J，设空气阻力大小恒定，则落回A点时的动能为（）A.20JB.36JC.40JD.48J8.跳水运动员从10m高的跳台上跳下（不计阻力），在下落的过程中（）A.运动员克服重力做功B.运动员的机械能在减少C.运动员的动能减少，重力势能增加D.运动员的动能增加，重力势能减少9.如图，用F=20N

的力将重物G由静止开始以0.2m/s2的加速度上升，则5s末时F的功率是（）A.10WB.20WC.30WD.40W10.将一只苹果水平抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹，不计空气阻力．下列说法中正确的是（）A.苹果通过第1个窗户所用的时间最短B.苹果通过第1个窗户的过程中，重力做功最多C.苹果通过第3个窗户的过程中，重力的平均功率最大D.苹果通过第3个窗户的过程中，竖直方向的平均速度最小二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）11.如图（a）所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图（b）所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，则（）A.铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B.铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C.铁球在A点的速度必须大于D.轨道对铁球的磁性引力至少为5mg，才能使铁球不脱轨12.如图所示，一光滑细杆固定在水平面上的C点，细杆与水平面的夹角为30°，一原长为L的轻质弹性绳，下端固定在水平面上的B点，上端与质量为m的小环相连，当把小环拉到A点时，AB与地面垂直，弹性绳长为2L，将小环从A点由静止释放，当小环运动的AC的中点D时，速度达到最大。重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小环刚释放时的加速度大小为gB.小环的机械能守恒C.小环到达AD的中点时，弹性绳的弹性势能为零D.小环的最大速度为13.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，如图所示，物体m相对斜面静止，则下列说法中正确的是（）A.重力对物体m做正功B.合力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.支持力对物体m做正功14.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（）A.第1

s末外力的瞬时功率是6WB.第2

s末外力的瞬时功率为4WC.0～2

s内外力的平均功率是4

WD.0～2

s内外力的平均功率是6

W15.质量m=2kg的物体原来静止在粗糙水平地面上，现在第1，、3、5、…奇数秒内给物体施加方向向北、大小为6N的水平推力，在第2、4、6、…偶数秒内，给物体施加方向仍向北，但大小等于2N的水平推力。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.1，取g=10m/s2，下列判断正确的有（）A.物体在t=9s末的速度是10m/sB.物体在前9s内平均速度是5m/sC.推力在前9s内做功为150JD.推力在前9s内平均功率为30W三、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）16.某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m（选填“小于”、“等于”或“大于”）②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）图线．④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．四、计算题（本大题共3小题，共31.0分）17.如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F和物体速度v随时间t变化的规律分别如图乙、丙所示。重力加速度g=10m/s2．求：(1)0～3s内物体的位移x；(2)0～3s内合力对物体所做的功W合；(3)前2s内推力F做功的平均功率。18.如图所示是某次四驱车比赛的一段轨道．四驱车（可视为质点）的质量

m=1.0kg，额定功率为P=7W．四驱车从水平平台上A点以额定功率启动，经过一段时间t1=1.5s后关闭发动机，四驱车由平台边缘B点飞出后，恰能沿竖直光滑圆弧轨道CDE上C点的切线方向飞入圆形轨道．已知四驱车在AB段运动时的阻力f恒为1N，AB间的距离L=6m，圆轨道的半径R=1m，∠COD=53°，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力．sin53°=0.8，cos53°=0.6，求：(1)四驱车从B点飞出时的速度VB的大小；(2)四驱车从B点运动到C点的时间t2；(3)四驱车第一次经过D点时对轨道的压力大小．19.在竖直平面内有一个光滑的圆弧轨道，其半径R=0.2m，一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m．空气阻力不计，g取10m/s2，求：(1)小滑块离开轨道时的速度大小；(2)小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小；(3)轨道的最低点距地面高度h．

2017-2018学年度高一物理人教版必修2单元检测第7章机械能守恒定律一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.某质点做直线运动的v-t图线（正弦曲线）如图所示，以下判断正确的是（）学。科。网...学。科。网...学。科。网...学。科。网...学。科。网...学。科。网...学。科。网...A.t1时刻，合外力的功率最大B.t2～t3时间内，合外力的功率逐渐减小C.t2～t3时间内，合外力做正功D.t1～t3时间内，合外力做的总功不为零【答案】C【解析】【详解】A、图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，由图象可知t1时刻速度最大但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在t1时刻功率为零，故A错误；B、t2时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为零，t3时刻速度最大但拉力为零，则t3时刻功率也为零，所以t2～t3时间内，合外力的功率先增大后减小，故B错误；C、在t2～t3时间内物体的速度增大，动能增大，由动能定理可知合外力做正功，故C正确；D、在t1～t3时间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故D错误。故选：C【点睛】由v-t图象可知物体的运动方向，由图象的斜率可知拉力的大小，则由动能定理可得出外力做功的情况，由P=Fv可求得功率的变化情况．2.如图，质量为M的物体放在光滑水平地面上，在受到与水平方向成α角的恒力F作用下，从静止开始运动，在时间t内，F对物体所做的功为WF．下列仅单独改变某一物理量（设该物理量改变后物体仍在水平面上运动），可使恒力所做的功增大为2WF的是（）A.使恒力的大小增大为2FB.使物体质量减小为C.做功时间增长为2tD.α从60°变为0°【答案】B【解析】拉力增大为2F时，加速度物体的加速度变为原来的2倍，由x=at2知，在相同时间内物体通过的位移为原来的2倍，由W=Fxcosα，可知，拉力做功为4W．故A错误．物体质量减小为，则物体的加速度变为原来的2倍，由x=at2知，在相同时间内物体通过的位移为原来的2倍，由W=Fxcosα，可知，拉力做功为2W．故B正确．做功时间增长为2t，由x=at2知，物体通过的位移为原来的4倍，由W=Fxcosα，可知，拉力做功为4W．故C错误．

D、由，α角从60°变为0°，则得，拉力做功为4W．故D错误．故选B.3.足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，t=0时撤去推力，0～6s内速度随时间的变化情况如图所示，由图象可知（）A.0～1s内与1～6s内重力的平均功率之比为5:1B.0～1s内与1～6s内的加速度大小之比为1:2C.0～1s内与1～6s内的位移大小之比为1:4D.0～1s内与1～6s内机械能的变化量之比为1:5【答案】D【解析】【详解】A、根据图象可知：0-1s内的平均速度大小为：v1=m/s=5m/s，1-6s内平均速度大小为：v2==5m/s，所以0-1s内重力的平均功率为P1=mgv1sinθ=5mgsinθ，1-6s内重力平均功率P2=mgv2=5mgsinθ，则重力的平均功率之比为1：1，故A错误；B、速度时间图象的斜率等于加速度，则0～1s内与1～6s内的加速度大小之比为：a1：a2=：=2：1，故B错误；C、图象与时间轴所围“面积”大小表示位移大小，则0～1s内与1～6s内的位移大小之比为：s1：s2=m：m=1：5，故C错误；D、机械能的变化量等于滑动摩擦力做的功，0一1s内机械能变化量大小为Wf1=Pft1=Pf，1～6s内机械能变化量大小为Wf2=Pft2=5Pf，所以0一1s内机械能变化量大小与1～6s内机械能变化量大小之比为1：5，故D正确；故选：D4.某重型气垫船的质量为5.0×105kg，装有额定输出功率为9000kW的燃气轮机，假设该重型气垫船在海面航行过程所受的阻力Ff与速度v满足Ff=kv（k为常数）。设该重型气垫船的燃气轮机以额定功率运行时，匀速航行的最高时速为108km/h，下列说法正确的是（）A.该重型气垫船的最大牵引力为3.0×105NB.从题中给出的数据，可算出k=1.0×104N•s/mC.以54km/h的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为3.0×105ND.以54km/h的速度匀速航行时，气垫船的燃气轮机输出功率为4500kW【答案】B【解析】气垫船的最高速度为

v=108km/h=30m/s．在额定输出功率下以最高时速航行时，根据P=Fv得：气垫船的牵引力为：=3.0×105N，此时匀速运动，由P=Fv知，在速度达到最大前，F＞3.0×105N，即气垫船的最大牵引力大于3.0×105N．故A错误．气垫船以最高时速匀速运动时，气垫船所受的阻力为：f=F=3.0×105N，根据f=kv得：k==1.0×104N•s/m，故B正确．以最高时速一半的速度匀速航行时，气垫船所受的阻力为：f′=k=f=1.5×105N，此时气垫船发动机的输出功率为：P′=F′=f′=1.5×105×15=2250kW，故CD错误．故选B.点睛：解决本题时要明确气垫船匀速运动时牵引力与阻力相等，发动机的输出功率等于牵引力乘以速率．要注意阻力与速率是成正比，不是恒定的．5.物体沿不同的路径从A运动到B，如图所示，则（）A.沿路径ACB重力做的功大些B.沿路径ADB重力做的功大些C.沿路径ACB和路径ADB重力做功一样多D.以上说法都不对【答案】C【解析】由A到B不管沿哪条路径高度差相同，则重力做功相同，则C正确，ABD错误，故选C。点睛：本题考查对重力做功特点的掌握情况，要明确重力做功的特点，知道重力做功W=mgh，大小只与高度差有关，与运动路径无关．6.如图所示，将质量m=2kg的一个小钢球（可看成质点）从离地面H=2m高处由静止开始释放，落人泥潭并陷入泥中h=5cm深处，不计空气阻力（g取10m/s2），则下列说法正确的是（）A.整个过程中重力做功为40JB.整个过程中重力势能减少41JC.泥对小钢球的平均阻力为800ND.泥对小钢球的平均阻力做功为40J【答案】B【解析】试题分析：根据重力做功的公式即可求解；对整个过程运用动能定理，根据重力和阻力做功之和等于钢球动能的变化量，即可求解．根据，A错误B正确；对整个过程运用动能定理得，解得，故C错误D正确．7.物体以60J动能，从A点出发竖直向上抛出，在它上升到某一高度时，其动能损失50J，机械能损失10J，设空气阻力大小恒定，则落回A点时的动能为（）A.20JB.36JC.40JD.48J【答案】B【解析】物体上升到某一高度时，重力、阻力均做负功，所以根据功能关系有：①，阻力做功对应着机械能的变化，则有：②，将，，代入①②可得，，，可得；当物体从抛出到上升到最高点的过程中，物体的动能减小了60J，由动能定理可得，合力做的功，所以有阻力做功为，由功能关系知，机械能损失了12J，由于空气阻力大小恒定，所以下落过程机械能也损失了12J，则物体落回A点时的动能为，故ACD错误，B正确。故选B。【点睛】物体竖直上抛的过程中，由于阻力使得物体的机械能有损失．利用功能原理和动能定理分析空气阻力与合力的关系，再分析物体上升最高点时机械能的损失，得到下落过程机械能的损失，即可求出物体回到A点时的动能．8.跳水运动员从10m高的跳台上跳下（不计阻力），在下落的过程中（）A.运动员克服重力做功B.运动员的机械能在减少C.运动员的动能减少，重力势能增加D.运动员的动能增加，重力势能减少【答案】D【解析】解：A、跳水运动员从台上跳下的过程中，运动方向与重力的方向是相同的，重力做正功．克服重力做功是运动方向与重力的方向相反．选项A错误．B、本题不计空气的阻力，只有重力做功，机械能守恒．选项B错误．C、运动员下落的过程，是重力势能转化为动能的过程，所以下落过程中，动能增加，重力势能减少．选项C错误．D、由对C的分析可知，选项D正确．故选：D．【点评】重力势能是由物体与地球间的相对位置决定的能量，是标量．物体的动能和势能（重力势能和弹性势能）统称为机械能．机械能守恒定律是在只有重力（或系统内弹簧的弹力）做功的情况下，物体的动能和重力势能（或弹性势能）发生相互转化，但机械能的总量保持不变．机械能守恒的特点就是动能和势能，一个增加，另一个就减少．9.如图，用F=20N

的力将重物G由静止开始以0.2m/s2的加速度上升，则5s末时F的功率是（）A.10WB.20WC.30WD.40W【答案】D【解析】【详解】5s末物体的速度为：v=at=0.2×5m/s=1m/s．滑轮对重物的拉力F′是绳子对滑轮的力F的2倍．根据能量守恒，F的功率等于F′的功率．所以P=P′=2F•v=2×20×1W=40W故选：D．【点睛】根据匀加速运动的位移公式求出5s末物体的速度．滑轮对重物的拉力是绳子对滑轮的力的2倍．根据能量守恒，F的功率等于滑轮对重物做功的功率．故有P=P′=2F•v．10.将一只苹果水平抛出，苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3，图中曲线为苹果在空中运行的轨迹，不计空气阻力．下列说法中正确的是（）A.苹果通过第1个窗户所用的时间最短B.苹果通过第1个窗户的过程中，重力做功最多C.苹果通过第3个窗户的过程中，重力的平均功率最大D.苹果通过第3个窗户的过程中，竖直方向的平均速度最小【答案】C【解析】【分析】苹果水平抛出，做平抛运动，根据竖直方向上的运动规律确定苹果经过各个窗户所用时间的长短，根据重力做功的大小比较平均功率大小．【详解】A、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，速度越来越快，可知通过相同竖直位移所用的时间越来越短，所以通过第3个窗户时间最短，故A错误。B、通过三个窗户下降的高度相同，则重力做功相同，故B错误。C、通过第3个窗户时间最短，根据P=知，重力的平均功率最大，故C正确。D、苹果通过第3个窗户的过程中，由于时间最少，则竖直方向的平均速度最大，故D错误。故选：C。【点睛】解决本题的关键知道重力做功与路径无关，与首末位置的高度差有关，知道平均功率等于重力做功与时间的比值，基础题．二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）11.如图（a）所示，被称为“魔力陀螺”玩具的陀螺能在圆轨道外侧旋转不脱落，其原理可等效为如图（b）所示的模型：半径为R的磁性圆轨道竖直固定，质量为m的铁球（视为质点）沿轨道外侧运动，A、B分别为轨道的最高点和最低点，轨道对铁球的磁性引力始终指向圆心且大小不变，不计摩擦和空气阻力，重力加速度为g，则（）A.铁球绕轨道可能做匀速圆周运动B.铁球绕轨道运动过程中机械能守恒C.铁球在A点的速度必须大于D.轨道对铁球的磁性引力至少为5mg，才能使铁球不脱轨【答案】BD【解析】小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，其中铁球受轨道的磁性引力始终指向圆心且大小不变，支持力的方向过圆心，它们都始终与运动的方向垂直，所以磁力和支持力都不能对小铁球做功，只有重力会对小铁球做功，所以小铁球的机械能守恒，在最高点的速度最小，在最低点的速度最大．小铁球不可能做匀速圆周运动．故A错误，B正确；小铁球在运动的过程中受到重力、轨道的支持力和磁力的作用，在最高点轨道对小铁球的支持力的方向可以向上，小铁球的速度只要大于0即可通过最高点．因此小球在最高点的速度可能等于，故C错误；由于小铁球在运动的过程中机械能守恒，所以小铁球在最高点的速度越小，则机械能越小，在最低点的速度也越小，根据：，可知小铁球在最低点时需要的向心力越小．而在最低点小铁球受到的重力的方向向下，支持力的方向也向下、只有磁力的方向向上．要使铁球不脱轨，轨道对铁球的支持力一定要大于0．所以铁球不脱轨的条件是：小铁球在最高点的速度恰好为0，而且到达最低点时，轨道对铁球的支持力恰好等于0．根据机械能守恒定律，小铁球在最高点的速度恰好为0，到达最低点时的速度满足，轨道对铁球的支持力恰好等于0，则磁力与重力的合力提供向心力，即：，联立得：F=5mg可知，要使铁球不脱轨，轨道对铁球的磁性引力至少为5mg．故D正确．故选BD.【点睛】结合对小铁球的受力分析，判定小铁球是否可以做匀速圆周运动；结合做个个力的做功情况判断是否满足机械能守恒；根据点的受力与运动的特点判断铁球在A点可能的速度；结合机械能守恒定律与牛顿第二定律分析与判断铁球经过最低点的条件．12.如图所示，一光滑细杆固定在水平面上的C点，细杆与水平面的夹角为30°，一原长为L的轻质弹性绳，下端固定在水平面上的B点，上端与质量为m的小环相连，当把小环拉到A点时，AB与地面垂直，弹性绳长为2L，将小环从A点由静止释放，当小环运动的AC的中点D时，速度达到最大。重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小环刚释放时的加速度大小为gB.小环的机械能守恒C.小环到达AD的中点时，弹性绳的弹性势能为零D.小环的最大速度为【答案】AD【解析】由几何关系可知，当小环运动的AC的中点D时，弹性绳的长度等于在A点时的长度，因此时速度达到最大，可知a=0，则，则开始在A点时：，解得aA=g，选项A正确；小环在运动过程中弹性绳的弹力做功，则机械能不守恒，选项B错误；小环到达AD的中点时，弹性绳的弹力不为零，则弹性势能不为零，选项C错误；小环在AD两点时弹性绳的弹性势能相同，则由能量关系可知，解得，选项D正确；故选AD.点睛：此题是牛顿第二定律和能量守恒定律的应用问题；关键是知道小环在AD两个位置时弹性绳的长度相同，弹力相同，弹性势能相同，结合牛顿第二定律即能量守恒关系列方程解答.13.质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，如图所示，物体m相对斜面静止，则下列说法中正确的是（）A.重力对物体m做正功B.合力对物体m做功为零C.摩擦力对物体m做负功D.支持力对物体m做正功【答案】BCD【解析】A、物体在水平方向移动，在重力方向上没有位移，所以重力对物体m做功为零，故A错误；

B、物体匀速运动时，合力为零，合力对物体m做功为零，故B正确；

C、摩擦力与位移的夹角为钝角，所以摩擦力对物体m做功不为零，做负功，故C正确；

D、由图看出，弹力N与位移s的夹角小于，则弹力对物体m做正功，故D正确。点睛：分析物体的受力情况，根据力与位移的夹角，判断力做功的正负．物体匀速运动时，合力为零，合力对物体m做功为零．根据功的公式求出摩擦力和重力做功。14.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时刻开始，受到水平外力F作用，如图所示。下列判断正确的是（）A.第1

s末外力的瞬时功率是6WB.第2

s末外力的瞬时功率为4WC.0～2

s内外力的平均功率是4

WD.0～2

s内外力的平均功率是6

W【答案】BC【解析】A：由图可知，0～1s内，水平外力F1=3N，质点位于光滑水平面上，由牛顿第二定律可得：，解得：，第1s末物体的速度，第1s末外力的瞬时功率，故A项错误。B：由图可知，1～2s内，水平外力F2=1N，质点位于光滑水平面上，由牛顿第二定律可得：，解得：，第2s末物体的速度，第2s末外力的瞬时功率，故B项正确。CD：第2s末物体的速度，0～2s内外力做的功，0～2s内外力的平均功率，故C项正确，D项错误。15.质量m=2kg的物体原来静止在粗糙水平地面上，现在第1，、3、5、…奇数秒内给物体施加方向向北、大小为6N的水平推力，在第2、4、6、…偶数秒内，给物体施加方向仍向北，但大小等于2N的水平推力。已知物体与地面间的动摩擦因数为0.1，取g=10m/s2，下列判断正确的有（）A.物体在t=9s末的速度是10m/sB.物体在前9s内平均速度是5m/sC.推力在前9s内做功为150JD.推力在前9s内平均功率为30W【答案】AB【解析】根据牛顿第二定律，F-f=ma，可知，当F=6N时，解得a1=2m/s2，F=2N时，a2=0m/s2，所以t=9s末的速度v=a1t1，t1=5s，得v=10m/s，所以A正确；运动的v-t图如图所示，图像与坐标轴所围面积为运动的位移，可求9s内位移为45m，所以，前9s内平均速度是v=x/t=5m/s，所以B正确；物体在6N推力作用下的位移为25m，所以推力做功为W1=Fx=150J，2N推力作用下位移为20m，W2=Fx=40J，所以推力做的总功为190J，故C错误；平均功率为P=W/t=190/9W，所以D错误。三、实验题探究题（本大题共1小题，共9.0分）16.某同学利用如图装置来研究机械能守恒问题，设计了如下实验．A、B是质量均为m的小物块，C是质量为M的重物，A、B间由轻弹簧相连，A、C间由轻绳相连．在物块B下放置一压力传感器，重物C下放置一速度传感器，压力传感器与速度传感器相连．当压力传感器示数为零时，就触发速度传感器测定此时重物C的速度．整个实验中弹簧均处于弹性限度内，重力加速度为g．实验操作如下：(1)开始时，系统在外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为零．现释放C，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，触发速度传感器测出C的速度为v．(2)在实验中保持A，B质量不变，改变C的质量M，多次重复第(1)步．①该实验中，M和m大小关系必需满足M______m（选填“小于”、“等于”或“大于”）②为便于研究速度v与质量M的关系，每次测重物的速度时，其已下降的高度应______（选填“相同”或“不同”）③根据所测数据，为得到线性关系图线，应作出______（选填“v2-M”、“v2-”或“v2-”）图线．④根据③问的图线知，图线在纵轴上截距为b，则弹簧的劲度系数为______（用题给的已知量表示）．【答案】(1).大于(2).相同(3).v2-(4).【解析】试题分析：①根据题意，确保压力传感器的示数为零，因此弹簧要从压缩状态到伸长状态，那么C的质M要大于A的质量m；②要刚释放C时，弹簧处于压缩状态，若使压力传感器为零，则弹簧的拉力为，因此弹簧的形变量为，不论C的质量如何，要使压力传感器示数为零，则A物体上升了，则C下落的高度为，即C下落的高度总相同；③选取AC及弹簧为系统，根据机械能守恒定律，则有：，整理得，，为得到线性关系图线，因此应作出图线．④由上表达式可知，，解得．考点：验证机械能守恒定律【名师点睛】理解弹簧有压缩与伸长的状态，掌握依据图象要求，对表达式的变形的技巧．四、计算题（本大题共3小题，共31.0分）17.如图甲所示，物体受到水平推力F的作用，在粗糙水平面上做直线运动。通过力传感器和速度传感器监测到推力F和物体速度v随时间t变化的规律分别如图乙、丙所示。重力加速度g=10m/s2．求：(1)0～3s内物体的位移x；(2)0～3s内合力对物体所做的功W合；(3)前2s内推力F做功的平均功率。【答案】(1)x=3m(2)W合=1J(3)【解析】（1）由图丙可知，0-3s内物体运动的总位移为x=3m0-1s内物体运动的位移为1-2s内物体运动的位移为2-3s内物体运动的位移为所以，0-3s内物体运动的总位移为（2）由图丙可知，2-3s，物体做匀速直线运动，由平衡条件有0-3s内推力F对物体做的功为0-3s内滑动摩擦力f对物体做的功为所以，0-3s内合力对物体做的功为