高中物理第五章機械能單元質量評估(五).ppt

1、第五章 機械能 (45分鐘，100分),一、選擇題（本大題共10小題，每小 題4分，至少一個答案正確，選不全 得2分，共40分） 1.如圖1所示，汽車在拱形橋上由A勻 速率地運動到B，以下說法正確的是（ ） A.牽引力與摩擦力做的功相等 B.牽引力和重力做的功大于 摩擦力做的功 C.合外力對汽車不做功 D.重力做功的功率保持不變,【解析】選C.汽車由A運動到B的過程中，重力、牽引力做正功，摩擦力做負功，汽車勻速率運動，其動能保持不變，根據(jù)動能定理，合外力做功為零，可見A、B錯誤；C正確.再根據(jù)重力方向和速度方向間的夾角在變化知，D錯誤.,2.一輛汽車在平直的公路上以初速度v0開始加速行駛，經(jīng)過

2、一段時間t后，汽車前進的位移大小為s，此時汽車恰好達到其最大速度vm，設在此過程中汽車牽引力的功率P始終不變，汽車在運動時受到的阻力恒為f.那么下列四個表達式中，能夠正確表達汽車的牽引力在這段時間內(nèi)做功的是（ ） A.fvmtB.Pt+fs C. ft(v0+vm)D. mvm2- mv02+fs,【解析】選D.牽引力做功為Pt,克服阻力做功為fs， 不能根據(jù)動能定理Pt-fs= mvm2- mv02,故B錯誤， D正確.汽車由v0vm做變速運動，F(xiàn)是變力，不能根據(jù) P=Fv求功率,故A、C錯誤.,3.（2010綿陽模擬）如圖2所示，輕質彈簧長為L，豎直固定在地面上，質量為m的小球，從離地面高

3、度為H處由靜止開始下落，正好落在彈簧上.設彈簧的最大壓縮量為x,在下落過程中，小球受到的空氣阻力恒為f,則彈簧在最短時具有的彈性勢能為（ ） A.(mg-f)(H-L+x) B.mg(H-L+x)-f(H-L) C.mgH-f(H-L) D.mg(L-x)+f(H-L+x),【解析】選A.小球從開始下落到最低點重力做功WG=mgH-(L-x)=mg(H-L+x)，空氣阻力做功Wf=-f(H-L+x) 根據(jù)功能關系Ep=(mg-f)(H-L+x),故A正確.,4.物體在水平恒力作用下，在水平面上由靜止開始運動，當位移為s0時撤去F，物體繼續(xù)前進3s0后停止運動.若路面情況相同，則物體的摩擦力的大

4、小Ff和最大動能Ek是（ ） A.Ff=F/3,Ek=4Fs0 B.Ff=F/3,Ek=Fs0 C.Ff=F/4,Ek=Fs0/3 D.Ff=F/4,Ek=3Fs0/4,【解析】選D.根據(jù)動能定理，（F-Ff）s0= mv2, -Ff3s0=- mv2,則Ff= F,Ek= mv2= Fs0, 故D正確.,5.(2010上海奉賢區(qū)模擬)如圖3所示，水平傳送帶由電動機帶動，并始終保持以速度v勻速運動，現(xiàn)將質量為m的某物塊由靜止釋放到傳送帶上的左端，過一會兒物塊能保持與傳送帶相對靜止，設物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為，對于這一過程，下列說法錯誤的是（ ） A.物塊對傳送帶做功為-0.5mv2 B.摩

5、擦力對物塊做的功為0.5mv2 C.系統(tǒng)摩擦生熱為0.5mv2 D.電動機因傳送物塊多做的功為mv2,【解析】選A.由題意，物塊最后速度與傳送帶達到一 致，根據(jù)動能定理，摩擦力對物塊做的功為W=mgs1 = mv2，故B正確.而摩擦力對傳送帶做的功為W= -mgs2=-mgvt=-mg2s1=-mv2,系統(tǒng)摩擦生熱 Q=mgs=mg(s2-s1)= mv2,A錯誤，C、D正確. 故選A.,6.在交通事故的分析中，剎車線的長度是很重要的依 據(jù)，剎車線是汽車剎車后，停止轉動的輪胎在地面上 滑動時留下的痕跡.在某次交通事故中，汽車的剎車線 長度是14 m,設汽車輪胎與地面間的動摩擦因數(shù)為0.7, 取

6、g=10 m/s2,則汽車開始剎車時的速度為（ ） A.7 m/s B.10 m/s C.14 m/s D.20 m/s 【解析】選C.根據(jù)動能定理，-mgs=- mv2, 解得：v=14 m/s.故C正確.,7.（2010成都模擬）如圖4所示， 質量分別為m和2m的兩個小物體可視為 質點，用輕質細線連接，跨過光滑圓 柱體，輕的著地，重的恰好與圓心一 樣高.若無初速度地釋放，則物體m上 升的最大高度為（ ） A.R B.4R/3 C.R/3 D.2R,【解析】選B.當質量為2m的質點剛好到達地面時，根 據(jù)機械能守恒，2mgR=mgR+ mv2+ (2m)v2解 得v= 此后質量為m的質點做豎直

7、上拋運動，則 mgh= mv2,解得h= R,故物體m上升的最大高度為 R，B正確.,8.如圖5所示，一質量為m的物體（可視為質點）以某一 速度由底端沖上傾角為30的固定斜面，其加速度的大 小為g,在斜面上上升的最大高度為h.則在這個過程中， 物體（ ） A.動能損失了2mgh B.動能損失了mgh C.機械能損失了mgh D.機械能損失了mgh/2,【解析】選A、C.根據(jù)F合=mg,s= ，故W合=F合s =2mgh.根據(jù)動能定理，A正確.B錯誤.物體克服重力做 功WG=mgh，克服阻力做功為mgh.故機械能損失了mgh. C正確，D錯誤.,9.（2009金麗衢十二校聯(lián)考）如圖6所示，A、B

8、兩物體用一根跨過定滑輪的細繩相連，置于固定斜面體的兩個斜面上的相同高度，處于靜止狀態(tài)，兩斜面的傾角分別為37和53，若不計摩擦，剪斷細繩后，（以地面為零勢能面）下列說法中正確的是（ ）,A.兩物體著地瞬間的速度可能相同 B.兩物體著地瞬間的動能一定相同 C.兩物體著地瞬間的機械能一定不同 D.兩物體著地瞬間所受重力的功率一定相同,【解析】選C、D.由于A、B原來處于靜止狀態(tài)，有MAgsin=MBgsin,可知A、B兩物體質量不同，當剪斷細 繩后，兩物體下滑過程中均機械能守恒，落地后速度大小相同，方向不同，A錯誤；由于質量不同，故落地瞬間動能和兩物體的機械能均不同，B錯誤，C正確；物體落地瞬間重

9、力的功率PA=MAgvAsin,PB=MBgvBsin,vA=vB, D正確.,10.如圖7所示，光滑曲面的兩端 A、B離地面的高度分別為H和h， 一小球自A端由靜止釋放沿曲面下 滑并經(jīng)過B端飛出落地，則小球經(jīng) 過B端時的速率與剛落地時的速率 之比為（ ） A. B. C. D.,【解析】選C.根據(jù)機械能守恒定律 mg(H-h)= mvB2,mgH= mv2, 解得vBv= ,故C正確.,二、實驗題（本大題共2小題，共14分） 11.（4分）在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，需要直接測量的物理量是_，間接測量的物理量是_. 【解析】需要直接測量的物理量是紙帶上從開始到某一點重錘下落的高度，需要

10、間接測量的是紙帶上某一點對應的重錘的瞬時速度. 答案：重錘下落的高度 重錘的瞬時速度,12.（2010重慶模擬）（10分） 如圖8所示裝置可用來驗證機械 能守恒定律.擺錘A拴在長為L的 輕繩一端，另一端固定在O點， 在A上放一個小鐵片，現(xiàn)將擺錘 拉起，使繩偏離豎直方向成 角時由靜止開始釋放擺錘，當 其到達最低位置時，受到豎直擋板P阻擋而停止運動，之后鐵片將飛離擺錘而做平拋運動.,（1）為了驗證擺錘在運動中機械能守恒，必須求出擺錘在最低點的速度，為了求出這一速度，實驗中還應該測量哪些物理量？ _ _； （2）根據(jù)測得的物理量表示擺錘在最低點的速度v=_. （3）根據(jù)已知的和測得的物理量，寫出擺錘

11、在運動中機械能守恒的關系式為_.,【解析】（1）需要測量鐵片開始做平拋運動時的高 度h和拋出的水平位移s. (2)根據(jù)平拋運動規(guī)律 h= gt2 s=vt 解得v=s,(3)擺錘擺動過程中重力勢能的減少量 Ep=Mgh =MgL(1-cos) 擺錘動能的增加量 Ek= Mv2 = 故驗證擺錘機械能守恒的關系式為 MgL(1-cos)= ，即L（1-cos）= 答案：見解析,三、計算題（本大題共4小題，共46分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位） 13.（8分）一質量為m的物塊放在水 平地面上，現(xiàn)在對物塊施加一個大 小為F的水平恒力，使物塊從靜止開 始向右移動距離s后立即撤去

12、F.物塊與水平地面間的動摩擦因數(shù)為.求： （1）撤去F時，物塊的速度大小. （2）撤去F后，物塊還能滑行多遠？,【解析】（1）設撤去F時物塊的速度大小為v,根據(jù)動 能定理得 （F-mg）s= mv2 （2分） 解得v= (2分) (2)設撤去F后物塊還能滑行的距離為s,從靜止到物塊停下的過程中，運用動能定理 （F-mg）s-mgs=0,解得s=( -1)s.（4分） 答案：（1） （2）( -1)s,14.（11分）如圖10所示，某人乘雪橇從雪坡A點滑至B點，接著沿水平地面滑至C點停止.人與雪橇的總質量為 70 kg，A點距地面的高度為20 m，人與雪橇在BC段所受 阻力恒定.圖表中記錄了人與

13、雪橇運動過程中的有關數(shù)據(jù).（取g=10 m/s2）求：,（1）人與雪橇從A到B的過程中，損失的機械能； （2）人與雪橇在BC段所受阻力的大??； （3）人與雪橇在BC段上的位移的大小.,【解析】（1）從A到B過程中，人與雪橇損失的機械能 為E=mgh+ mvA2- mvB2 (2分) 代入數(shù)據(jù)解得：E=9 100 J (2分) （2）人與雪橇在BC段做減速運動的加速度 a= (1分) 根據(jù)牛頓第二定律：Ff=ma (1分) 由得：Ff=140 N. (1分),（3）由動能定理得：-Ffs=0- mvB2 (2分) 代入數(shù)據(jù)解得s=36 m. (2分) 答案：（1）9 100 J （2）140 N

14、 （3）36 m,15.（新題快遞）（14分）如圖11所示的木板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接.在木板的中間有位于豎直面內(nèi)的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為.現(xiàn)有10個質量均為m、半徑均為r的剛性球，在施加于1號球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直平面內(nèi)，此時1號球球心距它在水平槽運動時的球心高度差為h，現(xiàn)撤去力F使小球開始運動，直到所有小球均運動到水平槽內(nèi).已知整個過程不會出現(xiàn)小球相互碰撞的情況，重力加速度為g.求：,（1）水平外力F的大??； （2）1號球剛運動到水平槽時的速度； （3）整個運動過程中，2號球對1號球所做的功.,【解析】（1）以10個小球整體為

15、研究對象， 由力的平衡條件得tan= (2分) 得F=10mgtan. (1分) （2）以1號球為研究對象，根據(jù)機械能守恒定律得 mgh= mv2 (2分) 解得v= (1分),（3）撤去水平外力F后，以10個小球整體為研究對象， 設10個小球均運動到水平面上時整體的速度為v，利用 機械能守恒定律可得 10mg(h+ sin)= 10mv2 (3分) 得v= (1分) 以1號球為研究對象，由動能定理得 mgh+W= mv2 （3分） 得2號球對1號球所做的功W=9mgrsin. (1分) 答案：（1）10mgtan (2) (3)9mgrsin,16.(2010廣東六校聯(lián)考)（13分）如圖12

16、所示，AB為半 徑R=0.8 m的1/4光滑圓弧軌道，下端B恰與小車右端平滑 對接.小車質量M=3 kg，車長L=2.06 m,車上表面距地面 的高度h=0.2 m.現(xiàn)有一質量m=1 kg的小滑塊，由軌道頂 端無初速釋放，滑到B端后沖上小車.已知地面光滑，滑 塊與小車上表面間的動摩擦因數(shù)=0.3,當車運行了 1.5 s時，車被地面裝置鎖定.(g=10 m/s2)試求：,（1）滑塊到達B端時，軌道對它支持力的大小. （2）車被鎖定時，車右端距軌道B端的距離. （3）從車開始運動到被鎖定的過程中，滑塊與車面間由于摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能大小. （4）滑塊落地點離車左端的水平距離.,【解析】(1)由機械能守恒得mgR= mv2 （1分） 由牛頓第二定律，得FN-mg= （1分） 聯(lián)立兩式，代入數(shù)值得軌道對滑塊的支持力 FN=3mg=30 N. （1分）,（2）當滑塊滑上小車后，由牛頓第二定律，得 對滑塊有：-mg=ma1 （1分） 對小車有:mg=Ma2 （1分） 設經(jīng)時間t兩者達到共同速度,則有：v+a1t=a2t（1分） 解得t=1 s.由于1 s1.5 s,此時小車還未被鎖定，兩 者的共同速度：v=a2t=1 m/s