高中物理必修二第七章：机械能守恒定律单元测试（Word版含解析）
文档属性
| 名称 | 高中物理必修二第七章：机械能守恒定律单元测试（Word版含解析） |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 132.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-12-17 00:00:00 | ||
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文档简介
必修二第七章：机械能守恒定律 单元测试
一、单选题（本大题共10小题 ）
下列关于摩擦力对物体做功的说法中，正确的是
A. 静摩擦力只能做正功
B. 静摩擦力一定不做功
C. 滑动摩擦力只能做负功
D. 滑动摩擦力既可以做正功，也可以负功
关于功率，下列说法正确的是
A. 由?可知，只要做功多，功率就大
B. 由可知，汽车牵引力的功率一定与它的速度成正比
C. 由可知，牵引力一定与它的速度成反比
D. 由可知，当汽车牵引力功率P一定时，牵引力一定与速度成反比
关于功率，下列说法中正确的是
A. 力越大，则该力的功率就越大
B. 功率小说明物体做功少
C. 机器做的功越多，说明其功率越大
D. 单位时间机器做功越多，其功率越大
如图所示，物体在恒力F作用下沿光滑水平面前进L，力F的方向与物体运动方向夹角为，物体的质量为m，重力加速度为在此过程中，下列关于力做功的说法中正确的是
A. 力F做功为FL B. 力F做功为
C. 重力做功为mgL D. 合力对物体做功为0
奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是
A. 加速助跑过程中，运动员的动能增加
B. 起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
C. 起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
D. 越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加
如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为
A. B. C. D.
人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示。则在此过程中
A. 物体所受的合外力做功为
B. 物体所受的合外力做功为
C. 人对物体做的功为mgh
D. 人对物体做的功为
如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为处。重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球的重力势能增加
B. 拉力F所做的功为
C. 拉力F所做的功为
D. 绳的拉力所做的功为
如图所示，一很长，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2m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为
A.
B. h
C.
D.
如图所示，质量为m的小物块在水平恒力F推动下，从山坡粗糙?底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB之间的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法不正确的是
A. 物块克服重力所做的功是mgh
B. 合外力对物块做的功是
C. 推力对物块做的功是
D. 阻力对物块做的功是
二、填空题（本大题共5小题）
一质量为1kg的物体从静止开始竖直下落，经2s落地，落地时的速度大小为，若重力加速度g取，则下落过程中物体的动能增加了______J，物体的机械能减少了______J.
如图甲所示，水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下，由静止开始运动，运动过程中F的功率恒为物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示，由图像可知物体的质量为__________Kg；物体的速度为时的加速度大小为_______
如图所示，光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半径固定轨道，在离B距离为x的A点，用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力，质点恰好能通过半圆轨道的C点，则水平恒力大小为______．
一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶，汽车质量为，所受阻力恒为，发动机的额定功率为，则在60s内汽车牵引力所做的功为______J，汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为______．
质量为的汽车在平直的公路上由静止开始运动，它先做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，而后保持功率不变．其运动过程中速度随时间的变化情况如图所示，则汽车的额定功率为________W，前10s内牵引力所做的功为________J．
三、实验题（本大题共1小题）
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
下面叙述不正确的是______
A、应该用天平称出物体的质量．
B、应该选用点迹清晰第一、二两点间的距离接近2mm的纸带．
C、操作时应先放纸带再通电．
D、电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上．
如图2是实验中得到的一条纸带．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度，测得所用重物的质量为，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到0点的距离如图2所示．则由图中数据可知，打点计时器打下计数点C时，物体的速度______；重物由0点运动到C点的过程中，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______取三位有效数字．
实验结果发现动能增量不等于重力势能的减少量；造成这种现象的主要原因是______
A.选用的重锤质量过大
B.数据处理时出现计算错误
C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D.实验时操作不够细，实验数据测量不准确．
四、计算题（本大题共2小题）
如图所示，竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为的圆轨道，
若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；
若已知小球质量，斜面高，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．
如图所示，传送带与水平面之间的夹角，其上A、B两点间的距离，传送带在电动机的带动下以的速度匀速运动．现将一质量的小物体可视为质点轻放在传送带的A点，已知小物体与传送之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：取
物体刚开始运动的加速度大小；
物体从A到B运动的时间；
传送带对小物体做的功；
电动机做的功。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：AB、恒力做功的表达式，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，故静摩擦力可以做负功，也可以做正功，故AB错误；
CD、滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与物体的运动方向可以相反，也可以相同，故可以做负功，也可以做正功，故C错误D正确；
故选：D。
功等于力与物体在力的方向上的位移的乘积；静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，滑动摩擦力的方向与物体的相对滑动的方向相反．根据力和位移方向的关系分析．
本题有关键要分清相对运动方向与运动方向的关系，知道摩擦力方向可以与物体运动方向相反，也可以相同，而功的正负取决于力和位移的方向．
2.【答案】D
【解析】【分析】
功率是描述做功快慢的物理量，功率大说明物体做功快，功率小说明物体做功慢，在分析功率的时候，一定要注意公式的选择，只能计算平均功率的大小，而可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度。
本题就是考查学生对功率概念的理解，知道功率是表示做功的快慢的物理量，做的功多，功率也不一定大。
【解答】
A.由?可知，做功多，功率不一定大，还与时间有关，故A错误；
B.由可知，当牵引力不变时，汽车牵引力的功率一定与它的速度成正比，故B错误；
由可知，当功率一定时，牵引力一定与它的速度成反比，故C错误，D正确；
故选D。
3.【答案】D
【解析】解：A、根据，力大F，但F与V的乘积不一定大，故功率不一定大，故A错误；
B、功率小说明物体做功慢，故B错误；
C.机器做的功越多，根据，不能说明其功率大，故C错误；
D、根据，单位时间机器做功越多，其功率越大，故D正确；
故选：D。
功率描述力对物体做功的快慢，定义公式为，推论公式为．
本题考查功率的定义和物理意义，关键是结合公式和进行分析，基础题目．
4.【答案】B
【解析】解：A、题意及功的公式可得：力F对物体所做的功：，故A错误，B正确；
C、重力在竖直方向，位移在水平方向，故重力不做功，故C错误；
D、物体受到重力、支持力、拉力F，其中重力和支持力都不做功，只有拉力做功，所以合力对物体做的功等于拉力做的功，即为，故D错误。
故选：B。
对物体进行受力分析，受力重力、支持力、拉力F，由做功公式可求得拉力及合力所做的功．
功的计算中要注意功等于力与在力的方向上发生的位移，求合力做的功时可以先求出各个力做的功，再求其代数和，也可以先求出合力，再求合力做功．
5.【答案】B
【解析】解：A、加速助跑过程中，运动员的速度越来越大，故其动能增加，故A正确；
B、从运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，弹性形变先增大后减小，所以杆的弹性势能先增大后减小，故B错误；
C、起跳上升过程中，运动员的高度一直增加，故重力势能增加，故C正确；
D、越过横杆后下落过程中，只有重力做功，重力做正功，故运动员的重力势能减少，动能增加，故D正确
因选不正确的
故选：B。
撑杆跳高运动员起跳到越过横杆到越杆下落的一系列的动作，包含了几种能的转化，要根据具体情况分析。
掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，根据能量的影响因素判断动能、重力势能、弹性势能大小的变化。
6.【答案】A
【解析】解：根据功能关系可知，拉力所做的功等于MQ段系统重力势能的增加量；
对MQ分析，设Q点为零势能点，则可知，MQ段的重力势能为；
将Q点拉至M点时，重心离Q点的高度，故重力势能
因此可知拉力所做的功，故A正确，BCD错误。
故选：A。
由题意可知，发生变化的只有MQ段，分析开始和最后过程，明确重力势能的改变量，根据功能关系即可求得外力所做的功。
本题考查明确功能关系，注意掌握重力之外的其他力做功等于机械能的改变量，本题中因缓慢拉动，故动能不变，因此只需要分析重力势能即可。
7.【答案】B
【解析】【分析】
对物体受力分析，由由动能定理可求得合外力的功；再分析过程中各力做功情况即可明确人对物体做功情况。
本题考查动能定理的应用，要注意正确的受力分析，并明确各力做功情况，才能由动能定理正确求解。
【解答】
对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、拉力及摩擦力的作用；由动能定理可知，合外力做功一定等于动能的改变量，即等于，故A错误，B正确；
由功能关系可知，人做的功等于克服重力的功、克服摩擦力的功及增加的动能之和；克服摩擦力做功无法计算，所以人对物体做的功也无法计算，故CD错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查功和重力势能，动能定理。
功的定义式：。重力势能增加量等于物体克服重力做的功。
解题的关键是知道功的定义式，重力势能增加量等于物体克服重力做的功。
【解答】
A.重力势能增加量等于物体克服重力做的功。小球的重力势能增加，故A错误；?
根据动能定理，，拉力F所做的功为，故B正确，C错误；?
D.绳的拉力始终与运动方向垂直，不做功，故D错误。
故选B。
9.【答案】C
【解析】【分析】
a上升、b下降的过程中，对ab系统，受力分析可知，系统的机械能守恒，由于ab是通过同一条绳相连的，所以它们的速度大小相等，对系统的机械能守恒可以求出b落地时两球的速度大小．b落地时，a由于惯性，继续上升，再对a球，由运动学公式求出上升的高度，从而得到最大高度．
在a球上升、b球下降的全过程中，a球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a球的机械能守恒．
【解答】
a上升、b下降的过程中，对ab系统，绳的拉力是内力，只有重力做功，所以系统的机械能守恒．
则由机械能守恒得：
??
解得：
b落地后，绳子开始松弛，a球由于惯性，开始做初速为v的竖直上抛运动，a继续上升的高度为
??
故a能上升的最大高度为，故C正确，ABD错误。
故选C。
10.【答案】C
【解析】解：A、重力做功与路径无关，物体上升h，故小车克服重力做功，故A正确；
B、根据动能定理可知，合力对小车做的功等于物体动能的变化，为，故B正确；
C、推力F是恒力，则推力做功为，故C不正确；
D、根据动能定理，有，则得阻力对小车做的功，故D正确。
本题选不正确的，故选：C。
恒力做功等于力的大小、力的方向上的位移大小的乘积；
根据动能定理列式分析合力做功，并求出阻力做功。
本题主要考查了求力做功的几种方法，恒力做功可根据做功公式直接计算，变力和合外力对物体做的功可根据动能定理求解。
11.【答案】162；18
【解析】解：动能的增加量；
物体下落的高度，故重力做功，故重力势能减少了180J；
根据机械能等于重力势能和动能之和，可得机械能减小了；
故答案为：162；18．
由位移公式可求得物体下落的高度，由功的公式可求出重力所做的功，则可知重力势能的改变量；由动能定理求出合外力所做的功，则可求得阻力所做的功，即可求得机械能的改变量．
本题考查功能关系的应用，在功和能的关系中要注意以下几点：重力做功等于重力势能的改变量；而阻力做功为机械能的改变量；合外力做功为动能的改变量．
12.【答案】1? 3
【解析】【分析】
物体在拉力作用下做加速运动时，速度增大，拉力减小，根据牛顿第二定律求出与a的关系式，结合乙图即可判断，当拉力等于阻力时速度达到最大，由此分析。
本题与汽车起动类似，要抓住功率公式分析拉力的变化，利用牛顿第二定律表示出与a的关系式是解决本题的关键。
【解答】
由题意可知：根据牛顿第二定律得：，即得：；变形得：；由乙图可知，，，
已知，代入可求出，，
由上得，
将代入得
故填：1? ?3
13.【答案】
【解析】解：质点恰好通过半圆轨道的C点，根据牛顿第二定律得，，
解得，
对A到C运用动能定理得，，
解得．
故答案为：．
质点恰好通过半圆轨道的C点，根据牛顿第二定律求出C点的速度，再根据动能定理求出水平恒力的大小．
本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道最高点的临界情况，通过牛顿第二定律求出最高点的速度是解决本题的关键．
14.【答案】 ? 20
【解析】解：在60s内汽车牵引力所做的功为：
汽车达到最大速度后做匀速直线运动，根据平衡条件，有：；
根据公式，最大速度为：
故答案为：，20
汽车牵引力所做的功，汽车达到最大速度后做匀速直线运动，根据平衡条件和公式列式后联立求解即可．
本题关键明确汽车达到最大速度后做匀速直线运动，同时要记住牵引力功率和速度关系公式．
15.【答案】；
【解析】【分析】
根据速度时间图线求出匀变速直线运动的加速度，当汽车做匀速匀速时牵引力等于阻力，结合，根据牛顿第二定律求出额定功率的大小，从而求出汽车所受的阻力．分别求出内和内牵引力做的功，从而求出前10s内牵引力做的功。
解决本题的关键理清汽车的运动情况，知道汽车达到额定功率后先做变加速运动，最后做匀速运动，匀速运动时牵引力与阻力相等。
【解答】
汽车匀加速直线运动的加速度．
根据牛顿第二定律得，
根据得：
据题图知：，
代入数据解得汽车的额定功率为
汽车所受的阻力大小
匀加速直线运动的牵引力
在前5s内的位移，
则前5s内的牵引力做功为
后5s内牵引力做功
则前10s内牵引力做功为
故答案为：；。
16.【答案】；；
【解析】【分析】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能；
重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源。
正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果；并运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题。
【解答】
、因为我们是比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故A错误；
B、在选择纸带时，要求点迹清晰，根据自由落体运动公式，可知，若开始一、二两点间的距离为2mm，则所打第一个点时的速度为零，这样只需比较mgh、的大小关系即可，实验方便，故B正确；
C、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；
D、电磁打点计时器的工作电源是的交流电源，故D错误．
本题选择错误的，故选：ACD．
利用匀变速直线运动的推论：BD之间的平均速度等于C点的瞬时速度，得：
从打下计数点O到打下计数点C的过程中，重锤重力势能减小量
动能的增加量：
动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能．在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤动能的增加量总是稍稍小于减小的重力势能；若重锤动能的增加量总是小于重锤减小的重力势能，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，也会导致摩擦力太大；故C正确，ABD错误．
故答案为：，，。
17.【答案】解：小球刚好到达C点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，
从A到C过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
，
解得：；
在C点，由牛顿第二定律得：
，
从A到C过程，由动能定理得：
，
解得：；
答：若接触面均光滑．小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，斜面高h为1m；
全过程中摩擦阻力做的功为。
【解析】本题考查了动能定理以及向心力公式的应用，分析清楚小球的运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律、机械能守恒定律与动能定理可以解题，解题时要注意小球在C点受力情况的分析是关键。
由牛顿第二定律求出小球到达C点的速度，然后由机械能守恒定律求出斜面的高度h；
由牛顿第二定律求出小球到达C点的速度，然后应用动能定理求出摩擦阻力做功。
18.【答案】解：小物体加速过程，根据牛顿第二定律有：
则得物体上升的加速度为：；
当小物体的速度增加到时，通过的位移是：
又，联立解得：，
由于，所以物体与传送带同速一起匀速运动
位移为：
即小物体将以的速度完成的路程
用时为：
故总时间为：；
由功能关系得：传送带对小物体做的功为：
代入数据解得：；
电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q
相对位移为：
摩擦生热为：
故电动机做的功为：。
答：物体刚开始运动的加速度大小为；
物体从A到B运动的时间为；
传送带对小物体做的功为255?J；
电动机做的功为270J。
【解析】?? 本题的关键要正确分析小物体的运动过程，根据受力确定物体的运动，注意判断小物体是全程匀加速还是先匀加速再匀速运动；注意分析各力做功与对应能量变化的关系。
对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律求出小物体刚开始运动的加速度；
物体运动的总时间为匀加速运动与匀速运动的时间之和；根据运动学公式求解时间；
由功能关系知，传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增量；
电动机多做的功等于小物体机械能的增量和系统摩擦产生的内能之和。
一、单选题（本大题共10小题 ）
下列关于摩擦力对物体做功的说法中，正确的是
A. 静摩擦力只能做正功
B. 静摩擦力一定不做功
C. 滑动摩擦力只能做负功
D. 滑动摩擦力既可以做正功，也可以负功
关于功率，下列说法正确的是
A. 由?可知，只要做功多，功率就大
B. 由可知，汽车牵引力的功率一定与它的速度成正比
C. 由可知，牵引力一定与它的速度成反比
D. 由可知，当汽车牵引力功率P一定时，牵引力一定与速度成反比
关于功率，下列说法中正确的是
A. 力越大，则该力的功率就越大
B. 功率小说明物体做功少
C. 机器做的功越多，说明其功率越大
D. 单位时间机器做功越多，其功率越大
如图所示，物体在恒力F作用下沿光滑水平面前进L，力F的方向与物体运动方向夹角为，物体的质量为m，重力加速度为在此过程中，下列关于力做功的说法中正确的是
A. 力F做功为FL B. 力F做功为
C. 重力做功为mgL D. 合力对物体做功为0
奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是
A. 加速助跑过程中，运动员的动能增加
B. 起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加
C. 起跳上升过程中，运动员的重力势能增加
D. 越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加
如图，一质量为m，长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端P相距重力加速度大小为g。在此过程中，外力做的功为
A. B. C. D.
人通过滑轮将质量为m的物体沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h，到达斜面顶端的速度为v，如图所示。则在此过程中
A. 物体所受的合外力做功为
B. 物体所受的合外力做功为
C. 人对物体做的功为mgh
D. 人对物体做的功为
如图所示，一质量为m的小球，用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平拉力F作用下，从平衡位置P缓慢地拉至轻绳与竖直方向夹角为处。重力加速度为g，则下列说法正确的是（ ）
A. 小球的重力势能增加
B. 拉力F所做的功为
C. 拉力F所做的功为
D. 绳的拉力所做的功为
如图所示，一很长，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2m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为
A.
B. h
C.
D.
如图所示，质量为m的小物块在水平恒力F推动下，从山坡粗糙?底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B，获得速度为v，AB之间的水平距离为x，重力加速度为g。下列说法不正确的是
A. 物块克服重力所做的功是mgh
B. 合外力对物块做的功是
C. 推力对物块做的功是
D. 阻力对物块做的功是
二、填空题（本大题共5小题）
一质量为1kg的物体从静止开始竖直下落，经2s落地，落地时的速度大小为，若重力加速度g取，则下落过程中物体的动能增加了______J，物体的机械能减少了______J.
如图甲所示，水平面上的物体在水平向右的拉力F作用下，由静止开始运动，运动过程中F的功率恒为物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示，由图像可知物体的质量为__________Kg；物体的速度为时的加速度大小为_______
如图所示，光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R的光滑半径固定轨道，在离B距离为x的A点，用水平恒力将质量为m的质点从静止开始推到B处后撤去恒力，质点恰好能通过半圆轨道的C点，则水平恒力大小为______．
一辆汽车在平直公路上以额定功率行驶，汽车质量为，所受阻力恒为，发动机的额定功率为，则在60s内汽车牵引力所做的功为______J，汽车在行驶过程中所能达到的最大速度为______．
质量为的汽车在平直的公路上由静止开始运动，它先做匀加速直线运动，5s末达到额定功率，而后保持功率不变．其运动过程中速度随时间的变化情况如图所示，则汽车的额定功率为________W，前10s内牵引力所做的功为________J．
三、实验题（本大题共1小题）
在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中：
下面叙述不正确的是______
A、应该用天平称出物体的质量．
B、应该选用点迹清晰第一、二两点间的距离接近2mm的纸带．
C、操作时应先放纸带再通电．
D、电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上．
如图2是实验中得到的一条纸带．已知打点计时器所用电源的频率为50Hz，当地的重力加速度，测得所用重物的质量为，纸带上第0、1两点间距离接近2mm，A、B、C、D是连续打出的四个点，它们到0点的距离如图2所示．则由图中数据可知，打点计时器打下计数点C时，物体的速度______；重物由0点运动到C点的过程中，重力势能的减少量等于______J，动能的增加量等于______取三位有效数字．
实验结果发现动能增量不等于重力势能的减少量；造成这种现象的主要原因是______
A.选用的重锤质量过大
B.数据处理时出现计算错误
C.空气对重锤的阻力和打点计时器对纸带的阻力
D.实验时操作不够细，实验数据测量不准确．
四、计算题（本大题共2小题）
如图所示，竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为的圆轨道，
若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；
若已知小球质量，斜面高，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．
如图所示，传送带与水平面之间的夹角，其上A、B两点间的距离，传送带在电动机的带动下以的速度匀速运动．现将一质量的小物体可视为质点轻放在传送带的A点，已知小物体与传送之间的动摩擦因数，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：取
物体刚开始运动的加速度大小；
物体从A到B运动的时间；
传送带对小物体做的功；
电动机做的功。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：AB、恒力做功的表达式，静摩擦力的方向与物体相对运动趋势的方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，故静摩擦力可以做负功，也可以做正功，故AB错误；
CD、滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与物体的运动方向可以相反，也可以相同，故可以做负功，也可以做正功，故C错误D正确；
故选：D。
功等于力与物体在力的方向上的位移的乘积；静摩擦力的方向与物体的相对运动趋势方向相反，滑动摩擦力的方向与物体的相对滑动的方向相反．根据力和位移方向的关系分析．
本题有关键要分清相对运动方向与运动方向的关系，知道摩擦力方向可以与物体运动方向相反，也可以相同，而功的正负取决于力和位移的方向．
2.【答案】D
【解析】【分析】
功率是描述做功快慢的物理量，功率大说明物体做功快，功率小说明物体做功慢，在分析功率的时候，一定要注意公式的选择，只能计算平均功率的大小，而可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度。
本题就是考查学生对功率概念的理解，知道功率是表示做功的快慢的物理量，做的功多，功率也不一定大。
【解答】
A.由?可知，做功多，功率不一定大，还与时间有关，故A错误；
B.由可知，当牵引力不变时，汽车牵引力的功率一定与它的速度成正比，故B错误；
由可知，当功率一定时，牵引力一定与它的速度成反比，故C错误，D正确；
故选D。
3.【答案】D
【解析】解：A、根据，力大F，但F与V的乘积不一定大，故功率不一定大，故A错误；
B、功率小说明物体做功慢，故B错误；
C.机器做的功越多，根据，不能说明其功率大，故C错误；
D、根据，单位时间机器做功越多，其功率越大，故D正确；
故选：D。
功率描述力对物体做功的快慢，定义公式为，推论公式为．
本题考查功率的定义和物理意义，关键是结合公式和进行分析，基础题目．
4.【答案】B
【解析】解：A、题意及功的公式可得：力F对物体所做的功：，故A错误，B正确；
C、重力在竖直方向，位移在水平方向，故重力不做功，故C错误；
D、物体受到重力、支持力、拉力F，其中重力和支持力都不做功，只有拉力做功，所以合力对物体做的功等于拉力做的功，即为，故D错误。
故选：B。
对物体进行受力分析，受力重力、支持力、拉力F，由做功公式可求得拉力及合力所做的功．
功的计算中要注意功等于力与在力的方向上发生的位移，求合力做的功时可以先求出各个力做的功，再求其代数和，也可以先求出合力，再求合力做功．
5.【答案】B
【解析】解：A、加速助跑过程中，运动员的速度越来越大，故其动能增加，故A正确；
B、从运动员撑杆起跳到越横杆的过程中，弹性形变先增大后减小，所以杆的弹性势能先增大后减小，故B错误；
C、起跳上升过程中，运动员的高度一直增加，故重力势能增加，故C正确；
D、越过横杆后下落过程中，只有重力做功，重力做正功，故运动员的重力势能减少，动能增加，故D正确
因选不正确的
故选：B。
撑杆跳高运动员起跳到越过横杆到越杆下落的一系列的动作，包含了几种能的转化，要根据具体情况分析。
掌握动能、重力势能、弹性势能大小的影响因素，根据能量的影响因素判断动能、重力势能、弹性势能大小的变化。
6.【答案】A
【解析】解：根据功能关系可知，拉力所做的功等于MQ段系统重力势能的增加量；
对MQ分析，设Q点为零势能点，则可知，MQ段的重力势能为；
将Q点拉至M点时，重心离Q点的高度，故重力势能
因此可知拉力所做的功，故A正确，BCD错误。
故选：A。
由题意可知，发生变化的只有MQ段，分析开始和最后过程，明确重力势能的改变量，根据功能关系即可求得外力所做的功。
本题考查明确功能关系，注意掌握重力之外的其他力做功等于机械能的改变量，本题中因缓慢拉动，故动能不变，因此只需要分析重力势能即可。
7.【答案】B
【解析】【分析】
对物体受力分析，由由动能定理可求得合外力的功；再分析过程中各力做功情况即可明确人对物体做功情况。
本题考查动能定理的应用，要注意正确的受力分析，并明确各力做功情况，才能由动能定理正确求解。
【解答】
对物体受力分析可知，物体受重力、支持力、拉力及摩擦力的作用；由动能定理可知，合外力做功一定等于动能的改变量，即等于，故A错误，B正确；
由功能关系可知，人做的功等于克服重力的功、克服摩擦力的功及增加的动能之和；克服摩擦力做功无法计算，所以人对物体做的功也无法计算，故CD错误。
故选B。
8.【答案】B
【解析】【分析】
本题考查功和重力势能，动能定理。
功的定义式：。重力势能增加量等于物体克服重力做的功。
解题的关键是知道功的定义式，重力势能增加量等于物体克服重力做的功。
【解答】
A.重力势能增加量等于物体克服重力做的功。小球的重力势能增加，故A错误；?
根据动能定理，，拉力F所做的功为，故B正确，C错误；?
D.绳的拉力始终与运动方向垂直，不做功，故D错误。
故选B。
9.【答案】C
【解析】【分析】
a上升、b下降的过程中，对ab系统，受力分析可知，系统的机械能守恒，由于ab是通过同一条绳相连的，所以它们的速度大小相等，对系统的机械能守恒可以求出b落地时两球的速度大小．b落地时，a由于惯性，继续上升，再对a球，由运动学公式求出上升的高度，从而得到最大高度．
在a球上升、b球下降的全过程中，a球的机械能是不守恒的，所以在本题中要分过程来求解，第一个过程系统的机械能守恒，在第二个过程中只有a球的机械能守恒．
【解答】
a上升、b下降的过程中，对ab系统，绳的拉力是内力，只有重力做功，所以系统的机械能守恒．
则由机械能守恒得：
??
解得：
b落地后，绳子开始松弛，a球由于惯性，开始做初速为v的竖直上抛运动，a继续上升的高度为
??
故a能上升的最大高度为，故C正确，ABD错误。
故选C。
10.【答案】C
【解析】解：A、重力做功与路径无关，物体上升h，故小车克服重力做功，故A正确；
B、根据动能定理可知，合力对小车做的功等于物体动能的变化，为，故B正确；
C、推力F是恒力，则推力做功为，故C不正确；
D、根据动能定理，有，则得阻力对小车做的功，故D正确。
本题选不正确的，故选：C。
恒力做功等于力的大小、力的方向上的位移大小的乘积；
根据动能定理列式分析合力做功，并求出阻力做功。
本题主要考查了求力做功的几种方法，恒力做功可根据做功公式直接计算，变力和合外力对物体做的功可根据动能定理求解。
11.【答案】162；18
【解析】解：动能的增加量；
物体下落的高度，故重力做功，故重力势能减少了180J；
根据机械能等于重力势能和动能之和，可得机械能减小了；
故答案为：162；18．
由位移公式可求得物体下落的高度，由功的公式可求出重力所做的功，则可知重力势能的改变量；由动能定理求出合外力所做的功，则可求得阻力所做的功，即可求得机械能的改变量．
本题考查功能关系的应用，在功和能的关系中要注意以下几点：重力做功等于重力势能的改变量；而阻力做功为机械能的改变量；合外力做功为动能的改变量．
12.【答案】1? 3
【解析】【分析】
物体在拉力作用下做加速运动时，速度增大，拉力减小，根据牛顿第二定律求出与a的关系式，结合乙图即可判断，当拉力等于阻力时速度达到最大，由此分析。
本题与汽车起动类似，要抓住功率公式分析拉力的变化，利用牛顿第二定律表示出与a的关系式是解决本题的关键。
【解答】
由题意可知：根据牛顿第二定律得：，即得：；变形得：；由乙图可知，，，
已知，代入可求出，，
由上得，
将代入得
故填：1? ?3
13.【答案】
【解析】解：质点恰好通过半圆轨道的C点，根据牛顿第二定律得，，
解得，
对A到C运用动能定理得，，
解得．
故答案为：．
质点恰好通过半圆轨道的C点，根据牛顿第二定律求出C点的速度，再根据动能定理求出水平恒力的大小．
本题考查了动能定理和牛顿第二定律的综合运用，知道最高点的临界情况，通过牛顿第二定律求出最高点的速度是解决本题的关键．
14.【答案】 ? 20
【解析】解：在60s内汽车牵引力所做的功为：
汽车达到最大速度后做匀速直线运动，根据平衡条件，有：；
根据公式，最大速度为：
故答案为：，20
汽车牵引力所做的功，汽车达到最大速度后做匀速直线运动，根据平衡条件和公式列式后联立求解即可．
本题关键明确汽车达到最大速度后做匀速直线运动，同时要记住牵引力功率和速度关系公式．
15.【答案】；
【解析】【分析】
根据速度时间图线求出匀变速直线运动的加速度，当汽车做匀速匀速时牵引力等于阻力，结合，根据牛顿第二定律求出额定功率的大小，从而求出汽车所受的阻力．分别求出内和内牵引力做的功，从而求出前10s内牵引力做的功。
解决本题的关键理清汽车的运动情况，知道汽车达到额定功率后先做变加速运动，最后做匀速运动，匀速运动时牵引力与阻力相等。
【解答】
汽车匀加速直线运动的加速度．
根据牛顿第二定律得，
根据得：
据题图知：，
代入数据解得汽车的额定功率为
汽车所受的阻力大小
匀加速直线运动的牵引力
在前5s内的位移，
则前5s内的牵引力做功为
后5s内牵引力做功
则前10s内牵引力做功为
故答案为：；。
16.【答案】；；
【解析】【分析】
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的仪器、操作步骤和数据处理以及注意事项；
纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能；
重物下落过程中不可避免的受到阻力作用，重力势能不可能全部转化为动能，这是误差的主要来源。
正确解答实验问题的前提是明确实验原理，从实验原理出发进行分析所需实验器材、所测数据、误差分析等，会起到事半功倍的效果；并运用运动学公式和动能、重力势能的定义式解决问题是该实验的常规问题。
【解答】
、因为我们是比较mgh、的大小关系，故m可约去比较，不需要用天平，故A错误；
B、在选择纸带时，要求点迹清晰，根据自由落体运动公式，可知，若开始一、二两点间的距离为2mm，则所打第一个点时的速度为零，这样只需比较mgh、的大小关系即可，实验方便，故B正确；
C、开始记录时，应先给打点计时器通电打点，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差，故C错误；
D、电磁打点计时器的工作电源是的交流电源，故D错误．
本题选择错误的，故选：ACD．
利用匀变速直线运动的推论：BD之间的平均速度等于C点的瞬时速度，得：
从打下计数点O到打下计数点C的过程中，重锤重力势能减小量
动能的增加量：
动能增量小于重力势能的减少量的原因主要是重物下落时受到空气阻力和打点针与纸带间的阻力作用，一部分重力势能转化为内能．在该实验中，由于摩擦力、空气阻力等阻力的存在，重锤动能的增加量总是稍稍小于减小的重力势能；若重锤动能的增加量总是小于重锤减小的重力势能，而且比较明显，就要考虑阻力太大的原因．在该实验过程的步骤中，没有检查打点计时器的两个限位孔是否在同一条竖直线上，也会导致摩擦力太大；故C正确，ABD错误．
故答案为：，，。
17.【答案】解：小球刚好到达C点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，
从A到C过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
，
解得：；
在C点，由牛顿第二定律得：
，
从A到C过程，由动能定理得：
，
解得：；
答：若接触面均光滑．小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，斜面高h为1m；
全过程中摩擦阻力做的功为。
【解析】本题考查了动能定理以及向心力公式的应用，分析清楚小球的运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律、机械能守恒定律与动能定理可以解题，解题时要注意小球在C点受力情况的分析是关键。
由牛顿第二定律求出小球到达C点的速度，然后由机械能守恒定律求出斜面的高度h；
由牛顿第二定律求出小球到达C点的速度，然后应用动能定理求出摩擦阻力做功。
18.【答案】解：小物体加速过程，根据牛顿第二定律有：
则得物体上升的加速度为：；
当小物体的速度增加到时，通过的位移是：
又，联立解得：，
由于，所以物体与传送带同速一起匀速运动
位移为：
即小物体将以的速度完成的路程
用时为：
故总时间为：；
由功能关系得：传送带对小物体做的功为：
代入数据解得：；
电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q
相对位移为：
摩擦生热为：
故电动机做的功为：。
答：物体刚开始运动的加速度大小为；
物体从A到B运动的时间为；
传送带对小物体做的功为255?J；
电动机做的功为270J。
【解析】?? 本题的关键要正确分析小物体的运动过程，根据受力确定物体的运动，注意判断小物体是全程匀加速还是先匀加速再匀速运动；注意分析各力做功与对应能量变化的关系。
对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律求出小物体刚开始运动的加速度；
物体运动的总时间为匀加速运动与匀速运动的时间之和；根据运动学公式求解时间；
由功能关系知，传送带对小物体做的功等于小物体机械能的增量；
电动机多做的功等于小物体机械能的增量和系统摩擦产生的内能之和。