2012年高考物理机械能及其守恒定律测试题及答案
机械能守恒定律习题及答案
机械能守恒定律习题及答案机械能守恒定律习题及答案机械能守恒定律是物理学中的重要概念,它指出在没有外力做功的情况下,一个物体的机械能保持不变。
这个定律在解决各种物理问题时非常有用,下面将介绍一些与机械能守恒定律相关的习题及答案。
习题一:一个小球从高度为h的位置自由落下,落地后以速度v反弹,反弹高度为h/2。
求小球的初始速度。
解答:根据机械能守恒定律,小球在自由落体过程中的机械能等于反弹过程中的机械能。
自由落体过程中,小球的机械能只有动能,反弹过程中,小球的机械能有动能和势能。
在自由落体过程中,小球的动能为mgh,势能为0。
在反弹过程中,小球的动能为mv^2/2,势能为mgh/2。
根据机械能守恒定律,可以得到以下等式:mgh = mv^2/2 + mgh/2化简后可得:gh = v^2/2 + gh/2再次化简可得:gh/2 = v^2/2代入反弹高度为h/2,可得:gh/2 = v^2/2解得:v = sqrt(gh)所以小球的初始速度为sqrt(gh)。
习题二:一个弹簧恢复力常数为k的弹簧,一个质量为m的物体以速度v撞向弹簧,撞击后弹簧被压缩到最大距离x。
求物体的初始动能和弹簧的势能。
解答:在撞击前,物体的动能为mv^2/2,弹簧的势能为0。
在撞击后,物体的动能为0,弹簧的势能为kx^2/2。
根据机械能守恒定律,可以得到以下等式:mv^2/2 = kx^2/2化简后可得:mv^2 = kx^2解得:v = sqrt(k/m) * x所以物体的初始动能为mv^2/2 = kx^2/2,弹簧的势能为kx^2/2。
习题三:一个质量为m的物体以速度v从高度为h的位置滑下,滑到底部后撞击一个质量为M的物体,撞击后两个物体一起向上弹起,达到最高点时的高度为H。
求M与m的比值。
解答:在滑下过程中,物体的机械能只有动能,滑到底部后的动能为mv^2/2。
在弹起过程中,物体的机械能有动能和势能,两个物体的总机械能为(M+m)gH。
历年高考全国卷物理真题专题六 机械能及其守恒定律
专题六 机械能及其守恒定律一、选择题1.(2020年全国卷Ⅰ) 行驶中的汽车如果发生剧烈碰撞,车内的安全气囊会被弹出并瞬间充满气体。
若碰撞后汽车的速度在很短时间内减小为零,关于安全气囊在此过程中的作用,下列说法正确的是A.增加了司机单位面积的受力大小B.减少了碰撞前后司机动量的变化量C.将司机的动能全部转换成汽车的动能D.延长了司机的受力时间并增大了司机的受力面积2. (2020年全国卷Ⅰ) 一物块在高3.0m 、长5.0m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离s 的变化图中直线I 、II 所示,重力加速度取210/m s 。
则 A .物块下滑过程中机械能不守恒 B .物块与斜面间的动摩擦因数为0.5 C .物块下滑时加速度的大小为26.0/m s D. 当物块下滑2.0m 时机械能损失了12J3.(2019年全国Ⅱ卷)如图,在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑,该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h ,其左边缘a 点比右边缘b 点高0.5h 。
若摩托车经过a 点时的动能为1E ,它会落到坑内c 点,c 与a 的水平距离和高度差均为h ;若经过a 点时的动能为2E ,该摩托车恰能越过坑到达b 点。
21E E 等于 A.20 B.18 C.9.0 D.3.04. (2020年全国Ⅲ卷)甲、乙两个物块在光滑水平桌面上沿同一直线运动,甲追上乙,并与乙发生碰撞,碰撞前后甲、乙的速度随时间的变化如图中实线所示。
已知甲的质量为1kg ,则碰撞过程两物块损失的机械能为A. 3JB. 4JC. 5JD. 6J5.(2019年全国Ⅱ卷)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E 总等于动能k E 与重力势能p E 之和。
取地面为重力势能零点,该物体的E 总和p E 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。
重力加速度取102m /s 。
由图中数据可得A .物体的质量为2 kgB .0h =时,物体的速率为20 m/sC .2h =m 时,物体的动能k E =40 JD .从地面至h =4 m ,物体的动能减少100 J6.(2019年全国Ⅲ卷)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。
(word版)高中物理机械能守恒定律典型例题(含答案)【经典】,文档
第五章:机械能守恒定律 第一讲:功和功率考点一:恒力功的分析与计算 1.(单项选择)起重机以1m/s 2的加速度将质量为 1000kg 的货物由静止开始匀加速向上提升,g 取10m/s 2,那么在1s 内起重机对货物做的功是 ( ). 答案 DA .500JB .4500JC .5000JD .5500J2.〔单项选择〕如下图,三个固定的斜面底边长度相等,斜面倾角分别为 30°、45°、60°,斜面的外表情况 都一样。
完全相同的三物体 (可视为质点)A 、B 、C 分别从三斜面的顶部滑到底部,在此过程中( )选DA .物体A 克服摩擦力做的功最多B .物体B 克服摩擦力做的功最多C .物体C 克服摩擦力做的功最多 .三物体克服摩擦力做的功一样多3、〔多项选择〕在水平面上运动的物体,从t =0时刻起受到一个水平力 F 的作用,力F 和此后物体的速度v 随时间t 的变化图象如下图,那么( ).答案ADA .在t =0时刻之前物体所受的合外力一定做负功B .从t =0时刻开始的前 3s 内,力F 做的功为零C .除力F 外,其他外力在第1s 内做正功D .力F 在第3s 内做的功是第 2s 内做功的3倍4.(单项选择)质量分别为 2m 和m 的A 、B 两种物体分别在水平恒力 1 2 1 、 F 和F 的作用下沿水平面运动,撤去 F 2 v -t 图象如下图,那么以下说法正确的选项是( ).答案 C F 后受摩擦力的作用减速到停止,其 A .F1、F2大小相等1 2 对A 、B 做功之比为2∶1B .F 、FC .A 、B 受到的摩擦力大小相等D .全过程中摩擦力对 A 、B 做功之比为1∶25.(单项选择)一物体静止在粗糙水平地面上.现用一大小为 1 F 的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v.假设将水平拉力的大小改为 F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为 2v.对于上述两个过程, 用WF1、WF2分别表示拉力 F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,那么 ( ) A .WF2>4WF1,B .WF2>4WF1,Wf2=2Wf1Wf2>2Wf1F2F1f2=2Wf1F2F1f2<2Wf1答案CC.W<4W,W D.W<4W,W 6.如所示,建筑工人通过滑轮装置将一质量是100kg的料车沿30°的斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L是4m,假设不计滑轮的质量和各处的摩擦力,g取10N/kg,求这一过程中:(1)人拉绳子的力做的功;(2)物体的重力做的功;(3)物体受到的各力对物体做的总功。
【高考物理必刷题】机械能守恒定律(后附答案解析)
12C.3阶段,机械能逐渐变大阶段,万有引力先做负功后做正功4竖直悬挂.用外力将绳的下端缓慢地竖直向上拉.在此过程中,外力做功为()5的两点上,弹性绳的原长也为.将;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板)6时,绳中的张力大于如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为,到小环的距离为,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为.小环和物块以速度右匀速运动,小环碰到杆上的钉子后立刻停止,物块向上摆动.整个过程中,物块在夹子中没有滑动.小环和夹子的质量均不计,重力加速度为.下列说法正确的是()78受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下9的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为1 2C.3阶段,机械能逐渐变大阶段,万有引力先做负功后做正功天体椭圆运行中,从远日点向近日点运行时,天体做加速运动,万有引力做正功,引力势能转化为动能;反之,做减速运动,引力做负功,动能转化为引力势能;而整个过程机械能守恒.从这个规律出发,CD正确,B错误.同时由于速度的不同,运动个椭圆4,那么重心上升,外力做的功即为绳子增5答案解析6C设斜面的倾角为,物块的质量为,去沿斜面向上为位移正方向,根据动能定理可得:上滑过程中:,所以;下滑过程中:,所以据能量守恒定律可得,最后的总动能减小,所以C正确的,ABD错误.故选C.7时,绳中的张力大于A.物块向右匀速运动时,对夹子和物块组成的整体进行分析,其在重力和绳拉力的作B.绳子的拉力总是等于夹子对物块摩擦力的大小,因夹子对物块的最大摩擦力为,C.当物块到达最高点速度为零时,动能全部转化为重力势能,物块能达到最大的上升8受到地面的支持力小于受到地面的支持力等于的加速度方向竖直向下和受到地面的支持力大小均为;在的动能达到最大前一直是加速下降,处于失受到地面的支持力小于,故A、B正确;达到最低点时动能为零,此时弹簧的弹性势能最大,9答案解析考点一质量为的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度处以的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为.(结果保留2位有效数字)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;(1)求飞船从离地面高度处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的.(2);(1)(2)地地,地,大大大,大.(1)大,,由动能定理得:地,.(2)机械能机械能和机械能守恒定律机械能基础。
机械能守恒定律习题(含答案)
《机械能守恒》第Ⅰ卷〔选择题,共40分〕一、选择题〔每题4分,共40分。
在每题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
〕1、关于机械能是否守恒的表达,正确的选项是〔〕A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做变速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.假设只有重力对物体做功,物体的机械能一定守恒2、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1所示,假设以桌面为参考平面,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〕图13、一个物体以一定的初速度竖直上抛,不计空气阻力,那么如图2所示,表示物体的动能E k随高度h变化的图象A、物体的重力势能E p随速度v变化的图象B、物体的机械能E随高度h变化的图象C、物体的动能E k随速度v的变化图象D,可能正确的选项是〔〕图24、物体从高处自由下落,假设选地面为参考平面,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.1:15、如图3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〔〕图3图4A .31gh 6 B .mgh C .gh 2 D .gh 3326、质量为m 的小球用长为L 的轻绳悬于O 点,如图4所示,小球在水 平力F 作用下由最低点P 缓慢地移到Q 点,在 此过程中F 做的功为〔 〕 A .FL sin θ B .mgL cos θ C .mgL 〔1-cos θ〕 D .Fl tan θ7、质量为m 的物体,由静止开始下落,由于阻力作用,下落的加速度为54g ,在物体下落h 的过程中,以下说法中正确的应是〔 〕A .物体的动能增加了54mghB .物体的机械能减少了54mghC .物体克服阻力所做的功为51mghD .物体的重力势能减少了mgh8、如图5所示,一轻弹簧固定于O 点,另一端系一重物,将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速地释放,让它自 由摆下,不计空气阻力,在重物由A 点摆向最低点的过程中〔 〕 A .重物的重力势能减少 B .重物的重力势能增大 C .重物的机械能不变 D .重物的机械能减少9、如图6所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,在弹簧压缩到最短的整个过程中,以下关于能量的表达中正确的应是〔 〕 A .重力势能和动能之和总保持不变 B .重力势能和弹性势能之和总保持不变 C .动能和弹性势能之和保持不变D .重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变10、平抛一物体,落地时速度方向与水平方向的夹角为θ.取地面为参考平面,则物体被抛出时,其重力势能和动能之比为〔 〕 A .tan θ B .cot θ C .cot 2θ D .tan 2θ图6 图5图8第Ⅱ卷〔非选择题,共60分〕二、填空题〔每题6分,共24分。
高中物理(机械能守恒定律)习题训练与答案解析
基础知识一.功1.一个物体受到力的作用,并在上发生了位移,我们就说这个力对物体须知了功,做功的两个必不可少的因素是的作用,在力的。
2.功的计算公式:W= ,式中θ是的夹角,此式主要用于求作功,功是标量,当θ=90°时,力对物体;当θ<90°时,力对物体;当θ>90°时,力对物体。
3.合力的功等于各个力做功的,即W合=W1+W2+W3+W4+……4.功是过程量,与能量的转化相联系,功是能量转化的,能量转化的过程一定伴随着二.功率1.功跟的比值叫功率,它是表示的物理量。
2.计算功率的公式有、,若求瞬时功率,则要用。
3.两种汽车启动问题中得功率研究:三.动能1.物体由于而具有的能量叫动能,公式是,单位是,符号是。
2.物体的动能的变化,指末动能与初动能之差,即△Ek=Ekt一Eko,若△Ek>0,表示物体的动能;若△Ek<0,表示物体的动能。
四.重力势能1.概念:物体由于被举高而具有的能量叫 ,表达式:Ep= ,它是,但有正负,正负的意义是表示比零势能参考面上的势能大还是小,重力势能的变化与重力做功的关系:重力对物体做多少正功,物体的重力势能就多少;重力对物体做多少负功,物体的重力势能就多少。
重力对物体所做的功等于物体的减小量。
即W G=一△Ep=一(Ep2一Ep1)=Ep1一Ep2.2.弹性势能:定义:物体由于发生而具有的能量叫。
大小:弹性势能的大小与及有关,弹簧的形变量越大,劲度系数越大,弹簧的弹性势能就越大。
习题练习1.下列说法正确的是( )A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功B.当作用力不做功时,反作用力也不做功C.作用力与反作用力的功,一定大小相等,正负符号相反D.作用力做正功,反作用力也可能做正功2.如图所示,小物块A位于光滑的斜面上,斜面位于光滑的水平面上,从地面上看,小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力( )A.垂直于接触面,做功为零B.垂直于接触面,做功不为零C.不垂直于接触面,做功为零D.不垂直于接触面,做功不为零3.如图所示,质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为μ,现使斜面水平向左匀速移动距离L.(1)摩擦力对物体做的功为(物体与斜面相对静止)()A.0B.μmglcosθC.-mglcosθsinθD.mglsinθcosθ(2)斜面对物体的弹力做的功为 ( )A.0B.mglsinθcos2θC.-mglcos2θD.mglsinθcosθ(3)重力对物体做的功( )A.0B.mglC.mgltan θD.mglcos θ(4)斜面对物体做的总功是多少? 各力对物体所做的总功是多少? 4.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是( ) A.始终不做功 B.先做负功后做正功 C.先做正功后不做功 D.先做负功后不做功5.物体在水平力F 1作用下,在水平面上做速度为v 1的匀速运动,F 1的功率为P;若在斜向上的力F 2作用下,在水平面上做速度为v 2的匀速运动,F 2的功率也是P,则下列说法正确的是( ) A.F 2可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 B.F 2可能小于F 1, v 1一定小于v 2 C.F 2不可能小于F 1, v 1不可能小于v 2 D.F 2不可能小于F 1, v 1一定小于v 26.小汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持以额定功率运动.其v -t 图象如图所示.已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,则以下说法正确的是( )A.汽车在前5 s 内的牵引力为4×103NB.汽车在前5 s 内的牵引力为6×103N C.汽车的额定功率为60 kW D.汽车的最大速度为30 m/s7.手持一根长为l 的轻绳的一端在水平桌面上做半径为r 、角速度为ω的匀速圆周运动,绳始终保持与该圆周相切,绳的另一端系一质量为m 的木块,木块也在桌面上做匀速圆周运动,不计空气阻力则( ) A.手对木块不做功B.木块不受桌面的摩擦力C.绳的拉力大小等于223r l m +ωD.手拉木块做功的功率等于m ω3r(l 2+r 2)/l8.一根质量为M 的直木棒,悬挂在O 点,有一只质量为m 的猴子抓着木棒,如图所示.剪断悬挂木棒的细绳,木棒开始下落,同时猴子开始沿木棒向上爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落,猴子对地的高度保持不变,忽略空气阻力,则下列的四个图中能正确反映在这段时间内猴子做功的功率随时间变化的关系的是( )9.机车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受的阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是( ) A.机车输出功率逐渐增大 B.机车输出功率不变C.在任意两相等的时间内,机车动能变化相等D.在任意两相等的时间内,机车动量变化的大小相等10.如图所示,质量为m 的物体A 静止于倾角为θ的斜面体B 上,斜面体B 的质量为M,现对该斜面体施加一个水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平方向向左匀速运动的位移为l,则在此运动过程中斜面体B 对物体A 所做的功为( )A.m M Flm +B.Mglcot θC.0D.21mglsin2θ 11.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其速度图象如图所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是下图中的哪一个( )12.以恒力推物体使它在粗糙水平面上移动一段距离,恒力所做的功为W 1,平均功率为P 1,在末位置的瞬时功率为P t1,以相同的恒力推该物体使它在光滑的水平面上移动相同距离,力所做功为W 2,平均功率为P 2,在末位置的瞬时功率为P t2,则下面结论中正确的是( )A.W 1>W 2B.W 1=W 2C.P 1=P 2D.P t2<P t113.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A 点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m,A 、B 两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB 段运动的过程中,克服摩擦力做的功( )A.大于μmgLB.小于μmgLC.等于μmgLD.以上三种情况都有可能14.某汽车以额定功率在水平路面上行驶,空载时的最大速度为v 1,装满货物后的最大速度为v 2,已知汽车空车的质量为m 0,汽车所受的阻力跟车重成正比,则汽车后来所装的货物的质量是( )A.0221m v v v - B.0221m v vv + C.m 0 D.021m v v 15.物体在恒力作用下做匀变速直线运动,关于这个恒力做功的情况,下列说法正确的是( ) A.在相等的时间内做的功相等 B.通过相同的路程做的功相等 C.通过相同的位移做的功相等D.做功情况与物体运动速度大小有关16.解放前后,机械化生产水平较低,人们经常通过“驴拉磨”的方式把粮食颗粒加工成粗面来食用,如图所示,假设驴拉磨的平均用力大小为500 N,运动的半径为1 m,则驴拉磨转动一周所做的功为( ) A.0 B.500 J C.500π J D.1 000π J17.如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,木板与滑块质量相等,均为m,木板长为l.一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与木板、滑块相连,滑块与木板间的动摩擦因数为μ,开始时,滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的未知力F,将滑块缓慢拉至木板的下端,拉力做功为( )A.μmglcos θB.2μmglC.2μmglcos θD.21μmgl18.额定功率为80 kW 的汽车,在平直的公路上行驶的最大速度为20 m/s,汽车的质量为2.0 t.若汽车从静止开始做匀加速直线运动,加速度大小为2 m/s 2,运动过程中阻力不变,则:(1)汽车受到的恒定阻力是多大?(2)3 s末汽车的瞬时功率是多大?(3)匀加速直线运动的时间是多长?(4)在匀加速直线运动中,汽车牵引力做的功是多少?答案 (1)4×103 N (2)48 KW (3)5 s (4)2×105 J19.汽车发动机的功率为60 kW,汽车的质量为4 t,当它行驶在坡度为sinα=0.02的长直公路上时,如图所示,所受阻力为车重的0.1倍(g取10 m/s2),求:(1)汽车所能达到的最大速度v m.(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动,则此过程能维持多长时间?(3)当汽车以0.6 m/s2的加速度匀加速行驶的速度达到最大值时,汽车做功多少?答案 (1)12.5 m/s (2)13.9 s (3)4.16×105 J20.如图甲所示,质量m=2.0 kg的物体静止在水平面上,物体跟水平面间的动摩擦因数μ=0.20.从t=0时刻起,物体受到一个水平力F的作用而开始运动,前8 s内F随时间t变化的规律如图乙所示.g取10m/s2.求:(1)在图丙的坐标系中画出物体在前8 s内的v—t图象.(2)前8 s内水平力F所做的功.答案 (1) v-t图象如下图所示 (2)155 J动能定理.机械能守恒定律一.动能定理1.内容:外力对物体做功的代数和等于。
2012高考物理机械能守恒定律及其应用测试题及答案
第3课时 机械能守恒定律及其应用(限时:30分钟)一、单项选择题1.下列几种运动,遵守机械能守恒定律的是 ( )A .自由落体运动B .匀加速直线运动C .匀速圆周运动D .物体沿斜面匀速下滑2.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法中正确的是( )A .阻力对系统始终做负功B .系统受到的合外力始终向下C .重力做功使系统的重力势能增加D .任意相等的时间内重力做的功相等3.如图1所示,质量为m 的物块从A 点由静止开始下落,加速度为12g ,下落H 到B 点后与一轻弹簧接触,又下 落h 后到达最低点C .在由A 运动到C 的过程中,空气阻力恒定,则 ( )A .物块机械能守恒 图1B .物块和弹簧组成的系统机械能守恒C .物块机械能减少mg (H +h )/2D .物块和弹簧组成的系统机械能减少mg (H +h )/24.一小球在离地高H 处从静止开始竖直下落,运动过程中受到的阻力大小与速率成正比,下列图象反映了小球的机械能E 随下落高度h 的变化规律(选地面为零势能参考平面),其中可能正确的是 ( )5.起重机将货物竖直匀加速吊起,加速度为a,当把货物提升高为h时,货物的重力势能增量ΔE p及起重机对货物所做的功W分别为()A.ΔE p=mgh,W=mghB.ΔE p=m(g+a)h,W=m(g+a)hC.ΔE p=mgh,W=m(g+a)hD.ΔE p=m(g+a)h,W=mgh6.蹦极跳是勇敢者的体育运动.如图2所示,该运动员离开跳台时的速度为零,从自由下落到弹性绳刚好被拉直为第一阶段,从弹性绳刚好被拉直到运动员下降至最低点为第二阶段.下列说法中正确的是()A.第一阶段速度变化量等于第二阶段速度变化量B.第一阶段重力势能的减少等于第二阶段克服弹力做的功图2C.第一阶段重力做的功小于第二阶段克服弹力做的功D.第二阶段动能的减少等于弹性势能的增加7.将一小球竖直上抛,经过一段时间后落回原处.小球上升阶段的速度—时间图线如图3所示,设空气阻力大小恒定,则下列说法中正确的是()A.初速度和末速度大小相等B.上升过程中和下降过程中重力的平均功率大小相等图3C.上升过程中和下降过程中机械能变化量相等D.t=4 s时小球落回抛出点二、多项选择题8.如图4所示,细绳跨过定滑轮悬挂两物体M和m,且M>m,不计摩擦,系统由静止开始运动过程中()A.M、m各自的机械能分别守恒B.M减少的机械能等于m增加的机械能C.M减少的重力势能等于m增加的重力势能图4D.M和m组成的系统机械能守恒9.如图5所示,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B,跨过固定于斜面体顶端的小滑轮O,倾角为θ=30°的斜面体置于水平地面上.A的质量为m,B的质量为4m.开始时,用手托住A,图5使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动.将A 由静止释放,在其下摆过程中,斜面体始终保持静止,下列判断中正确的是()A.物块B受到的摩擦力先减小后增大B.地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C.小球A的机械能守恒D.小球A的机械能不守恒,A、B系统的机械能守恒10.如图6所示,跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型:运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上,随跳板一同向下运动到最低点(B位置),对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中,下列说法正确的是()A.运动员到达最低点时,其所受外力的合力为零B.在这个过程中,运动员的动能一直在减小C.在这个过程中,跳板的弹性势能一直在增加图6D.在这个过程中,运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功11.一物体沿斜面向上运动,运动过程中质点的机械能E与竖直高度h关系的图象如图7所示,其中O~h1过程的图线为水平线,h1~h2过程的图线为倾斜直线.根据该图象,下列判断正确的是()A.物体在O~h1过程中除重力外不受其他力的作用图7B.物体在O~h1过程中只有重力做功其他力不做功C.物体在h1~h2过程中合外力与速度的方向一定相反D.物体在O~h2过程中动能可能一直保持不变三、非选择题12.如图8所示,一滑块经水平轨道AB,进入竖直平面内的四分之一圆弧轨道BC,已知滑块的质量m=0.6 kg,在A点的速度v A=8 m/s,AB长x=5 m,滑块与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.15,圆弧轨道的半径R=2 m,图8 滑块离开C点后竖直上升h=0.2 m,取g=10 m/s2.求:(1)滑块经过B点时速度的大小;(2)滑块在圆弧轨道BC段克服摩擦力所做的功.13.如图9所示,在竖直平面内,由斜面和圆形轨道分别与水平面相切连接而成的光滑轨道,圆形轨道的半径为R.质量为m的小物块从斜面上距水平面高为h=2.5R的A点由静止开始下滑,物块通过轨道连接处的B、C点时,无机械能损失.求:图9(1)小物块通过B点时速度v B的大小;(2)小物块通过圆形轨道最低点C时轨道对物块的支持力F的大小;(3)小物块能否通过圆形轨道的最高点D.答案 1.A 2.A 3.D 4.B 5.C 6.C 7.C 8.BD 9.ABC 10.CD 11.BC12. (1)7 m/s(2)1.5 J13.(1)5gR(2)6mg(3)能。
物理必修二机械能及其守恒定律测试题及答案详解
第五章 《机械能及其守恒定律》本章的概念包括:1. 追寻守恒量A. 势能B. 动能2. 时间和位移C. 功— cos W Fl α=D. 正功和负功3. 运动快慢的描述——速度E. 功率— Wt P = F. 额定功率和实际功率G. 功率和速度— P Fv =4. 重力势能H. 重力的功— 12()G W mg h h =-I. 重力势能— P E mgh =重力做的功与重力势能的关系— 12P P P E E E =-J. 重力势能的相对性— 势能是系统所共有的5. 探究弹性势能的表达式—(体会探究的过程和方法)6. 探究功与物体速度变化的关系7. 动能和动能原理K. 动能的表达式— 212W mv =L. 动能原理— 21k k W E E =-8. 机械能守恒定律9. 实验:探究机械能守恒定律10. 能量守恒与能源M. 能量守恒定律 N. 能源和能量耗散分类试题汇编一、选择题1.【01粤·豫综合】假设列车从静止开始匀加速运动,经过500m的路程后,速度达到360km/h。
整个列车的质量为1.00×105kg,如果不计阻力,在匀加速阶段、牵引力的最大功率是A.4.67×106kW B.1.0×105kW C.1.0×108kW D.4.67×109kW 2.【01上海】在一种叫做“蹦极跳”有的运动中,质量为m的游戏者系一根长为L、弹性优良的轻质柔软橡皮绳,从高处由静止开始下落1.5L时到达最低点。
若在下落过程中不计空气阻力,则以下说法正确的是A.速度先增大后减小B.加速度先减小后增大C.动能增加了mgL D.重力势能减少了mgL3.【01春招】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4.【01上海】一升降机在箱底装有若干个弹簧,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中,(A)升降机的速度不断减小(B)升降机的加速度不断变大(C)先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功(D)到最低点时,升降机加速度的值一定大于重力加速度的值。
第五章 机械能及其守恒定律第1讲 功和功率(一)
A.mgh
B.mgh+mah
C.m(g—a)h
D.mah
4、放在粗糙水平地面上的物体,在10N的水平拉力作用下,以 6m/s的速度匀速移动4s,则拉力共做了________功,摩擦阻力对物 体做了________的功.
【例1】如图所示,小物块位于光滑斜面上,斜面位于光滑的 水平地面上.从地面上看,在小物块沿斜面下滑过程中,斜面对 小物块的作用力( ) A.垂直于接触面,做功为零 B.垂直于接触面,做功不为零 C.不垂直于接触面,做功为零 D.不垂直于接触面,做功不为零
方向的位移有关,而与其他力是否存在、是否做功无关。
(3)一对作用力和反作用力的做功问题:
①一对作用力和反作用力在同一段时间内做的总功可能为正、
可能为负,也可能为零。 ②一对相互作用的摩擦力做的总功可能为零(静摩擦力)、可能 为负(滑动摩擦力),但不可能为正。
【考点理解】
计算功的方法 (1)恒力做的功: 直接用W=Flcosα 计算。 (2)合外力做的功: 方法一:先求合外力F合,再用W合=F合lcosα 求功。
由静止下滑,开始下滑时离地面的高度为h,当物体滑至斜面底端
时重力的瞬时功率为 为 。 ;整个过程重力的平均功率
[3变式训练1] (2013·扬州模拟)如图所示,两个完全相同的小球
A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向
上抛出,下列说法正确的是 A.两小球落地时的速度相同 B.两小球落地时,重力的瞬时功率相同 C.从开始运动至落地,重力对两小球做功相同 D.从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同 ( )
2、两个互相垂直的力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动,
高中物理 机械能守恒定律(附答案)高考基础训练题
机械能守恒定律(附答案)1.下列物体运动过程中满足机械能守恒的是()A .跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降B .忽略空气阻力,物体竖直上抛C .火箭升空D .拉着物体沿光滑斜面匀速上升2.如图5-3-13所示,一轻质弹簧竖立于地面上,质量为m 的小球,自弹簧正上方h 高处由静止释放,则从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短(弹簧的形变始终在弹性限度内)的过程中,下列说法正确的是()A .小球的机械能守恒B .重力对小球做正功,小球的重力势能减小C .由于弹簧的弹力对小球做负功,所以弹簧的弹性势能一直减小D .小球的加速度一直减小3.(江苏启东中学质检)如图5-3-14所示,A 、B 两球质量相等,A 球用不能伸长的轻绳系于O 点,B 球用轻弹簧系于O ′点,O 与O ′点在同一水平面上,分别将A 、B 球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平面上,则()A .两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等B .两球到达各自悬点的正下方时,A 球动能较大C .两球到达各自悬点的正下方时,B 球动能较大D .两球到达各自悬点的正下方时,A 球受到向上的拉力较大4.如图5-3-15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),而小球可绕穿过轻杆中心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,在杆转至竖直的过程中()A .b 球的重力势能减小,动能增加B .a 球的重力势能增加,动能减小C .a 球和b 球的总机械能守恒D .a 球和b 球的总机械能不守恒5.(江苏启东中学质检)如图5-3-16所示,质量相等的甲、乙两物体开始时分别位于同一水平线上的A 、B 两点.当甲物体被水平抛出的同时,乙物体开始自由下落.曲线AC 为甲物体的运动轨迹,直线BC 为乙物体的运动轨迹,两轨迹相交于C 点,空气阻力忽略不图5-3-13图5-3-14图5-3-15计.则两物体()A .在C 点相遇B .经C 点时速率相等C .在C 点时具有的机械能相等D .在C 点时重力的功率相等6.(大连模拟)如图5-3-17所示,在高1.5m 的光滑平台上有一个质量为2kg 的小球被一细线拴在墙上,球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧.当烧断细线时,小球被弹出,小球落地时的速度方向与水平方向成60°角,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g 取10m/s 2)()A .10JB .15JC .20JD .25J图5-3-177.(高考全国卷Ⅱ)如图5-3-18所示,一很长的、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3m ,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 .hB .1.5hC .2hD .2.5h8.(福建福州第一次模拟)如图5-3-19所示,小车上有固定支架,一可视为质点的小球用轻质细绳拴挂在支架上的O 点处,且可绕O 点在竖直平面内做圆周运动,绳长为L .现使小车与小球一起以速度v 0沿水平方向向左匀速运动,当小车突然碰到矮墙后,车立即停止运动,此后小球上升的最大高度可能是()A .大于v 022gB .小于v 022gC .等于v 022gD .等于2L 9.有一竖直放置的“T ”形架,表面光滑,滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上,A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连,A 、B 质量相等,且可看作质点,如图5-3-20所示,开始图5-3-16图5-3-18图5-3-19时细绳水平伸直,A 、B 静止.由静止释放B 后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ,则连接A 、B 的绳长为()A.4v 2gB.3v 2gC.3v 24gD.4v 23g10.(湖北联考)过山车质量均匀分布,从高为h 的平台上无动力冲下倾斜轨道并进入水平轨道,然后进入竖直圆形轨道,如图5-3-21所示,已知过山车的质量为M ,长为L ,每节车厢长为a ,竖直圆形轨道半径为R ,L >2πR ,且R ≫a ,可以认为在圆形轨道最高点的车厢受到前后车厢的拉力沿水平方向,为了不出现脱轨的危险,h 至少为多少?(用R 、L 表示,认为运动时各节车厢速度大小相等,且忽略一切摩擦力及空气阻力)答案:R 2+2πR 2L11.如图5-3-22所示,半径为R 的14圆弧支架竖直放置,圆弧边缘C 处有一小滑轮,一轻绳两端系着质量分别为m 1与m 2的物体,挂在定滑轮两边,且m 1=4m 2,开始时m 1、m 2均静止,且能视为质点,不计一切摩擦,试求m 1到达圆弧的A 点时的速度大小.答案:23(4-2)gR12.如图5-3-23所示,光滑水平面AB 与竖直面内的半圆形导轨在B 点相接,导轨半径为R .一个质量为m 的物体将弹簧压缩至A 点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B 点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C 点.试求:(1)弹簧开始时的弹性势能.(2)物体从B 点运动至C 点克服阻力做的功.(3)物体离开C 点后落回水平面时的动能.答案:(1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR答案:1B2B3BD4AC5AD6A7B8BCD9D图5-3-20图5-3-21图5-3-22图5-3-23。
高中物理机械能守恒定律100题(带答案)
一、选择题1.有一质量m=2kg 的带电小球沿光滑绝缘的水平面只在电场力的作用下,以初速度v 0=2m/s 在x 0=7m 处开始向x 轴负方向运动。
电势能E P 随位置x 的变化关系如图所示,则小球的运动范围和最大速度分别为( )A. 运动范围x≥0B. 运动范围x≥1mC. 最大速度v m =2m/sD. 最大速度v m =3m/s 【答案】BC 【解析】试题分析:根据动能定理可得W 电=0−12mv 02=−4J ,故电势能增大4J ,因在开始时电势能为零,故电势能最大增大4J ,故运动范围在x≥1m ,故A 错误,B 正确;由图可知,电势能最大减小4J ,故动能最大增大4J ,根据动能定理可得W =12mv 2−12mv 02;解得v=2√2m/s ,故C 正确,D 错误;故选:BC 考点:动能定理;电势能.2.如图所示,竖直平面内光滑圆弧轨道半径为R ,等边三角形ABC 的边长为L ,顶点C 恰好位于圆周最低点,CD 是AB 边的中垂线.在A 、B 两顶点上放置一对等量异种电荷.现把质量为m 带电荷量为+Q 的小球由圆弧的最高点M 处静止释放,到最低点C 时速度为v 0.不计+Q 对原电场的影响,取无穷远处为零电势,静电力常量为k ,则( )A. 小球在圆弧轨道上运动过程机械能守恒B. C 点电势比D 点电势高C. M 点电势为(mv 02﹣2mgR )D. 小球对轨道最低点C 处的压力大小为mg+m +2k【答案】C 【解析】试题分析:此题属于电场力与重力场的复合场,根据机械能守恒和功能关系即可进行判断.解:A、小球在圆弧轨道上运动重力做功,电场力也做功,不满足机械能守恒适用条件,故A错误;B、CD处于AB两电荷的等势能面上,且两点的电势都为零,故B错误;C、M点的电势等于==,故C正确;D、小球对轨道最低点C处时,电场力为k,故对轨道的压力为mg+m+k,故D错误;故选:C【点评】此题的难度在于计算小球到最低点时的电场力的大小,难度不大.3.如图,平行板电容器两极板的间距为d,极板与水平面成45°角,上极板带正电。
高中机械能守恒试题及答案
高中机械能守恒试题及答案一、选择题1. 机械能守恒定律适用于以下哪种情况?A. 只有重力做功B. 只有电场力做功C. 只有摩擦力做功D. 只有弹簧弹力做功2. 一个物体从静止开始自由下落,其机械能守恒吗?A. 是B. 不是3. 一个物体在水平面上以恒定速度运动,其机械能守恒吗?A. 是B. 不是二、填空题4. 当一个物体只受到_______作用时,机械能守恒。
5. 一个物体在竖直方向上做自由落体运动,其重力势能_______,动能_______。
三、简答题6. 解释为什么在没有外力作用的情况下,一个物体的机械能是守恒的。
四、计算题7. 一个质量为2kg的物体从5米高处自由下落,忽略空气阻力,求物体落地时的速度。
答案一、选择题1. 答案:A. 只有重力做功2. 答案:A. 是3. 答案:B. 不是二、填空题4. 答案:保守力5. 答案:减小,增大三、简答题6. 解释:在没有外力作用的情况下,物体的机械能守恒是因为机械能是物体内部能量的总和,包括动能和势能。
当没有外力作用时,物体内部的能量不会增加或减少,只会在动能和势能之间转换,因此总的机械能保持不变。
四、计算题7. 解答:首先,我们可以使用势能转化为动能的原理来解决这个问题。
物体的势能为 \( PE = mgh \),其中 \( m \) 是质量,\( g \) 是重力加速度(取9.8 m/s²),\( h \) 是高度。
将给定的值代入公式,我们得到:\[ PE = 2 \times 9.8 \times 5 = 98 \text{ J} \]由于机械能守恒,势能转化为动能,动能 \( KE \) 可以用 \( KE =\frac{1}{2}mv^2 \) 来表示。
设 \( v \) 为落地时的速度,我们有:\[ 98 = \frac{1}{2} \times 2 \times v^2 \]\[ v^2 = \frac{98}{1} \]\[ v = \sqrt{98} \approx 9.9 \text{ m/s} \]结束语:机械能守恒定律是物理学中一个基本的守恒定律,它在解决物理问题时非常有用。
机械能守恒测试题(含答案)
期末测试(一)一、选择题1、下列关于功和能的说法正确的是()A.功就是能,能就是功B.物体做功越多,物体的能就越大C.外力对物体不做功,这个物体就没有能量D.能量转化的多少可用功来量度2、如图所示,大小相同的力F作用在同一个物体上,物体分别沿光滑水平面、粗糙水平面、光滑斜面、竖直方向运动一段相等的距离x,已知力F与物体的运动方向均相同。
则上述四种情景中都相同的是( )A.拉力F对物体做的功 B.物体的动能增量C.物体加速度的大小 D.物体运动的时间3、如图所示,质量为m的物体在恒力F的作用下以一定的初速度竖直向上运动,物体的加速度方向向下,空气阻力不计,则物体的机械能()A.一定增加 B.一定减少C.一定不变 D.可能增加,也可能减少4、在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v,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()2-22-5、如图所示,质量为m的物体静止在水平光滑的平台上,系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮,由地面上的人以速度v0水平向右匀速拉动,设人从地面上平台的边缘开始向右行至绳与水平方向夹角为45°处,在此过程中人的拉力对物体所做的功为()A.B.C.D.6、如图,质量为m的物块与转台之间的动摩擦因数为μ,物块与转轴相距R,物体随转台由静止开始转动,当转速增加到某值时,物块即将在转台上滑动,此时转台已开始做匀速转动,在这一过程中,摩擦力对物块做的功为()A. 0 B.2πμ C. 2μ D.7、如图,物体从某一高度自由下落到竖直立于地面的轻质弹簧上.在a点时物体开始与弹簧接触,到b点时物体速度为零.则从a到b的过程中,物体A.动能一直减小 B.重力势能一直减小C.所受合外力先增大后减小D.动能和重力势能之和一直减少8、以水平恒力推一个物体,使它在粗糙的水平面上沿力的方向移动一段距离,力所做的功为W1,平均功率为P1;若以相同的恒力推该物体,使它在光滑的水平面上沿力的方向移动相同的距离,此时力所做的功为W2;平均功率为P2,则:A.W12 P12; B.W12P1<P2; C.W1>W2P1>P2D.W1>W2P1<P2二、多项选择9、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,动能可能不变D.物体的动能不变,所受的合外力必定为零10、一个人用手把一个质量为m = 1的物体由静止向上提起2m ,这时物体的速度为2 ,则下列说法中正确的是()A.合外力对物体所做的功为12J B.合外力对物体所做的功为2JC.手对物体所做的功为22J D.物体克服重力所做的功为20J 11、(单选)一质量为m的小球,用长为L不可伸长的轻绳悬挂于O点,小球在水平力F 的作用下从平衡位置P点缓慢移动到Q点,如图所示,则此过程中力F做的功为A. B. C. D.12、如图所示,足够长的固定光滑斜面倾角为θ,质量为m的物体以速度υ从斜面底端冲上斜面,达到最高点后又滑回原处,所用时间为t.对于这一过程,下列判断正确的是A.斜面对物体的弹力的冲量为零B.物体受到的重力的冲量大小为C.物体受到的合力的冲量大小为零D.物体动量的变化量大小为θ·t三、实验,探究题在做“探究功与速度变化的关系”的实验.当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时,橡皮筋对小车做的功记为W.当用2条、3条…橡皮筋重复实验时,设法使每次实验中橡皮筋所做的功分别为2W、3W….图甲(1)图中电火花计时器的工作电压是的交流电.(2)实验室提供的器材如下:长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等,还缺少的测量工具是.(3)在正确操作的情况下,某次所打的纸带如图乙所示.打在纸带上的点并不都是均匀的,为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度,应选用纸带的部分进行测量(根据纸带中字母回答),小车获得的速度是.(结果保留两位有效数字)图乙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,当地重力加速度的值为9.802,测得所用重物的质量为1.00.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0.02s),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;(结果保留两位有效数字)(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是△,此过程中物体动能的增加量△(取9.82);(结果保留两位有效数字)(4)通过计算,数值上△△(填“>”“=”或“<”=,)这是因为;(5)实验的结论是.四、计算题15、一个质量为、以的速度飞来的网球被球拍击中,并以的速度弹回,网球与球拍的接触时间为,试求:(1)网球动量的变化(2)球拍对网球的平均作用力16、如图所示,质量0.4的小铁球系在长1.0m的轻质细线上,细线的另一端悬挂在O点,将小球拉直并呈水平状态时释放,试求(取g取102)(1)小铁球运动到最低点时的速度;(2)当小球运动到最低点时细线对小铁球的拉力.17、如图21所示,一质量为m=2.0 的滑块(可视为质点)静置在粗糙水平面上的A点,水平面上的B点处固定有一竖直放置的半径为R=0.4 m的粗糙半圆形轨道.现给滑块施加一水平向右且大小为F=10 N的恒定拉力,使滑块由静止开始向右运动.已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25,A、B两点间的距离为d=5 m,重力加速度取g=10 2.图21(1)若滑块刚好运动到B点停止,求拉力F作用的时间;(2)若在滑块运动到B点时撤去拉力F,则滑块刚好能通过半圆形轨道的最高点C,求滑块从B点到C点的过程中克服摩擦力所做的功.答题卡一、选择题12345678 9101112二、实验题13、(1);(2);(3);14、(2);(2);(3);(4);(5)四、计算题15、一个质量为、以的速度飞来的网球被球拍击中,并以的速度弹回,网球与球拍的接触时间为,试求:(1)网球动量的变化(2)球拍对网球的平均作用力16、如图所示,质量0.4的小铁球系在长1.0m的轻质细线上,细线的另一端悬挂在O点,将小球拉直并呈水平状态时释放,试求(取g取102)(1)小铁球运动到最低点时的速度;(2)当小球运动到最低点时细线对小铁球的拉力.17、如图21所示,一质量为m=2.0 的滑块(可视为质点)静置在粗糙水平面上的A点,水平面上的B点处固定有一竖直放置的半径为R=0.4 m的粗糙半圆形轨道.现给滑块施加一水平向右且大小为F=10 N的恒定拉力,使滑块由静止开始向右运动.已知滑块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.25,A、B两点间的距离为d=5 m,重力加速度取g=10 2.图21(1)若滑块刚好运动到B点停止,求拉力F作用的时间;(2)若在滑块运动到B点时撤去拉力F,则滑块刚好能通过半圆形轨道的最高点C,求滑块从B点到C点的过程中克服摩擦力所做的功.参考答案一、选择题1、D2、A解析:根据功的定义式W=θ可以知道,当在力F方向上运动距离x都相等时,力F做的功相同,A对;根据动能定理W合=Δ可以知道,在所给出的四个情景图中物体所受合外力不同,所以动能增加量不同,加速度不同,B、C错;根据运动学公式x=2,可以知道,位移大小一样,加速度不一样,所以时间不一样,D错。
机械能守恒定律练习题(含答案)全文编辑修改
精选全文完整版可编辑修改机械能守恒定律复习测试题1.在如图所示的实验中,小球每次从光滑斜面的左端A自由滑下,每次都能到达右端与A等高的B点.关于其原因,下列说法中正确的是()A.是因为小球总是记得自己的高度B.是因为小球在运动过程中,始终保持能量守恒C.是因为小球在运动过程中,始终保持势能守恒D.是因为小球在运动过程中,始终保持动能守恒2.下面的物体中,只具有动能的是(),只具有势能的是(),既具有动能又具有势能的是().(以地面为参考平面)A.停在地面上的汽车B.在空中飞行的飞机C.被起重机吊在空中静止的货物D.压缩的弹簧E.正在水平铁轨上行驶的火车3.在伽利略的理想斜面实验中,小球停下来的高度为h1与它出发时的高度h2相同,我们把这一事实说成是“有某一量守恒”,下列说法正确的是()A.小球在运动的过程中速度是守恒的B.小球在运动的过程中高度是守恒的C.小球在运动的过程中动能是守恒的D.小球在运动的过程中能量是守恒的4.质量是2kg的物体,受到24N竖直向上的拉力,由静止开始运动,经过F5s;求:①5s内拉力的平均功率②5s末拉力的瞬时功率(g取10m/s2)mg5.如图所示,光滑的水平轨道与光滑半圆弧轨道相切.圆轨道半径R=0.4m,一小球停放在光滑水平轨道上,现给小球一个v0=5m/s的初速度,求:小球从C点抛出时的速度(g取10m/s2).RV0A B6.如图,长l=80cm的细绳上端固定,下端系一个质量m=100g的小球.将小球拉起至细绳与竖立方向成60°角的位置,然后无初速释放.不计各处阻力,求小球通过最低点时,细绳对小球拉力多大?取g=10m/s2.机械能守恒参考答案1、B 解析:小球在运动过程中守恒的“东西”是能量.2、答案:E CD B3.D4.【解析】物体受力情况如图5-2-5所示,其中F 为拉力,mg 为重力由牛顿第二定律有F -mg=ma解得 =a 2m/s 25s 内物体的位移221at s ==2.5m 所以5s 内拉力对物体做的功W =FS =24×25=600J5s 内拉力的平均功率为5600==t W P =120W 5s 末拉力的瞬时功率P =Fv =Fat =24×2×5=240W5.【解析】由于轨道光滑,只有重力做功,小球运动时机械能守恒.即 22021221C mv R mgh mv += 解得=C v 3m/s 6.【解析】小球运动过程中,重力势能的变化量)60cos 1(0--=-=∆mgl mgh E p ,此过程中动能的变化量221mv E k =∆.机械能守恒定律还可以表达为0=∆+∆k p E E 即0)60cos 1(2102=--mgl mv 整理得)60cos 1(202-=mg l v m 又在最低点时,有lv m mg T 2=- 在最低点时绳对小球的拉力大小图5-2-5N N mg mg mg lv mmg T 2101.022)60cos 1(202=⨯⨯==-+=+=。
机械能及其守恒定律试题及答案
高一物理必修1《机械能及其守恒定律》测试题(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,只要知道时间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. -mghB. mgHC. 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. 1:4B. 4:1C.2:1D. 1:17.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.08.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。
机械能守恒定律2012年高考真题及解析
机械能守恒定律2012年高考真题及解析一、高考真题1、(2012上海)15.质量相等的均质柔软细绳A 、B 平放于水平地面,绳A 较长。
分别捏住两绳中点缓慢提起,直到全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为hA 、hB ,上述过程中克服重力做功分别为WA 、WB 。
若( ) (A )hA =hB ,则一定有WA =WB (B )hA >hB ,则可能有WA <WB (C )hA <hB ,则可能有WA =WB (D )hA >hB ,则一定有WA >WB2、(2012上海)16.如图,可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为R 有光滑圆柱,A 的质量为B 的两倍。
当B 位于地面时,A 恰与圆柱轴心等高。
将A 由静止释放,B 上升的最大高度是( )(A )2R (B )5R/3 (C )4R/3 (D )2R/33、(2012上海)18.位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下,做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜面上的恒力F2,物体做速度为v2的匀速运动,且F1与F2功率相同。
则可能有( ) (A )F2=F1,v1>v2 (B )F2=F1,v1<v2 (C )F2>F1,v1>v2 (D )F2<F1,v1<v24、(2012 广东)17. 图4是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B 处安装一个压力传感器,其示数N 表示该处所受压力的大小,某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑,通过B 是,下列表述正确的有 A.N 小于滑块重力 B.N 大于滑块重力 C.N 越大表明h 越大 D.N 越大表明h 越小5、(2012 福建)17.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。
初始时刻,A 、B 处于同一高度并恰好静止状态。
剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块 A .速率的变化量不同 B .机械能的变化量不同 C .重力势能的变化量相同 D .重力做功的平均功率相同 6、(2012 江苏)3.如图所示,细线的一端固定于O 点,另一端系一小球,在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大,后减小D.先减小,后增大.7、(2012四川)21.如图所示,劲度系数为k的轻弹簧的一端固定在墙上,另一端与置于水平面上的质量为m的物体接触(未连接),弹簧水平且无形变。
2012年福建省高考物理试卷答案与解析
2012年福建省高考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题1.(3分)(2012•福建)一列简谐横波沿x轴传播,t=0时刻的波形如图甲所示,此时质点P正沿y轴负方向运动,其振动图象如图乙所示,则该波的传播方向和波速分别是()A.沿x轴负方向,60 m/s B.沿x轴正方向,60 m/sC.沿x轴负方向,30 m/s D.沿x轴正方向,30 m/s【考点】波长、频率和波速的关系;横波的图象.【专题】波的多解性.【分析】由质点P的振动情况,确定波的传播方向,由乙图读出波的周期,再由波速公式求出波速.【解答】解:由乙图可知:P点下一个时刻位移沿负方向增大,所以P点此时的运动方向向下,得出此波沿x轴负方向传播,由乙图可知:T=0.4s,由甲图可知:λ=24m,所以v=故选A【点评】本题要由质点的振动方向确定波的传播方向,这波的图象中基本问题,方法较多,其中一种方法是“上下坡法”,把波形象看成山坡:顺着波的传播方向,上坡的质点向下,下坡的质点向上.2.(3分)(2012•福建)如图,理想变压器原线圈输入电压u=U m sinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器,V1和V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是()A.I1和I2表示电流的瞬时值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变小【考点】变压器的构造和原理.【专题】交流电专题.【分析】在交流电中电表显示的都是有效值,滑片P向下滑动过程中,总电阻减小,只与输入电压和匝数有关,所以U2不变,I1变大.【解答】解:A、I1和I2表示电流的有效值,A错误;B、U1和U2表示电压的有效值,B错误;C、D滑片P向下滑动过程中,总电阻减小,只与输入电压和匝数有关,所以U2不变,I1变大,C正确,D错误.故选:C.【点评】本题考查了变压器的构造和原理,还考查了电路的动态分析.3.(3分)(2012•福建)如图,在点电荷Q产生的电场中,将两个带正电的试探电荷q1、q2分别置于A、B两点,虚线为等势线.取无穷远处为零电势点,若将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,则下列说法正确的是()A.A点电势大于B点电势B.A、B两点的电场强度相等C.q1的电荷量小于q2的电荷量D.q1在A点的电势能小于q2在B点的电势能【考点】电势能;电势.【专题】电场力与电势的性质专题.【分析】将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功,说明Q带负电,即可判断A、B电势高低;由点电荷场强公式E=k分析场强的大小;由图分析可知:A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差,根据电场力做功公式W=qU,分析电荷量的大小;根据电场力做功与电势能的关系,即可判断q1在A点的电势能与q2在B点的电势能的大小.【解答】解:A、由题,将两个带正电的试探电荷q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做功,则知Q与两个试探电荷之间存在引力,说明Q带负电,电场线方向从无穷远处指向Q,则A点电势小于B点电势.故A错误.B、由点电荷场强公式E=k分析可知,A点的场强大于B点的场强.故B错误.C、由图分析可知:A与无穷远间的电势差大于B与无穷远间的电势差,将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,根据电场力做功公式W=qU,得知,q1的电荷量小于q2的电荷量.故C正确.D、将q1、q2移动到无穷远的过程中外力克服电场力做的功相等,两个试探电荷电势能的变化量相等,无穷远处电势能为零,则q1在A点的电势能等于q2在B点的电势能.故D错误.故选C【点评】本题根据电场力做功与电势能变化的关系分析电势能的大小,根据公式E=k分析场强的大小等等,都是常用的思路.4.(3分)(2012•福建)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为N.已知引力常量为G,则这颗行星的质量为()A. B. C. D.【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用.【专题】人造卫星问题.【分析】先求出该星球表面重力加速度,根据万有引力提供向心力公式即可求解【解答】解:G=mg所以g=根据万有引力提供向心力得:解得:M=故选B【点评】本题是卫星类型的问题,常常建立这样的模型:环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动,由中心天体的万有引力提供向心力.重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁.5.(3分)(2012•福建)如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块()A.速率的变化量不同 B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同 D.重力做功的平均功率相同【考点】机械能守恒定律;功率、平均功率和瞬时功率.【专题】压轴题;机械能守恒定律应用专题.【分析】剪断轻绳后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,机械能守恒,重力势能变化量等于重力所做的功,重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值.【解答】解:设斜面倾角为θ,刚开始AB处于静止状态,所以m B gsinθ=m A g,所以m B>m A,A、剪断轻绳后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,根据动能定理得:mv2=mgh,解得v=,所以v﹣0=,即速率的变化量相同,故A错误;B、剪断细线,A、B两物体都只有重力做功,机械能守恒,则机械能的变化量都为零,故B错误;C、重力势能变化量△E P=mgh,由于A、B的质量不相等,所以重力势能变化不相同,故C 错误;D、A运动的时间为:t1=,所以A重力做功的平均功率为:B运动有:,解得:t2=,所以B重力做功的平均功率为:,而m B gsinθ=m A g,所以重力做功的平均功率相等,故D正确.故选:D.【点评】重力做功决定重力势能的变化与否,若做正功,则重力势能减少;若做负功,则重力势能增加,重力做功的平均功率等于重力做功与时间的比值,难度适中.6.(3分)(2012•福建)如图,一圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴线始终保持重合.若取磁铁中心O为坐标原点,建立竖直向下为正方向的x轴,则图中最能正确反映环中感应电流i随环心位置坐标x变化的关系图象是()A.B.C.D.【考点】楞次定律.【专题】压轴题;电磁感应与图像结合.【分析】由楞次定律可知,感应线圈中电流方向变化,综合分析两个峰值不可能相等,由排除法可知【解答】解:A、圆形闭合铜环由高处从静止开始下落,穿过一根竖直悬挂的条形磁铁,铜环的中心轴线与条形磁铁的中轴始终保持重合,圆环中磁通量变化不均匀,产生的感应电流不是线性变化,A错误;B、铜环下落到磁铁顶端的速度小于下落到磁铁底端的速度,铜环下落到磁铁顶端产生的感应电流小于下落到磁铁底端产生的感应电流,选项B正确,CD错误.故选:B【点评】本题考查了对楞次定律的理解和应用,注意重点判断磁通量的大小和方向的变化.二、解答题7.(2012•福建)(1)在“用双缝干涉测光的波长”实验中:(实验装置如图)①下列说法哪一个是错误的A.(填选项前的字母)A.调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,应放上单缝和双缝B.测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐C.为了减小测量误差,可用测微目镜测出n条亮纹间的距离a,求出相邻两条亮纹间距△x=②测量某亮纹位置时,手轮上的示数如图,其示数为 1.970mm.(2)某研究性学习小组欲测定一块电池的电动势E.①先直接用多用电表测定该电池电动势.在操作无误的情况下,多用电表表盘示数如图,其示数为9.0V.②然后,用电压表V、电阻箱R、定值电阻R0、开关S、若干导线和该电池组成电路,测定该电池电动势.(ⅰ)根据电路图,用笔画线代替导线,将实物图连接成完整电路.(ⅱ)闭合开关S,调整电阻箱阻值R,读出电压表V相应示数U.该学习小组测出大量数据,分析筛选出下表所示的R、U数据,并计算出相应的与的值.请用表中数据在坐标纸上描点,并作出﹣图线.(ⅲ)从图线中可求得E=10V.R(Ω)166.7 71.4 50.0 33.3 25.0 20.0U(V)8.3 5.9 4.8 4.2 3.2 2.90.60 1.40 2.00 3.00 4.00 5.00(×10﹣2Ω﹣1)0.12 0.17 0.21 0.24 0.31 0.35(V﹣1)【考点】用双缝干涉测光的波长.【专题】实验题;光的干涉专题.【分析】(1)在“用双缝干涉测光的波长”的实验中,让光源通过滤光片获得单色光,让单色光通过单缝,获得线光源,让单色的线光源通过双缝在光屏上产生干涉条纹.根据条纹的间距公式,求出光的波长.螺旋测微器的读数等于固定刻度读数加上可动刻度读数,需估读.(2)本实验采用伏阻法测量电源的电动势,根据E=U+Ir推导出﹣的关系式,通过描点作图,然后结合图象的斜率和截距进行研究.【解答】解:(1)①A、调节光源高度使光束沿遮光筒轴线照在屏中心时,不需放单缝和双缝.故A错误.B、测量某条干涉亮纹位置时,应使测微目镜分划板中心刻线与该亮纹的中心对齐.故B正确.C、n条亮纹之间有n﹣1个间距,相邻条纹的间距.故C正确.本题选错误的,故选A.②螺旋测微器的读数等于1.5mm+0.01×47.0mm=1.970mm.(2)①电压表量程为10V,共50格,故读数为9.0V;②(ⅰ)根据电路图连接实物图,如图所示:(ⅰⅰ)作出﹣图线,如图所示:(ⅰⅰⅰ)根据闭合电路欧姆定律,有:E=得到:图象的纵轴截距表示,故=0.10,解得E=10V故答案为:(1)①A;②1.970;(2)①9.0;②(ⅰ)如图所示;(ⅱ)如图所示;(ⅲ)9.5~11.1.【点评】本题第一小题关键会用螺旋测微器读数;第二小问关键根据闭合电路欧姆定律推导出﹣关系式并作出﹣图线进行分析.8.(2012•福建)如图,置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动,当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动.现测得转台半径R=0.5m,离水平地面的高度H=0.8m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=0.4m.设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度g=10m/s2求:(1)物块做平抛运动的初速度大小v0;(2)物块与转台间的动摩擦因数μ.【考点】平抛运动;牛顿第二定律;向心力.【专题】平抛运动专题.【分析】(1)平抛运动在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据水平方向和竖直方向上的运动规律求出平抛运动的初速度.(2)当转速达到某一数值时,物块恰好滑离转台开始做平抛运动.根据静摩擦力提供向心力,通过临界速度求出动摩擦因数.【解答】解:(1)物块做平抛运动,在竖直方向上有①在水平方向上s=v0t②由①②得(2)物块离开转台时,最大静摩擦力提供向心力,有③f m=μN=μmg④由③④式解得答:(1)物块做平抛运动的初速度大小为1m/s.(2)物块与转台间的动摩擦因数μ为0.2.【点评】解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律,以及知道物块随转台一起做圆周运动,靠静摩擦力提供向心力.9.(2012•福建)如图,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边.已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计.求:(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功W f;(2)小船经过B点时的速度大小v1;(3)小船经过B点时的加速度大小a.【考点】运动的合成和分解;牛顿第二定律.【专题】压轴题;运动的合成和分解专题.【分析】(1)根据功的表达式求出阻力所做的功.(2)根据动能定理求出小船经过B点时的速度.(3)设小船经过B点时绳的拉力大小为F,绳与水平方向夹角为θ,绳的速度大小为u,根据牛顿第二定律、功率P=Fu,以及小船速度与绳子收缩速度的关系求出B点的加速度.【解答】解:(1)小船从A点运动到B点克服阻力做功W f=fd①(2)小船从A点运动到B点,电动机牵引绳对小船做功W=Pt1②由动能定理有③由①②③式解得④(3)设小船经过B点时绳的拉力大小为F,绳与水平方向夹角为θ,绳的速度大小为u,P=Fu ⑤u=v1cosθ⑥牛顿第二定律Fcosθ﹣f=ma⑦由④⑤⑥⑦得答:(1)A到B点过程中,小船克服阻力所做的功为fd.(2)小船经过B点时速度大小.(3)小船经过B点时的加速度大小.【点评】本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律等知识,综合性较强,对学生能力要求较高,尤其第三问要运用到速度的分解.10.(2012•福建)如图甲,在圆柱形区域内存在一方向竖直向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场,在此区域内,沿水平面固定一半径为r的圆环形光滑细玻璃管,环心O在区域中心.一质量为m、带电荷量为q(q>0)的小球,在管内沿逆时针方向(从上向下看)做圆周运动.已知磁感应强度大小B随时间t的变化关系如图乙所示,其中T0=.设小球在运动过程中电荷量保持不变,对原磁场的影响可忽略.(1)在t=0到t=T0这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,求小球的速度大小v0;(2)在竖直向下的磁感应强度增大过程中,将产生涡旋电场,其电场线是在水平面内一系列沿逆时针方向的同心圆,同一条电场线上各点的场强大小相等.试求t=T0到t=1.5T0这段时间内:①细管内涡旋电场的场强大小E;②电场力对小球做的功W.【考点】电磁场;电场强度;电磁波的产生.【专题】压轴题.【分析】(1)在t=0到t=T0这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,说明洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解;(2)①根据法拉第电磁感应定律求解出感应电动势,再进一步计算电场强度;②先根据牛顿第二定律求解加速度,计算出路程,再求解电场力的功.【解答】解:(1)在t=0到t=T0这段时间内,小球不受细管侧壁的作用力,说明洛伦兹力提供向心力,根据牛顿第二定律,有解得v0=(2)①根据法拉第电磁感应定律,感应电动势为:电势差与电场强度的关系,有:U=E•2πr由上面两式解得E=其中:故:E=②电场力为:F=Eq=;根据牛顿第二定律,有F=ma解得物体的末速度为:=根据动能定理,电场力做的功为:W==;答:(1)在t=0到t=T0这段时间内,小球的速度大小为;(2)在t=T0到t=1.5T0这段时间内:①细管内涡旋电场的场强大小E为;②电场力对小球做的功W为.【点评】本题是有关感应加速器的问题,感生电场的电场力做正功,电场力是恒定大小的力,电荷速率随着时间均匀增加,结合动能定理、电势差与电场强度的关系公式、牛顿第二定律列式求解.三、选择题:11.(2012•福建)关于热力学定律和分子动理论,下列说法正确的是()A.一定量气体吸收热量,其内能一定增大B.不可能使热量由低温物体传递到高温物体C.若两分子间距离增大,分子势能一定增大D.若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大【考点】分子间的相互作用力;热力学第一定律.【专题】分子间相互作用力与分子间距离的关系.【分析】做功和热传递都能改变内能,不可能使热量由低温物体传递到高温物体而不引起其它变化,若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大.【解答】解:A、做功和热传递都能改变内能,气体吸收热量,其内能不一定增大,A错误;B、可以使热量由低温物体传递到高温物体,但要引起其它变化,如电冰箱,故B错误;C、若分子间距大于平衡位置时,分子间距离增大,分子势能一定增大,C错误;D、若两分子间距离减小,分子间引力和斥力都增大,D正确;故选:D.【点评】本题考查了分子间的引力和斥力,改变内能的方式,记住热力学第一定律的公式.12.(2012•福建)空气压缩机的储气罐中储有1.0atm的空气6.0L,现再充入1.0atm的空气9.0L.设充气过程为等温过程,空气可看作理想气体,则充气后储气罐中气体压强为()A.2.5atm B.2.0atm C.1.5atm D.1.0atm【考点】理想气体的状态方程.【专题】理想气体状态方程专题.【分析】该类题目属于充气问题,可以将充气之前的两部分气体合起来作为初状态,然后代入气体方程即可解题.【解答】解:将充气之前的两部分气体合起来作为初状态,压强都是1.0atm,故初始体积为两部分的和.初状态:P1=1.0atm,V=V1+V2=(6.0+9.0)L=15.0L末状态:P2=?,V′=V1=6.0L由玻意耳定律:P1V=P2V′代入数据,求得:P2=2.5atmA选项正确.故选:A【点评】该类题目属于充气问题,可以将充气之前的两部分气体合起来作为初状态是解题的关键.属于基础题目.13.(2012•福建)关于近代物理,下列说法正确的是()A.α射线是高速运动的氦原子B.核聚变反应方程H+H→He+n中,n表示质子C.从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D.玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征【考点】玻尔模型和氢原子的能级结构;爱因斯坦光电效应方程.【专题】压轴题;原子的能级结构专题.【分析】α射线是氦核流;01n表示中子;根据光电效应方程判断最大初动能与照射光频率的关系;【解答】解:A、α射线是高速运动的氦核流,不是氦原子.故A错误.B、核聚变反应方程12H+13H﹣→24He+01n中,01n表示中子.故B错误.C、根据光电效应方程E km=hv﹣W0,知最大初动能与照射光的频率成线性关系,不是成正比,故C错误.D、玻尔将量子观念引入原子领域,其理论能够解释氢原子光谱的特征.故D正确.故选D.【点评】解决本题的关键知道各种粒子的符号,以及粒子的实质,掌握光电效应方程,知道最大初动能与入射光频率的关系.14.(2012•福建)如图,质量为M的小船在静止水面上以速率v0向右匀速行驶,一质量为m的救生员站在船尾,相对小船静止.若救生员以相对水面速率v水平向左跃入水中,则救生员跃出后小船的速率为()A.v0+v B.v0﹣v C.v0+(v0+v) D.v0+(v0﹣v)【考点】动量守恒定律.【专题】压轴题.【分析】人和小船系统动量守恒,根据动量守恒定律列式求解,【解答】解:人在跃出的过程中船人组成的系统水平方向动量守恒,规定向右为正方向(M+m)v0=Mv′﹣mvv′=v0+(v0+v)故选C.。
完整版机械能守恒定律测试题及答案
机械能守恒定律测试题1.下列说法正确的是 ( )A .如果物体(或系统)所受到的合外力为零,则机械能一定守恒B .如果合外力对物体(或系统)做功为零,则机械能一定守恒C .物体沿固定光滑曲面自由下滑过程中,不计空气阻力,机械能一定守恒D .做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒2.如图所示,木板O A 水平放置,长为L ,在A 处放置一个质量为m 的物体,现绕O 点缓慢抬高到A '端,直到当木板转到与水平面成α角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑,物体又回到O 点,在整个过程中( )A .支持力对物体做的总功为m g L s i n αB .摩擦力对物体做的总功为零C .木板对物体做的总功为零D .木板对物体做的总功为正功3、设一卫星在离地面高h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为1K E ,重力势能为1P E 。
与该卫星等质量的另一卫星在离地面高2h 处绕地球做匀速圆周运动,其动能为2K E ,重力势能为2P E 。
则下列关系式中正确的是( )A .1K E >2K EB .1P E >2P EC .2211P K P K E E E E +=+D .11K PE E +< 22K P E E +4.质量为m 的物体,由静止开始下落,由于空气阻力,下落的加速度为g 54,在物体下落h 的过程中,下列说法正确的是( )A .物体动能增加了mgh 54B .物体的机械能减少了mgh 54C .物体克服阻力所做的功为mgh 51D .物体的重力势能减少了mgh5.如图所示,木板质量为M ,长度为L ,小木块的质量为m ,水平地面光滑,一根不计质量的轻绳通过定滑轮分别与M 和m 连接,小木块与木板间的动摩擦因数为μ.开始时木块静止在木板左端,现用水平向右的力将m 拉至右端,拉力至少做功为( )A .mgL μB .2mgL μC .2mgLμD .gL m M )(+μ6.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板2m 的左端,右端与小木块1m 连接,且1m 、2m 及 2m 与地面之间接触面光滑,开始时1m 和2m 均静止,现同时对1m 、2m 施加等大反向的 水平恒力1F 和2F ,从两物体开始运动以后的整个过程中,对1m 、2m 和弹簧组成的系统(整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度),正确的说法是( ) A .由于1F 、2F 等大反向,故系统机械能守恒B .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统动能不断增加C .由于1F 、2F 分别对1m 、2m 做正功,故系统机械能不断增加D .当弹簧弹力大小与1F 、2F 大小相等时,1m 、2m 的动能最大7.如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B 点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m ,A 、B 两点间的水平距离为L .在滑雪者经过A B 段的过程中,摩擦力所做的功( )A .大于mgL μB .小于mgL μC .等于mgL μD .以上三种情况都有可能8.嫦娥一号奔月旅程的最关键时刻是实施首次“刹车”减速.如图所示,在接近月球时,嫦娥一号将要利用自身的火箭发动机点火减速,以被月球引力俘获进入绕月轨道.这次减速只有一次机会,如果不能减速到一定程度,嫦娥一号将一去不回头离开月球和地球,漫游在更加遥远的深空;如果过分减速,嫦娥一号则可能直接撞击月球表面.该报道的图示如下.则下列说法正确的是( )A .实施首次“刹车”的过程,将使得嫦娥一号损失的动能转化为势能,转化时机械能守恒.B .嫦娥一号被月球引力俘获后进入绕月轨道,并逐步由椭圆轨道变轨到圆轨道.C .嫦娥一号如果不能减速到一定程度,月球对它的引力将会做负功.D .嫦娥一号如果过分减速,月球对它的引力将做正功,撞击月球表面时的速度将很大9、如图所示,物体A 、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧,物体A 、B 的质量都为m 。
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第五章机械能及其守恒定律(时间90分钟,满分120分)一、单项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分)1.物体沿直线运动的v-t关系如图1所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则()图1A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为WD.从第3秒末到第4秒末合外力做功为0.75W2.在竖直平面内,有根光滑金属杆弯成如图2所示形状,相应的曲线方程为y=A cos x,将一个光滑小环套在该金属杆上,并从x=0、y=A处以某一初速度沿杆向+x方向运动.运动过程中()图2A.小环在D点的加速度为零B.小环在B点和D点的加速度相同C.小环在C点的速度最大D.小环在C点和E点的加速度方向相同3.光滑斜面上有一个小球自高为h的A处由静止开始滚下,抵达光滑的水平面上的B点时的速度大小为v0.光滑水平面上每隔相等的距离设置了一个与小球运动方向垂直的活动阻挡条,如图3所示,小球越过n条活动挡条后停下来.若让小球从h高处以初速度v0滚下,则小球能越过的活动阻挡条的条数是(设小球每次越过活动阻挡条时损失的动能相等) ()图3A .nB .2nC .3nD .4n4.小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H ,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h 处,小球的动能是势能的2倍,在下落至离地高度h 处,小球的势能是动能的2倍,则h 等于 ( )A.H 9B.2H 9C.3H 9D.4H 95.如图4甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F ,使环由静止开始运动,已知拉力F 及小环速度v 随时间t 变化的规律如图乙所示,重力加速度g 取10 m/s 2.则以下判断正确的是 ()图4A .小环的质量是1 kgB .细杆与地面间的倾角是30°C .前3 s 内拉力F 的最大功率是2.25 WD .前3 s 内小环机械能的增加量是6.75 J二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分,每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)6.带电荷量为+q 、质量为m 的滑块,沿固定的斜面匀速下滑,现加上一竖直向上的匀强电场(如图5所示),电场强度为E ,且qE <mg ,对物体在斜面上的运动,以下说法正确的是 ( )A .滑块将沿斜面减速下滑B .滑块仍沿斜面匀速下滑C .加电场后,重力势能和电势能之和不变D .加电场后,重力势能和电势能之和减小图57.半径为R 的圆桶固定在小车上,有一光滑小球静止在圆桶的最低点,如图6所示.小车以速度v 向右匀速运动,当小车遇到 障碍物突然停止时,小球在圆桶中上升的高度可能是( )A .等于v 22gB .大于v 22g图6 C .小于v 22gD .等于2R 8.如图7所示为某探究活动小组设计的节能运动系统,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36.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( )图7A .m =MB .m =2MC .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9.静止在粗糙水平面上的物块A 受方向始终水平向右、大小先后为F 1、F 2、F 3的拉力作用做直线运动,t =4 s 时停下,其v -t 图象如图8所示,已知物块A 与水平面间的动摩擦因数处处相同,下列判断正确的是 ( ) 图8A .全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功B .全过程拉力做的功等于零C .一定有F 1+F 3=2F 2D .有可能F 1+F 3>2F 210.如图9所示,一物体m 在沿斜面向上的恒力F 作用下,由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀加速直线运动,经时间t 力F 做功为60J ,此后撤去恒力F ,物体又经时间t 回到出发点,若以地面为零势能点,则下列说法正确的是 ( ) 图9A .物体回到出发点时的动能是60 JB .开始时物体所受的恒力F =2mg sin θC.撤去力F时,物体的重力势能是45 JD.动能与势能相同的位置在撤去力F之前的某位置三、简答题(本题共2小题,共18分.请将解答填写在相应的位置)11.(9分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,若重物质量为0.50 kg,选择好的纸带如图10所示,O、A之间有几个点未画出.已知相邻两点时间间隔为0.02 s,长度单位是cm,g取9.8 m/s2.则打点计时器打下点B时,重物的速度v B=________m/s;从起点O到打下点B的过程中,重物重力势能的减少量ΔE p=________J,动能的增加量ΔE k=________J.(结果保留三位有效数字)图1012.(9分)某兴趣小组为测一遥控电动小车的额定功率,进行了如下实验:①用天平测出电动小车的质量为0.4 kg;②将电动小车、纸带和打点计时器按如图11所示安装;图11③接通打点计时器(其打点周期为0.02 s);④使电动小车以额定功率加速运动,达到最大速度一段时间后关闭小车电源.待小车静止时再关闭打点计时器(设在整个过程中小车所受的阻力恒定).在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的点迹如图12甲、乙所示,图中O点是打点计时器打的第一个点.图12请你分析纸带数据,回答下列问题:(1)该电动小车运动的最大速度为________m/s;(2)该电动小车运动过程中所受的阻力大小为________ N;(3)该电动小车的额定功率为________W.四、计算题(本题共4小题,共47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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)13.(10分)如图13所示,质量为m 的物体从倾角为θ的斜面上的A 点以速度v 0沿斜面上滑,由于μmg cos θ<mg sin θ,所以它滑到最高点后又滑下来,当它下滑到B 点时,速度大小恰好也是v 0,设物体与斜面间的动摩擦因数为μ,求AB 间的距离. 图1314.(12分)一劲度系数k =800 N/m 的轻质弹簧两端分别连接着质量均为12 kg的物体A 、B ,将它们竖直静止放在水平面上,如图14所示.现将一竖直向上的变力F 作用在A 上,使A 开始向上做匀加速运动,经0.40 s 物体B刚要离开地面.g =10.0 m/s 2,试求:(1)物体B 刚要离开地面时,A 物体的速度v A ;图14(2)物体A 重力势能的改变量;(3)弹簧的弹性势能公式:E p =12kx 2,x 为弹簧的形变量,则此过程中拉力F 做的功为多少?15.(10分)某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛.比赛路径如图15所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟.已知赛车质量m=0.1 kg,通电后以额定功率P=1.5 W工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3 N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中L=10.00 m,R=0.32 m,h=1.25 m,x=1.50 m.问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10 m/s2)图1516.(15分)如图16甲所示,水平传送带的长度L=6 m,皮带轮以速度v顺时针匀速转动,现在一质量为1 kg的小物块(可视为质点)以水平速度v0从A点滑上传送带,越过B点后做平抛运动,其水平位移为x,保持物块的初速度v0不变,多次改变皮带轮的速度v依次测量水平位移x,得到如图16乙所示的x-v图象.图16(1)当0<v≤1 m/s时,物块在A、B之间做什么运动?当v≥7 m/s时,物块在A、B之间做什么运动?(2)物块的初速度v0多大?第五章 机械能及其守恒定律【参考答案与详细解析】一、单项选择题(本题共5小题,每小题5分,共25分)1.解析:由题图知,第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大小关系:v 1=v 3=v 7,由题知W =12m v 12-0,则由动能定理知第1秒末到第3秒末合外力做功W 2=12m v 32-12m v 12=0,故A 错.第3秒末到第5秒末合外力做功W 3=0-12m v 32=-W ,故B 错.第5秒末到第7秒末合外力做功W 4=12m v 72-0=W ,故C 正确.第3秒末到第4秒末合外力做功W 5=12m v 42-12m v 32;因v 4=12v 3,所以W 5=-0.75 W .故D 错误. 答案:C2.解析:小环在D 点和B 点的加速度是由环的重力沿杆切向分力产生的,由对称性可知,小环在两点的加速度的大小相同,方向不同,故A 、B 均错误;因C 点最低,小环的重力势能最小,由机械能守恒知,小环在C 点的速度最大,C 正确;小环在C 点和E 点的加速度均为向心加速度,故方向相反,D 错误.答案:C3.解析:设每条阻挡条对小球做的功为W ,当小球在水平面上滚动时,由动能定理有0-12m v 02=nW ,对第二次有0-12m v 22=0-(12m v 02+mgh )=NW , 又因为12m v 02=mgh ,联立以上三式解得N =2n . 答案:B4.解析:设小球上升至离地面高度h 时,速度为v 1,由地面上抛时速度为v 0,下落至离地面高度h 处速度为v 2,空气阻力为F f .上升阶段:-mgH -F f H =-12m v 02 -mgh -F f h =12m v 12-12m v 02 2mgh =12m v 12 下降阶段:mg (H -h )-F f (H -h )=12m v 22mgh=2×12m v22由以上各式联立得:h=49H.故选D.答案:D5.解析:设小环的质量为m,细杆与地面间的倾角为α,由题图乙知,小环在第1 s内的加速度a=0.51m/s2=0.5 m/s2,由牛顿第二定律得:5-mg sinα=ma,又4.5=mg sinα,得m=1 kg,A正确;sinα=0.45,B错误;分析可得前3 s内拉力F的最大功率以1 s末为最大,P m=F v=5×0.5 W=2.5 W,C错误;前3 s内小环沿杆上升的位移x=0.52×1 m+0.5×2 m=1.25 m,前3 s内小环机械能的增加量ΔE=12m v2+mgx sinα=5.75 J,故D错误.答案:A二、多项选择题(本题共5小题,每小题6分,共30分,每小题有多个选项符合题意,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选或不答的得0分)6.解析:没加电场时,滑块匀速下滑,有:mg sinθ=μmg cosθ,加上电场后,因(mg -Eq)sinθ=μ(mg-Eq)cosθ,故滑块仍匀速下滑,B正确.加电场后,因重力做正功比电场力做负功多,所以重力势能减少得多,电势能增加得少,重力势能和电势能之和减小,C错误,D正确.答案:BD7. 解析:小球沿圆桶上滑机械能守恒,由机械能守恒分析知A、C、D是可能的.答案:ACD8. 解析:自木箱下滑至弹簧压缩到最短的过程中,由能量守恒有:(m+M)gh=(m+M)gμcos30°·hsin30°+E弹①在木箱反弹到轨道顶端的过程中,由能量守恒有:E弹=Mgμcos30°·hsin30°+Mgh ②联立①②得:m=2M,A错误,B正确.下滑过程中:(M+m)g sinθ-(M+m)gμcosθ=(M+m)a1 ③图5上滑过程中:Mg sin θ+Mgμcos θ=Ma 2 ④ 解之得:a 2=g (sin θ+μcos θ)>a 1=g (sin θ-μcos θ),故C 正确.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能,所以D 错误.答案:BC9.解析:由动能定理知A 正确,B 错误.第1 s 内F 1-μmg =ma,1 s 末至3 s 末,F 2=μmg , 第4 s 内,μmg -F 3=ma ,所以F 1+F 3=2F 2,故C 正确,D 错误.答案:AC10.解析:由功能关系可知,前一个时间t 内,力F 做的功等于此过程中物体机械能的增量,也等于前一个时间t 末时刻物体的机械能;撤去外力F 后,物体的机械能守恒,故物体回到出发点时的动能是60 J ,A 正确;设前一个时间t 末时刻物体速度为v 1,后一个时间t 末时刻物体速度为v 2,由v 12t =v 2-v 12t (两段时间内物体位移大小相等)得:v 2=2v 1,由12m v 22=60 J 知,12m v 12=15 J ,因此撤去F 时,物体的重力势能为60 J -15 J =45 J ,C 正确;动能和势能相同时,重力势能为30 J ,故它们相同的位置一定在撤去力F 之前的某位置,D正确;由F -mg sin θm =v 1t ,mg sin θm =v 2-(-v 1)t 可得:F =43mg sin θ,故B 错误. 答案:ACD三、简答题(本题共2小题,共18分.请将解答填写在相应的位置)11.解析:v B =(7.02-3.13)×10-22×0.02m /s≈0.973 m/s 动能的增量ΔE k =12m v B 2=12×0.5×0.9732≈0.237 J 重力势能的减少量ΔE p =mgh B =0.5×9.8×4.86×10-2 J ≈0.238 J.答案:0.973 0.238 0.23712.解析:(1)速度恒定时v =x t =6.00×10-22×0.02m/s =1.50 m/s. (2)匀减速运动阶段a =Δx t 2≈-4.00 m/s 2 F f =ma =-1.60 N(3)F =-F f电动小车的额定功率P =F v =1.60×1.50 W =2.40 W.答案:(1)1.50 (2)1.60 (3)2.40四、计算题(本题共4小题,共47分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.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)13.解析:设物体m 从A 点到最高点的位移为x ,对此过程由动能定理得:-(mg sin θ+μmg cos θ)·x =0-12m v 02 ① 对全过程由动能定理得:mg sin θ·x AB -μmg cos θ·(2x +x AB )=0 ② 由①②得:x AB =μv 02cos θg (sin 2θ-μ2cos 2θ). 答案:μv 02cos θg (sin 2θ-μ2cos 2θ)14.解析:(1)开始时m A g =kx 1当物体B 刚要离地面时kx 2=m B g可得:x 1=x 2=0.15 m由x 1+x 2=12at 2 v A =at得:v A =1.5 m/s.(2)物体A 重力势能增大,ΔE pA =m A g (x 1+x 2)=36 J.(3)因开始时弹簧的压缩量与末时刻弹簧的伸长量相等,对应弹性势能相等,由功能关系可得:W F =ΔE pA +12m A v A 2=49.5 J.答案:(1)1.5 m/s (2)36 J (3)49.5 J15.解析:设赛车越过壕沟需要的最小速度为v 1,由平抛运动的规律x =v 1th =12gt 2 解得v 1=x g 2h=3 m/s 设赛车恰好通过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v 2,最低点的速度为v 3,由牛顿第二定律及机械能守恒定律mg =m v 22R12m v 32=12m v 22+mg (2R ) 解得 v 3=5gR =4 m/s通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是v min =4 m/s设电动机工作时间至少为t ,根据功能关系Pt -F f L =12m v min 2 由此可得t =2.53 s.答案:2.53 s16.解析:(1)由于0<v ≤1 m/s 时传送带速度增加而物体的平抛初速度不变,所以物体在A 、B 之间做匀减速直线运动.由于v ≥7 m/s 时传送带速度增加而物体的平抛初速度不变,所以物体在A 、B 之间做 匀加速直线运动.(2)由图象可知在传送带速度v 带=1 m/s 时,物体做匀减速运动.则平抛初速度为v 1=1 m/s ,由动能定理得:-μmgL =12m v 12-12m v 02 在v 带=7 m/s 时,物体做匀加速运动,则平抛初速度为v 2=7 m/s ,由动能定理得:μmgL =12m v 22-12m v 02 解得v 0= v 12+v 222=5 m/s. 答案:(1)匀减速直线运动 匀加速直线运动 (2)5 m/s。