第5章动能的变化与机械功能量守恒

/ｅｑ\x（课时14）第5章动能的变化与机械功能量守恒第一节功功率一、选择题１．汽车以额定功率从水平路面上坡时，司机要通过变速杆进行“换挡"，其目的是()Ａ。增大速度，增大牵引力B．减小速度，减小牵引力C．增大速度，减小牵引力Ｄ.减小速度,增大牵引力2。(２0１1年金华模拟）我国开始实施第六次铁路大提速,大城市间大量开通时速２00公里及以上动车组列车成为引人注目的焦点．铁路提速要解决许多具体的技术问题，其中提高机车牵引力功率是一个重要问题．假设匀速行驶时,列车所受阻力与速度的平方成正比，那么当机车分别以150kｍ/ｈ和５0kｍ/ｈ的速度在水平轨道上匀速行驶时A.3∶１ B．9∶1C．２7∶1 D.８1∶13。“神舟”七号宇航员在进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如图所示，到达竖直状态的过程中,宇航员所受重力的瞬时功率变化情况是（）A。一直增大B．一直减小C．先增大后减小Ｄ。先减小后增大4．如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，Ａ沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则()A．重力对两物体做功相同Ｂ．重力的平均功率相同C．到达底端时重力的瞬时功率PＡ〈PBD。到达底端时两物体的速度相同5．在距地面高5m的平台上，以25m／s的速率竖直向上抛出一质量为１kg的石块，不计空气阻力，取g＝Ａ．－1０0JﻩB。50JC。100ＪﻩD。0J6。如图所示水平地面上有三个底面相同、倾角分别为3０°、45°、60°的固定斜面，三个斜面与物体间的动摩擦因数相同，同一物体沿三个斜面从顶端开始由静止下滑到底部的过程中，克服摩擦力做功最多的斜面是(）A．倾角为3０°的斜面B．倾角为45°的斜面C．倾角为60°的斜面Ｄ．一样多7．如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是（)A。始终不做功Ｂ。先做负功后做正功Ｃ．先做正功后不做功D。先做负功后不做功8．2010年“全运向前冲"电视娱乐活动受到全国观众喜爱．其中不少选手在“大转盘”上落水．某人质量为m，与转盘之间的动摩擦因数为μ，则人在半径为R的转盘边缘随转盘转一周，转盘对人做的功是()A。μｍｇ·2πRﻩB．μｍｇＲC.2μmgR D．0９.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图像如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是图中的(）10.水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ（0＜μ＜１).现对木箱施加一拉力F，使木箱做匀速直线运动．设F的方向与水平面夹角为θ，如图，在θ从0逐渐增大到90°的过程中，木箱的速度保持不变，则()Ａ.Ｆ先减小后增大B。F一直增大C.F的功率减小D．F的功率不变二、计算题11.滑板运动是一项非常刺激的水上运动.研究表明，在进行滑板运动时，水对滑板的作用力N垂直于板面，大小为kｖ2，其中ｖ为滑板速率(水可视为静止).某次运动中，在水平牵引力作用下,当滑板和水面的夹角θ＝3７°时（如图),滑板做匀速直线运动，相应的k＝54ｋg/m，人和滑板的总质量为108kｇ,试求（重力加速度g取10m/s2，sin３7°取ｅq\f（3，5)(1）水平牵引力的大小;（2）滑板的速率;(3）水平牵引力的功率。ﻩﻩ12。下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在水平平直道路上以额定功率匀速行驶的速度．请参考表中数据,完成下列问题(g取1０m/ｓ额定车速整车质量载重电源电源输出电压充电时间额定输出功率电动机额定工作电压和电流18４08036V/12Ah≥３6V6ｈ～8ｈ180W36Ｖ/６（1)此车所配电动机正常工作时，内部损耗的功率是多少?（2)在行驶过程中电动车所受阻力是车重(包括载重)的K倍，试计算K的大小；（3)若电动车满载时以额定功率行驶，当车速为3ｍｅq\x(课时１5）第二节动能动能定理一、选择题1．下列说法中正确的有（)A.运动物体所受的合外力不为零，合外力必做功，物体的动能肯定要变化B．运动物体的合外力为零,则物体的动能肯定不变C．运动物体的动能保持不变，则该物体所受合外力一定为零D。运动物体所受合外力不为零，则该物体一定做变速运动，其动能肯定要变化2．(2０１0年高考上海卷）如图所示为质量相等的两个质点A、Ｂ在同一直线上运动的v－t图像，由图可知()A．在t时刻两个质点在同一位置Ｂ。在t时刻两个质点速度相等C．在0～t时间内质点B比质点A位移大D.在0～t时间内合外力对两个质点做功相等3。如图所示，ＤＯ是水平面，AB是斜面，斜轨道和水平轨道以圆弧相接，速度为v0的物体从D点出发沿ＤBＡ滑动到顶点Ａ时速度刚好为零，如果斜面改为AC,让该物体从D点出发沿ＤＣＡ滑动到A时速度也刚好为零，则物体具有的初速度(已知物体与路面及斜面之间的动摩擦因数相同且不为零)(）A．大于v0ﻩB．等于v0C．小于v０ D.取决于斜面的倾角4．某人用手将1kg物体由静止向上提起１m,这时物体的速度为2ｍ/ｓ（g取Ａ．手对物体做功12JﻩB.合外力做功2ＪC。合外力做功1２JﻩD．物体克服重力做功1０J5.刹车距离是衡量汽车安全性能的重要参数之一．图中所示的图线１、２分别为甲、乙两辆汽车在紧急刹车过程中的刹车距离s与刹车前的车速v的关系曲线，已知紧急刹车过程中车与地面间是滑动摩擦。据此可知，下列说法中正确的是（）A．甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快,甲车的刹车性能好B．乙车与地面间的动摩擦因数较大，乙车的刹车性能好C．以相同的车速开始刹车，甲车先停下来，甲车的刹车性能好Ｄ．甲车的刹车距离随刹车前的车速v变化快，甲车与地面间的动摩擦因数较大6.(20１1年宿州模拟)如图所示，固定斜面倾角为θ,整个斜面分为AB、BC两段,ＡＢ＝2BＣ.小物块Ｐ（可视为质点)与AB、BC两段斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2．已知Ｐ由静止开始从A点释放，恰好能滑动到C点而停下，那么θ、μ１、μ2间应满足的关系是(）A．ｔanθ＝ｅq＼f（μ1＋2μ2，3）ﻩＢ．taｎθ＝eq\f（2μ1+μ２，３）Ｃ。tanθ=2μ1－μ2 D．tａnθ=2μ2-μ17．如图甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力Ｆ作用下，沿x轴方向运动.拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示，图线为半圆。则小物块运动到x0处时的动能为（）A．0B.eq＼f（1，2）Fmx０ C.eq\ｆ（π,4）Fmx０Ｄ.ｅq\f(π,4)ｘｅq＼o\al（2，0)８。（2０11年湖南桃源模拟）如图所示，一个质量为ｍ的圆环套在一根固定的水平直杆上，环与杆的动摩擦因数为μ，现给环一个向右的初速度ｖ0,如果在运动过程中还受到一个方向始终竖直向上的力F的作用，已知力F的大小为F=kv(k为常数，v为环的运动速度),则环在整个运动过程中克服摩擦力所做的功(假设杆足够长)可能为(）A.eq\f(1，2)ｍveq\o\ａl（2，0) Ｂ.0C。ｅｑ\f（1，2)ｍveq\o\ａl（2,0）+ｅq\f（m3g2，2k2) D。eq\f（1,2)mveq\o\aｌ（２，0）－eq＼f（ｍ3g2,２k2)9。如图所示，一个粗糙的水平转台以角速度ω匀速转动，转台上有一个质量为ｍ的物体,物体与转台间用长L的绳连接着，此时物体与转台处于相对静止，设物体与转台间的动摩擦因数为μ，现突然制动转台,则()Ａ。由于惯性和摩擦力,物体将以O为圆心、L为半径做变速圆周运动，直到停止Ｂ．若物体在转台上运动一周，物体克服摩擦力做的功为μmg2πLＣ.若物体在转台上运动一周，摩擦力对物体不做功D．物体在转台上运动eｑ＼f(Lω２，４μgπ)圈后,停止运动10。静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右、大小先后为Ｆ1、F2、F3的拉力作用做直线运动，ｔ=4s时停下，其ｖ－t图像如图所示,已知物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是()Ａ.全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B。全过程拉力做的功等于零C。一定有F1+F3＝2FD.可能有Ｆ1＋Ｆ3>2Ｆ二、计算题11.20１０年温哥华冬奥会上，瑞典女队获得冰壶比赛世界冠军．假设冰壶在水平冰面上的一次滑行可简化为如下过程：如图所示,运动员将静止于O点的冰壶(视为质点）沿直线OO′推到A点放手，此后冰壶沿AO′滑行,最后停于Ｃ点．已知冰面与冰壶间的动摩擦因数为μ，冰壶质量为m，ＡC＝L，CO′=ｒ，重力加速度为g。(１）求冰壶在A点的速率;(2)若将BＯ′段冰面与冰壶间的动摩擦因数减小为0．8μ,原只能滑到C点的冰壶能停于O′点,求A点与Ｂ点之间的距离.１2.（201０年高考山东卷)四分之一圆轨道OA与水平轨道ＡＢ相切，它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0。45m，水平轨道AB长s1=3m,OＡ与ＡB均光滑．一滑块从Ｏ点由静止释放，当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F＝1.6Ｎ的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了s2＝3。2８ｍ时速度v=２.4ｍ/s，此时滑块恰好落入小车中。已知小车质量Ｍ＝0.２kg,与CＤ间的动摩擦因数μ＝(1)恒力F的作用时间t；(2)AB与CＤ的高度差h.eq＼x（课时16）第三节机械能守恒定律及其应用一、选择题1．如图所示，在地面上以速度ｖ0抛出质量为ｍ的物体，抛出后物体落到比地面低的海平面上。若以地面为零势能面而且不计空气阻力,则()A。物体到海平面时的势能为mghB.重力对物体做功为mgｈC。物体在海平面上的动能为mgh+eq\f（１，2）mveq＼o\al(２,0）Ｄ.物体在海平面上的机械能为eq＼f(1，2)mvｅｑ\o\al（２，0）２。如图所示，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,运动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(）3．如图所示,斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是(）Ａ.物体的重力势能减少，动能增加Ｂ.斜面的机械能不变C．斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功Ｄ．物体和斜面组成的系统机械能守恒４．如图所示，A、B两球质量相等,A球用不能伸长的轻绳系于Ｏ点，Ｂ球用轻弹簧系于O′点,O与Ｏ′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则（）Ａ。两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等Ｂ．两球到达各自悬点的正下方时，Ａ球动能较大C.两球到达各自悬点的正下方时,Ｂ球动能较大D．两球到达各自悬点的正下方时，A球损失的重力势能较多5.如图所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆环形轨道上做圆周运动.小环从最高点A滑到最低点Ｂ的过程中,其线速度大小的平方v2随下落高度h变化的图像可能是图所示四个图中的（）6。如图所示,粗细均匀，两端开口的Ｕ形管内装有同种液体,开始时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为（）A。eq\ｒ(\ｆ（１，8)ｇh) B。eq\ｒ(\f（１,6）ｇh)C。eq\r(\ｆ（1，4)gｈ） D.eq＼ｒ（\f(1,2）gh)7.(2011年衡水模拟）在2008北京奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5。05m的成绩第2４次打破世界纪录．如图为她在比赛中的几个画面．A．运动员过最高点时的速度为零B。撑杆恢复形变时，弹性势能完全转化为动能C．运动员要成功跃过横杆,其重心必须高于横杆Ｄ．运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功8。（201１年徐州模拟）一个物体自空中的某一高度由静止释放，其离地面的高度与运动速度平方的关系如图所示,则（）Ａ．物体做匀加速直线运动Ｂ。物体做匀减速直线运动C．若h０＝2０mD.若h0=10m，9．如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行,带电小球Ｑ(可视为质点）固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上．现把与Q大小相同,带电性也相同的小球P,从直线ab上的N点由静止释放,在小球Ｐ与弹簧接触到速度变为零的过程中（)A．小球Ｐ的速度先增大后减小B．小球P和弹簧的机械能守恒,且P速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大Ｃ．小球Ｐ的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹性势能的总和增大D．系统的机械能守恒二、计算题10.如图所示，ABC是光滑轨道,其中ＡＢ是水平的，BC是与ＡB相切的位于竖直平面内的半圆轨道,半径R=０.4m．质量m＝０.5kｇ的小球以一定的速度从水平轨道冲向半圆轨道，经最高点Ｃ水平飞出，落在AB轨道上，距B点的距离s=1.6ｍ．g取（1)小球经过C点时的速度大小；(２)小球经过C点时对轨道的压力大小;(３）小球在AＢ轨道上运动时的动能．11.“头脑风暴法”是上个世界风靡美国的一种培养学生创新思维能力的方法，某学校的一个“头脑风暴实验研究小组",以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏；鸡蛋要不被摔坏，直接撞击地面的速度最大不能超过1.5ｍ/ｓ．现有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离s＝0。45m,Ａ、B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面某一高处自由落下,装置碰地后速度为0，且保持竖直不反弹，不计该装置与地面作用时间．g=10(1）如果没有保护，鸡蛋自由下落而不被摔坏的最大高度h;(2)如果使用该装置保护，刚开始下落时装置的末端离地面的最大高度Ｈ？（计算结果小数点后保留两位数字）12。（２01０年高考北京理综卷)如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平飞出，经过3．0s落到斜坡上的Ａ点.已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角θ=３７°,运动员的质量m＝50kｇ。不计空气阻力。（取sin37°＝0．６0,cｏｓ3７°＝０.80；g取10m(1)A点与O点的距离L;（２）运动员离开O点时的速度大小；（3)运动员落到A点时的动能。ｅq\x（课时１7）第四节功能关系能量的转化与守恒一、选择题1.在跳高运动的发展史上，其中有以下四种不同的过杆姿势，如图所示,则在跳高运动员消耗相同能量的条件下,能越过最高横杆的过杆姿势为()2。如图,一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O点,另一端系一小球．给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动,在此过程中（)A．小球的机械能守恒B.重力对小球不做功C。绳的张力对小球不做功D。在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少3．（2011年盐城模拟)如图所示,长为L的小车置于光滑的水平面上,小车前端放一小物块,用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离s，物块刚好滑到小车的左端．物块与小车间的摩擦力为f，在此过程中（）A。系统产生的内能为fLB。系统增加的机械能为FsC.物块增加的动能为ｆLD。小车增加的动能为Fs-ｆL4．质量为m的物体,从距地面ｈ高处由静止开始以加速度a=eｑ\ｆ（1，3）ｇ竖直下落到地面，在此过程中（)A.物体的重力势能减少eq\f（１，３)mgｈB．物体的动能增加ｅq\f（１,3）mgｈC。物体的机械能减少eq＼f(１,3)mghD．物体的机械能保持不变５。（20１1年淮北模拟)滑板是现在非常流行的一种运动,如图所示，一滑板运动员以7ｍ/s的初速度从曲面的A点下滑,运动到B点速度仍为7ｍ／s，若他以6m／ｓ的初速度仍由AＡ．大于６m/ｓ Ｂ.等于C．小于６m/ｓﻩD．条件不足６．如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上的Ｐ点，已知物体的质量为m＝２.０kｇ，物体与水平面间的动摩擦因数μ=0。４，弹簧的劲度系数k＝200Ｎ/m．现用力Ｆ拉物体,使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动１0cm，这时弹簧具有弹性势能Ep=1.0J，物体处于静止状态.若取g＝1０m/sA。物体向右滑动的距离可以达到1２。5Ｂ。物体向右滑动的距离一定小于12．5C．物体回到Ｏ点时速度最大Ｄ。物体到达最右端时动能为零，系统机械能也为零7．(2０0９年高考山东卷)图所示为某探究活动小组设计的节能运输系统．斜面轨道倾角为30°，质量为Ｍ的木箱与轨道的动摩擦因数为eq＼f(＼ｒ（3)，６）。木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为ｍ的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下,当轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程.下列选项正确的是（)Ａ.m＝MB．m=2Ｃ．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能８。如图所示，分别用恒力F1、F2先后将质量为m的物体由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端拉至顶端，两次所用时间相同，第一次力F1沿斜面向上，第二次力F２沿水平方向．则两个过程（）A．合外力做的功相同B．物体机械能变化量相同C。Ｆ1做的功与Ｆ2做的功相同D。F１做的功比F2做的功多9.（2010年高考江苏卷)如图所示，平直木板ＡB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小.先让物块从A由静止开始滑到B．然后,将Ａ着地,抬高B，使木板的倾角与前一过程相同，再让