2012鲁科版必修2物理单元测试 第二章 能的转化与守恒(16份打包下载)

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名称 2012鲁科版必修2物理单元测试 第二章 能的转化与守恒(16份打包下载)
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 物理
更新时间 2012-04-22 09:43:08

文档简介

第二章《能的转化与守恒》单元练习
1.质点在恒力作用下,从静止开始做匀加速直线运动,则质点的动能( )
A.与它的位移成正比 B.与它的运动时间成正比
C.与它的运动速度成正比 D.与它的加速度成正比
2.关于物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系,下列正确的是( )
A.如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化
D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零
3.关于做功和物体动能变化的关系,正确的是( )
A.只要动力对物体做功,物体的动能就增加
B.只要物体克服阻力做功,它的动能就减少
C.外力对物体做功的代数和等于物体的末动能与初动能之差
D.动力和阻力都对物体做功,物体的动能一定变化
4.关于重力势能的下列说法中正确的是( )
A.重力势能的大小只由重物本身决定
B.重力势能恒大于零
C.在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零
D.重力势能实际上是物体和地球所共有的
5.关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是( )
A.物体克服重力做的功等于重力势能的增加
B.在同一高度,将物体以初速V0向不同的方向抛出,从抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等
C.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功
D.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和
6.若物体m沿不同的路径Ⅰ和Ⅱ从A滑到B,如图1所示,则重力所做的功为( )
A.沿路径Ⅰ重力做功最大
B.沿路径Ⅱ重力做功最大
C.沿路径Ⅰ和Ⅱ重力做功一样大
D.条件不足不能判断

7.以地面为参考平面,从地面竖直上抛两个质量不等的物体(不计空气阻力),它们的初动能相等。当它们上升到同一高度时,具有相等的( )
A.重力势能 B.动能 C.机械能 D.速率
8.下列说法正确的是( )
A.擦力对物体做功,其机械能必减少
B.外力对物体做功,其机械能必不守恒
C.做变速运动的物体可能没有力对它做功
D.物体速度增加时,其机械能可能减少
9.假设一架战斗机正在空中某一高度做匀速飞行,另一架空中加油机给其加油,如图,加油后战斗机仍以原来的高度和速度做匀速飞行,则战斗机的( )
A.动能增加,势能减少,机械能不变
B.动能不变,势能不变,机械能不变
C.动能减少,势能不变,机械能减少
D.动能增加,势能增加,机械能增加

10.关于机械能是否守恒的叙述,正确的是( )
A.作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B.作匀速度运动的物体机械能可能守恒
C.外力对物体做功为零时,机械能一定守恒
D.只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒
11.一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度2 m/s,则下列说法正确的是(   )
A.手对物体做功12J B.合外力对物体做功12J
C.合外力对物体做功2J D.物体克服重力做功10 J
12.如图所示,桌面离地高h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力,设桌面为零势面,则小球触地前的瞬间机械能为(   )
A.mgh B.mgH          
C.mg(H+h) D.mg(H-h)

13.如图利用传送带将货物匀速传送到高处的过程中,货物的总机械能____(选填“增大”或“减小”);相对于传送带上的货物来说,站在地面上的人是____的。
14.如图,人造地球卫星从近地点运动到远地点过程中,它的 能转化为
在近地点的速度比它在远地点的速度 。

15.在“验证机械能守恒定律”实验中,打出的纸带如图所示。
(1)设重锤质量为m ,交变电源周期为T ,则点4的动能可以表示为 。
(2)为了求起点O到第4点的势能变化,需要知道重力加速度g值,这个g值应该( )
A.取当地的实际g值 B.根据打出的纸带,用Δs = gT2求出
C.近似取10m/s2即可 D.以上说法均不对

16.滑板运动是一项惊险刺激的运动,深受青少年的喜爱。如图3—37是滑板运动的轨道,AB和CD是一段圆弧形轨道,BC是一段长4m的水平轨道。一运动员从AB轨道上P点以6m/s的速度下滑,经BC轨道后冲上CD轨道,到Q点时速度减为零。已知运动员的质量为50kg,h=2m,H=3m,不计圆弧轨道上的摩擦。
求: (g=10m/s2)
(1)运动员与BC轨道的动摩擦因数。
(2)运动员最后停在BC轨道上何处?


图3-37
17.如图所示,物体A和B系在跨过定滑轮的细绳两端,物体A的质量mA=1.5kg, 物体B的质量mB=1kg,开始时把A托起,使B刚好与地面接触,此时物体A离地高度为1m。放手让A从静止开始下落,求:
(1)当A着地时,B的速率多大?
(2)物体A落地后,B还能升高多少m?

单元练习A参考答案:
1A 2A 3C 4D 5AB 6C 7C 8CD 9D 10BD 11ACD 12B 13.增大 运动
14.动 重力势 大 15.(1)m;(2)A 16.(1)0.2 停在B、C之间 距
离B点3米 17.(1)2m/s   (2) 0.2m高一物理单元试卷(能的转化与守恒)
选择题(每题只有一个正确答案,每题5分,共40分)
1.关于力对物体做功,下列说法中正确的是( )。
A.一对作用力和反作用力在相同时间内做的功一定大小相等,正负相反
B.不论怎样的力对物体做功,都可以用W=Fscosα来计算
C.合外力对物体不做功,物体一定做匀速直线运动
D.滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功
2.美国的NBA篮球赛非常精彩,吸引了众多观众.经常有这样的场面:在临终场0.1s的时候,运动员把球投出且准确命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为,空气阻力不计,则篮球进筐时的动能为( )。
A.W+ B.W+
C.-W D.-W
3.一物体分别沿高度相同,倾角分别是300、450和600的三个斜面从顶端由静止开始下滑,物体与三个斜面间的动摩擦因数相同,则物体到达底端时动能的大小关系是( )
A.沿倾角600斜面下滑的最大
B.沿倾角450斜面下滑的最大
C.沿倾角300和600斜面下滑的一样大
D.沿倾角450斜面下滑的最小
4.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度—时间图象如右图所示,则钢索拉重物的功率随时间变化的图象是下图中的( )。
5.如右图所示,A、B静止在水平面上,木块A放在木板B的左端,现用恒力F将A拉至B的右端,第一次将B固定在地面上,F做功为, 生热为, 第二次让B可以在光滑地面上自由滑动,这次F做功为W2,生热为Q2,则应有( )
A. B.
C. D.
6.一底面带轮子的斜面体(不计轮与轴之间的摩擦),静止地放在光滑水平面上,一个小物块从斜面顶端无摩擦地自由滑下,在下滑的过程中 ( )
A.斜面体对小物块的弹力做的功为零
B.小物块重力势能完全转化为小物块的动能
C.小物块的机械能守恒
D.小物块、斜面体构成的系统的机械能守恒
7.一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.物体势能的增加量
  B.物体动能的增加量
  C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量
  D.物体动能的增加量加上重力所做的功
8.如右图所示,物体A和B与地面摩擦系数相同,A和B质量也相同,在力F作用下,一起沿水平地面向右运动s米,以下说法正确的是( )
A.摩擦力对A、B所做的功相同;
B.F对A所做的功与A对B所做的功相同;
C.A受合外力对A所做的功与B所受合外力对B所做的功相同;
D.以上说法都不对。
填空题(每题4分,共24分)
9.如右图所示,两个用管连通的底面积均为S的圆筒,放在同一水平面上,筒内装有水,水面高度分别为h1、h2,已知水的密度为,现把连接两筒的阀门K打开,最终两筒的水面高度相同,在这过程中水的重力所做功等于________.
10.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,现在使斜面体向左水平匀速移动距离L,物体m与斜面体保持相对静止,则摩擦力对物体做功为 ,斜面对物体做的功为 。
11.抽水机输出功率为10kW在 1min内可以从10m深的井中抽出4t水,不计一切阻力,g 取 10m/s2,水从抽水机中喷出的速率为________m/s.(g取10m/s2)
12.如右图所示,某人通过定滑轮拉住质量为20kg的重物,从A点沿水平方向缓慢地移动到B点.若定滑轮比A点高3m,A、B两点距离为4m,在这过程中人做功是______J,物体克服重力做功_____J.
13.如右图所示,边长为a、重为G的均匀正方形薄金属片ABCD,在A处的水平光滑轴上悬挂,若施力使其AB边成竖直位置,此力至少做功______.
14.如图右所示,质量为m的小球被细线经过光滑的小孔牵引,小球在光滑水平面内做匀速圆周运动,当拉力为F时,半径为R,当拉力逐渐增大到6F时,小球仍在作匀速圆周运动,此时半径为,在此过程中,拉力对小球做功为 。
实验题(6分)
15.在《验证机械能守恒定律》的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,实验中得到一条点迹清楚的纸带如下图所示,把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量A、B、C、D各点到O的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、85.73cm,根据以上数据,可知重物由O点运动到C点,重力势能减少量等于______J,动能的增加量等于______J(取三位有效数字).在实验允许误差范围内,可认为重物下落过程中,机械能________.(可设重物质量为m)
计算题(共三道题,共30分)
16.(8分) 质量3×106kg的火车,在恒定的额定功率下由静止出发,运动中受到一个恒定不变的阻力作用,经过103s,行程1.2×104m后达到最大速度20m/s,求列车的额定功率和它所受到的阻力.
17.(10分)如图所示,一质量可以不计的细线一端挂一质量为M的砝码,另一端系在质量为m的圆环上,圆环套在光滑的竖直细杆上,光滑的滑轮与细杆相距0.3m,现将环拉到与滑轮在同一高度上时由静止释放圆环,圆环能沿杆下滑的最大距离为0.4m,试求砝码与圆环的质量之比.
18.(12分)如右图所示,在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间用一根长为L的轻杆连接(杆的质量可不计)。两小球可绕穿过轻杆中点o的水平轴无摩擦转动,现让轻杆处于水平位置,然后无初速度释放,重球b向下,轻球a向上,产生转动,求:从开始到杆第一次转至竖直位置的过程中,杆对a球和b球分别做功多少?
高一物理答案
选择题(每题只有一个正确答案,每题5分,共40分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 D A A D A D C C
二、填空题(每题4分,共24分)
9. . 10., 0 .
11. 10 . 12. 400 , 400 .
13. 14. FR .
三、实验题(6分)
15. 7.62m , 7.56m , 守恒 .
四、计算题(共三道题,共30分)
16. ,
17.
18. 杆对a做的功:;
杆对b做的功:
h2
h1
K
A
B
A
B
C
D
F
R
A
B
C
D
O
m
M《能的转化与守恒》单元测试卷
说明:本试卷题目中未加说明时,重力加速度g = 10m/s2
一、选择题(单选题,每小题4分,共48分)
1.如图所示的四种情景中,其中力对物体没有做功的是( )
A.火箭腾空而起的推力 B.叉车举起重物的举力
C.人推石头未动时的推力 D.马拉木头前进的拉力
2.关于功率以下说法中正确的是:( )
A.据 P=W/t可知,机器做功越多,其功率就越大
B.据 P=Fv可知,汽车牵引力一定与速度成反比
C.据 P=W/t可知,只要知道t内机器所做的功,就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率
D.根据 P=Fv可知,发动机功率一定时,交通工具的牵引力与运动速度成反比。
3.汽车上坡时,司机必须换档,其目的是( )
A.减小速度,得到较小的牵引力 B.增大速度,得到较小的牵引力
C.减小速度,得到较大的牵引力 D.增大速度,得到较大的牵引力
4.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力,假设离桌面高H处重力势能为零,则小球落地前瞬间的重力势能为( )
A. -mgh B. mgH C. mg(H-h) D. -mg(H+h)
5.下列与弹簧具有的弹性势能无关的因素( )
A.弹簧的质量 B.弹簧的伸长量
C.弹簧的压缩量 D.弹簧的劲度系数
6.两个物体的质量之比为1:4,速度大小之比为4:1,则这两个物体的动能之比是( )
A. 1:4 B. 4:1 C.2:1 D. 1:1
7.在光滑水平面上.质量为2kg的物体以2m/s的速度向东运动,当对它施加一向西的力使它停下来,则该外力对物体做的功是( )
A.16J B.8J. C.4J D.0
8.在下列情况中,系统的机械能不守恒的是(不计空气阻力)( )
A. 推出的铅球在空中运动的过程中
B. 滑雪运动员在弯曲的山坡上自由下滑(不计摩擦)
C. 集装箱被起重机匀速吊起
D. 不小心从阳台跌落的花盆
9.一小孩从公园中的滑梯上加速滑下,对于其机械能变化情况,下列说法中正确的是( )
A.重力势能减小,动能不变,机械能减小. B.重力势能减小,动能增加,机械能减小.
C.重力势能减小,动能增加,机械能增加. D.重力势能减小,动能增加,机械能不变,
10.一个人站在阳台上,以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出,不计空气阻力,则三球落地时的速率( )
A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.三球一样大
11.如图,小球自a点由静止自由下落,到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运动过程中,说法正确的是( )
A.小球、弹簧和地球构成的系统总机械能守恒
B.小球的重力势能随时间先减少后增加
C.小球在b点时动能最大
D.到c点时小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
12. 《验证机械能守恒定律》的实验中,对自由下落的重物,下述选择的条件哪种更为有利?( )
A.只要有足够重就可以 B.只要体积足够小就可以
C.既要足够重,又要体积非常小
D.应该密度大些,还应便于夹紧纸带,使纸带随同运动时不致扭曲
二、填空题(每空格2分,共20分)
13.在2004年雅典奥运会上,我国运动员刘春红以抓举112.5kg、挺举153kg、总成绩275.5kg夺得女子69公斤级举重冠军。若刘春红在挺举中用4s的时间把153kg的杠铃举高160cm,在此过程中她对杠铃做的功是 J,平均功率是 W,重力对杠铃做的功是 J.
14. 一手枪竖直向上以v0的速度射出一颗质量为m的子弹,子弹在上升过程中,子弹的动能 ,重力势能 (填:增加、不变、减小)。达到最高点时,子弹的动能等于 。由于空气阻力的存在,最高点的重力势能大小 (填:小于、等于、大于)射击时的初动能大小,若子弹总共上升了h,那么在上升过程中损失了的机械能为 。
15. 在足球赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角擦着横梁踢进球门。球门高度为h,足球飞入球门的速度为v,足球的质量m,则红队球员将足球踢出时的速度v0= ,该队员踢球时对足球做功W = 。(不计空气阻力)
三、实验探究题(每空格2分,共10分)
16.在《探究功与物体速度变化关系》的实验中,甲、乙两位同学的实验操作均正确。甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线,即图,如图甲,并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线,即图,如图乙,并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论。
关于甲、乙两位同学的分析,你的评价是( )
A.甲分析不正确,乙分析正确 B.甲分析正确,乙分析不正确
C.甲和乙的分析都正确 D.甲和乙的分析都不正确
17.在用自由落体运动做“验证机械能守恒定律”实验中,用天平称得重物的质量为,所用电源的频率为50Hz,某同学通过正确的实验操作得到了一条理想的纸带。纸带上打出的点如图所示(纸带上的O点是第一个打印点,A、B、C、D、E分别是每打两个点的时间作为计时单位取的记数点,图中数据单位为毫米),已知当地的重力加速度。选择B点为初始点,D点为终点,则从打下B点到打下D点的过程中,重物的重力势能的减少量为J;重物动能的增加量为J;但实验中总存在误差,所以△Ep △Ek(填:小于、等于、大于),其原因是 。(取3位有效数字)
四、计算题(共22分, 写出必要的文字、图示说明和重要的演算步骤)
18. 一位质量m=50kg的滑雪运动员从高度h=30m的斜坡自由滑下(初速度为零)。斜坡的倾角θ=37°,滑雪板与雪面滑动摩擦因素=0.1。则运动员滑至坡底的过程中有:
(1)所受几个力所做的功各是多少?(5分)
(2)合力做了多少功?(2分)
(3)到达坡底时摩擦力的功率是多少?(3分)(不计空气阻力)
19. 在一次军事演习中,解放军战士为了让炮弹以200m/s的速度击中前方450m高山崖上的某处军事目标,那大炮射击时至少需要让炮弹以多少的速度射出?(5分)
20.某人在离地10m阳台用10m/s的速度竖直上抛一个质量为1kg的柚子(不计空气阻力),试问:
(1) 此人对柚子做的功;(3分)
(2) 在离地什么高度时柚子的动能等于重力势能二分之一.(4分)
高一物理必修2《能的转化与守恒》单元测试卷答题纸
班级 学号 姓名 成绩
选择题(单选题,每小题4分,共48分)
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
答案
填空题(每空格2分,共20分)
13. , , 。 14. , ,
, , 。 15. , 。
三、实验探究题(每空格2分,共10分)
16. . 17. , , , 。
四、计算题(共22分, 写出必要的文字、图示说明和重要的演算步骤)
高一物理必修2《能的转化与守恒》单元测试卷答案
选择题(单选题,每小题4分,共48分)
1.C 2.D 3.C 4.D 5.A 6.B
7.C 8.C 9.B 10.D 11.A 12.C
填空题(每空格2分,共20分)
13. 2448 , 612 , -2448 。 14. 增加 , 减小 ,
0 , 小于 ,。 15.,。
三、实验探究题(每空格2分,共10分)
16. A 17. 0.914 ,0.908 ,大于,空气和摩擦阻力的存在 。
四、计算题(共22分, 写出必要的文字、图示说明和重要的演算步骤)
18.(1)WG=15000J;WN=0;WG=2000J(5分)
(2)W合=13000J(2分)
(3)Pf=912W(3分)
19. 221.4m/s
20.(1)50J (2)10m
18.(10分)
19.(5分)
20.(7分)
G
FN
f
x
y
37°
h=30m《能的转化与守恒》单元测试
一.选择题(共12题)
1、由一重2 N的石块静止在水平面上,一个小孩用10 N的水平力踢石块,使石块滑行了1 m的距离,则小孩对石块做的功 ( )
A、等于12 J B、等于10 J
C、等于2 J D、因条件不足,无法确定
2、一起重机吊着物体以加速度a(a < g)竖直加速下落一段距离的过程中,下列说法正确的是 ( )
A、重力对物体做的功等于物体重力势能的增加量
B、物体重力势能的减少量等于物体动能的增加量
C、重力做的功大于物体克服缆绳的拉力所做的功
D、物体重力势能的减少量大于物体动能的增加量
3、某汽车的额定功率为P,在很长的水平直路上从静止开始行驶,下列结论正确的是 ( )
A、汽车在很长时间内都可以维持足够的加速度做匀加速直线运动
B、汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动
C、汽车在任何一段时间内都不可能做匀加速直线运动
D、若汽车开始做匀加速直线运动,则汽车刚达到额定功率P时,速度亦达最大值
4、质量为m的滑块沿着高为h,长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑,在滑块从斜面顶端下滑到低端的过程中 ( )
A、重力对滑块所做的功等于mgh B、滑块克服阻力所做的功等于mgh
C、合外力对滑块所做的功等于mgh D、合外力对滑块所做的功为零
5、物体从高为H处自由落下,当它的动能和势能相等时,物体离地面的高度h和它的瞬时速度的大小v为: ( )
A、h =H,v = B、h =H,v =
C、h =H,v = D、h =H,v =
6、一个原长为L的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m的物体挂在弹簧的下端,用手托住物体将它缓慢放下,并使物体最终静止在平衡位置。在此过程中,系统的重力势能减少,而弹性势能增加,以下说法正确的是 ( )
A、减少的重力势能大于增加的弹性势能
B、减少的重力势能等于增加的弹性势能
C、减少的重力势能小于增加的弹性势能 D、系统的机械能增加
7、A、B两个单摆,摆球的质量相同,摆线长LA>LB,悬点O、O’等高,把两个摆球拉至水平后,都由静止释放,不计阻力,摆球摆到最低点时: ( )
A、A球的动能大于B球的动能
B、A球的重力势能大于B球的重力势能
C、两球的机械能总量相等
D、两球的机械能总量小于零
8、至于水平面上的物体在水平拉力F作用下由静止开始前进了x,撤去力F后,物体又前进了x后停止运动。若物体的质量为m,则: ( )
A、物体受到的摩擦阻力为F / 2 B、物体受到的摩擦阻力为F
C、运动过程中的最大动能为Fx / 2 D、物体在运动位移的中点时的速度最大
9、质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地面高度为h,如图所示,若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及
整个下落过程中重力势能的变化分别是 ( )
A.mgh, 减少mg(H-h) B.mgh,增加mg(H+h)
C.-mgh,增加mg(H-h) D.-mgh,减少mg(H+h)
10、如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,
用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连,已知M=2m,
让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(小于桌面)的距离,
木块仍没离开桌面,则砝码的速率为 ( )
A. B.
C. D.
11、物体从高处自由下落,若选地面为参考平面,则下落时间为落地时间的一半时,物体所具有的动能和重力势能之比为( )
A.1:4 B.1:3 C.1:2 D.1:1
12、质量为m的物体,受到水平拉力F作用,在粗糙水平面上运动,下列说法正确的是( )
A.如果物体做加速运动,则拉力F一定对物体做正功
B.如果物体做减速运动,则拉力F一定对物体做正功
C.如果物体做减速运动,则拉力F可能对物体做正功
D.如果物体做匀速运动,则拉力F一定对物体做正功
二、计算题:
1.质量m=1 t的小汽车,以额定功率行驶在平直公路上的最大速度是vm1=12 m/s,开上每前进20 m升高1 m的山坡时最大速度是vm2=8 m/s.如果这两种情况中车所受到的摩擦力相等,求:
(1)摩擦阻力.
(2)汽车发动机的功率.
(3)车沿原山坡下行时的最大速度vm3.(g取10 m/s2)
2.有一质量为0.2kg的物块,从长为4m,倾角为30°光滑斜面顶端处由静止开始沿斜面滑下,斜面底端和水平面的接触处为很短的圆弧形,如图2-7-17所示.物块和水平面间的滑动摩擦因数为0.2求:
(1)物块在水平面能滑行的距离;
(2)物块克服摩擦力所做的功.(g取10m/s2)
参考答案
一、选择题1.D 2.CD 3.B 4.ABD 5.A 6.A 7.AC 8.ACD 9.D 10.D 11.B 12.ACD
二、计算题
1.(1)1000N (2)12000W (3)24m/s
2.(1)10m (2)4J第2章 能的转化与守恒 单元测试
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共100分考试用时90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.下面的实例中,机械能守恒的是 ( )
A.小球自由下落,落在竖直弹簧上,将弹簧压缩后又被弹簧弹起来
B.拉着物体沿光滑的斜面匀速上升
C.跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降
D.飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块
2.一个质量为1kg的弹性小球,在光滑水平面上以5m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小△v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为 ( )
A.△v =0 B.△v =10m/s C.W=25J D.W=18J
3.质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向
始终在一直线上。已知t=0时质点的速度为零。在右图
所示的t1、t2、t3和t4各时刻中,质点动能最大的时刻
是 ( )
A.t1 B.t2
C.t3 D.t4
4.在足球比赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,
并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高为h,足
球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员
将足球踢出时对足球做的功为 ( )
A. B.
C. D.
5.质量为m的物体,在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中正确的是 ( )
A.物体重力势能减少 B.物体的机械能减少
C.物体的动能增加mgh D.重力做功mgh
6.如图,一小物块初速v1,开始由A点沿水平面滑至B点
时速度为v2,若该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑
动至B点时速度为v2ˊ,已知斜面和水平面与物块的
动摩擦因数相同,则 ( )
A.v2>v2ˊ B.v2<v2ˊ C.v2=v2ˊ D.无法比较
7.如图所示,长为L的长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块,现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,则在整个过程中 ( )
A.木板对物块做功为
B.静擦力对小物块做功为mgLsin
C.支持力对小物块做功为mgLsin
D.滑动摩擦力对小物块做功为
8.在一次演示实验中,一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小球,测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示。由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能EP跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量) ( )
实验序号 1 2 3 4
d(cm) 0.50 1.00 2.00 4.00
s(cm) 4.98 20.02 80.10 319.50
A.s=k1d,EP=k2d B.s=k1d,EP=k2d2
C.s=k1d2,EP=k2d D.s=k1d2,Ep=k2d2
9.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0。t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。下面几个关于汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的图像中正确的是 ( )
10.竖直上抛一个小球,从抛出到落回原抛出点的过程中,它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图像正确的是(不计空气阻力,以竖直向上为正方向,如图中的曲线为抛物线,抛出点为零势能点,重力加速度为g) ( )
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、本题共4小题,共20分.把答案填在题中的横线上或按题目要求作答.
11.在平直公路上以速度v行驶的自行车,在骑车人停止蹬车后,又前进了距离s才停下,为了测出自行车以速度v行驶时骑车人的功率,还需要测出的物理量是______ _____。写出骑车人功率的表达式_______ _____。
12.物体在水平拉力F作用下,沿水平方向做直线运动。拉力F与时间 t 的关系以及物体的速度 v与时间t 的关系如图所示。则拉力在第3 s末的功率是 W,在 0~8 s 内摩擦力对物体做的功是 J。
13.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点,则重物由O点运动到B点时,求;(重物质量为m)则重力势能减小量为 ,动能的增加量是为 ,根据计算的数据可得出什么结论? 产生误差的主要原因是 。
14.如图光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧的一端固定在轨道的左端,OP是可绕O点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。还需要的器材是 、 。
(2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量,进而转化为对 和 的直接测量。
(3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系,除以上器材外,还准备了两个轻弹簧,所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。
三、本题共4小题,满分40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
15.(10分)如图所示,质量为m的物体,用长为L的轻绳悬挂于O点,(1)现用水平拉力把小球从最底位置P点缓慢地移动到Q点,此时轻绳与竖直方向的夹角为θ,求拉力做的功;(2)在Q点撤去拉力,让小球从静止开始下摆,求小球经过P点时绳子所受的拉力。
16.(10分)在跳水比赛中,有一个单项是“3m跳板”,其比赛过程可简化为:运动员走上跳板,跳板被压缩到最低点,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点,运动员做自由落体运动,竖直落入水中。将运动员视为质点,运动员质量m==60kg,g==10m/s2。最高点A、跳板的水平点B、最低点C和水面之间的竖直距离如图所示.求:
(1)跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能多大
(2)运动员入水前速度大小
www.
17.(10分)一根内壁光滑的细金属管,形状如图所示,为四分之三圆弧,放置在竖直平面内,一小钢球自A正上方,距A高度不同处无初速释放,第一次小钢球落入A后恰能抵达B,第二次落入A后,从B射出后又恰能进入A,那么两次小钢球下落的高度(以A为参考面)之比h1:h2等于多少?
18.(10分)如图所示,绷紧的传送带在电动机带动下,始终保持v0 =4m/s的速度匀速运行,传送带与水平地面的夹角θ=30°,现把一质量m=10kg的工件轻轻地放在传送带底端,由传送带送至h=2m的高处。已知工件与传送带间动摩擦因数,g取10m/s2。
(1)试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动?
(2)工件从传送带底端运动至高h=2m处的过程中摩擦力对工件做了多少功?
参考答案
1.A 符合机械能守恒条件的只有A项。
2.B 速度为矢量,运算依据平行四边形定则。功是标量。
3.B
4.C 由动能定律得,所以C项正确。
5.BD
6.C 两图中物体滑动时摩擦力做功都等于,为AB间的水平距离。
7.ACD
8.D 从表格中的数据分析得到d增大几倍,s增加几倍的平方,排除AB项;弹力做功转化为摩擦力做功,摩擦力做功之比与s,所以弹力做功正比与s或正比于d2。
9.AD
10.AD
11.人与车的总质量m,。
12.3,-18。
13.(1)重力势能的减小量为:J
(2)重锤下落到B点时的速度为m/s
重锤下落到B点时增加的动能为J
(3)在实验误差允许的范围内,重锤减小的重力势能等于其动能的增加,验证了机械能守恒定律。重锤减小的重力势能略大于其增加的动能,其原因是重锤在下落时要受到阻力作用(对纸带的摩擦力、空气阻力),必须克服阻力做功,减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功。
14.(1)天平、刻度尺(2)重力势能、质量、上升高度(3)见下图表
小球的质量m= kg,弹簧A
压缩量x(m)
上升高度h(m)
E=mgh(J)
压缩量x= cm,小球的质量m= Kg
弹簧 A B C
劲度系数k(N/m)
上升高度h(m)
E=mgh(J)
15.,
(1)由动能定理得:,即
(2)设到P点的速度为,绳子所受拉力为F。
Q→P过程,由机械能守恒得:
在P点, ,解得:
16.(1)设最高点A与高低点C之间的高度差为h,则
h==h1+h2==1.2m+0.8m==2m...........................①
设跳板被压缩到最低点C时的弹性势能为Ep,根据机械能守恒,
有Ep==mgh......................................②
E0==60×10×2J==1.2×103J..........................③
(2)设最高点与水面之间的高度差为H,则
H==h1+h3==1.2m+3m=4.2m ................... ④
运动员做自由落体运动,设运动员入水前的速度为ν,
则ν==..................................⑤
ν==m/s==2m/s≈9.2m/s.........⑥
17.没弯管的半径为R
⑴当小球恰能到达B点时vB=0,据机械能守恒定律mgh1=mgR ∴h1=R
⑵当小球恰能到达A点时,设小球经过B点的速度为v0, 则:v0t=R ①
1/2gt2=R ②
mgh2=mgR+1/2mv02 ③
由①②③式得:h2=5/4R, ∴ h1:h2=4:5
18.⑴假设工件在传送带上一直做匀加速运动,末速度为。
根据动能定理:,解得:
∴假设不成立,即工件在传送带上先匀加速,再匀速运动。
⑵∵工件最后随传送带做匀速运动, ∴末速为
根据动能定理:,解得:
30°
v0
h第二章 《能的转化与守恒》全章测试题
一、本题共11小题,每小题4分,共44分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.如图2-3所示,距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,物体在下落过程中,下列说法正确的是( )
A.物体在c点比a点具有的机械能大
B.物体在a点比c点具有的动能大
C.物体在a、b、c三点具有的动能一样大
D.物体在a、b、c三点具有的机械能相等
2.质量为m的跳水运动员,从离水面高为h的跳台上以速度v1跳起,最后以速度v2进入水中,若不计空气阻力,则运动员起跳时所做的功等于( )
A.+ B.-
C.+ D.+
3.重为100N长1米的不均匀铁棒平放在水平面上,某人将它一端缓慢竖起,需做功55J,将它另一端竖起,需做功( )
A.45J  B.55J   C.60J  D.65J
4.两个质量不等的小铁块A和B,分别从两个高度相同的光滑斜面和圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部,如图2-4所示,下列说法中正确的是( )
 A.下滑过程重力所做的功相等
B.它们到达底部时动能相等
 C.它们到达底部时速度相等
D.它们分别在最高点时机械能总和跟到达最低点时的机械能总和相等
5.以下说法中正确的是( )
A.物体在平衡力作用下的运动过程中,机械能一定守恒
B.物体克服重力做功时,机械能一定不守恒
C.当物体以5m/s2的加速度加速运动时,机械能可能守恒
D.以上说法都不正确
6.一物体在光滑水平面上作匀速直线运动,现加上同一水平面内的一组共点力,能使物体移动一段距离后动能保持不变的是( )
A.2N、5N、9N
B.1N、2N、5N
C.21N、3N、5N
D.10N、10N、10N
7.下列说法正确的是( )
A.摩擦力对物体做功,其机械能必减少
B.外力对物体做功,其机械能必不守恒
C.做变速运动的物体可能没有力对它做功
D.物体速度增加时,其机械能可能减少
8.物体从某一高度自由落到直立于地面上的轻弹簧上,如图2-5所示,在A点开始与弹簧接触,到B点物体速度为零,然后被弹回,则( )
A.物体A到B的过程中,动能不
断减小
B.物体从B上升到A的过程中,
动能不断增大
C.物体从A到B及B上升到A的
过程中,动能是先变大后变小
D.物体在B点的动能为零
9.一汽车作匀加速运动,速度从零增加到v的过程中发动机做功W1,从v增加到2v的过程中发动机做功W2,设牵引力和阻力恒定,则有( )
A.W2=2Wl B.W2=3W1
C.W2-=4Wl D.仅能判断W2>W1
10.竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度,则( )
A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
11.一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.物体势能的增加量
B.物体动能的增加量
C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量
D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功
二、本题共5小题,每空2分,共14分.把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.
12.一人从高处坠下,当人下落H高度时安全带刚好绷紧,人又下落h后人的速度减为零,设人的质量为M,则绷紧过程中安全带对人的平均作用力为 .
13.从高处以初速v0=4m/s将一个质量为m的小球抛出,测得落地时速度大小为vt=8m/s.取g=10m/s2,则小球刚抛出时离地高度为______.
14.一颗子弹以700m/s的速度打穿一块木板后,速度降低到500m/s,则击穿一块木板子弹所损失的动能与初动能之比为______.若让它继续打穿第二块同样的木板,则子弹的速度变为______m/s.
15.如图2-6所示,均匀链条长为L,水平面光滑,L/2垂在桌面下,将链条由静止释放,则链条全部滑离桌面时速度为________.
16.使用如图2-7(a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示.图2-7 (b)中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹,量出OE间的距离为,DF间的距离为s,已知打点计时器打点的周期是T.
(1)如果操作正确,用E点来验证机械能守恒,上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式_______________________________,即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的.
(2)如果发现图(b)中OA距离大约是4 mm,则出现这种情况的原因可能是__________________.
三、本题共5小题,17—19题每题8分,20、21题每题9分,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
17.把一块质量为3.0kg的石头,从20m高的山崖上,以30°角、15m/s的速度朝斜上方抛出.求石头落地时速度的大小(空气阻力不计,g取10m/s2).
18.图2-8中ABCD由一段倾斜直轨道和水平直轨道相接, 连接处以一小段圆弧来过渡, 小滑块在A点从静止状态释放, 沿轨道滑下, 最后恰好停在C点, 已知A点的高度是h, A、C之间的水平距离是s. 求滑块与轨道间的摩擦系数.
19.如图2-9所示,质量为M= 4千克,长度为L=2米的小车在一个F=8牛的水平向右的拉力作用下,以速度v0=4米/秒沿水平光滑地面向右做匀速直线运动.在某时刻将质量为m=1千克的小铁块轻轻地放在长木板的最右端,若小铁块与木板间的滑动摩擦系数为=0.2,小铁块可视为质点,g取10米/秒2.求:在小铁块从开始放上木板至滑下的过程中,此系统产生的内能为多少?
20.起跳摸高是学生常进行的一项活动,小亮同学身高1.72 m,体重60 kg,站立时举手达到2.14 m,他弯曲两腿,再用力蹬地,经0.4 s竖直跳起,设他蹬地的力大小恒为1050 N,不计空气阻力,取g=10 m/s2,求小亮同学起跳摸高的最大高度是多少
21.如图2-10所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一质量为1kg的金属块从高0.9m处自由下落,当弹簧被压缩了10cm时,物体速度达到最大数值为4.36m/s,试求此时弹簧的弹性势能为多大?(g取10m/s2)
1.D 2. D 3.A 4.ABD 5.C 6.D 7.CD 8.CD 9.B 10.BC 11.CD 12. 13.2.4m 14.,100 15.
16.(1),(2)是先释放纸带而后启动打点计时器而造成的.
17.25m/s 18.h/s 19.4J 20.2.59 m 21. 0.50J
图2-3
图2-4
图2-5
图2-6
图2-7
图2-8
m
M F
图2-9
图2-10能的转化与守恒单元测试题
一、选择题(至少有一个正确答案,5’×8=40’)
1.如图7-1所示,质量分别为m1和m2的两个物体,
m1<m2,在大小相等的两个力F1和F2作用下沿水平方向
移动了相同距离.若F1做的功为W1,F2做的功为W2,则( )
  A.W1>W2   B.W1<W2 C.W1=W2 D.无法确定
  2.关于功率概念,下列说法中正确的是 ( )
  A.力对物体做的功越多,力做功的功率越大
  B.功率是描述物体做功快慢的物理量
  C.从公式P=Fv可知,汽车的发动机功率可以随速度的不断增大而提高
  D.当轮船航行时,如果牵引力与阻力相等时,合外力为零,此时发动机的实际功率为零,所以船行驶的速度也为零
  3.起重机以1 m/s2的加速度将质量为1000 kg的货物由静止匀加速地向上提升,若g取10 m/s2,则在1 s内起重机对货物所做的功是 ( )
  A.500 J B.4500 J C.5000 J D.5500 J
  4.两物体质量之比为1:3,它们距离地面高度之比也为1:3,让它们自由下落,它们落地时的动能之比为 ( )
  A.1:3   B.3:1   C.1:9   D.9:1
 5.物体做下列几种运动,其中遵守机械能守恒的是 ( )
  A.自由落体运动   B.在竖直方向做匀速直线运动
  C.匀变速直线运动  D.在光滑的水平面上做匀速圆周运动
6.在距地面15 m高处,某人将一质量为4 kg的物体以5 m/s的速度抛出,人对物体做的功是 ( )
  A.20 J B.50 J C.588 J D.638 J
7.关于力对物体做功,如下说法正确的是 ( )
A.滑动摩擦力对物体一定做负功
B.静摩擦力对物体可能做正功
C.作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零
D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态
8.质量为m的小球被系在轻绳一端,在竖直平面内做半径为R的圆周运动,运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最低点,此时绳子的张力为7mg,此后小球继续做圆周运动,经过半个圆周恰能通过最高点,则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为( )
A.mgR/4    B.mgR/3     C.mgR/2    D.mgR
二、填空题(4’×5 =20’)
9.用50 N的力拉一个质量为10kg的物体在水平地面上前进,如图7-2所示。若物体前进了10m,拉力F做的功W1= 。如果物体与水平面间动摩擦因数μ=0.1,物体克服阻力做功W2= 。(g取10 m/s2,sin37°=0.6 , cos37°=0.8)
10.质量为0.5 kg的物体从高处自由落下,在下落的头2 s内重力做功的平均功率是 ,2s末重力对物体做功的即时功率是 。
  11.用200 N的拉力将地面上的一个质量为10 kg的物体提升10 m(重力加速度g取10 m/s2,空气阻力忽略不计),拉力对物体所做的功为 ,物体被提高后具有的动能为 。
12.风力发电机把通过风轮的风的一部分动能转化为电能。设风轮直径为d、风能的利用率为η,空气密度为ρ。当风速为v时,该风力发电机的功率为 。
三、实验题(10’)
13.在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz.查得当地的重力加速度g=9.80 m/s2,所用的重物的质量为2kg,实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图7-3所示把第一个点记作O,另外连续的4个点A、B、C、D作为测量的点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99 cm、70.18 cm、 77.76 cm、85.73 cm.根据以上数据,可知重物由打O点运动到打C点,重力势能减少量等于__ ___J,动能的增加量等于__ ___J。(取三位有效数字)
四、计算题(30’)
14.人骑自行车上坡,坡长200 m,坡高10 m。人和车的质量共100 kg,人蹬车的牵引力为100 N,若在坡底时自行车的速度为10 m/s,到坡顶时速度为4 m/s。(g取10 m/s2)求:
(1)上坡过程中人克服阻力做多少功? 
(2)人若不蹬车,以10 m/s的初速度冲上坡,能在坡上行驶多远
15.如图7-4所示,A B和C D为半径为R=l m的1/4圆弧形光滑轨道,B C为一段长3m的水平轨道。质量为2 kg的物体从轨道A端由静止释放,若物体与水平轨道B C间的动摩擦因数为0.1,求:
(l)物体第1次沿C D弧形轨道可上升的最大高度。
(2)物体最终停下来的位置与B点的距离。
16.一辆质量为2.0×103 kg,额定功率为6.0×104 W的汽车,在水平公路上以额定功率行驶,汽车受到的阻力为一定值。在某时刻汽车的速度为20 m/s,加速度为0.50 m/s2,求:
(1)汽车所能达到的最大速度是多大?
(2)如果汽车从该时刻开始经历时间△t=1min速度达到最大,则此过程汽车前进的距离是多少?
参考答案:
1.C 2.BC 3.D 4.C 5.AD 6.B 7.B 8.C 9.400J,70J 10.50W,100W 11.2000J,1000J 12.πρd 2v3/8 13.15.2,15.1
14.(1)14200J (2)41.3m 15.(1)0.7m(2)2m
16.(1)30m (2)1550m
图7-1
θ
F
m1
θ
F
m2
图7-2
F
37°
 图7-3
图7-4
R
R
A
B
C
D能的转化与守恒单元测试
1 一质量为1kg的物体被人用手由静止向上提升1m,这时物体的速度为2 m/s,则下列说法正确的是    
A. 手对物体做功12J    B. 合外力对物体做功12J
  C. 合外力对物体做功2J  D. 物体克服重力做功10 J
2 在下列情况下机械能不守恒的有:
A.在空气中匀速下落的降落伞 B.物体沿光滑圆弧面下滑
C.在空中做斜抛运动的铅球(不计空气阻力) D.沿斜面匀速下滑的物体
3 航天员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态向下摆,到达竖直状 态的过程如图所示,航天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2所示,某力F=10N作用于半径R=1m的转盘的边缘上,力F的
大小保持不变,但方向始终保持与作用点的切线方向一致,则
转动一 周这个力F做的总功应为:
  A、 0J  B、20πJ 
  C 、10J  D、20J.
5 关于力对物体做功以及产生的效果,下列说法正确的是    
A.滑动摩擦力对物体一定做正功
B.静摩擦力对物体一定不做功
C.物体克服某个力做功时,这个力对物体来说是动力
D.某个力对物体做正功时,这个力对物体来说是动力
6 物体沿直线运动的v-t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则
(A)从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W。
(B)从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W。
(C)从第5秒末到第7秒末合外力做功为W。
(D)从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W。
7 如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙面上的木箱,使之沿斜面加速向上移动。在移动过程中,下列说法正确的是
A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力 所做的功之和
B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C.木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力势能
D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和
8.如图所示,静止在水平桌面的纸带上有一质量为0. 1kg的小铁块,它离纸带的右端距离为0. 5 m,铁块与纸带间动摩擦因数为0.1.现用力向左以2 m/s2的加速度将纸带从铁块下抽出,求:(不计铁块大小,铁块不滚动)
(1)将纸带从铁块下抽出需要多长时间?
(2)纸带对铁块做多少功?
9 一种氢气燃料的汽车,质量为=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为=1.0m/s2。达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。试求:
(1)汽车的最大行驶速度;
(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度;
(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率;
(4)当汽车的速度为32m/s时的加速度;
(5)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
10.杂技演员在进行“顶杆”表演时,用的是一根质量可忽略不计的长竹 竿,质量为30 kg的演员自杆顶由静止开始下滑,滑到杆底时速度正好为零.已知竹竿底部与下面顶杆人肩部之间有一传感器,传感器显示顶杆人肩部的受力情况如图所示,取g= 10 m/s2.
求:(1)杆上的人下滑过程中的最大速度;
(2)竹竿的长度.
11如图所示,斜面倾角为 ,质量为m的滑块距挡板P为s,以初速度v沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为 ,滑块所受摩擦力小于滑块重力沿斜面的分力,若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块经过的路程有多大?
12 如图中两物体质量分别为m和2m,滑轮的质量和摩擦都不计,开始时用手托住2m的物体,释放后,当2m的物体从静止开始下降h后的速度是多少
13 如下图甲所示,质量为m的物块与倾角为的斜面体相对静止,当斜面体沿水平面向左匀速运动位移时,求物块所受重力、支持力、摩擦力做的功和合力做的功。
14 有一物体,在A点时的重力势能为500J,从A点自由下落,到地时速度是10m/s(g=10m/s)。求:(1)A点离地的高度;
(2)从A点下落到地面这段时间内重力做功的功率。
15一辆汽车的质量是5×103 kg,发动机的额定功率为60 kW,汽车所受阻力恒为5 000 N,如果汽车从静止开始以0. 5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,功率达到最大后又以额定功率运动了一段距离后汽车达到了最大速度,在整个过程中,汽车运动了125 m.问在这个过程中,汽车发动机的牵引力做功多少?
下面是甲、乙两位同学的解法:
甲同学:
W=Pt=6×104×22.36 J =1. 34×106 J.
乙同学:F=ma+f=7500 N.
W=Fs=7 500×125 J =9. 375×105 J.
请对上述两位同学的解法做出评价,若都不同意请给出你的解法.
16 如图所示,在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球,杆可绕无摩擦的轴O转动,使杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位置时,轻杆对A、B两球分别做了多少功
17 如图所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角 =30°,另一边与地面垂直,顶上有一定滑轮,一柔软的细绳跨过定滑轮,两端分别与物块A和B连接,A的质量为4m,B的质量为m,开始时将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升,物块A与斜面间无摩擦,若A沿斜面下滑s距离后,细线突然断了.求物块B上升的最大高度H.
18.一个质量为m=0. 20 kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光竖直的圆环上,弹簧固定于环的最高点A,环的半径R=0. 50 m,弹簧原长L0 = 0. 50 m,劲度系数为4.8 N/m,如图所示,若小球从图示位置B点由静止开始滑到最低点C时,弹簧的弹性势能=0. 60J;求:
(1)小球到C点时的速度vC的大小.
(2)小球在C点时对环的作用力(g=10 m/S2).
答案:
1 ACD 2 AD 3 C 4 B 5 D 6 CD 7 CD
8 解:(1)设纸带的加速度为a1,铁块的加速度为a2.则
,得t=1s。
(2)
9 40m/s 20m/s 2×104W 0.25m/s2 55s
10 解:(1)以人为研究对象,人加速下滑过程中受重力mg和杆对人的作用力F1,由题图可知,人加速下滑过程中杆对人的作用力F1为180 N.由牛顿第二定律得
mg一F1 =ma,则a=4 m/s2.
1s末人的速度达到最大,则v= at1=4 m/s.
(2)加速下降时位移为:=2 m.
减速下降时,由动能定理得
代入数据解得.
11解析:由于滑块重力沿斜面向下的分力大于滑块所受摩擦力,所以可断定滑块最终将停靠在挡板处.从以v向上滑动至最终停下,设滑块经过的路程为l,则重力做正功,摩擦力做负功.
  解法一:此过程重力对滑块做功WG=mgssin ,
  摩擦力做功Wf=- mglcos
  对滑块由动能定理,有:
  mgssin - mglcos =0-mv2
  解得l=
  解法二:由能量转化与守恒求解,此过程滑块机械能的减少ΔE1=mgssin +mv2,克服摩擦力做功转化的内能ΔE2= mgcos ·l,由能量守恒定律有ΔE1=ΔE2
  即mgssin +mv2= mglcos
  同样可解出l.
  答案:
12.解析:细绳的拉力分别对物m和物2m做正功和负功,所以物m和物2m各自的机械能都不守恒,但物m和物2m构成的系统机械能守恒,故以系统为研究对象.
  此过程中系统减少的势能为
  2mgh-mgh=mgh
  系统增加的动能为(3m)v2
  根据机械能守恒定律,有
  mgh=(3m)v2,v=
  答案:
13分析与解答:
物块受重力,如上图乙所示,物块随斜面体匀速运动,所受合力为零,所以,。
物块位移为
支持力的夹角为,
支持力做功。
静摩擦力的夹角为做的功.
合力是各个力做功的代数和
14(1)5m (2)500W
15解:甲、乙两位同学的解法都不正确.
甲同学把125 m全部当做匀加速直线运动的位移,求出运动时间t,这一步就错了,然后又用公式W=Pt来求牵引力做功,而汽车在做匀加速运动的过程中功率是逐渐变大的,这一步骤又错了.
而乙同学的做法中,第一步是正确的,但力F是汽车做匀加速运动时的牵引力,当汽车以额定功率行驶时,牵引力是变力,做功不能用W=Fs来计算.
正确的解法是:汽车行驶的最大速度为
根据动能定理得,

16 错解:由于杆的弹力总垂直于小球的运动方向,所以轻杆对A、B两球均不做功。
分析纠错:设当杆转到竖直位置时,A球和B球的速度分别为VA和VB。如果把轻杆、地球、两个小球构成的系统作为研究对象,那么由于杆和小球的相互作用力做功总和等于零,故系统机械能守恒。若取B的最低点为零重力势能参考平面,可得:
2mgL=
又因A球对B球在各个时刻对应的角速度相同,故VB=2VA
由以上二式得:.
根据动能定理,可解出杆对A、B做的功。对于A有
WA+mgL/2= -O,
所以WA=-mgL.
对于B有WB+mgL=,所以WB=0.2mgL.
 17.解析:由A、B和地球组成的系统,在A、B运动过程中,只有A、B的重力做功,系统机械能守恒.
  ΔEP=ΔEk
  即:4mg·-mg·s=mv2+×4mv2 ①
  细线突然断的瞬间,物块B竖直上升的速度为v,此后B做竖直上抛运动,设继续上升的距离为h,由机械能守恒得
  mv2=mgh ②
  物块B上升的最大高度H=h+s ③
  由①②③解得H=1.2 s
  答案:1.2 s
18解:小球由B点滑到C点,弹簧和小球机械能守恒有
得vC=3 m/s.
(2)在C点时有,
设环对小球作用力为N,方向指向圆心,则
.
小球对环作用力为, .
O
A
B
VA
VB第2章《能的转化与守恒》单元测试E
一、一、单项选择题
1.下列关于作用力和反作用力做功的问题中,说法正确的是( )
A、作用力做功,反作用力也必定做功;
B、作用力做正功,反作用力一定做负功;
C、作用力做功数值一定等于反作用力做功数值;
D、只根据作用力的做功情况,不能判断反作用的做功情况
2.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F作用下,从平衡位置缓慢地移到Q点,如图所示,则此过程中力F所做的功为( )
A.mglcosθ B.Flsinθ
C. D.
3. 一足球运动员将质量为l kg的足球由静止以10m/s的速度用力踢出,假设运动员踢球瞬间的平均作用力为200N,球在水平方向上运动了30m停止,则人对球所做的功为(  )
A.50J   B.500J C.200J   D.6000J
4 .一物体由H高处自由落下,当物体的动能等于势能时,物体所经历的时间为;(  )
A. B. C. D.
5. 如图所示,用同种材料制成的一个轨道ABC,AB段为四分之一圆弧,半径为R,水平放置的BC段长为R。一个物块质量为m,与轨道的动摩擦因数为μ,它由轨道顶端A从静止开始下滑,恰好运动到C端停止,物块在AB段克服摩擦力做功为( )
A. μmgR B. (1-μ)mgR
C. πμmgR/2 D. mgR
6.一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动,在t0时刻撤去力F,其v-t图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则下列关于力F的大小和力F做的功W的大小关系式,正确的是
A. B.
C. D.
7.水平面上的甲、乙两物体,在某时刻动能相同,它们仅在摩擦力作用下逐渐停下来,图中,a、b分别表示甲、乙的动能E和位移s的图象,下列说法正确的是(  )
A.若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同,则甲的质量一定比乙大
B.若甲和乙与水平面的动摩擦因数相同,则甲的质量一定比乙小
C.若甲和乙的质量相等,则甲和地面的动摩擦因数和乙相等
D.若甲和乙的质量相等,则甲和地面的动摩擦因数一定比乙小
8.如图所示,固定的光滑竖直杆上套着一个滑块,用轻绳系着滑块绕过光滑的定滑轮,以大小恒定的拉力F拉绳,使滑块从A点起由静止开始上升.若从A点上升至B点和从B 点上升至C 点的过程中拉力F做的功分别为W1、W2,滑块经B、C两点时的动能分别为EkB、EkC图中AB=BC,则一定有( a )
A、Wl 〉W2 B、Wl〈 W2
C、EkB 〉EkC D、EkB 〈 EkC
9.将一物体从地面竖直上抛,物体上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定.设物体在地面时的重力势能为零,则物体从抛出到落回原地的过程中,物体的机械能E与物体距地面高度h的关系正确的是下图中的( b )
10、节日燃放礼花弹时,要先将礼花弹放入一个竖直的炮筒中,然后点燃礼花弹的发射部分,通过火药剧烈燃烧产生的高压气体,将礼花弹由炮筒底部射向空中。若礼花弹在由炮筒底部出发至炮筒口的过程中质量不变,克服重力做功W1,克服炮筒阻力及空气阻力做功W2,高压燃气对礼花弹做功W3,则礼花弹在炮筒内运动的过程中 ( a )
A.礼花弹的动能变化量为W3—W2—W1
B.礼花弹的动能变化量为W3+W2+W1
C.礼花弹的机械能变化量为W3—W1
D.礼花弹的机械能变化量为W3—W2—W1
二、多项选择题
11.1、关于力对物体做功,如下说法正确的是 ( )
A.滑动摩擦力对物体一定做负功 B.静摩擦力对物体可能做正功
C.作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零
D.合外力对物体不做功,物体一定处于平衡状态
2、质量为m1、m2的两物体,静止在光滑的水平面上,质量为m的人站在m1上用恒力F拉绳子,经过一段时间后,两物体的速度大小分别为v1和v2,位移分别为l1和l2,如图所示.则这段时间内此人所做的功的大小等于( bc )
A.Fl2 B.F(l1+l2)
C. D.
12.3、一木块静止放在光滑水平面上,一颗子弹沿水平方向射入木块,若子弹进入木块的深度为Sl,与此同时木块沿水平面移动了S2 ,设子弹在木块中受到的阻力大小不变,则在子弹进入木块的过程中,以上说法正确的是(abc)
A、子弹损失的动能与木块获得的动能之比为(S1+S2):S2
B、子弹损失的动能与系统获得的内能之比为(S1+S2):S1
C、木块获得的动能与系统获得的内能之比为S2:S1
D、木块获得的动能与系统获得的内能之比为S1:S2
13.4、从离地面h高处水平抛出一个小球.经过时间t,小球的动能和势能相等.空气阻力不计.重力加速度为g.以地面为零势能参考面.则可知(bd)
A.抛出点的高度h满足. B.抛出点的高度h满足.
C.落地时的速率v1满足. D.落地时的速率v1满足
三、实验题
14.用如图所示的实验装置验证机械能守恒定律。实验所用的电源为学生电源,输出电压为6V的交流电和直流电两种。重锤从高处由静止开始落下,重锤上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
(1)下面列举了该实验的几个操作步骤:
A.按照图示的装置安装器件;
B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;
C.用天平测量出重锤的质量;
D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;
E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;
F.根据测量的结果计算重锤下落过程中减少的重力势能是否等于增加的动能。
指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的空行内,并说明其原因。
答: ______ 。
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a的数值。如图6所示。根据打出的纸带,选取纸带上打出的连续五个点A、B、C、D、E,测出A点距起始点O的距离为,点A、C间的距离为s1,点C、E间的距离为s2,使用交流电的频率为f,则根据这些条件计算重锤下落的加速度a的表达式为:a=_________________。
(3)在验证机械能守恒定律的实验中发现,重锤减小的重力势能总是大于重锤动能的增加,其原因主要是因为在重锤下落过程中存在着阻力的作用,可以通过该实验装置测定该阻力的大小。若已知当地重力加速度公认的较准确的值为g,还需要测量的物理量是___________。试用这些物理量和纸带上的测量数据表示出重锤在下落的过程中受到的平均阻力大小为F= 。
四、简答题
1、把质量为0.5kg的石块从离地面高为10m的高处以30°斜向上方抛出,石块落地时的速度为15m/s,求石块抛出的初速度大小。(g=10m/s2)
2、一内壁光滑的环形细圆管,位于竖直平面内,环的半径为R(比细管的半径大得多),圆管中有两个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)。A球的质量为m1, B球的质量为m2。它们沿环形圆管顺时针运动,经过最低点时的速度都为v0。设A球运动到最低点时,B球恰好运动到最高点,若要此时两球作用于圆管的合力为零,那么m1,m2,R与v0应满足关系式是:
3、如图示,摩托车做腾跃特技表演,以v0=10m/s的初速度冲上顶部水平的高台,然后从高台水平飞出,若摩托车冲向高台过程中以额定功率1.8kw行驶,所经时间为16s,人和车的总质量为180kg,台高h=6m,不计空气阻力,不计摩擦产生的热量(g取10m/s20求:摩托车飞出的水平距离S是多少?
参考答案:一、1.D 2.D 3.A 4.B 5.B 6.D 7.A 8.A 9.B 10.A
二、1.BD 2.BC 3.ABC 4.BD
三、(1)B错误,应接电源的交流输出端;D错误,先接通电源再释放夹子,C是不必要的(2)(3)重锤质量m,
四、1、解:只有重力做功,故机械能守恒,设地面为0势面,根据机械能守恒定律有:;
=5m/s
2、首先画出小球运动达到最高点和最低点的受力图,如图4-1所示。A球在圆管最低点必受向上弹力N1,此时两球对圆管的合力为零,m2必受圆管向下的弹力N2,且N1=N2。
据牛顿第二定律A球在圆管的最低点有
同理m2在最高点有
m2球由最高点到最低点机械能守恒
3、解:摩托车冲点过程,由动能定理:
代入取据得
飞出后做平抛运动:
由以上两式得 m
m1
m2
m
图甲
图乙
图6第二章 《能的转化与守恒》全章测试题
一、本题共11小题,每小题4分,共44分.在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分.
1.如图2-3所示,距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,物体在下落过程中,下列说法正确的是( )
A.物体在c点比a点具有的机械能大
B.物体在a点比c点具有的动能大
C.物体在a、b、c三点具有的动能一样大
D.物体在a、b、c三点具有的机械能相等
2.质量为m的跳水运动员,从离水面高为h的跳台上以速度v1跳起,最后以速度v2进入水中,若不计空气阻力,则运动员起跳时所做的功等于( )
A.+ B.-
C.+ D.+
3.重为100N长1米的不均匀铁棒平放在水平面上,某人将它一端缓慢竖起,需做功55J,将它另一端竖起,需做功( )
A.45J  B.55J   C.60J  D.65J
4.两个质量不等的小铁块A和B,分别从两个高度相同的光滑斜面和圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部,如图2-4所示,下列说法中正确的是( )
 A.下滑过程重力所做的功相等
B.它们到达底部时动能相等
 C.它们到达底部时速度相等
D.它们分别在最高点时机械能总和跟到达最低点时的机械能总和相等
5.以下说法中正确的是( )
A.物体在平衡力作用下的运动过程中,机械能一定守恒
B.物体克服重力做功时,机械能一定不守恒
C.当物体以5m/s2的加速度加速运动时,机械能可能守恒
D.以上说法都不正确
6.一物体在光滑水平面上作匀速直线运动,现加上同一水平面内的一组共点力,能使物体移动一段距离后动能保持不变的是( )
A.2N、5N、9N B.1N、2N、5N
C.21N、3N、5N D.10N、10N、10N
7.下列说法正确的是( )
A.摩擦力对物体做功,其机械能必减少
B.外力对物体做功,其机械能必不守恒
C.做变速运动的物体可能没有力对它做功
D.物体速度增加时,其机械能可能减少
8.物体从某一高度自由落到直立于地面上的轻弹簧上,如图2-5所示,在A点开始与弹簧接触,到B点物体速度为零,然后被弹回,则( )
A.物体A到B的过程中,动能不断减小
B.物体从B上升到A的过程中,动能不断增大
C.物体从A到B及B上升到A的过程中,动能是先变大后变小
D.物体在B点的动能为零
9.一汽车作匀加速运动,速度从零增加到v的过程中发动机做功W1,从v增加到2v的过程中发动机做功W2,设牵引力和阻力恒定,则有( )
A.W2=2Wl B.W2=3W1
C.W2-=4Wl D.仅能判断W2>W1
10.竖直上抛一球,球又落回原处,已知空气阻力的大小正比于球的速度,则( )
A.上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功
B.上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功
C.上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力做功的平均功率
D.上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力做功的平均功率
11.一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.物体势能的增加量
B.物体动能的增加量
C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量
D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功
二、本题共5小题,每空2分,共14分.把答案填在答题卡相应的横线上或按题目要求作答.
12.一人从高处坠下,当人下落H高度时安全带刚好绷紧,人又下落h后人的速度减为零,设人的质量为M,则绷紧过程中安全带对人的平均作用力为 .
13.从高处以初速v0=4m/s将一个质量为m的小球抛出,测得落地时速度大小为vt=8m/s.取g=10m/s2,则小球刚抛出时离地高度为______.
14.一颗子弹以700m/s的速度打穿一块木板后,速度降低到500m/s,则击穿一块木板子弹所损失的动能与初动能之比为______.若让它继续打穿第二块同样的木板,则子弹的速度变为______m/s.
15.如图2-6所示,均匀链条长为L,水平面光滑,L/2垂在桌面下,将链条由静止释放,则链条全部滑离桌面时速度为________.
16.使用如图2-7(a)所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图(b)所示.图2-7 (b)中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F……是依次打出的点迹,量出OE间的距离为,DF间的距离为s,已知打点计时器打点的周期是T.
(1)如果操作正确,用E点来验证机械能守恒,上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式_______________________________,即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的.
(2)如果发现图(b)中OA距离大约是4 mm,则出现这种情况的原因可能是__________________.
三、本题共5小题,17—19题每题8分,20、21题每题9分,共42分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
17.把一块质量为3.0kg的石头,从20m高的山崖上,以30°角、15m/s的速度朝斜上方抛出.求石头落地时速度的大小(空气阻力不计,g取10m/s2).
18.图2-8中ABCD由一段倾斜直轨道和水平直轨道相接, 连接处以一小段圆弧来过渡, 小滑块在A点从静止状态释放, 沿轨道滑下, 最后恰好停在C点, 已知A点的高度是h, A、C之间的水平距离是s. 求滑块与轨道间的摩擦系数.
19.如图2-9所示,质量为M= 4千克,长度为L=2米的小车在一个F=8牛的水平向右的拉力作用下,以速度v0=4米/秒沿水平光滑地面向右做匀速直线运动.在某时刻将质量为m=1千克的小铁块轻轻地放在长木板的最右端,若小铁块与木板间的滑动摩擦系数为=0.2,小铁块可视为质点,g取10米/秒2.求:在小铁块从开始放上木板至滑下的过程中,此系统产生的内能为多少?
20.起跳摸高是学生常进行的一项活动,小亮同学身高1.72 m,体重60 kg,站立时举手达到2.14 m,他弯曲两腿,再用力蹬地,经0.4 s竖直跳起,设他蹬地的力大小恒为1050 N,不计空气阻力,取g=10 m/s2,求小亮同学起跳摸高的最大高度是多少
21.如图2-10所示,轻质弹簧竖直放置在水平地面上,它的正上方有一质量为1kg的金属块从高0.9m处自由下落,当弹簧被压缩了10cm时,物体速度达到最大数值为4.36m/s,试求此时弹簧的弹性势能为多大?(g取10m/s2)
1.D 2. D 3.A 4.ABD 5.C 6.D 7.CD 8.CD 9.B 10.BC 11.CD 12. 13.2.4m 14.,100 15.
16.(1),(2)是先释放纸带而后启动打点计时器而造成的.
17.25m/s 18.h/s 19.4J 20.2.59 m 21. 0.50J
图2-3
图2-4
图2-5
图2-6
图2-7
图2-8
m
M F
图2-9
图2-10《能的转化与守恒》单元练习
一、选择题
1.关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法中正确的是( )
A.只有重力和弹力作用时,机械能守恒
B.当有其他外力作用时,只要合外力为零,机械能守恒
C.当有其他外力作用时,只要其他力的合力的功为零,机械能守恒
D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒
2.一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.物体势能的增加量
B.物体动能的增加量
C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量
D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功
3.下列说法正确的是( )
A.摩擦力对物体做功,其机械能必减少
B.外力对物体做功,其机械能必不守恒
C.做变速运动的物体可能没有力对它做功
D.物体速度增加时,其机械能可能减少
4.一物体在光滑水平面上作匀速直线运动,现加上同一水平面内的一组共点力,能使物体移动一段距离后动能保持不变的是( )
A.2N、5N、9N
B.1N、2N、5N
C.21N、3N、5N
D.10N、10N、10N
5.以下说法中正确的是( )
A.物体在平衡力作用下的运动过程中,机械能一定守恒
B.物体克服重力做功时,机械能一定不守恒
C.当物体以的加速度加速运动时,机械能可能守恒
D.以上说法都不正确
6.两个质量不等的小铁块A和B,分别从两个高度相同的光滑斜面和圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部,下列说法中正确的是( )
A.下滑过程重力所做的功相等
B.它们到达底部时动能相等
C.它们到达底部时速度相等
D.它们分别在最高点时机械能总和跟到达最低点时的机械能总和相等
7.物体从某一高度自由落到直立于地面上的轻弹簧上,在A点开始与弹簧接触,到B点物体速度为零,然后被弹回,则( )
A.物体A到B的过程中,动能不断减小
B.物体从B上升到A的过程中,动能不断增大
C.物体从A到B及B上升到A的过程中,动能是先变大后变小
D.物体在B点的动能为零
8.质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,下列说法正确的是( )
A.若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块没有做功
B.若斜面向上匀速移动距离s,斜面对物块做功mgs
C.若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s,斜面对物块做功mas
D.若斜面向下以加速度匀加速移动距离s,斜面对物块做功m(g+a)s
9.一个小孩站在船头,按图两种情况用同样大小的力拉绳,经过相同的时间(船未碰撞),小孩所做的功、及在时间内小孩拉绳的功率、的关系为( )
A.>, B.<,
C.=, D.
10.将物体以一定的初速度竖直上抛.若不计空气阻力,从抛出到落回原地的整个过程中,下列四个图线中正确的是( )
11.利用打点计时器验证自由落体机械能守恒时,下列器材中不必要的是( )
A.重物     B.纸带     C.天平    D.低压电源
12.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是( )
(A)空气阻力做正功 (B)重力势能增加 (C)动能增加 (D)空气阻力做负功.
13.在离地面高为A处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为V0,当它
落到地面时速度为V,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A.mgh-mv2-mv02 B.-mv2-mv02-mgh
C.mgh+mv02-mv2 D.mgh+mv2-mv02
二、填空题
14.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kg.
若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s),那么,
(1)纸带的________端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________;
(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp=___________,此过程中物体动能的增加量ΔEk=________(取g=9.8 m/s2);
(4)通过计算,数值上ΔEp________ΔEk(填“>”“=”或“<”),这是因为________;
(5)实验的结论是________.
三、计算题
15.子弹以某一水平速度射入静止在光滑水平桌面上的木块,当进入的深度时,子弹停止在木块内,这时木块在桌面上移动。求:(1)子弹和木块摩擦所产生的热能和子弹损失的动能之比;(2)如果子弹质量,初速度,木块质量,求它们的共同速度。
16.某市计划每日供水180万吨,在市郊修建了一水库。为了将水送入水库,需要将水渠的水提高30m。设每根输水管水泵功率为100kW,且水泵昼夜不停地工作。如不计机械能的损耗,至少需要安装多少根输水管?每根输水管中每秒流过的水量为多少吨?取g=10m/s2。
17.滑雪者从A点由静止沿斜面滑下,沿一平台后水平飞离B点,地面上
紧靠平台有一个水平台阶,空间几何尺度如图所示,斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为μ. 假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动,且速度大小不变.求:
滑雪者离开B点时的速度大小;
18.如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至
C点停止.人与雪橇的总质量为70kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题:
位置 A B C
速度(m/s) 2.0 12.0 0
时刻(s) 0 4 10
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小(g =10m/s2)
参考答案
1.C 2.CD 3.CD 4.D 5.C 6.ABD 7.CD 8.B 9.B 10.AB 11.C 12.CD 13.C
14.答案:(1)左 (2)0.98 m/s (3)0.49 J 0.48 J (4)> (5)在实验误差允许范围内,机械能守恒.
15.
16.【解】(1)将180万吨水提高30米需做的功为W=mgh=180×104×103×10×30J
每台水泵每昼夜所做的功为W0=Pt=100×103×24×3600J
两者相除得到W/W0=62.5
由于每台水泵配一根输水管,故至少需要63根输水管。
每秒流过一根水管的水量为M=180×104/(63×24×3600)=0.33吨
17【解】(1)设滑雪者质量为m,斜面与水平面夹角为,滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功
    ①
由动能定理 ②
离开B点时的速度 ③
18【解】(1)从A到B的过程中,人与雪橇损失的机械能为:
ΔE=(70×10×20+×70×2.02-×70×12.02)J=9100J
(2)人与雪橇在Bc段做减速运动的加速度:
根据牛顿第二定律 :f=ma=70×(-2)N=-140N   第2章 能的转化和守恒 单元测试
一、 选择题
1、 如图3-1-8甲所示,一物块在t=0时刻,以初速度v0从足够长的粗糙斜面底端向上滑行,物块速度随时间变化的图象如图乙所示,t0时刻物块到达最高点,3t0时刻物块又返回底端.已知重力加速度为g,由此可以确定( )
A.物块返回底端时的速度
B.物块所受摩擦力大小
C.斜面倾角θ
D.3t0时间内物块克服摩擦力所做的功
2.如图1所示,水平弹簧劲度系数k=500 N/m,用一外力推物块,使弹簧压缩10 cm而静止.突然撤去外力F,物块被弹开,那么弹簧对物块做多少功(弹簧与物块没连接)( )
A.2.5 J B.5 J
C.50 J D.25 J
3. 物体在拉力作用下沿粗糙斜面向上加速运动,则( )
A.物体机械能的改变量等于拉力所做的功
B.物体动能的改变量等于拉力所做的功和摩擦力所做的功的代数和
C.物体重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功
D.运动过程中由于摩擦产生的内能等于物体机械能的减少
4.物块一次沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点,另一次沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点,AC=CB,如图2所示.物块与两轨道的动摩擦因数相同,不考虑物块在C点处撞击的因素,则在物块两次整个下滑过程中( )
A.物块受到的摩擦力相同
B.沿轨道1下滑时的位移较小
C.物块滑至B点时速度大小相同
D.两种情况下损失的机械能相同
5.在2008年北京奥运会上,俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05 m的成绩第24次打破世界记
录,图3为她比赛中的画面,下面说法中正确的是( )
A.运动员过最高点时的速度为零
B.运动员下降过程中处于失重状态
C.撑杆恢复形变时,弹性势能完全转化为动能
D.运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功
6.如图4所示,两根倾斜平行放置的光滑导电轨道,轨道间接有电阻R,处于垂直轨道平面的匀强磁场中,一根放置在轨道上的金属杆ab,在平行于轨道平面向上的拉力F作用下,沿轨道匀速上滑,则在上滑的过程中( )
A.作用在杆ab上的所有力做功的代数和为零
B.拉力F和安培力做功的代数和等于杆ab机械能的增加量
C.拉力F和重力做功的代数和等于回路内能的增加量
D.拉力F所做的功等于杆ab机械能与回路内能增加量之和
7.如图5所示,小球从竖直砖墙某位置静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图中1、2、3、4、5…所示小球运动过程中每次曝光的位置.连续两次曝光的时间间隔均为T,每块砖的厚度为d.根据图中的信息,下列判断正确的是( )
A.能判定位置“1”是小球释放的初始位置
B.能求出小球下落的加速度为
C.能求出小球在位置“3”的速度为
D.能判定小球下落过程中机械能是否守恒
8.将一个质量为m的石块以初速度v0从水平地面竖直上抛,石块上升和下落过程中所受空气阻力大小恒为Ff,设石头在地面抛出处的重力势能为零,已知石块上升的最大高度为H,重力加速度为g.则以下说法中正确的是( )
9.如图6所示,在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧,上端O点与管口A的距离为2x0,一质量为m的小球从管口由静止下落,将弹簧压缩至最低点B,压缩量为x0,不计空气阻力,则下列说法错误的是( )
A.小球从接触弹簧开始,其速度一直减小
B.小球运动的最大速度大于
C.弹簧的劲度系数大于mg/x0
D.弹簧的最大弹性势能为3mgx0
10.(2009·山东高考)图7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,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=M
B.m=2M
C.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
二、计算题
11. 如图8甲所示,一质量为m=1 kg的物块静止在粗糙水平面上的A点,从t=0时刻开始,物体在水平力F作用下向右运动,水平力随时间的变化规律如图乙所示.第3 s末物块运动到B点时速度刚好为0,第5 s末物块刚好回到A点,已知物块与粗糙水平面间的动摩擦因数μ=0.2.(g取10 m/s2)求:
(1)AB间的距离;
(2)水平力F在5 s时间内对物块所做的功.
12. (12分)如图9甲所示,在同一竖直平面内的两个正对着的相同半圆形光滑轨道,相隔一定的距离,虚线沿竖直方向,一小球能在其间运动,今在最高点与最低点各放一个压力传感器,测试小球对轨道的压力,并通过计算机显示出来,当轨道距离变化时,测得两点压力差与距离x的图象如图乙,g取10 m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球的质量为多少;
(2)若小球在最低点B的速度为20 m/s,为使小球能沿轨道运动,x的最大值为多少.
13.如图10所示,水平桌面上有一轻弹簧,左端固定在A点,自然状态时其右端位于B点.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8 m的圆环剪去了左上角135°的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离也是R.用质量m1=0.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点,释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点.用同种材料、质量为m2=0.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放,物块过B点后其位移与时间的关系为x=6t-2t2,物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道.g=10 m/s2,求:
(1)BP间的水平距离.
(2)判断m2能否沿圆轨道到达M点.
(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功.
答案及解析
一、选择题
1、 【解析】选A、C.由题图乙可以直接得出物块回到斜面底端的速度为,故A正确;对物块上升、下滑阶段分别用牛顿第二定律得mgsinθ+Ff=m,mgsinθ-Ff=m,可解得sinθ=,Ff=,由此可以确定斜面倾角θ,因物块质量m未知,无法确定Ff,故B错、C正确;由动能定理,3t0时间内物块克服摩擦力所做的功W=mv20-m()2=mv20,由于质量未知,所以无法确定,故D错.
2、 【解析】选A.弹簧的弹力是变力,不能直接用W=Flcosα进行计算.但由于弹簧的弹力遵循胡克定律,可以用胡克定律的图象表示法,弹开过程弹力逐渐减小,当恢复原长,弹力为零,根据胡克定律,可作物块的受力与位移的关系图如图,
根据力—位移图象所围面积表示力在这一过程中的功,有W=×50×0.1 J=2.5 J.
3、 【解析】选C.物体机械能的改变量等于拉力和摩擦力对物体做的总功,A错误;物体动能的改变量等于外力对物体做的总功,包括重力做的功,B错误;物体重力势能的增加量等于物体克服重力所做的功,C正确;运动过程中,由于摩擦产生内能,但因拉力做正功,使物体加速上升,物体的机械能增加,故D错误.
4、【解析】选C、D.由Ff=μmgcosθ可知,因斜面的倾角不同,物块受到的摩擦力也不同,A错误;因始点和终点相同,因此两次滑动过程位移相同,B错误;设轨道1倾角为θ1,轨道2 AC段倾角为θ2,CB段倾角为θ3,由动能定理知,mgh-μmgcosθ1lAB=mv12,mgh-μmgcosθ2lAC-μmgcosθ3lCB=mv22.因lACcosθ2+lCBcosθ3=lABcosθ1,故有:v1=v2,μmgcosθ1lAB=μmgcosθ2lAC+μmgcosθ3lCB.因此C、D均正确.
5、【解析】选B、D.运动员过最高点时仍有水平速度,A错误;运动员下降过程中加速度竖直向下,处于失重状态,B正确;撑杆恢复形变时,弹性势能有一部分转化为运动员的重力势能,C错误;运动员在上升过程中,开始阶段,杆的形变增大,运动员对杆做正功,后一阶段,杆的形变减小,运动员对杆做负功,D正确.
6、【解析】选A、B、C、D.杆ab沿轨道匀速上滑的过程中,拉力F对杆ab做功,同时,杆ab要克服安培力F1和重力G做功,杆ab的动能增加量ΔEk=0,由动能定理可知,WF-WF1-WG=0 ①
选项A正确.克服安培力F1做的功全部转化为电能E电,即拉力F做的功一部分转化为电能E电,一部分用于增加重力势能,由能量守恒WF=WF1+WG ②所以WF-WF1=WG=ΔE机,选项B正确.同理由②式得WF-WG=WF1=E电,即选项C正确.由②式知,拉力F做的功WF等于增加的电能E电和增加的重力势能之和,故选项D正确.
7、
8、
9、
10、【解析】选B、C.木箱和货物下滑过程中,设下滑高度为h,根据功能关系有(M+m)gh-μ(M+m)gh=E弹,木箱上滑过程中,根据功能关系有-Mgh-μMgh=0-E弹代入相关数据,整理得m=2M,A错,B正确; 木箱和货物下滑过程中,根据牛顿第二定律有a1=g(sinθ-μcosθ),方向沿斜面向下木箱上滑过程中,根据牛顿第二定律有a2=g(sinθ+μcosθ),方向沿斜面向下,所以C对;根据能量守恒定律知,还有一部分机械能由于克服摩擦力做功转化为内能,D错.
二计算题
11、 【解析】(1)在3 s~5 s时间内,物块在水平恒力F作用下由B点匀加速直线运动到A点,设加速度为a,AB间的距离为x,则由牛顿第二定律得:
(2)设整个过程中F所做功为WF,物块回到A点的速率为vA,由动能定理和运动学公式得:
WF-2μmgx=mv2A(3分)
v2A=2ax,(2分)
解得:WF=2μmgx+max=24 J.(1分)
答案:(1)4 m (2)24 J
12、 【解析】(1)设轨道半径为R,由机械能守恒定律:
答案:(1)0.1 kg (2)15 m
13、
(3)设弹簧长为AC时的弹性势能为Ep,物块与桌面间的动摩擦因数为μ,释放m1时,Ep=μm1gxCB(1分)
释放m2时,Ep=μm2gxCB+m2v02(1分)
且m1=2m2,Ep=m2v02=7.2 J(1分)
m2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf
则Ep-Wf=m2vD2(1分)
可得Wf=5.6 J(1分)
答案:(1)4.1 m (2)不能到达M点 (3)5.6 J能的转化与守恒单元测试
1.下列说法正确的是( )
A.物体没有功,则物体就没有能量 B.重力对物体做功,物体的重力势能一定减少
C.动摩擦力只能做负功 D.重力对物体做功,物体的重力势能可能增加
2.A、B两个物体的质量比为1:3,速度之比是3:1,那么它们的动能之比是( )
A.1:1 B.1:3 C.3:1 D.9:1
3.如图2-1质量为m的小球,从离桌面高H处由静止下落,桌面离地面高为h,设桌面处物体重力势能为零,空气阻力不计,那么,小球落地时的机械能为( )
A.mgh B.mgH C.mg(H+h) D. mg(H-h)
4.下面各个实例中,机械能守恒的是( )
A.物体沿斜面匀速下滑 B、物体从高处以0.9g的加速度竖直下落
C.物体沿光滑曲面滑下 D、拉着一个物体沿光滑的斜面匀速上升
5. A、B两物体的质量之比mA︰mB=2︰1,它们以相同的初速度v0在水平面上做匀减速直线运动,直到停止,其速度图象如图2-2所示。那么,A、B两物体所受摩擦阻力之比FA︰FB与A、B两物体克服摩擦阻力做的功之比WA︰WB分别为( )
A. 4︰1,2︰1 B. 2︰1,4︰1
C. 1︰4,1︰2 D. 1︰2,1︰4
6.从空中以40m/s的初速度平抛一重为10N的物体。物体在空中运动3s落地,不计空气阻力,取g=10m/s2,则物体落地前瞬间,重力的瞬时功率为
A、300W B、400 W C、500W D、700W
7.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10m/s2),则下列说法正确的是 A.手对物体做功12J B.合外力做功2J
C.合外力做功12J D.物体克服重力做功10J
8.水平传送带匀速运动,速度大小为v,现将一小工件放到传送带上。设工件初速为零,当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止。设工件质量为m,它与传送带间的滑动摩擦系数为 μ,则在工件相对传送带滑动的过程中
A.滑摩擦力对工件做的功为mv2/2 B.工件的机械能增量为mv2/2
C.工件相对于传送带滑动的路程大小为v2/2μg D.传送带对工件做功为零
9.汽车的额定功率为90KW,当水平路面的阻力为f时,汽车行驶的最大速度为。则:
A.如果阻力为,汽车最大速度为。
B.如果汽车牵引力为原来的二倍,汽车的最大速度为2。
C.如果汽车的牵引力变为原来的,汽车的额定功率就变为45KW。
D.如果汽车做匀速直线运动,汽车发动机的输出功率就是90KW。
10.如2-3所示,物体从A处开始沿光滑斜面AO下滑, 又在粗糙水平面上滑动,最终停在B处。已知A距水平面OB的高度为,物体的质量为m,现将物体m从B点沿原路送回至AO的中点C处,需外力做的功至少应为
A. B.
C. D.2
11.一个光滑斜面长为L高为h,一质量为m的物体从顶端静止开始下滑,当所用时间是滑到底端的时间的一半时,重力做功为 ,重力做功的即时功率为 ,重力做功的平均功率为 。以斜面底端为零势能点,此时物体的动能和势能的比是 。
12.把质量为3.0kg的石块,从高30m的某处,以的速度向斜上方抛出,,不计空气阻力,石块落地时的速率是 ;若石块在运动过程中克服空气阻力做了73.5J的功,石块落地时的速率又为 。
13.如图2-4所示, A、B两个物体质量均为m,由轻杆相连,光滑水平轴AO=L,BO=2L,使杆由水平位置静止释放,当B转至O点正下方时,速度为________,它对细杆的拉力为________.
2-4
14.如图2-5所示,均匀链条长为L,水平面光滑,L/2垂在桌面下,将链条由静止释放,则链条全部滑离桌面时速度为________.
15.在光滑的水平面上,用一水平恒力F将物体由静止开始水平移动s,作用力的平均功率是P,如果力变为4F,则此力使同一物体同样移动s,在后一过程中,力做功的平均功率为________.
16.质量为m=2kg的物体,在大小为40N的水平恒力F作用下,从静止开始在水平面上匀加速前进,已知物体与水平地面的动摩擦因数μ=0.2,求拉力在2s末做功的瞬时功率 ( g取10m/s2)
17.汽车在水平直线公路上行驶,额定功率为P0=80kW,汽车行驶过程中所受阻力恒为f=2.5×103N,汽车的质量M=2.0×103kg.求:
(1)汽车在整个运动过程中所能达到的最大速度;
(2)当汽车的速度为5m/s时的加速度;
(3)当汽车的加速度为0.75m/s2时的速度
18.在光滑水平面上有一静止的物体,现以水平恒力F1推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力F2推这一物体,当恒力F2作用时间与恒力F1作用时间相同时,物体恰好同到原处,此时物体的动能为24J,求在整个过程中,恒力F1做的功和恒力F2做的功.
19.某同学在跳绳比赛中,每分钟跳120次,若每次起跳中有4/5时间腾空.该同学体重50kg,则他在跳绳中克服重力做功的平均功率为多少 若他在跳绳的1min内,心脏跳动了60次,每次心跳输送的血液,其血压(可看作心脏血液压强的平均值)为2×104Pa,则心脏工作的平均功率为多少 (g取10m/s2)
单元测试答案
1.D 2.C 3.B 4.C 5.A 6.A 7.ABD 8.AB 9.AD 10.C
11.,,1∶3 12. 13.,
14. 15.8P 16.1440W 17.(1)32m/s(2)6.75m/s2(3)20m/s 18.6J;18J
19.200W,2W
2-1
2-2
v
v0
O
t
t
2t
A
B
2-3《能的转化与守恒》 测试
第一部分:选择题(共44分)
一、单项选择题(以下8道题中,每题只有一个正确答案,每题3分,共24分)
1、某人用同一水平力先后两次拉同一物体,第一次使此物体沿光滑水平面前进s距离,第二次使此物体沿粗糙水平面也前进s距离,若先后两次拉力做的功为W1和W2,拉力做功的功率是P1和P2,则 ( )
A.W1=W2,P1=P2 B.W1=W2,P1>P2 C.W1>W2,P1>P2 D.W1>W2,P1=P2
2、汽车以恒定功率P由静止出发,沿平直路面行驶,直到达到最大速度为v,则下列判断正确的是 ( )
A.汽车先做匀加速运动,最后做匀速运动
B.汽车先做加速度越来越大的加速运动,最后做匀速运动
C.汽车先做加速度越来越小的加速运动,最后做匀速运动
D.汽车先做加速运动,再做减速运动,最后做匀速运动
3、以一定的初速度竖直向上抛出一个小球,小球上升的最大高度为h,空气阻力的大小恒为f,则从抛出至回到原出发点的过程中,空气阻力对小球做的功为 ( )
A.0 B.-fh C.-2fh D.-4fh
4、质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h的坑,如图所示,在全过程中,以下说法不正确的是( )
A.外力对物体做的总功为零
B.重力对物体做功为mgH
C.物体的机械能减少mg(H+h)
D.地面对物体的平均阻力大小为mg(H+h)/h
5、下列关于运动物体所受的合外力、合外力做功和动能变化的关系正确的是 ( )
A.如果物体所受的合外力为零,那么,合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下作变速运动,动能一定变化
D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零
6、当物体克服重力做了功时,物体的( )
A.重力势能一定减少,机械能可能不变 B.重力势能一定增加,机械能一定增加
C.重力势能一定增加,动能可能不变 D.重力势能一定减少,动能可能减少
7、关于机械能是否守恒的叙述,正确的是( )
A.作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒
B.作变速直线运动的物体的机械能可能守恒
C.外力对物体做功为零时,机械能一定守恒
 D.只要有除重力以外的力做了功,机械能一定不守恒
8、一质量分布均匀的不可伸长的绳索重为G,A、B两端固定在水平天花板上,如图所示,今在绳的最低点C施加一竖直向下的力将绳绷直,在此过程中,绳索AB的重心位置( )
A.逐渐升高 B.逐渐降低
C.先降低后升高 D.始终不变
二、不定项选择题(以下每题可能有一个或一个以上的正确答案,每题4分,选对而不全得2分,选错得0分。本题总分20分)
9、在高度为H的桌面上以速度v水平抛出质量为m的物体,当物体落到距地面高为h处,如图所示,不计空气阻力,选地面为零势能点,下列说法正确的是( )
A.物体在A点的机械能为
B.物体在A点的机械能为
C.物体在A点的动能为
D.物体在A点的动能为
10、两个质量相等的物体,分别从两个高度相等而倾角不同的光滑斜面顶从静止开始下滑,则下列说法正确的是(   )
A.到达底部时速度相同
B.到达底部时重力的功率相等
C.下滑到底端过程中重力做的功相等
D.到达底部时动能相等
11、在光滑的水平地面上,一个质量为m的物体在水平恒力F的作用下由静止开始运动,经过时间t后,获得动能为Ek;如果要使物体由静止开始运动相同的时间t后获得的动能为2Ek,可以采取( )
A.质量不变,力变为2F B.力不变,质量变为原来的一半
C.力不变,质量变为2m D.将质量和力都变为原来的一半
12、如图所示是健身用的“跑步机”示意图,质量为m的运动员踩在与水平面成α角的静止皮带上,运动员用力后蹬皮带,皮带运动过程中受到的阻力恒定为f,使皮带以速度v匀速运动,则在运动过程中下列说法正确的是( )
A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的动力 B.人对皮带不做功
C.人对皮带做功的功率为mgv D.人对皮带做功的功率为fv
13、如图小球自a点由静止自由下落,到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的运动过程中
A.小球的机械能不守恒
B.小球的重力势能随时间一直减少
C.小球的动能先从0增大,后减小到0,在b点时动能最大
D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
第二部分:非选择题(共56分)
三、填空题(以下每空2分,总共14分)
14、如图:用F =40 N的水平推力推一个质量m=3.0 kg的木块,使其沿着固定的光滑斜面向上移动2 m,则在这一过程中,F做的功为_____J,重力做的功为_____J.
15、甲、乙两物体质量之比m甲:m乙=1∶2,它们与水平桌面间的 摩擦因数相同.在水平面上运动时因受摩擦力作用而停止.(1)若它们的初速度相同,则运动位移之比为____;(2)若它们的初动能相同,则运动位移之比为__________.
16、小张用恒力对将重物提到一定高度,在此过程中,小张对重物做功W1,重物的重力做功W2,重物克服空气阻力做功W3,则此过程中重物的动能变化量为______________;重物的重力势能变化量为______________;重物的机械能变化量为______________。
四、实验题(每空2分,总共12分)
17、在“验证机械能守恒定律”的一次实验中,质量m=1kg的重物自由下落,在纸带上打出一系列的点,如下图所示(相邻记数点时间间隔为0.02s),那么:
(1)纸带的________ (填“P”或“C”,必须用字母表示)端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________m/s(保留到小数点后两位);
(3)从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=________J,此过程中物体动能的增加量△Ek=________J;(g取9.8m/s2保留到小数点后两位)
(4)通过计算,数值上△EP________△Ek(填“<”、“>”或“=”),这是因为____________。
五、计算题(总共4题,前3题为必做题,第4题为选做题,即附加题。在解答过程画出必要的受力分析,写出必要的演算过程、解题步骤及重要关系式,并得出结果。总共8+10+12=30分,附加题20分)
18、把质量为3.0kg的石块,从高30m的某处,以的速度向斜上方抛出(不计空气阻力)求:(1)石块落地时的速率是多少?(2)若石块在运动过程中克服空气阻力做了73.5J的功,石块落地时的速率又为多少?
19、如图所示,A物体用板托着,位于离地h=1.0m处,轻质细绳通过光滑定滑轮与A、B相连,绳子处于绷直状态,已知A物体质量M=1.5㎏,B物体质量m=1.0kg,现将板抽走,A将拉动B上升,设A与地面碰后不反弹,B上升过程中不会碰到定滑轮,问:(1)A落地前瞬间的速度大小为多少?(2)B物体在上升过程中离地的最大高度为多大?
20、一辆质量为2.0×103kg的汽车以额定功率为6.0×104W在平直公路上行驶,汽车受到的阻力恒为2.0×103N,求:(1)汽车所能达到的最大速度是多大 (2)当汽车的速度为10m/s时的加速度是多大 (3)若汽车从静止开达到最大速度过程中,通过的路程为300米,则这一过程总用时为多少秒?(4)若汽车从静止开始做匀加速直线运动(不是额定功率行驶),加速度的大小a=1.0m/s2,则这一过程最多能保持多长时间
21、(附加题20分)人从一定的高度落地容易造成骨折。一般人胫骨的极限抗压强度约为1.5×108N/m2,胫骨最小横截面积大多为3.2cm2。假若一质量为50kg的人从某一高度直膝双足落地,落地时其重心又约下降1cm。试通过计算估计这个高度超过多少时,就可能导致胫骨骨折。
参考答案
一、单项选择题(以下8道题中,每题只有一个正确答案,每题3分,共24分)
题 号 1 2 3 4 5 6 7 8
答 案 B C C B A C B A
二、不定项选择题
题号 9 10 11 12 13
答案 BD CD B AD ABD
三、填空题(以下每空2分,总共14分)
14、J; -30J。 15、1:1; 2:1。 16、W1+W2—W3; -W2; W1-W3。
四、实验题(每空2分,总共12分)
17、(1) P (2)0.98m/s (3) 0.49J 0.48J
(4)“>”;纸带下落过程中必不可少有摩擦等原因使机械能减少
18.解:(1)对石块,在出手后到落地过程中,依据动能定理得:
  代入数据解得v1=25m/s
(2)对石块,在刚被抛出到落地过程中,依据动能定理得:
       
     代入数据解得
19解:(1)对A、B组成的系统,在A下降h至地面过程中,A、B系统机械能守恒,
依据机械能守恒定律得 ①
解得 ②
代入数据有 =2m/s ③
(2)对B,在A着地后,B向上作匀减速过程中,依据运动学知B物还能上升的高度h`为: ④
代入数据有 0.2m ⑤
故B物体上升过程中距地面的最大高度为 =1.2m ⑥
20解:(1)由机车起动知,当牵引力F1=f时,速度最大, (1`)
     最大速度 (1`)
(2)当车的速度v1=10m/s时,此时加速度设为a1,依据牛顿第二定律得
(2`)
代入数据解得此时加速度a1=2m/s2 (1`)
(3)对车,在刚起动到达到最大速度过程中,依据动能定理得:
(2`)
代入数据解得
=25秒 (1`)
即从起动到达到最大速度总用时25秒
(4)当以a=1.0m/s2匀加速起动时,匀加速时的末速度为v1,因时为t1 秒
依据牛顿第二定律知: (2`)
由匀变速速度公式知: (1`)
联立以上两式代入数据得t1=15秒 (1`)
21、(附加题)
解:依题意知,胫骨所以承受的最大冲击力为
F=
设下落地最大安全高度为h1,触地时重心又下降高度为h2,落地者质量为m,落地速度为v,与地碰撞时间为
由动能定理 mg(h1+h2)-Fh2=0
所以 h1=
代入数据得h1=第2章《能的转化与守恒》单元测试
一、选择题(在以下各题中,有的只有一个选项正确的,有的有多个选项正确的,每道题4分)
1.人们设计出磁悬浮列车,列车能以很大速度行驶,列车的速度很大,是采取了下列哪些可能的措施( )
①减小列车的质量 ②增大列车的牵引力
③减小列车受的阻力 ④增大列车的功率
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
2.如图所示,人站在电动扶梯的水平台阶上,与扶梯一起沿斜面加速上升.在这个过程中,人的脚所受的静摩擦力( )
A、等于零,对人不做功 B、水平向左,对人做负功;
C、水平向右,对人做正功 D、沿斜面向上,对人作正功
3.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上,从t=0开始,将一个大小位F的水平恒力作用在该木块上,在t=t1时刻力F的功率是( )
A. B. C. D.
4.质量为m的物体,在距地面h高处以g/3的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是( )
A. 物体的重力势能减少了mgh/3 B. 物体的动能增加mgh/3
C. 物体的机械能减少mgh/3 D. 重力做功mgh/3
5.自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧有最大形变的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的动能逐渐渐少 B. 小球的重力势能逐渐渐少
C. 小球的机械能不守恒 D. 小球的加速度逐渐增加
6.物体以8m/s2的加速度从静止开始竖直向下运动,则物体在下落的过程中( )
A.机械能增加 B.机械能减小
C.机械能不变 D.条件不足、无法判断
7、质量为m的小球用长度为L的轻绳系住,在竖直平面内做圆周运动,运动过程中小球受空气阻力作用.已知小球经过最低点时轻绳受的拉力为7mg,经过半周小球恰好能通过最高点,则此过程中小球克服空气阻力做的功为( )
A.mgL/4 B.mgL/3 C.mgL/2 D.mgL
8、质量为2kg的物体A静止在粗糙水平面上,t=0时一
水平向右的的恒力F作用在A上,t=2s时撤去F,A
的速度图像如图所示,则下列说法正确的是( )
A.F做功48J
B.F做功36J
C.在0~8秒内物体A克服摩擦力做功48J
D.在0~8秒内物体A克服摩擦力做功36J
9.如图所示,在光滑水平面上放一木板;木板的左端放一物体,
对物体施加一水平恒力F,将物体由静止开始直到从木板右端
拉出。如果第一次木板被固定在地面上,第二次木板未被固定,
则这两种情况下( )
A.摩擦力大小相同 B.F做的功相同
C.摩擦产生的热相同 D.物体获得的动能相同
10.原来静止在光滑水平桌面上的木块,被水平飞来的子弹击中,当子弹深入木块d深度时,木块相对桌面移动了s,然后子弹和木块以共同速度运动,设阻力大小恒为f,对这一过程,下列说法正确的是( )
A.子弹与木块组成的系统机械能守恒 B.子弹动能的减少量为f d
C.系统损失的机械能等于f (d+s) D.系统机械能转变为内能的量等于f d
二、实验题
11、在验证机械能守恒定律的实验中,质量 m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2。求:
(1)打点计时器打下记数点B时,物体的速度VB=
(2)从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量ΔEP= ,动能的增加量ΔEK=
(3)即使在实验操作规范,数据测量及数据处理很准确的前提下,该实验求得的ΔEP也一定略大于ΔEK,这是实验存在系统误差的必然结果,试分析该系统误差产生的主要原因。
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
三、简答题
12、民用航空客机的机舱一般都设有紧急出口,飞机发生意外情况着陆后,打开紧急出口的舱门,会自动生成一个由气囊构成的斜面。如图所示为某气囊斜面,机舱离底端的竖直高度AB=3.0m,斜面长AC=5.0m,斜面与水平地面CD段间有一 段小圆弧平滑连接。旅客从气囊上由静止开始滑下,其与气囊、地面间的动摩擦因数均为0.55,不计空气阻力, g=10m/s2。求:
人滑到斜面底端C时的速度大小;
(2)人离开C点后还要在地面上滑行多远才能停下。
13、汽车发动机的额定功率为30KW,质量为2000kg,当汽车在水平路面上行驶时受到阻力为车重的0.1倍,
(1)汽车在路面上能达到的最大速度
(2)若汽车从静止开始保持1m/s2的加速度作匀加速直线运动,则这一过程能持续多长时间
(3)当汽车速度为10m/s时的加速度?
14、如图所示,在一个固定的盒子里有一个质量为m=0.1kg的滑块,它与盒子地面间的动摩擦因数为μ=0.5,开始滑块在盒子中央以初速度v0= 2m/s向右运动,与盒子两壁碰撞若干次后速度减为零,若盒子长为L=0.1m,滑块与盒壁碰撞是没有能量损失,求整个过程中物体与两壁碰撞的次数。(g=10m/s2 )
参考答案:
1、C 2. C 3.C 4.B 5.BC
6.B 7.C 8.AC 9.AC 10 .D
11. 0.97m/s, 0.476J, 0.473J,空气阻力和纸带与限位孔之间的摩擦力做功,一部分机械能转化为内能
12、(1)A→C vc=4m/s (2)C→D x=1.45m
13、(1)15 (2)7.5 (3)0.5
14、4次
20080515
F
V0
L物理:《能的转化与守恒》单元练习
一、选择题
1.关于机械能守恒定律的适用条件,下列说法中正确的是( )
A.只有重力和弹力作用时,机械能守恒
B.当有其他外力作用时,只要合外力为零,机械能守恒
C.当有其他外力作用时,只要其他力的合力的功为零,机械能守恒
D.炮弹在空中飞行不计阻力时,仅受重力作用,所以爆炸前后机械能守恒
2.一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.物体势能的增加量
B.物体动能的增加量
C.物体动能的增加量加上物体势能的增加量
D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功
3.下列说法正确的是( )
A.摩擦力对物体做功,其机械能必减少
B.外力对物体做功,其机械能必不守恒
C.做变速运动的物体可能没有力对它做功
D.物体速度增加时,其机械能可能减少
4.一物体在光滑水平面上作匀速直线运动,现加上同一水平面内的一组共点力,能使物体移动一段距离后动能保持不变的是( )
A.2N、5N、9N
B.1N、2N、5N
C.21N、3N、5N
D.10N、10N、10N
5.以下说法中正确的是( )
A.物体在平衡力作用下的运动过程中,机械能一定守恒
B.物体克服重力做功时,机械能一定不守恒
C.当物体以的加速度加速运动时,机械能可能守恒
D.以上说法都不正确
6.两个质量不等的小铁块A和B,分别从两个高度相同的光滑斜面和圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部,下列说法中正确的是( )
A.下滑过程重力所做的功相等
B.它们到达底部时动能相等
C.它们到达底部时速度相等
D.它们分别在最高点时机械能总和跟到达最低点时的机械能总和相等
7.物体从某一高度自由落到直立于地面上的轻弹簧上,在A点开始与弹簧接触,到B点物体速度为零,然后被弹回,则( )
A.物体A到B的过程中,动能不断减小
B.物体从B上升到A的过程中,动能不断增大
C.物体从A到B及B上升到A的过程中,动能是先变大后变小
D.物体在B点的动能为零
8.质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,下列说法正确的是( )
A.若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块没有做功
B.若斜面向上匀速移动距离s,斜面对物块做功mgs
C.若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s,斜面对物块做功mas
D.若斜面向下以加速度匀加速移动距离s,斜面对物块做功m(g+a)s
9.一个小孩站在船头,按图两种情况用同样大小的力拉绳,经过相同的时间(船未碰撞),小孩所做的功、及在时间内小孩拉绳的功率、的关系为( )
A.>, B. <,
C.=, D.
10.将物体以一定的初速度竖直上抛.若不计空气阻力,从抛出到落回原地的整个过程中,下列四个图线中正确的是( )
11.利用打点计时器验证自由落体机械能守恒时,下列器材中不必要的是( )
A.重物     B.纸带     C.天平    D.低压电源
12.跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,下列说法中正确的是( )
(A)空气阻力做正功 (B)重力势能增加 (C)动能增加 (D)空气阻力做负功.
13.在离地面高为A处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为V0,当它
落到地面时速度为V,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A.mgh-mv2-mv02 B.-mv2-mv02-mgh
C.mgh+mv02-mv2 D.mgh+mv2-mv02
二、填空题
14.在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50 Hz,当地重力加速度的值为9.80 m/s2,测得所用重物的质量为1.00 kg.
若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02 s),那么,
(1)纸带的________端与重物相连;
(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=________;
(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是ΔEp=___________,此过程中物体动能的增加量ΔEk=________(取g=9.8 m/s2);
(4)通过计算,数值上ΔEp________ΔEk(填“>”“=”或“<”),这是因为________;
(5)实验的结论是________.
三、计算题
15.子弹以某一水平速度射入静止在光滑水平桌面上的木块,当进入的深度时,子弹停止在木块内,这时木块在桌面上移动。求:(1)子弹和木块摩擦所产生的热能和子弹损失的动能之比;(2)如果子弹质量,初速度,木块质量,求它们的共同速度。
16.某市计划每日供水180万吨,在市郊修建了一水库。为了将水送入水库,需要将水渠的水提高30m。设每根输水管水泵功率为100kW,且水泵昼夜不停地工作。如不计机械能的损耗,至少需要安装多少根输水管?每根输水管中每秒流过的水量为多少吨?取g=10m/s2。
17.滑雪者从A点由静止沿斜面滑下,沿一平台后水平飞离B点,地面上
紧靠平台有一个水平台阶,空间几何尺度如图所示,斜面、平台与滑雪板之间的动摩擦因数为μ. 假设滑雪者由斜面底端进入平台后立即沿水平方向运动,且速度大小不变.求:
滑雪者离开B点时的速度大小;
18.如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至
C点停止.人与雪橇的总质量为70kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题:
位置 A B C
速度(m/s) 2.0 12.0 0
时刻(s) 0 4 10
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小(g =10m/s2)
参考答案
1.C 2.CD 3.CD 4.D 5.C 6.ABD 7.CD 8.B 9.B 10.AB 11.C 12.CD 13. C
14.答案:(1)左 (2)0.98 m/s (3)0.49 J 0.48 J (4)> (5)在实验误差允许范围内,机械能守恒.
15.
16.【解】(1)将180万吨水提高30米需做的功为W=mgh=180×104×103×10×30J
每台水泵每昼夜所做的功为W0=Pt=100×103×24×3600J
两者相除得到W/W0=62.5
由于每台水泵配一根输水管,故至少需要63根输水管。
每秒流过一根水管的水量为M=180×104/(63×24×3600)=0.33吨
17【解】(1)设滑雪者质量为m,斜面与水平面夹角为,滑雪者滑行过程中克服摩擦力做功
    ①
由动能定理 ②
离开B点时的速度 ③
18【解】(1)从A到B的过程中,人与雪橇损失的机械能为:
ΔE=(70×10×20+×70×2.02-×70×12.02)J=9100J
(2)人与雪橇在Bc段做减速运动的加速度:
根据牛顿第二定律 :f=ma=70×(-2)N=-140N