（江蘇專(zhuān)用）高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第5單元 機(jī)械能作業(yè)手冊(cè)-人教版高三物理試題

第五單元機(jī)械能作業(yè)手冊(cè)課時(shí)作業(yè)(十三)第13講功功率時(shí)間/40分鐘基礎(chǔ)鞏固1.(多選)如圖K13-1甲所示,一女士站立在臺(tái)階式自動(dòng)扶梯上正在勻速上樓,如圖乙所示,一男士站立在履帶式自動(dòng)人行道上正在勻速上樓.下列關(guān)于兩人受到的力做功的判斷正確的是 ()圖K13-1A.甲圖和乙圖中支持力都對(duì)人做正功B.甲圖和乙圖中摩擦力都對(duì)人做負(fù)功C.甲圖和乙圖中重力都對(duì)人做負(fù)功D.甲圖和乙圖中人所受的合力都不做功2.如圖K13-2甲所示,輕質(zhì)彈簧右端固定在墻上,左端與一質(zhì)量m=0.5kg的物塊相連,彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài),物塊靜止且與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.以物塊所在處為原點(diǎn),水平向右為正方向,建立x軸,現(xiàn)對(duì)物塊施加水平向右的力F,F隨x軸坐標(biāo)變化的情況如圖乙所示,物塊運(yùn)動(dòng)至x=0.4m處時(shí)速度為零,則此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為(g圖K13-2A.3.1J B.3.5J C.1.8J D.23.[2017·湖南岳陽(yáng)一中模擬]如圖K13-3所示,四個(gè)相同的小球在距地面相同的高度處以相同的速率分別豎直下拋、豎直上拋、平拋和斜拋,不計(jì)空氣阻力,則下列關(guān)于這四個(gè)小球從拋出到落地過(guò)程的說(shuō)法中正確的是 ()圖K13-3A.小球飛行過(guò)程中單位時(shí)間內(nèi)的速度變化不同B.小球落地時(shí),重力的瞬時(shí)功率相同C.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)小球做功相同D.從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)至落地,重力對(duì)小球做功的平均功率相同4.[2017·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考]一輛跑車(chē)在行駛過(guò)程中的最大輸出功率與速度大小的關(guān)系如圖K13-4所示,已知該車(chē)質(zhì)量為2×103kg,在某平直路面上行駛,阻力恒為3×103N.若汽車(chē)從靜止開(kāi)始以恒定加速度2m/s2做勻加速運(yùn)動(dòng)圖K13-4A.8s B.14s C.26s D.38s技能提升5.汽車(chē)以恒定功率P額從靜止啟動(dòng),最后做勻速運(yùn)動(dòng),此過(guò)程其速度隨時(shí)間以及加速度、牽引力和功率隨速度變化的圖像正確的是圖K13-5中的()圖K13-56.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW,汽車(chē)質(zhì)量為5t.汽車(chē)在水平面上行駛時(shí),阻力與車(chē)重成正比,g取10m/s2.當(dāng)汽車(chē)以額定功率勻速行駛時(shí),速度為12m/s.現(xiàn)突然減小油門(mén),使發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小到40kW,A.先做勻減速運(yùn)動(dòng),再做勻加速運(yùn)動(dòng)B.先做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng),再做勻速運(yùn)動(dòng)C.先做加速度減小的減速運(yùn)動(dòng),再做勻加速運(yùn)動(dòng)D.最后的速度大小是87.(多選)[2017·武漢華師一附中月考]質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上,從t=0時(shí)刻開(kāi)始物體受到方向恒定的水平拉力F作用,拉力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖K13-6甲所示.物體在時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng),其運(yùn)動(dòng)的v-t圖像如圖乙所示.若最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g,則 ()圖K13-6A.物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為B.物體在t0時(shí)刻的加速度大小為C.物體所受合外力在t0時(shí)刻的功率為2F0vD.拉力F在t0~2t0時(shí)間內(nèi)的平均功率為F08.(多選)[2017·齊魯名校協(xié)作體模擬]質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平地面上,現(xiàn)用大小為4N的水平恒力向右拉物體,作用3s后將拉力方向反向,大小不變,繼續(xù)作用于物體.已知物體運(yùn)動(dòng)的圖像如圖K13-7所示,重力加速度g取10m/s2,圖K13-7A.物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2B.t1=4sC.若t2時(shí)刻物體回到出發(fā)點(diǎn),則t2=8sD.物體從靜止出發(fā)至回到出發(fā)點(diǎn),全過(guò)程拉力做的功為零9.(多選)[2017·安徽安慶一模]高速公路上下坡路段剎車(chē)失靈時(shí)車(chē)輛可以駛離行車(chē)道,轉(zhuǎn)入行車(chē)道外側(cè)增設(shè)的安全減速專(zhuān)用斜坡避險(xiǎn)車(chē)道.某避險(xiǎn)車(chē)道的斜坡與水平面的夾角為37°,斜坡長(zhǎng)為50m,某汽車(chē)進(jìn)入該避險(xiǎn)車(chē)道入口時(shí)速度為90km/h,假設(shè)汽車(chē)動(dòng)力為零,所受摩擦阻力為車(chē)重的,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0A.該車(chē)上滑到速度為零處所用的時(shí)間為10sB.無(wú)論該車(chē)的質(zhì)量如何,上滑到速度為零處所用的時(shí)間都相同C.該車(chē)從開(kāi)始上滑到速度為零的過(guò)程中,重力的平均功率為摩擦阻力的平均功率的2倍D.若該車(chē)進(jìn)入斜坡時(shí)的速度為108km/h10.[2017·江蘇常州模擬]高速連續(xù)曝光照相機(jī)可在底片上重疊形成多個(gè)圖像.現(xiàn)利用這架照相機(jī)對(duì)某款家用汽車(chē)的加速性能進(jìn)行研究,圖K13-8為汽車(chē)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)連續(xù)三次曝光的照片,圖中汽車(chē)的實(shí)際長(zhǎng)度為4m,照相機(jī)每?jī)纱纹毓獾臅r(shí)間間隔為2.0s.已知該汽車(chē)的質(zhì)量為1000kg,額定功率為90kW,汽車(chē)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的阻力始終為(1)求該汽車(chē)的加速度大小.(2)若汽車(chē)由靜止開(kāi)始以此加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),則勻加速運(yùn)動(dòng)狀態(tài)能保持多長(zhǎng)時(shí)間?(3)汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度是多少?(4)若該汽車(chē)從靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),牽引力不超過(guò)3000N,求汽車(chē)運(yùn)動(dòng)2400m所用的最短時(shí)間(汽車(chē)已經(jīng)達(dá)到最大速度圖K13-8挑戰(zhàn)自我11.如圖K13-9所示,在水平道路上,質(zhì)量為5×103kg的拖車(chē)將另一同質(zhì)量的故障車(chē)拖移.用一根長(zhǎng)度為4.6m、不可伸長(zhǎng)的輕繩將兩車(chē)連接,行駛時(shí)兩車(chē)所受阻力均為車(chē)重的.當(dāng)拖車(chē)拖動(dòng)故障車(chē)一起做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),拖車(chē)輸出功率為2×105W.重力加速度(1)求拖車(chē)拖動(dòng)故障車(chē)一起勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小v0.(2)在拖車(chē)拖著故障車(chē)勻速行駛過(guò)程中,司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有一障礙物后緊急剎車(chē),此后拖車(chē)在水平方向上只受到阻力,其大小為其重力的,若故障車(chē)所受阻力保持不變,則經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間故障車(chē)撞上拖車(chē)?碰撞前瞬間故障車(chē)的速度為多大?圖K13-9課時(shí)作業(yè)(十四)第14講動(dòng)能動(dòng)能定理時(shí)間/40分鐘基礎(chǔ)鞏固1.[2017·溫州學(xué)考模擬]在籃球比賽中,某位同學(xué)獲得罰球機(jī)會(huì),他站在罰球線處用力將籃球投出,籃球約以1m/s的速度撞擊籃筐.已知籃球質(zhì)量約為0.6kg,籃筐離地高度約為3圖K14-1A.1J B.10JC.50J D.100J2.(多選)[2017·湖南岳陽(yáng)質(zhì)檢]用力F拉著一個(gè)物體從空中的a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過(guò)程中,重力做功-3J,拉力F做功8J,空氣阻力做功-0.5J,則下列判斷正確的是 ()A.物體的重力勢(shì)能增加了3JB.物體的重力勢(shì)能減少了3JC.物體的動(dòng)能增加了4.5JD.物體的動(dòng)能增加了8J3.[2017·濟(jì)南一中月考]如圖K14-2所示,AB為圓弧軌道,BC為水平直軌道,BC恰好在B點(diǎn)與AB相切,圓弧的半徑為R,BC的長(zhǎng)度也是R.一質(zhì)量為m的物體與兩個(gè)軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)都為μ,它由軌道頂端A從靜止開(kāi)始下落,恰好運(yùn)動(dòng)到C處停止,重力加速度為g,那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為 ()圖K14-2A.C.mgR D.(1-μ)mgR4.如圖K14-3所示,ABCD是一個(gè)盆式容器,盆內(nèi)側(cè)壁與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧,BC是水平的,其長(zhǎng)度d=0.50m,盆邊緣的高度為h=0.30m.在A處放一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊并讓其從靜止開(kāi)始下滑.已知盆內(nèi)側(cè)壁是光滑的,而盆底BC面與小物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.10.小物塊在盆內(nèi)來(lái)回滑動(dòng),圖K14-3A.0.50C.0.10m5.(多選)[2017·河南陜州中學(xué)月考]一質(zhì)量為2kg的物體在水平恒定拉力的作用下以一定的初速度在粗糙的水平面上做勻速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后,拉力逐漸減小,當(dāng)拉力減小到零時(shí),物體剛好停止運(yùn)動(dòng),圖K14-4中給出了拉力隨位移變化的關(guān)系圖像.已知重力加速度g取10m/s2,圖K14-4A.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.35B.減速過(guò)程中拉力對(duì)物體所做的功約為12JC.勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度約為6D.減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間約為1.7s技能提升6.[2017·遼寧實(shí)驗(yàn)中學(xué)月考]質(zhì)量m=2kg的物塊放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng),物塊動(dòng)能Ek與其發(fā)生位移x之間的關(guān)系如圖K14-5所示.已知物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2,圖K14-5A.x=1m時(shí)物塊的速度大小為B.x=3m時(shí)物塊的加速度大小為1C.在前2m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊所經(jīng)歷的時(shí)間為2D.在前4m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中拉力對(duì)物塊做的功為257.(多選)[2017·河北衡水二模]如圖K14-6所示,內(nèi)壁光滑的圓軌道豎直固定在桌面上,一小球靜止在軌道底部A點(diǎn).現(xiàn)用小錘沿水平方向快速擊打小球,擊打后迅速移開(kāi),使小球沿軌道在豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng),當(dāng)小球回到A點(diǎn)時(shí),再次用小錘沿小球運(yùn)動(dòng)方向擊打小球.通過(guò)兩次擊打,小球才能運(yùn)動(dòng)到圓軌道的最高點(diǎn),已知小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終未脫離軌道.若在第一次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功為W1,第二次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功為W2,先后兩次擊打過(guò)程中小錘對(duì)小球做功全部用來(lái)增加小球的動(dòng)能,則的值可能為 ()圖K14-6A.C.1 D.28.[2017·湖南懷化二模]如圖K14-7所示,一高為H=8.75m的高臺(tái)上固定著一豎直硬桿AB,硬桿上端點(diǎn)A和地面上某點(diǎn)C間緊繃著一鋼繩AC,且AC與水平方向夾角為45°.在某次消防演習(xí)中,消防隊(duì)員王壹從高臺(tái)上的B點(diǎn)以5m/s的初速度水平跳出,下落過(guò)程中恰好能抓住鋼繩AC,而后順著鋼繩減速滑下,且到達(dá)地面時(shí)速度剛好減為零.若整個(gè)過(guò)程將消防隊(duì)員視為質(zhì)點(diǎn),不考慮他在空中運(yùn)動(dòng)所受的阻力、與鋼繩接觸時(shí)損失的能量及鋼繩的形變,g取(1)消防隊(duì)員抓住鋼繩瞬間的豎直速度大小;(2)硬桿AB的高度h;(3)消防隊(duì)員沿鋼繩下滑時(shí)所受阻力與重力的比值.圖K14-79.[2017·云南曲靖一中月考]如圖K14-8所示,AB是傾角為θ=30°的粗糙直軌道,BCD是光滑的圓弧軌道,AB恰好在B點(diǎn)與圓弧相切,圓弧的半徑為R,一個(gè)質(zhì)量為m的物體(可以看作質(zhì)點(diǎn))從直軌道上的P點(diǎn)由靜止釋放,而后在兩軌道上做往返運(yùn)動(dòng).已知P點(diǎn)與圓弧的圓心O等高,物體做往返運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中在AB軌道上通過(guò)的路程為s.(重力加速度為g)(1)求物體與軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ.(2)最終當(dāng)物體通過(guò)圓弧軌道最低點(diǎn)E時(shí),求物體對(duì)圓弧軌道的壓力大小.(3)為使物體能順利到達(dá)圓弧軌道的最高點(diǎn)D,釋放點(diǎn)距B點(diǎn)的距離L'至少為多大?圖K14-8挑戰(zhàn)自我10.如圖K14-9所示,一根輕彈簧左端固定于豎直墻上,右端被質(zhì)量m=1kg、可視為質(zhì)點(diǎn)的小物塊壓縮而處于靜止?fàn)顟B(tài),且彈簧與物塊不拴接,彈簧原長(zhǎng)小于光滑平臺(tái)的長(zhǎng)度.在平臺(tái)的右端有一傳送帶AB,長(zhǎng)L=5m,物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.2,與傳送帶相鄰的粗糙水平面BC長(zhǎng)s=1.5m,它與物塊間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ2=0.3,在C點(diǎn)右側(cè)有一半徑為R的光滑豎直圓弧與BC平滑連接,圓弧對(duì)應(yīng)的圓心角為θ=120°,在圓弧的最高點(diǎn)F處有一固定擋板,物塊撞上擋板后會(huì)以原速率反彈回來(lái).若傳送帶以v=5m/s的速率順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),不考慮物塊滑上和滑下傳送帶的機(jī)械能損失.當(dāng)彈簧儲(chǔ)存的Ep=18J能量全部釋放時(shí),(1)求右側(cè)圓弧軌道的半徑R;(2)求小物塊最終停下時(shí)與C點(diǎn)間的距離;(3)若傳送帶的速度大小可調(diào),欲使小物塊與擋板只碰一次,且碰后不脫離軌道,求傳送帶速度的可調(diào)節(jié)范圍.圖K14-9課時(shí)作業(yè)(十五)第15講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用時(shí)間/40分鐘基礎(chǔ)鞏固1.[2017·南寧模擬]以下說(shuō)法中正確的是 ()A.物體做勻速運(yùn)動(dòng),它的機(jī)械能一定守恒B.物體所受合力做的功為零,它的機(jī)械能一定守恒C.物體所受合力不等于零,它的機(jī)械能可能守恒D.物體所受合力等于零,它的機(jī)械能一定守恒2.[2017·長(zhǎng)沙一中月考]總質(zhì)量約為3.8噸的“嫦娥三號(hào)”探測(cè)器在距月面3m處關(guān)閉反推發(fā)動(dòng)機(jī),讓其以自由落體方式降落在月球表面.4條著陸腿觸月信號(hào)顯示,“嫦娥三號(hào)”完美著陸月球虹灣地區(qū).月球表面附近重力加速度約為1.6m/s2,4條著陸腿可視作完全相同的四個(gè)輕彈簧,圖K15-1A.28500J B.4560JC.18240J D.9120J3.[2017·山東淄博、萊蕪二模]如圖K15-2所示,不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)光滑定滑輪,繩兩端各系一小球a和b.a球質(zhì)量為m,靜置于水平地面上;b球質(zhì)量為3m,用手托住,高度為h,此時(shí)輕繩剛好拉緊,重力加速度為g.現(xiàn)將b球釋放,則b球著地瞬間a球的速度大小為 (圖K15-2A.4.(多選)[2017·湖南衡陽(yáng)八中月考]如圖K15-3甲所示,輕彈簧豎直固定在水平面上,一質(zhì)量為m=0.2kg的小球從彈簧上端某高度處自由下落,從它接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中(彈簧在彈性限度內(nèi)),其速度v和彈簧壓縮量Δx之間的函數(shù)圖像如圖乙所示,其中A為曲線的最高點(diǎn),小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì),g取10m/s圖K15-3A.小球剛接觸彈簧時(shí)加速度最大B.該彈簧的勁度系數(shù)為20.0N/mC.從接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,小球的機(jī)械能守恒D.從接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能一直增大技能提升5.[2017·鄭州一中模擬]如圖K15-4甲所示,將質(zhì)量為m的小球以速度v0豎直向上拋出,小球上升的最大高度為h.若將質(zhì)量分別為2m、3m、4m、5m的小球分別以同樣大小的速度v0從半徑均為R=h的豎直圓弧形光滑軌道的最低點(diǎn)水平向右射入軌道,軌道形狀如圖乙、丙、丁、戊所示,則質(zhì)量分別為2m、3m、4m、5m的小球中上升的最大高度仍為圖K15-4A.質(zhì)量為2m的小球 B.質(zhì)量為3C.質(zhì)量為4m的小球 D.質(zhì)量為56.如圖K15-5所示,一長(zhǎng)為L(zhǎng)的均勻鐵鏈對(duì)稱掛在一輕質(zhì)小滑輪上,由于某一微小的擾動(dòng)使得鏈條向一側(cè)滑動(dòng),則鐵鏈完全離開(kāi)滑輪時(shí)的速度大小為(重力加速度為g) ()圖K15-5A.C.7.[2017·廣東肇慶二模]如圖K15-6所示,一個(gè)長(zhǎng)直輕桿兩端分別固定一個(gè)小球A和B,兩球質(zhì)量均為m,兩球半徑忽略不計(jì),桿的長(zhǎng)度為l.先將桿豎直靠放在豎直墻上,輕輕振動(dòng)小球B,使小球B在水平面上由靜止開(kāi)始向右滑動(dòng),不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g.當(dāng)小球A沿墻下滑距離為l時(shí),下列說(shuō)法正確的是 ()圖K15-6A.小球A和B的速度都為B.小球A和B的速度都為C.小球A的速度為,小球B的速度為D.小球A的速度為,小球B的速度為8.(多選)[2017·江蘇淮陰中學(xué)月考]如圖K15-7所示,半徑為R的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),O是圓心,虛線OC水平,D是圓環(huán)最低點(diǎn).兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B套在圓環(huán)上,兩球之間用輕桿相連,從圖示位置由靜止釋放,則 ()圖K15-7A.A、B系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒B.當(dāng)桿水平時(shí),A、B球速度達(dá)到最大C.B球運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)D時(shí),A、B系統(tǒng)重力勢(shì)能最小D.A球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)過(guò)程中受到的合外力做正功9.(多選)[2017·蘇北四市聯(lián)考]如圖K15-8所示,小物塊套在固定豎直桿上,用輕繩連接后跨過(guò)小定滑輪與小球相連,開(kāi)始時(shí)物塊與定滑輪等高.已知小球的質(zhì)量是物塊質(zhì)量的兩倍,桿與滑輪間的距離為d,重力加速度為g,繩及桿足夠長(zhǎng),不計(jì)一切摩擦.現(xiàn)將物塊由靜止釋放,在物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 ()圖K15-8A.剛釋放時(shí)物塊的加速度為gB.物塊速度最大時(shí),繩子的拉力一定大于物塊的重力C.小球重力的功率一直增大D.物塊下降的最大距離為d10.[2017·濟(jì)南模擬]半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放置,環(huán)上套有兩個(gè)質(zhì)量分別為m和m的小球A和B,A、B之間用一長(zhǎng)為R的輕桿相連,如圖K15-9所示.開(kāi)始時(shí),A、B都靜止,且A在圓環(huán)的最高點(diǎn).現(xiàn)將A、B釋放,試求:(1)B球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)B球到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中,桿對(duì)A球做的功;(3)B球在圓環(huán)右側(cè)區(qū)域內(nèi)能達(dá)到的最高點(diǎn)位置.圖K15-9挑戰(zhàn)自我11.[2017·江西師大附中、九江一中聯(lián)考]如圖K15-10所示,質(zhì)量mB=3.5kg的物體B通過(guò)一輕彈簧固連在地面上,彈簧的勁度系數(shù)k=100N/m.一輕繩一端與物體B連接,繞過(guò)無(wú)摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪O1、O2后,另一端與套在光滑直桿頂端、質(zhì)量mA=1.6kg的小球A連接.已知直桿固定,桿長(zhǎng)L為0.8m,與水平面的夾角θ=37°.初始時(shí)使小球A靜止不動(dòng),與A端相連的繩子保持水平,此時(shí)繩子中的張力F為45N.已知AO1=0.5(1)求釋放小球A之前彈簧的形變量;(2)若直線CO1與桿垂直,求小球A從開(kāi)始至運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過(guò)程中繩子拉力對(duì)小球A所做的功;(3)求小球A運(yùn)動(dòng)到底端D點(diǎn)時(shí)的速度大小.圖K15-10課時(shí)作業(yè)(十六)第16講能量守恒定律時(shí)間/40分鐘基礎(chǔ)鞏固1.[2017·浙江溫州選考模擬]蹦極是一項(xiàng)既驚險(xiǎn)又刺激的運(yùn)動(dòng),深受年輕人的喜愛(ài).如圖K16-1所示,蹦極者從P點(diǎn)由靜止跳下,到達(dá)A處時(shí)彈性繩剛好伸直,繼續(xù)下降到最低點(diǎn)B處,B離水面還有數(shù)米距離.蹦極者(視為質(zhì)點(diǎn))在其下降的整個(gè)過(guò)程中,重力勢(shì)能的減少量為ΔE1,繩的彈性勢(shì)能的增加量為ΔE2,克服空氣阻力做的功為W,則下列說(shuō)法正確的是 ()圖K16-1A.蹦極者從P到A的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能守恒B.蹦極者與繩組成的系統(tǒng)從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,機(jī)械能守恒C.ΔE1=W+ΔE2D.ΔE1+ΔE2=W2.[2017·成都模擬]質(zhì)量為m的物體由靜止開(kāi)始下落,由于空氣阻力影響,物體下落的加速度為g(g為重力加速度).在物體下落高度為h的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是 ()A.物體的動(dòng)能增加了mghB.物體的機(jī)械能減少了mghC.物體克服阻力所做的功為mghD.物體的重力勢(shì)能減少了mgh3.(多選)[2017·長(zhǎng)沙雅禮中學(xué)月考]如圖K16-2所示,電梯的質(zhì)量為M,其天花板上通過(guò)一輕質(zhì)彈簧懸掛一質(zhì)量為m的物體.電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開(kāi)始豎直向上加速運(yùn)動(dòng),上升高度為H時(shí),電梯的速度為v電梯,物體的速度達(dá)到v,物體上升的高度為H物,彈簧的彈性勢(shì)能為Ep彈,重力加速度為g,則在這段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是()圖K16-2A.輕質(zhì)彈簧對(duì)物體的拉力所做的功等于mv2B.鋼索的拉力所做的功等于mv2+MgHC.輕質(zhì)彈簧對(duì)物體的拉力所做的功大于mv2D.鋼索的拉力所做的功等于+mgH物+Ep彈技能提升4.太陽(yáng)能汽車(chē)是利用太陽(yáng)能電池板將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能工作的一種新型汽車(chē).已知太陽(yáng)輻射的總功率約為4×1026W,太陽(yáng)到地球的距離為1.5×1011m,假設(shè)太陽(yáng)光傳播到達(dá)地面的過(guò)程中約有40%的能量損耗,某太陽(yáng)能汽車(chē)所用太陽(yáng)能電池板接收到的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率約為15%.若驅(qū)動(dòng)該太陽(yáng)能汽車(chē)正常行駛所需的機(jī)械功率為5kW,且其中的來(lái)自于太陽(yáng)能電池板,則所需的太陽(yáng)能電池板的面積至少約為(已知半徑為r的球體積為V=πr3,球表面積為S=4πr2A.2mC.8m5.(多選)[2017·江西萍鄉(xiāng)一模]如圖K16-3所示,兩個(gè)物體A和B的質(zhì)量均為m,其中物體A置于光滑水平臺(tái)面上,物體B穿在光滑豎直桿上,桿與平臺(tái)有一定的距離,A、B兩物體通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)臺(tái)面邊緣的光滑小定滑輪相連,繩與A相連部分保持與臺(tái)面平行.現(xiàn)由靜止釋放兩物體,當(dāng)物體B下落h時(shí),物體B的速度為2v,物體A速度為v.關(guān)于此過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是(重力加速度為g) ()圖K16-3A.該過(guò)程中物體B的機(jī)械能損失了mghB.該過(guò)程中繩對(duì)物體A做的功為mv2C.物體A在臺(tái)面上滑動(dòng)的距離為hD.該過(guò)程中繩對(duì)系統(tǒng)做的功為mv26.(多選)[2017·鄭州質(zhì)檢]如圖K16-4甲所示,在距離地面高度為h=0.80m的平臺(tái)上有一輕質(zhì)彈簧,其左端固定于豎直擋板上,右端與質(zhì)量m=0.50kg、可看作質(zhì)點(diǎn)的物塊相接觸(不粘連),OA段粗糙且長(zhǎng)度等于彈簧原長(zhǎng),其余位置均無(wú)阻力作用.物塊開(kāi)始靜止于A點(diǎn),與OA段臺(tái)面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.50.現(xiàn)對(duì)物塊施加一個(gè)水平向左的外力F,其大小隨位移x變化關(guān)系如圖乙所示.物塊向左運(yùn)動(dòng)xAB=0.40m到達(dá)B點(diǎn),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零,隨即撤去外力F,物塊在彈簧彈力作用下向右運(yùn)動(dòng),從M點(diǎn)離開(kāi)平臺(tái),落到地面上N圖K16-4A.彈簧被壓縮過(guò)程中外力F做的功為6.0JB.彈簧在被壓縮過(guò)程中具有的最大彈性勢(shì)能為6.0JC.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中克服摩擦力做功為4.0JD.M、N的水平距離為17.如圖K16-5所示,一物體質(zhì)量m=2kg,在傾角θ=37°的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0=3m/s下滑,A點(diǎn)距彈簧上端B的距離lAB=4m.當(dāng)物體到達(dá)B后將彈簧壓縮到C點(diǎn),最大壓縮量lBC=0.2m,然后物體又被彈簧彈上去,物體到達(dá)的最高位置為D點(diǎn),D點(diǎn)到A點(diǎn)的距離lAD=3m.擋板及彈簧質(zhì)量不計(jì),g取10m/s2,sin(1)物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ;(2)彈簧的最大彈性勢(shì)能Epm.圖K16-58.[2017·黃岡中學(xué)模擬]如圖K16-6所示,A、B間是一個(gè)風(fēng)洞,水平地板AB延伸至C點(diǎn),通過(guò)半徑r=0.5m、圓心角為θ的光滑圓弧CD與足夠長(zhǎng)的光滑斜面DE連接,斜面傾角為θ.可以看成質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量m=2kg的滑塊在風(fēng)洞中受到水平向右的恒定風(fēng)力F=20N,滑塊與地板AC間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2.已知xAB=5m,xBC=2m,如果將滑塊在風(fēng)洞中A點(diǎn)由靜止釋放,已知sinθ=0.6,cosθ=0.(1)滑塊經(jīng)過(guò)圓弧軌道的C點(diǎn)時(shí)對(duì)地板的壓力大小及沿斜面上升的最大高度;(2)滑塊第一次返回風(fēng)洞速率為零時(shí)的位置;(3)滑塊在A、C間運(yùn)動(dòng)的總路程.圖K16-6挑戰(zhàn)自我9.[2017·襄陽(yáng)期末]如圖K16-7所示,AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線水平.一個(gè)質(zhì)量為m的小物體P(可視為質(zhì)點(diǎn))從軌道頂端A處由靜止釋放,滑到B端后飛出,落到地面上的C點(diǎn),軌跡如圖中虛線BC所示.已知它落地時(shí)相對(duì)于B點(diǎn)的水平位移OC=l.現(xiàn)在軌道下方緊貼B點(diǎn)安裝一水平傳送帶,傳送帶的右端與B的距離為.當(dāng)傳送帶靜止時(shí),讓P再次從A點(diǎn)由靜止釋放,它離開(kāi)軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出,仍然落在地面上的C點(diǎn).當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)傳送帶以速度v=(g為重力加速度)勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)(其他條件不變),P的落地點(diǎn)為D.求:(1)P滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù);(3)O、D間的距離.圖K16-7教師詳解(作業(yè)手冊(cè))課時(shí)作業(yè)(十三)1.CD[解析]根據(jù)做功的兩個(gè)因素——力和在力方向上的位移,甲圖中支持力方向豎直向上且在豎直方向上有位移,所以做了正功,乙圖中支持力方向上沒(méi)有位移,因此沒(méi)有做功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;甲圖中人不受摩擦力,乙圖中摩擦力對(duì)人做正功,選項(xiàng)B錯(cuò)誤.兩圖中人的重力與位移之間的夾角均大于90°,所以都做負(fù)功,選項(xiàng)C正確;甲圖和乙圖中人均做勻速運(yùn)動(dòng),合力不做功,選項(xiàng)D正確.2.A[解析]物塊與水平面間的摩擦力為f=μmg=1N.對(duì)物塊施加水平向右的力F,由F-x圖線與x軸圍成圖形的面積表示功,可知F做功為W=3.5J,克服摩擦力做功為Wf=fx=0.4J.由功能關(guān)系可知W-Wf=Ep,故此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep=3.1J,選項(xiàng)A正確.3.C[解析]因?yàn)閽侒w運(yùn)動(dòng)的加速度恒為g,所以單位時(shí)間內(nèi)的速度變化相同,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;小球落地時(shí)豎直方向上的速度大小不都相同,所以重力的瞬時(shí)功率不都相同,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由WG=mgh可知重力做功相同,選項(xiàng)C正確;從拋出到落地所用時(shí)間不相同,所以重力做功的平均功率不相同,D錯(cuò)誤.4.B[解析]由圖可知,跑車(chē)的最大輸出功率大約為200kW,根據(jù)牛頓第二定律得,牽引力F=f+ma=3000N+2000×2N=7000N,則跑車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的實(shí)際功率與速度的關(guān)系為P實(shí)=7000v(W),作P實(shí)-v圖像如圖所示,由兩圖線交點(diǎn)可看出跑車(chē)勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度約為vm=28m/s,則勻加速過(guò)程持續(xù)的時(shí)間約為t=s=14s,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤5.A[解析]汽車(chē)以恒定功率啟動(dòng)時(shí),功率一定,由P=Fv可知,速度逐漸增大,牽引力F逐漸減小,根據(jù)F-f=ma可知,加速度逐漸減小,但速度繼續(xù)增大,當(dāng)牽引力等于阻力時(shí),速度達(dá)到最大,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.6.D[解析]發(fā)動(dòng)機(jī)功率減小,由公式P=Fv知,牽引力F變小,f>F,汽車(chē)做減速運(yùn)動(dòng),使得汽車(chē)速度v變小,則F變大,由f-F=ma可知,汽車(chē)減速運(yùn)動(dòng)的加速度變小,當(dāng)再次出現(xiàn)F=f時(shí),汽車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng),選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤;由f==5×103N,可知v'==8m/s,選項(xiàng)D7.AD[解析]物體在時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng),此時(shí)f=F0,則動(dòng)摩擦因數(shù)μ=,A正確;在~t0時(shí)間內(nèi),假設(shè)物體做勻加速運(yùn)動(dòng),則v0=a·,解得a=,實(shí)際上物體的加速度從0開(kāi)始增大,故在t0時(shí)刻的加速度大于,B錯(cuò)誤;在t0時(shí)刻,物體受到的合外力F=2F0-f=F0,其功率P=F0v0,C錯(cuò)誤;在2t0時(shí)刻,速度v1=v0+t0,在t0~2t0時(shí)間內(nèi),物體的平均速度,故拉力F的平均功率,D正確.8.AB[解析]0~3s內(nèi),由牛頓第二定律得F-μmg=ma1,由圖像知加速度大小a1=2m/s2,解得μ=0.2,選項(xiàng)A正確;3s~t1內(nèi),物體做勻減速運(yùn)動(dòng),加速度大小a2==6m/s2,由t1-3s==1s,解得t1=4s,選項(xiàng)B正確;由圖像可知,回到出發(fā)點(diǎn)應(yīng)滿足總位移為零,即(t2-t1)a1(t2-t1),解得t2=(4+2)s,C錯(cuò)誤;拉力做的功等于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能及物體動(dòng)能增量之和,9.BCD[解析]該汽車(chē)的初速度v0=90km/h=25m/s,由牛頓第二定律得mgsin37°+0.3mg=ma,解得a=9m/s2,根據(jù)公式v=v0-at,當(dāng)v=0時(shí),t=s,A錯(cuò)誤.由受力分析可知,無(wú)論該車(chē)的質(zhì)量如何,加速度都相同,所以上滑到速度為零處所用的時(shí)間都相同,B正確.在汽車(chē)上滑過(guò)程中,重力沿斜坡的分力為摩擦阻力的2倍,做功的位移和時(shí)間均相同,所以重力的平均功率為摩擦阻力的平均功率的2倍,C正確.若初速度v0=108km/h=30m/s,則由公式210.(1)1.5m/s2(2)20s(3)60[解析](1)由圖可得汽車(chē)在第一個(gè)2s時(shí)間內(nèi)的位移x1=9m,在第二個(gè)2s時(shí)間內(nèi)的位移x2故汽車(chē)的加速度a==1.5(2)由F-f=ma得,汽車(chē)的牽引力F=f+ma=1500N+1000×1.5N=3000N汽車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)的末速度v=m/s=30故勻加速運(yùn)動(dòng)保持的時(shí)間t1=s=20s.(3)汽車(chē)所能達(dá)到的最大速度vm=m/s=60m(4)由(2)知?jiǎng)蚣铀龠\(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1=20s,運(yùn)動(dòng)的距離x1'=×20m所以,以額定功率運(yùn)動(dòng)的距離x2'=2400m對(duì)以額定功率運(yùn)動(dòng)的過(guò)程,由動(dòng)能定理得P額t2-fx2'=mv2解得t2=50s所以所求時(shí)間為t總=t1+t2=20s+50s=70s.11.(1)8m/s(2)2s[解析](1)以故障車(chē)和拖車(chē)為系統(tǒng),設(shè)其所受阻力大小為f,拖車(chē)的牽引力為F,有f=×(m+m)gP=Fv0此系統(tǒng)勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),有F=f聯(lián)立解得v0=8m(2)假設(shè)追尾前兩車(chē)一直在運(yùn)動(dòng).設(shè)制動(dòng)時(shí)拖車(chē)和故障車(chē)的加速度分別為a1、a2,則a1=-=-5a2=-=-2.設(shè)經(jīng)時(shí)間t故障車(chē)追尾拖車(chē),則有v0t+a2t2解得t=1.92s追尾時(shí)拖車(chē)速度大小v1=v0+a1t=-1.6m/s,拖車(chē)從開(kāi)始剎車(chē)到停止的位移x1==6.從拖車(chē)開(kāi)始制動(dòng)到追尾,故障車(chē)的位移x2=4.6m設(shè)追尾時(shí)故障車(chē)的速度大小為v,則有v2-=2a2x解得v=3設(shè)從開(kāi)始剎車(chē)到追尾經(jīng)歷時(shí)間為t',則t'==2s.課時(shí)作業(yè)(十四)1.B[解析]該同學(xué)將籃球投出時(shí)的高度約為h1=1.8m,根據(jù)動(dòng)能定理有W-mg(h-h1)=mv2,解得W=7.5J,2.AC[解析]因?yàn)橹亓ψ龉?3J,所以重力勢(shì)能增加3J,A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)動(dòng)能定理W合=ΔEk,得ΔEk=-3J+8J-0.5J=4.5J,C正確,D錯(cuò)誤.3.D[解析]設(shè)物體在AB段克服摩擦力所做的功為WAB,物體從A到C的全過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理有mgR-WAB-μmgR=0,所以WAB=mgR-μmgR=(1-μ)mgR,故D正確.4.D[解析]設(shè)小物塊在B、C間運(yùn)動(dòng)的總路程為L(zhǎng),小物塊從開(kāi)始到停止的全過(guò)程,根據(jù)動(dòng)能定理得mgh-μmgL=0,解得L=3m,因?yàn)锽C長(zhǎng)0.5m,所以小物塊最終停在B5.ABC[解析]F-x圖像與橫坐標(biāo)軸圍成圖形的面積代表拉力F做的功,由圖知減速階段F-x圖像與橫坐標(biāo)軸圍成圖形的面積約占12個(gè)小格,每個(gè)小格的面積代表1J,則減速階段拉力所做的功約為12J,故選項(xiàng)B正確.剛開(kāi)始物體勻速運(yùn)動(dòng),則F=μmg,由圖知F=7N,則μ==0.35,故選項(xiàng)A正確.對(duì)全程應(yīng)用動(dòng)能定理,得WF-μmgx=0-,其中WF=7×4J+12J=40J,解得v0=6m/s,故選項(xiàng)C正確.由于所做的運(yùn)動(dòng)不是勻減速運(yùn)動(dòng),無(wú)法求得減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤6.A[解析]根據(jù)圖像知,x=1m時(shí),動(dòng)能為2J,即mv2=2J,解得v=m/s,故A錯(cuò)誤;對(duì)x=2m到x=4m過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理,有(F-μmg)Δx=ΔEk,解得F=6.5N,物塊的加速度a=m/s2=1.25m/s2,故B正確;對(duì)前2m的運(yùn)動(dòng)過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得(F'-μmg)Δx'=ΔE'k,解得F'=6N,物塊的加速度a'=m/s2=1m/s2,末速度v'=m/s=2m/s,根據(jù)v'=a't得t=2s,故C正確;對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得WF-μmgx=7.AB[解析]由于小球始終未脫離軌道,所以第一次擊打后小球上升的高度不超過(guò)R,故W1≤mgR.兩次擊打后上升到最高點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理得W1+W2-2mgR=mv2,由于通過(guò)最高點(diǎn)的速度v≥,所以W2≥mgR,故,A、B正確.8.(1)5m/s(2)1[解析](1)由于恰好抓住鋼繩,即此時(shí)速度方向與鋼繩平行,則有tan45°=解得vy=5(2)下落時(shí)間t==0.5s且平拋過(guò)程中,有x=v0t=2y=t=1向幾何關(guān)系有y+h=x解得h=1(3)鋼繩A點(diǎn)距地面的距離為H'=H+h=10m,則鋼繩AC長(zhǎng)為L(zhǎng)'=設(shè)消防隊(duì)員沿繩下滑的距離為L(zhǎng),則有L=L'-x對(duì)消防隊(duì)員從B到C整個(gè)過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得mgH-fL=0-解得9.(1)(2)(3-)mg(3)[解析](1)由題意可知,物體最終向右運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)再返回,對(duì)整個(gè)過(guò)程由動(dòng)能定理得mgRcosθ-μmgscosθ=0解得μ=.(2)最終物體以B為最高點(diǎn),在圓弧底部做往復(fù)運(yùn)動(dòng),對(duì)B→E過(guò)程,由動(dòng)能定理得mgR(1-cosθ)=在E點(diǎn),由牛頓第二定律得FN-mg=m聯(lián)立解得FN=(3-)mg由牛頓第三定律得,F'N=FN=(3-)mg.(3)若物體剛好能到D點(diǎn),由牛頓第二定律有mg=m對(duì)物體由釋放至到達(dá)D點(diǎn)這一過(guò)程,由動(dòng)能定理得mgL'sinθ-μmgL'cosθ-mgR(1+cosθ)=聯(lián)立解得L'=.10.(1)0.8m(2)m[解析](1)物塊被彈簧彈出,由Ep=可知v0=6因?yàn)関0>v,故物塊滑上傳送帶后先減速,物塊與傳送帶相對(duì)滑動(dòng)過(guò)程中,由μ1mg=ma1,v=v0-a1t1,x1=v0t1-解得a1=2m/s2,t1=0.5s,x1因?yàn)閤1<L,故物塊與傳送帶同速后相對(duì)靜止,最后物塊以5m/s的速度滑上水平面BC,物塊滑離傳送帶后恰能滑到E點(diǎn),由動(dòng)能定理可知mv2=μ解得R=0.(2)設(shè)物塊從E點(diǎn)返回至B點(diǎn)的速度為vB,有=μ2mg×2s解得vB=m/s因?yàn)関B>0,故物塊會(huì)再次滑上傳送帶,物塊在恒定摩擦力的作用下先減速至0再反向加速,由運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性可知其以相同的速率離開(kāi)傳送帶,設(shè)最終停在距C點(diǎn)x處,有=μ2mg(s-x)解得x=m.(3)設(shè)傳送帶速度為v1時(shí)物塊恰能到F點(diǎn),在F點(diǎn)滿足mgsin30°=m從B到F過(guò)程中由動(dòng)能定理可知=μ2mgs+mg(R+Rsin30°)解得v1=m/s設(shè)傳送帶速度為v2時(shí),物塊撞擋板后返回能再次上滑恰到E點(diǎn),有=μ2mg×3s+mgR解得v2=m/s若物塊在傳送帶上一直加速運(yùn)動(dòng),有=μ1mgL知其到B點(diǎn)的最大速度vBm=m/s綜合上述分析可知,只要傳送帶速度v滿足:m/s,即可滿足條件.課時(shí)作業(yè)(十五)1.C[解析]物體做勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)動(dòng)能不變,但是高度可以改變,即重力勢(shì)能可以改變,A、D錯(cuò)誤;合力做的功為零,只是動(dòng)能不變,B錯(cuò)誤;物體所受合力不等于零,例如只在重力作用下的運(yùn)動(dòng),機(jī)械能守恒,C正確.2.B[解析]由機(jī)械能守恒定律得mgh=4Ep,解得Ep==4560J,選項(xiàng)B正確.3.A[解析]在b球落地前,a、b兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,且a、b兩球速度大小相等,設(shè)為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有3mgh=mgh+(3m+m)v2,解得v=,故A正確4.BD[解析]圖乙中A為曲線的最高點(diǎn),對(duì)應(yīng)加速度為零,彈簧壓縮量Δx=0.1m,由mg=kΔx,解得k=20.0N/m,選項(xiàng)B正確;小球剛接觸彈簧時(shí)加速度為g,彈力最大時(shí)的加速度a==51m/s2,所以小球在速度減小到最小時(shí)加速度最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,小球的機(jī)械能減小,彈簧的彈性勢(shì)能一直增大,彈簧和小球系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,5.C[解析]由題意可知,質(zhì)量為m的小球豎直向上拋出時(shí)只有重力做功,故機(jī)械能守恒,得mgh=.題圖乙將質(zhì)量為2m的小球以速度v0射入軌道,小球若能到達(dá)的最大高度為h,則此時(shí)速度不為零,此時(shí)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和大于初位置時(shí)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和,故不可能,即h2<h,故A錯(cuò)誤;由丙圖和戊圖可知,小球出軌道時(shí)的速度方向不沿豎直方向,則上升到最高點(diǎn)時(shí)水平方向速度不為零,根據(jù)功能關(guān)系得h3<h,h5<h,故B、D錯(cuò)誤;由丁圖可知,小球出軌道時(shí)的速度方向沿豎直方向向上,則上升到最高點(diǎn)時(shí),速度為零,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得h4=h,故C正確6.C[解析]鐵鏈在向一側(cè)滑動(dòng)的過(guò)程中受重力和滑輪彈力的作用,彈力始終與對(duì)應(yīng)各節(jié)鏈條的運(yùn)動(dòng)方向垂直,故只有重力做功.設(shè)鐵鏈剛好完全離開(kāi)滑輪時(shí)的速度為v,由機(jī)械能守恒定律有mv2+ΔEp=0,其中鐵鏈重力勢(shì)能的變化量ΔEp=-,解得v=,故C正確.7.C[解析]當(dāng)小球A沿墻下滑距離為l時(shí),設(shè)此時(shí)A球的速度為vA,B球的速度為vB,對(duì)A、B系統(tǒng),根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mg·,兩球沿桿方向上的速度相等,則有vAcos60°=vBcos30°,聯(lián)立解得vA=,vB=,故C正確,A、B、D錯(cuò)誤.8.AB[解析]A、B組成的系統(tǒng)只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,B球運(yùn)動(dòng)到圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí),系統(tǒng)減小的重力勢(shì)能為mgR,在桿從豎直狀態(tài)到水平狀態(tài)的過(guò)程中,系統(tǒng)重力勢(shì)能減小量最大,為mgR,故A正確,C錯(cuò)誤.A球從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到D點(diǎn)的過(guò)程中,速度先增大后減小,則合力先做正功,后做負(fù)功,故D錯(cuò)誤.因?yàn)闂U水平時(shí),系統(tǒng)重力勢(shì)能減小量最大,根據(jù)機(jī)械能守恒定律知,系統(tǒng)動(dòng)能最大,所以當(dāng)桿水平時(shí),A、B球的速度最大,故B正確.9.ABD[解析]剛釋放物塊時(shí),物塊在水平方向受力平衡,在豎直方向只受重力,根據(jù)牛頓第二定律可知其加速度為g,故A正確;物塊所受的合力為零時(shí)速度最大,則繩子拉力在豎直向上的分力一定等于物塊的重力,所以繩子的拉力一定大于物塊的重力,故B正確;剛釋放物塊時(shí)小球的速度為零,小球重力的功率為零,物塊下降到最低點(diǎn)時(shí)小球的速度為零,小球重力的功率為零,所以小球重力的功率先增大后減小,故C錯(cuò)誤;設(shè)物塊下降的最大距離為s,物塊的質(zhì)量為m,根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有mgs-2mg(-d)=0,解得s=d,故D正確.10.(1)(2)0(3)高于O點(diǎn)R處[解析](1)釋放后B到達(dá)最低點(diǎn)的過(guò)程中,A、B和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有mAgR+mBgR=又OA⊥OB,AB桿長(zhǎng)為R,故OA、OB與桿間夾角均為45°,可得vA=vB解得vB=.(2)對(duì)小球A應(yīng)用動(dòng)能定理可得W桿A+mAgR=又vA=vB解得桿對(duì)A球做功W桿A=0.(3)設(shè)B球到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)時(shí),OB與豎直方向之間的夾角為θ,取圓環(huán)的圓心O為零勢(shì)面,由機(jī)械能守恒定律可得mAgR=mBgRcosθ-mAgRsinθ解得θ=30°所以B球在圓環(huán)右側(cè)區(qū)域內(nèi)達(dá)到最高點(diǎn)時(shí),高于圓心O的高度hB=Rcosθ=R.11.(1)0.1m(2)7J[解析](1)釋放小球前,B處于靜止?fàn)顟B(tài),由于繩子拉力大于重力,故彈簧被拉伸,設(shè)彈簧形變量為x,有kx=F-mBg所以x=0.(2)對(duì)A球從頂點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C的過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理得W+mAgh=-0其中h=xCO1cos37°而xCO1=xAO1sin37°=0物體B下降的高度h'=xAO1-xCO1=0由此可知,彈簧此時(shí)被壓縮了0.1m,此時(shí)彈簧彈性勢(shì)能與初狀態(tài)相等,對(duì)于A、B和彈簧組成的系統(tǒng),根據(jù)機(jī)械能守恒定律有m由題意知,小球A在C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向與繩垂直,此瞬間B物體速度vB=0聯(lián)立解得W=7J(3)由題意知,桿長(zhǎng)L=0.8m,故∠DO1=AO1,當(dāng)小球到達(dá)D點(diǎn)時(shí),彈簧彈性勢(shì)能與初狀態(tài)相等,物體B又回到原位置,在D點(diǎn)對(duì)A的速度沿平行于繩和垂直于繩兩方向進(jìn)行分解,可得平行于繩方向的速度即為B的速度,由幾何關(guān)系得v'B=v'Acos37°對(duì)于整個(gè)下降過(guò)程,由機(jī)械能守恒定律得mAgLsin37°=聯(lián)立解得v'A=2課時(shí)作業(yè)(十六)1.C[解析]蹦極者從P到A及從A到B的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,由于有空氣阻力做功,所以機(jī)械能減少,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;整個(gè)過(guò)程中重力勢(shì)能的減少量等于繩的彈性勢(shì)能增加量和克服空氣阻力做功之和,即ΔE1=W+ΔE2,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.2.A[解析]下落階段,物體受重力和空氣阻力,由動(dòng)能定理得W=ΔEk,即mgh-fh=ΔEk,f=mg-mg,可得ΔEk=mgh,選項(xiàng)A正確;機(jī)械能減少量等于克服阻力所做的功,即ΔE=Wf=fh=mgh,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;重力勢(shì)能的減少量等于重力做的功,即ΔEp=mgh,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3.CD[解析]輕質(zhì)彈簧對(duì)物體的拉力所做的功等于物體增加的動(dòng)能和重力勢(shì)能,大于mv2,故A錯(cuò)誤,C正確;鋼索的拉力做的功應(yīng)等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能、重力