4.7生产和生活中的机械能守恒 同步练习（word版含答案）

4.7生产和生活中的机械能守恒 同步练习
一、单选题
1．如图所示，小物块套在固定竖直杆上，用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连。开始时物块与定滑轮等高。已知小球的质量是物块质量的两倍，杆与滑轮间的距离为d，重力加速度为g，绳及杆足够长，不计一切摩擦。现将物块由静止释放，在物块向下运动过程中（　　）
A．刚释放时小物块的加速度
B．小物块下降的最大距离为2d
C．小物块重力的功率先增大后减小
D．轻绳的张力总大于小球的重力
2．如图甲所示，质量m=0.5kg的物块放置在竖直固定的弹簧上方（未栓接），用力向下压物块至某一位置，然后由静止释放，取该位置为物块运动的起始位置，物块上升过程的a-x图像如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度g=10 m/s2。则下列说法正确的是（　　）
A．物块运动过程的最大加速度大小为15 m/s2 B．弹簧的劲度系数为100 N/m
C．弹簧的最大弹性势能为2.25J D．物块加速度为0时离开弹簧
3．物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于（　　）
A．物体重力势能的增加量
B．物体动能的增加量
C．物体动能的增加量和重力势能增加量的总和
D．物体克服重力所做的功
4．蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动，跳跃者站在约40m以上高度的平台，把一端固定的一根长长的弹性绳绑在踝关节处然后两臂伸开，双腿并拢，头朝下无初速度跳下。绑在跳跃者踝关节的弹性绳很长，足以使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。运动员从跳下至下落到最低点的过程中其机械能与位移的图像如图所示，图中为直线，为曲线，若忽略空气阻力作用，下列判断错误的是（　　）
A．过程中，只有重力做功，因此机械能守恒
B．过程中，重力做正功为，重力势能减少了
C．过程中，运动员一直做加速度越来越大的减速运动
D．过程中，运动员的动能先增加再减小，机械能一直减小
5．如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，那么力F对木板做功的数值为（　　）
A．mv2 B．mv2 C．mv2 D．2mv2
6．如图所示是小朋友玩蹦床的示意图。从小朋友下落到离地面高h处开始计时，其动能与离地高度h的关系如图所示，在阶段图象为直线，其余部分为曲线，对应图像的最高点，小朋友的质量为m，重力加速度为g，不计空气阻力和一切摩擦，下列说法正确的是（　　）
A．整个过程中小朋友的机械能守恒
B．从过程中，小朋友的加速度先增大后减小
C．从过程中，蹦床的最大弹性势能为
D．小朋友处于高度时，蹦床的弹性势能为
7．固定滚轮训练是飞行员为提高空间定向能力而特有的一种训练手段。如图所示，固定滚轮是转轴固定可在竖直面内绕轴自由转动的轮子，训练时飞行员手脚支撑在轮子上做圆周运动。已知飞行员质量为m，滚轮半径为R，滚轮质量可忽略，某次训练中飞行员双臂间的夹角为120°，飞行员恰好能在竖直面内做完整圆周运动，当其头部转动到最低点时，踏板对脚无作用力，此时（　　）
A．飞行员脚的线速度大小为 B．飞行员重心的线速度大小为
C．每个手臂的支持力大小为5mg D．飞行员身体的最大向心加速度大小为5g
8．公园里的喷泉如图所示，喷嘴方向可任意调节，喷出的水柱最高可达约10米，一圈共有40个喷口，每个喷泉管口直径约为2cm。则喷泉电动机的输出功率约为（　　）
A．6kw B．18kw C．60kw D．180kw
二、多选题
9．如图甲所示，质量为m=0.1kg的滑块（可视为质点），在内壁光滑、固定的水平筒内压缩弹簧，弹簧原长小于筒长，且弹簧与滑块不拴接。滑块由静止释放，离开筒后立即滑上位于水平面上的木板左端，此后木板的速度-时间图象如图乙所示，已知木板质量M=0.2kg，最终滑块恰好没有离开木板，重力加速度g取10m/s2，则（　　）
A．滑块与木板之间的动摩擦因数为0.1
B．木板长度为0.75m
C．释放滑块时弹簧的弹性势能为0.45J
D．木板与水平面间因摩擦产生的热量为0.375J
10．如图甲所示的按压式圆珠笔，其结构由外壳、内芯和轻质弹簧三部分组成。某同学把笔竖直倒立于水平桌面上，用力下压外壳，然后释放，圆珠笔将向上弹起，其过程可简化为三个阶段，如图乙所示，圆珠笔外壳先竖直向上运动，然后与内芯发生碰撞，碰后内芯与外壳以共同的速度一起向上运动到最大高度处。已知外壳与静止的内芯碰撞时弹簧恰好恢复原长，碰撞时间极短；不计摩擦和空气阻力，则从释放外壳起到圆珠笔向上运动到最高点的过程中，下列判断正确的是（　　）
A．外壳与内芯碰撞前，外壳一直加速上升
B．外壳与内芯碰撞前，桌面对圆珠笔做正功
C．圆珠笔的机械能不守恒
D．弹簧弹性势能的减少量大于圆珠笔重力势能的增加量
11．如图所示，A、B两物块由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的倾角为α的光滑斜面上，物块B和物块C在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放A后，A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面。则（　　）
A．从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B组成的系统机械能守恒
B．斜面的倾角α=30°
C．弹簧恢复原长瞬间，细线中的拉力大小为
D．A的最大速度为
12．滑板项目是极限运动历史的鼻祖，许多的极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示为滑板运动场地的示意图，场地是圆心角为的圆弧面，等高，B为最低点，滑板与场地之间的动摩擦因数，且处处相同。现运动员和滑板车一起由A点以一定的初速度沿圆弧面向下滑，且恰能到达C点，重力加速度用g表示。下列说法中正确的是（　　）
A．运动员在C点时的加速度为
B．运动员在下滑过程中，重力的功率一直在增大
C．运动员由A到B过程中与由B到C过程中摩擦力做的功相等
D．运动员在整个运动过程中机械能一直在减少
三、填空题
13．如图为小强在做拍球训练时的情景，已知篮球质量m=0.6kg，当球刚离开手时，球的底部距地面高h=0.8m，经0.3s落地。不计空气阻力，重力加速度g取10m/s2。则球在下落至地面的过程中，重力势能的减少量为_______J，重力做功的平均功率为_______W。
14．在高铁站过安检的时候，旅客把行李箱轻轻平躺放在以匀速运动的传送带上，行李箱重为5kg，先匀加速再匀速通过X射线检查通道，如果传送带上摩擦痕迹的长度为4mm，重力加速度g取，不计下垂皮条对行李箱的影响，则行李箱与传送带之间的动摩擦因数为_________，因运送此行李箱，电动机多消耗的电能为___________J。
试卷第8页，共8页
四、解答题
15．儿童游乐园中一种滑道如图，滑道最高点A与最低点B之间的高度差为。一个质量的小孩（视为质点）沿左边的台阶登上滑道顶端，再从A点由静止开始沿滑道下滑。如果小孩在滑道上的段滑行时，受到的阻力忽略不计，重力加速度。
（1）求小孩从点A滑到点的过程中，重力所做的功；
（2）求小孩经过点时的速度大小。
16．某物理探究项目组设计了如图所示的弹射装置，每次实验时通过拉杆将弹射器的轻质弹簧压缩到最短后释放，将放置在弹簧前端的质量为m的小滑块从A点水平弹出，滑行距离R后经过B点，无碰撞地进入细口径管道BCD，最后从D点水平飞出。整个轨道处在同一竖直面内，管道BC部分为长度可伸缩的软管，CD部分为半径为R、可上下调节的圆弧管道，圆心始终在D点正下方。轨道仅AB段粗糙，滑块与AB段的动摩擦因数为μ。以D点正下方平台上的O点为原点、向右为正方向建立x轴，在处竖直放置高度为2R的竖直挡板EF。当D点距平台的高度h=10R时，小滑块恰好无法从D点射出。管道的口径略大于滑块，滑块在管道中运动时管道形状不发生改变，不计空气阻力、滑块的大小和挡板的厚度，重力加速度为g。求：
（1）弹簧被压缩到最短时的弹性势能；
（2）调整D点距平台的高度h=6R时，滑块经过D点时对管道的作用力；
（3）调整D点距平台的高度，求滑块落在挡板右侧到O点的距离范围。
17．解放军战士进行投弹训练，将质量=0.5kg的手雷从=5m高处以和水平方向夹角斜向上方抛出，如图所示，手雷的初速度大小=25m/s。不计空气阻力，重力加速度=10m/s2。求：
（1）手雷落地时的动能；
（2）手雷离开地面的最大高度。
18．如图所示，倾角为37°的光滑导轨，顶端离地H＝1.45m，下端通过一小段光滑圆弧与内壁光滑的薄壁细管做成的圆环轨道相切于最底端B。整个装置由竖直平面内的若干个相同圆环组成，第一个圆环记作0号，第二个圆环记作1号，其余依此类推。已知圆环半径为R＝0.5m，间距为x0＝1m，轨道水平段的动摩擦因数 ＝0.2。一质量m＝0.5kg的小球在倾斜导轨顶端A点以v0＝2m/s速度水平发射，在落到倾斜导轨上P点后立即沿轨道运动（P点在图中未画出）。（g＝10m/s2）求：
（1）小球落到倾斜导轨上P时到A点的距离d；
（2）①若小球落到轨道上后速度变为沿斜面向下，大小为，试通过计算判断小球能否通过3号圆环轨道最高点；
②小球最终停在什么位置？
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．C
5．C
6．C
7．C
8．B
9．BC
10．CD
11．BD
12．AD
13．（1）360J；（2）6m/s
14．（1）；（2），方向竖直向上；（3）
15．（1） 181J；（2）12.8m
16．（1）；（2）①不能通过第3个圆环；②
17． 4.8 16
18． 0.5 0.2