高一物理机械能单元测试题(doc 8页)

高一物理机械能单元测试题(doc 8页)
4．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 ．41mgR
B ．31mgR
C ．2
1mgR D ．mgR 5．如图2所示，质量为m 的物体，由高h 处无初速滑下，至平面上A 点静止，不考虑B 点
处能量转化，若施加平行于路径的外力使物体由A 点沿原路径返回C 点，则外力至少做 功为
图2
A．mgh B．2mgh C．3mgh
D．条件不足，无法计算
6．如图3所示，小球在竖直向下的力F作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F撤去，小球
将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时为止，则小球在上升过程中（）
①小球的动能先增大后减小
②小球在离开弹簧时动能最大
③小球动能最大时弹性势能为零
④小球动能减为零时，重力势能最大
以上说法中正确的是
A．①③B．①④C．②③D．②④7．如图4所示，质量为M的木块放在光滑的水平
面上，质量为m 的子弹以速度v 0沿水平射
中木块，并最终留在木块中与木块一起以速度v 运动。

已知当子弹相对木块静止时，木块
前进距离L ，子弹进入木块的深度为s 。

若木块对子弹的阻力f 视为恒定，则下列关系式
中正确的是
（ ）
图4
A ．F f L =2
1Mv 2 B ．F f s =21mv 2
C ．F f s =21mv 02－21（M ＋m ）v 2
D ．F f （L ＋s ）=21mv 02－2
1mv 2 8．如图5所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A 处固定质量为2 m 的小
球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直
的固定轴转动.开始时OB与地面相垂直.放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下
列说法正确的是
图5
A．A球到达最低点时速度为零
B．A球机械能减少量等于B球机械能增加量C．B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A 球开始运动时的高度
D．当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度
二、填空题（每小题6分，共30分）
9．如图6所示，在倾角为30°的斜面上，沿水平方向抛出一小球，抛出时小球动能为6 J，则小球落回斜面时的动能为_______J.
图6
10．功率为P，质量为M的汽车，下坡时关闭油门，则速度不变.若不关闭油门，且保持功率不变，则在t
s内速度增大为原来的2倍，则汽车的初速度
为_______。

11．质量为1
kg的物体在水平面上滑行，且动能随位移变
化的情况如图7所示，取g=10
m/s2，则物体滑行持续的时间是________。

图7
12．如图8所示，在水平地面上有一辆质量为2 kg的玩具汽车沿Ox轴运动，已知其发动机的
输出功率恒定，它通过A点时速度为2
m/s,再经过2 s，它通过B点，速度达6 m/s。

A与B两点相距10
m，它在途中受到的阻力保持为1
N，则玩具汽车通过B点时的加速度为_____
__ m/s2。

图8
13．如图9所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1、m2的物块1、2拴接，劲度
系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接，下
端压在桌面上(不拴接)，整个系统处于平衡
状态.现施力将物块1缓慢竖直上提，直到下
面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2的重力势能增加了_______，物块1
的重力势能增加了_______.
图9
三、计算题（共22分）
14．（10分）一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，量得停止处对开始运动处的水平距离为s(
图10)，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作
用，并认为斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同，求动摩擦因数μ.
图10
15．(12分)电动机通过一绳子吊起质量为8
kg的物体，绳的拉力不能超过120
N，电动机的功率不能超过1200
W，要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m（已知此物体在被吊高接近90
m时已开始以最大速度匀速上升），所需时间为多少？
参考答案
1．CD 2．BC 3．B 4．C 5．B 6．B 7．ACD
对子弹：由-F f (L +s )=21mv 2-2
1mv 02
知D 正确.对木块：由fL =
2
1
mv 2，知A 正确.而由以上两式相加并整理得fs
=21mv 02-2
1 (M +m )v 2
，知C 正确 8．BCD
因A 处小球质量大，处的位置高，图示中三角形框架处于不稳定状态，释放后支架就会向左摆动.摆动过程中只有小球受的重力做功，故系统的机械能守恒，选项B 正确，D 选项也正确.A 球到达最低点时，若设支架边长
是L ，A 球下落的高度便是21L ,有mg ·(21
L )的重力势能转化为支架的动能，因而此时A 球速度不为零，选项A 错.当A 球到达最低点时有向左运动的速度，还要继续左摆，B 球仍要继续上升，因此B 球能达到的最高位置比A 球的最高位置要高，C 选项也正确。

9．14
设小球被抛出时速度为v 0，落至斜面上时竖
直分速度为v y ，则v y =gt ,且tan30°=21gt 2
/v 0t 即gt /2v 0=tan30°
v y =2v 0tan30°,故末动能E k ′=21m (v 02+v y 2)=21mv 0
2
×3
7=14 J. 10．
M
Pt 3/2
11．5 s
12．1.25 由动能定理有：Pt -fs =21mv B 2-2
1mv A 2
① a B =m
f
v P B )/(
②
由①②并代入数据得：a B =1.25 m/s 2. 13．m 2(m 1+m 2)g 2/k 2;m 1(m 1+m 2)(1
1k +
2
1k )g 2
14．物体沿斜面下滑时，重力和摩擦力对物体做
功(支持力不做功)，设斜面倾角为α，斜坡长L ，则重力和摩擦力的功分别为：
ＷG =mgL sin α Ｗf 1=-μmgL cos α
在平面上滑行时仅有摩擦力做功，设平面上滑行的距离为s 2，则Ｗf 2=-μmgs 2
整个运动过程中所有外力的功为：
Ｗ=ＷG +Ｗf 1+Ｗf 2
即Ｗ=mgL sin α-μmgL cos α-μmgs 2 根据动能定理Ｗ=E k2-E k1 得mgL sin α-μmg cos αL -μmgs 2=0 得：h -μs 1-μs 2=0
式中s 1为斜面底端与物体初位置间水平距离，故μ=s h
s s
h =+2
1.
15．此题可以用机车起动类问题为思路，即将物
体吊高分为两个过程处理：第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体，使物体匀加速上升，第一个过程结束时，电动机刚达最大功率.第二个过程是电动机一直以最大功率拉物体，拉力逐渐减小，当拉力等于重力时，物体开始匀速上升. 在匀加速运动过程中加速度为
a =8
10
8120⨯-=-m mg F
m
m/s 2=5 m/s 2 末速度v t =120
1200m
m =
F
P
m/s=10 m/s
上升时间 t 1=510=a v t
s=2 s 上升高度 h =
5
21022
2
⨯=
a v t m=10 m
在功率恒定的过程中，最后匀速运动的速度为
v m =10
81200m m
⨯=
=
mg P F
P
m/s=15 m/s
外力对物体做的总功W =P m t 2-mgh 2，动能变化量
ΔE k =2
1mv m 2-21mv t 2
由动能定理得
P m ·t 2-mgh 2=21mv m 2-21mv t 2
代入数据后解得 t 2=5.75 s,t =t 1+t 2=7.75 s 所需时间至少要7.75 s.。