高考物理一轮复习章末过关检测(五)第五章机械能含答案

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高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒律第4节功能关系能量守恒律

取夺市安慰阳光实验学校第4节功能关系能量守恒定律知识点1 功能关系1．内容(1)功是能量转化的量度，即做了多少功就有多少能量发生了转化．(2)做功的过程一定伴随着能量的转化，而且能量的转化必须通过做功来实现．2．做功对应变化的能量形式(1)合外力的功等于物体的动能的变化．(2)重力做功等于物体重力势能的变化．(3)弹簧弹力做功等于弹性势能的变化．(4)除重力和系统内弹力以外的力做功等于物体机械能的变化．知识点2 能量守恒定律1．内容能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．2．适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适应的一条规律．3．表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．(2)ΔE增＝ΔE减，增加的那些能量的增加量等于减少的那些能量的减少量．1．正误判断(1)做功的过程一定会有能量转化．(√)(2)力对物体做了多少功，物体就有多少能．(×)(3)力对物体做功，物体的总能量一定增加．(×)(4)能量在转化或转移的过程中，其总量会不断减少．(×)(5)能量的转化和转移具有方向性，且现在可利用的能源有限，故必须节约能源．(√)(6)滑动摩擦力做功时，一定会引起能量的转化．(√)2．[功能关系的理解]自然现象中蕴藏着许多物理知识，如图541所示为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能( )图541A．增大B．变小C．不变D．不能确定A[人缓慢推水袋，对水袋做正功，由功能关系可知，水的重力势能一定增加，A正确．]3．[摩擦生热的理解]如图542所示，木块A放在木板B的左端上方，用水平恒力F将A拉到B的右端，第一次将B固定在地面上，F做功W1，生热Q1；第二次让B在光滑水平面可自由滑动，F做功W2，生热Q2，则下列关系中正确的是( )【：92492233】图542A. W1<W2，Q1＝Q2B．W1＝W2，Q1＝Q2C．W1<W2，Q1<Q2D．W1＝W2，Q1<Q2A[设木板B长s，木块A从木板B左端滑到右端克服摩擦力所做的功W ＝F f s，因为木板B不固定时木块A的位移要比木板B固定时长，所以W1<W2；摩擦产生的热量Q＝F f l相对，两次都从木块B左端滑到右端，相对位移相等，所以Q1＝Q2，故选A.]4．[几种常见的功能关系应用](多选)悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运动员刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )A．他的动能减少了(F－mg)hB．他的重力势能减少了mgh －12mv2C．他的机械能减少了FhD．他的机械能减少了mghAC[合力做的功等于动能的变化，合力做的功为(F－mg)h，A正确；重力做的功等于重力势能的变化，故重力势能减小了mgh，B错误；重力以外的力做的功等于机械能的变化，故机械能减少了Fh，C正确，D错误．]对功能关系的理解及应用1(1)做功的过程是能量转化的过程．不同形式的能量发生相互转化是通过做功来实现的．(2)功是能量转化的量度，功和能的关系，一是体现在不同的力做功，对应不同形式的能转化，具有一一对应关系，二是做功的多少与能量转化的多少在数量上相等．2．几种常见功能关系的对比各种力做功对应能的变化定量关系合力的功动能变化合力对物体做功等于物体动能的增量W合＝E k2－E k1重力的功重力势能变化重力做正功，重力势能减少，重力做负功，重力势能增加，且W G＝－ΔE p＝E p1－E p2弹簧弹力的功弹性势能变化弹力做正功，弹性势能减少，弹力做负功，弹性1．(多选)(2017·枣庄模拟)如图543所示，取一块长为L的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度v0沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为v1；第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度v0向右滑动，滑到B点时的速度为v2.下列说法正确的是( )图543A．v1一定大于v0B．v1一定大于v2C．第一次的加速度可能比第二次的加速度小D．两个过程中物体损失的机械能相同BCD[物块向下滑动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，若重力向下的分力大于摩擦力，则物块做加速运动，若重力向下的分力小于摩擦力，则物块做减速运动．故A错误；斜面的倾角为θ时，物块受到滑动摩擦力：f1＝μmg cos θ，物块克服摩擦力做功W1＝f1L＝μmg cos θ·L.板水平时物块克服摩擦力做功：W2＝μmg·L cos θ＝W1.两次克服摩擦力做的功相等，所以两个过程中物体损失的机械能相同；第一次有重力做正功．所以由动能定理可知第一次的动能一定比第二次的动能大，v1一定大于v2，故B、D正确．物块向下滑动的过程中受到重力、支持力和摩擦力的作用，若重力向下的分力大于摩擦力，则：a1＝mg sin θ－fm，板水平时运动的过程中a2＝fm，所以第一次的加速度可能比第二次的加速度小，故C正确．]2．(多选)(2017·青岛模拟)如图544所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为m的小球，在弹簧的正上方从距地面高度为H处由静止下落压缩弹簧．若弹簧的最大压缩量为x，小球下落过程受到的空气阻力恒为F f，则小球从开始下落至最低点的过程( )【：92492234】图544A．小球动能的增量为零B．小球重力势能的增量为mg(H＋x－L)C．弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)(H＋x－L)D．系统机械能减小F f HAC[小球下落的整个过程中，开始时速度为零，结束时速度也为零，所以小球动能的增量为0，故A正确；小球下落的整个过程中，重力做功W G＝mgh＝mg(H＋x－L)，根据重力做功量度重力势能的变化W G＝－ΔE p得：小球重力势能的增量为－mg(H＋x－L)，故B错误；根据动能定理得：W G＋W f＋W弹＝0－0＝0，所以W弹＝－(mg－F f)(H＋x－L)，根据弹簧弹力做功量度弹性势能的变化W弹＝－ΔE p得：弹簧弹性势能的增量为(mg－F f)(H＋x－L)，故C正确；系统机械能的减少等于重力、弹力以外的力做的功，所以小球从开始下落至最低点的过程，克服阻力做的功为：F f(H＋x－L)，所以系统机械能减小为：F f(H＋x－L)，故D 错误．]功能关系的应用技巧1．在应用功能关系解决具体问题的过程中，若只涉及动能的变化用动能定理分析，W总＝ΔE k.2．只涉及重力势能的变化用重力做功与重力势能变化的关系分析，即W G ＝－ΔE p.3．只涉及机械能变化用除重力和弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析，即W其他＝ΔE.4．只涉及电势能的变化用电场力做功与电势能变化的关系分析，即W电＝－ΔE p.对能量守恒定律的理解及应用1(1)某种形式的能量减少，一定存在其他形式的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(2)某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．2．能量转化问题的解题思路(1)当涉及滑动摩擦力做功，机械能不守恒时，一般应用能的转化和守恒定律．(2)解题时，首先确定初末状态，然后分析状态变化过程中哪种形式的能量减少，哪种形式的能量增加，求出减少的能量总和ΔE减和增加的能量总和ΔE 增，最后由ΔE减＝ΔE增列式求解．[多维探究]●考向1 涉及弹簧的能量守恒定律问题1．如图545所示，两物块A、B通过一轻质弹簧相连，置于光滑的水平面上，开始时A和B均静止．现同时对A、B施加等大反向的水平恒力F1和F2，使两物块开始运动，运动过程中弹簧形变不超过其弹性限度．在两物块开始运动以后的整个过程中，对A、B和弹簧组成的系统，下列说法正确的是( )图545A．由于F1、F2等大反向，系统机械能守恒B．当弹簧弹力与F1、F2大小相等时，A、B两物块的动能最大C．当弹簧伸长量达到最大后，A、B两物块将保持静止状态D．在整个过程中系统机械能不断增加B[在弹簧一直拉伸的时间内，由于F1与A的速度方向均向左而做正功，F2与B的速度方向均向右而做正功，即F1、F2做的总功大于零，系统机械能不守恒，选项A错误；当弹簧对A的弹力与F1平衡时A的动能最大，此时弹簧对B的弹力也与F2平衡，B的动能也最大，选项B正确；弹簧伸长量达到最大时，两物块速度为零，弹簧弹力大于F1、F2，之后两物块将反向运动而不会保持静止状态，F1、F2对系统做负功，系统机械能减少，选项C、D均错误．]2.如图546所示，固定斜面的倾角θ＝30°，物体A与斜面之间的动摩擦因数μ＝32，轻弹簧下端固定在斜面底端，弹簧处于原长时上端位于C点．用一根不可伸长的轻绳通过轻质光滑的定滑轮连接物体A和B，滑轮右侧绳子与斜面平行，A的质量为2m，B的质量为m，初始时物体A到C点的距离为L.现给A、B一初速度v0>gL，使A开始沿斜面向下运动，B向上运动，物体A将弹簧压缩到最短后又恰好能弹到C点．已知重力加速度为g，不计空气阻力，整个过程中，轻绳始终处于伸直状态，求：图546(1)物体A向下运动刚到C点时的速度；(2)弹簧的最大压缩量；(3)弹簧的最大弹性势能.【：92492235】【解析】(1)A与斜面间的滑动摩擦力f＝2μmg cos θ，物体从A向下运动到C点的过程中，根据能量守恒定律可得：2mgL sin θ＋12·3mv20＝12·3mv2＋mgL＋fL解得v＝v20－gL.(2)从物体A接触弹簧，将弹簧压缩到最短后又恰回到C点，对系统应用动能定理－f·2x＝0－12×3mv2解得x＝v202g－L2.(3)弹簧从压缩到最短到恰好能弹到C点的过程中，对系统根据能量守恒定律可得：E p＋mgx＝2mgx sin θ＋fx所以E p＝fx＝3mv204－3mgL4.【答案】(1)v20－gL(2)v202g－L2(3)3mv204－3mgL4●考向2 能量守恒定律与图象的综合应用3．将小球以10 m/s 的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面，小球在上升过程中的动能E k 、重力势能E p 与上升高度h 间的关系分别如图547中两直线所示．g 取10 m/s 2，下列说法正确的是( )图547A ．小球的质量为0.2 kgB ．小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 NC ．小球动能与重力势能相等时的高度为2013 mD ．小球上升到2 m 时，动能与重力势能之差为0.5 JD [在最高点，E p ＝mgh 得m ＝0.1 kg ，A 项错误；由除重力以外其他力做功E 其＝ΔE 可知：－fh ＝E 高－E 低，E 为机械能，解得f ＝0.25 N ，B 项错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H ，此时有mgH ＝12mv 2，由动能定理得：－fH －mgH ＝12mv 2－12mv 20，解得H ＝209 m ，故C 项错；当上升h ′＝2 m 时，由动能定理得：－fh ′－mgh ′＝E k2－12mv 20，解得E k2＝2.5 J ，E p2＝mgh ′＝2 J ，所以动能与重力势能之差为0.5 J ，故D 项正确．]摩擦力做功与能量的转化关系1.(1)从功的角度看，一对滑动摩擦力对系统做的功等于系统内能的增加量． (2)从能量的角度看，是其他形式能量的减少量等于系统内能的增加量． 2．两种摩擦力做功情况比较静摩擦力滑动摩擦力不同点能量的转化方面只有能量的转移，而没有能量的转化既有能量的转移，又有能量的转化一对摩擦力的总功方面一对静摩擦力所做功的代数和等于零一对滑动摩擦力所做功的代数和不为零，总功W ＝－F f ·l相对，产生的内能Q ＝F f ·l 相对相同点正功、负功、不做功方面两种摩擦力对物体可以做正功、负功，还可以不做功[电动机的带动下，始终保持v 0＝2 m/s 的速率运行，现把一质量为m ＝10 kg 的工件(可看做质点)轻轻放在皮带的底端，经过时间1.9 s ，工件被传送到h ＝1.5 m 的高处，g 取10 m/s 2，求：图 5-4-8(1)工件与传送带间的动摩擦因数； (2)电动机由于传送工件多消耗的电能．【自主思考】(1)1.9 s 内工件是否一直加速？应如何判断？提示：若工件一直匀加速，由v m 2×t ＝hsin θ可得：工件的最大速度v m ＝61.9m/s>v 0，故工件在1.9 s 内应先匀加速运动再匀速运动．(2)工件在上升过程中其所受的摩擦力是否变化？提示：变化，先是滑动摩擦力，后是静摩擦力．(3)电动机传送工件的过程中多消耗的电能转化成了哪几种能量？提示：工件的动能、重力势能及因摩擦力做功产生的热量三部分．【解析】 (1)由题图可知，皮带长x ＝hsin θ＝3 m ．工件速度达v 0前，做匀加速运动的位移x 1＝v t 1＝v 02t 1匀速运动的位移为x －x 1＝v 0(t －t 1) 解得加速运动的时间t 1＝0.8 s 加速运动的位移x 1＝0.8 m所以加速度a ＝v 0t 1＝2.5 m/s 2由牛顿第二定律有：μmg cos θ－mg sin θ＝ma解得：μ＝32.(2)从能量守恒的观点，显然电动机多消耗的电能用于增加工件的动能、势能以及克服传送带与工件之间发生相对位移时摩擦力做功产生的热量．在时间t 1内，皮带运动的位移x 皮＝v 0t 1＝1.6 m在时间t 1内，工件相对皮带的位移x 相＝x 皮－x 1＝0.8 m在时间t 1内，摩擦生热Q ＝μmg cos θ·x 相＝60 J工件获得的动能E k ＝12mv 20＝20 J工件增加的势能E p ＝mgh ＝150 J电动机多消耗的电能W ＝Q ＋E k ＋E p ＝230 J.【答案】 (1)32 (2)230 J[母题迁移]●迁移1 水平传送带问题1．如图549所示，质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到相对静止这一过程中，下列说法正确的是( )【：92492236】图549A ．电动机做的功为12mv 2B ．摩擦力对物体做的功为mv 2C ．传送带克服摩擦力做的功为12mv 2D ．电动机增加的功率为μmgvD [由能量守恒可知，电动机做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的内能，选项A 错误；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，其大小应为12mv 2，选项B 错误；传送带克服摩擦力做功等于摩擦力与传送带对地位移的乘积，可知这个位移是物体对地位移的两倍，即W ＝mv 2，选项C 错误；由功率公式知电动机增加的功率为μmgv ，选项D 正确．]●迁移2 倾斜传送带逆时针转动 2．(多选)(2017·太原模拟)如图5410所示，与水平面夹角为θ＝37°的传送带以恒定速率v ＝2 m/s沿逆时针方向运动．将质量为m ＝1 kg 的物块静置在传送带上的A 处，经过1.2 s 到达传送带的B 处．已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ＝0.5，其他摩擦不计，物块可视为质点，重力加速度g 取10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.下列对物块从传送带A 处运动到B 处过程的相关说法正确的是( )【：92492237】图5410A ．物块动能增加2 JB ．物块机械能减少11.2 JC ．物块与传送带因摩擦产生的热量为4.8 JD ．物块对传送带做的功为－12.8 JBC [由题意可知μ<tan 37°，因而物块与传送带速度相同后仍然要加速运动．物块与传送带速度相同前，由牛顿第二定律有mg (sin θ＋μcos θ)＝ma 1，v ＝a 1t 1，x 1＝12a 1t 21，解得a 1＝10 m/s 2，t 1＝0.2 s ，x 1＝0.2 m ，物块与传送带速度相同后，由牛顿第二定律有mg (sin θ－μcos θ)＝ma 2，v ′＝v ＋a 2t 2，x 2＝vt 2＋12a 2t 22，而t 1＋t 2＝1.2 s ，解得a 2＝2 m/s 2，v ′＝4 m/s ，x 2＝3 m ，物块到达B 处时的动能为E k ＝12mv ′2＝8 J ，选项A 错误；由于传送带对物块的摩擦力做功，物块机械能变化，摩擦力做功为W f ＝μmgx 1cos θ－μmgx 2cos θ＝－11.2 J ，故机械能减少11.2 J ，选项B 正确；物块与传送带因摩擦产生的热量为Q ＝μmg (vt 1－x 1＋x 2－vt 2)cos θ＝4.8 J ，选项C 正确；物块对传送带做的功为W ＝－μmgvt 1cos θ＋μmgvt 2cos θ＝6.4 J ，选项D 错误．]1．水平传送带：共速后不受摩擦力，不再有能量转化．倾斜传送带：共速后仍有静摩擦力，仍有能量转移．2．滑动摩擦力做功，其他形式的能量转化为内能；静摩擦力做功，不产生内能．3．公式Q＝F f·l相对中l相对为两接触物体间的相对位移，若物体在传送带上做往复运动时，则l相对为总的相对路程．。

高三物理一轮复习练习及解析第五单元机械能新人教版

第五单元机械能第25讲功功率体验成功1.在下列情形中，所提到的力没有做功的是( )解析：A、B、C、D各图中，只有D图中的受力物体没有发生位移，做的功为零.答案：D2.神舟号宇航员在进行素质训练时，抓住秋千杆由水平状态开始下摆，如图所示，在到达竖直状态的过程中，宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是( )A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大解析：瞬时功率P＝Fv cos α，初始状态v＝0，当杆摆至竖直时，cos α＝0，故可推断重力的瞬时功率先增大后减小.答案：C3.关于摩擦力做功，下列叙述正确的是( )A.摩擦力做功的多少只与起始和终了位置有关，与运动路径无关B.滑动摩擦力总是做负功C.静摩擦力一定不做功D.静摩擦力和滑动摩擦力都既可做正功，也可做负功解析：选项A错误，例如一物块在水平面上做曲线运动时，克服滑动摩擦力做的功等于摩擦力乘总路程.静摩擦力、滑动摩擦力与其他力一样，可以做正功、不做功或做负功，选项D正确.答案：D4.机车由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[2007年高考·广东物理卷]( )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，机车动能的变化相等D.在任意两相等的时间内，机车动量的变化大小相等解析：机车的牵引力F＝f＋ma恒定不变，故输出功率均匀增大；由动能定理得，ΔE k ＝F合·s，在连续相等的时间间隔里，位移越来越大，故选项C错误；又由动量定理Δp＝F合·t 知，选项D正确.答案：AD5.某汽车以恒定功率P、初速度v0冲上倾角一定的斜坡时，汽车受到的阻力恒定不变，则汽车上坡过程的v－t图象不可．．能是下图中的( )解析：上坡初始汽车的牵引力F＝P v0当Pv0＝mg sin θ＋f时，汽车匀速上坡，其v－t图象如选项B所示；当Pv0>mg sin θ＋f时，汽车做加速度越来越小的变加速运动，其v－t图象如选项C所示；当Pv0<mg sin θ＋f时，汽车做加速度越来越小的变减速运动，其v－t图象如选项D所示.故选项A所示的图象是不可能的.答案：A6.如图甲所示，质量m＝1 kg的物体静止在倾角α＝30° 的粗糙斜面体上，两者一起向右做匀速直线运动，则在通过水平位移s＝1 m的过程中，(1)物体所受的重力、弹力、摩擦力对物体各做了多少功？(取g＝10m/s2)(2)斜面对物体做了多少功？解析：(1)物体的受力情况如图乙所示，由平衡条件得：F N＝mg cos α，f＝mg sin αf与s的夹角为α，F N与s的夹角为(90°＋α)由W＝Fs cos α得：重力对物体做的功W1＝mgs cos 90°＝0弹力F N对物体做的功为：W2＝mg cos α·s cos (90°＋α)＝－4.3 J摩擦力f对物体做的功W3＝mg sin α·s cos α＝ 4.3 J. 乙(2)解法一斜面对物体的作用力即F N与f的合力，由平衡条件可知，其方向竖直向上，大小等于mg，其做的功为：W面＝F合·s cos 90°＝0.解法二斜面对物体做的功等于斜面对物体各力做功的代数和，即W面＝W2＋W3＝0.答案：(1)0 －4.3 J 4.3 J (2)0第26讲动能定理体验成功1.一物体静止在升降机的地板上，当升降机加速上升时，地板对物体的支持力所做的功等于( )A.重力做的功B.物体动能的增加量C.物体动能的增加量加上重力做的功D.物体动能的增加量加上克服重力所做的功解析：设支持力做的功为W ，克服重力做的功为W G ，由动能定理得： W －W G ＝ΔE k解得：W ＝ΔE k ＋W G . 答案：D2.两个木箱A 、B 的质量分别为m A 、m B ，且m A ＞m B ，两木箱与水平冰面间的动摩擦因数相等.现使它们以相同的初动能在水平冰面上滑行，则两木箱滑行的距离s A 、s B 的大小关系是( )A.s A ＝s BB.s A ＞s BC.s A ＜s BD.条件不足，无法比较解析：设木箱滑行的距离为s ，由动能定理得：－μmgs ＝0－E k解得：s ＝E k μmg ∝1m由于m A >m B ，故可知s A <s B .答案：C3.如图所示，质量为m 的物块与转台之间能出现的最大静摩擦力为物块重力的k 倍，物块与转轴OO ′相距R ，物块随转台由静止开始转动.当转速增加到一定值时，物块即将在转台上滑动，在物块由静止到滑动前的这一过程中，转台对物块的静摩擦力对物块做的功为( )A.0B.2πkmgRC.2kmgRD.12kmgR分析：此题易错选A ，其原因是从思维定势上总认为这种问题中摩擦力是指向圆心的，缺乏对问题的深入分析，可见要想学好物理，分析能力的培养是至关重要的.解析：在转速增加的过程中，转台对物块的摩擦力是不断变化的，当转速增加到一定值时，物块在转台上即将滑动，说明此时最大静摩擦力提供向心力，即kmg ＝m v 2R.设这一过程中转台对物块的摩擦力所做的功为W f ，由动能定理可得：W f ＝12mv 2解得：W f ＝12kmgR .故选项D 正确. 答案：D4.如图所示，质量为M 、长为l 的小车静止在光滑的水平面上，质量为m 的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F 作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为f .物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为s .在这个过程中，下列结论错误．．的是( )A.物块到达小车最右端时具有的动能为(F －f )(l ＋s )B.物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fsC.物块克服摩擦力所做的功为f (l ＋s )D.物块和小车增加的机械能为Fs解析：在本题中计算外力对物块和小车做功时都要取大地为参考系，故选项A 、B 、C 正确.又因为系统机械能的增加等于物块、小车的动能增加之和，即ΔE ＝(F －f )(l ＋s )＋fs ＝F (l ＋s )－fl ，选项D 错误.答案：D5.如图所示，质量为1 kg 的物体沿一曲面从A 点无初速度滑下，滑至曲面的最低点B 时，下滑的高度为5 m ，速度为6 m/s ，则在下滑过程中，物体克服阻力所做的功为多少？(g 取10 m/s 2)解析：设物体克服阻力所做的功为W f ，由动能定理得：mgh －W f ＝12mv 2－0解得：W f ＝1×10×5 J－12×1×62J ＝32 J.答案：32 J6.某游乐场中有一种“空中飞椅”的游乐设施如图甲所示，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，下端连接座椅，人坐在座椅上随着转盘旋转而在空中飞旋，若将人看成质点，则可简化为如图乙所示的物理模型.其中P 为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO ′转动.设轻绳长l ＝10 m ，人及椅的总质量m ＝60 kg ，转盘不动时人和转轴间的距离d ＝4 m ，转盘慢慢加速运动，经过一段时间转速保持稳定，此时人和转轴间的距离D ＝10 m ，且保持不变，不计空气阻力，绳子不可伸长，取g ＝10 m/s 2.问：(1)最后转盘匀速转动时的角速度为多少？(2)转盘从静止启动到稳定这一过程中，绳子对其中一座椅及人做了多少功？解析：(1)设最后转盘匀速转动时的角速度为ω，此时人和座椅的受力情况如图丙所示.有：F T cos θ＝mgF T sin θ＝mD ω2，其中sin θ＝D －dl甲乙解得：ω＝32rad/s. (2)从转盘启动到匀速转动的过程中飞椅提升的高度为： h ＝l －l cos θ＝2 m设这一过程绳对座椅做的功为W ，由动能定理得：W －mgh ＝12m ·(ωD )2解得：W ＝3450 J. 丙答案：(1)32 rad/s (2)3450 J金典练习十一功功率动能定理选择题部分共10小题，每小题6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.1.用力将重物竖直提起，先由静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则( )A.加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功大B.匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功大C.两过程中拉力做的功一样大D.上述三种情况都有可能解析：匀加速运动的位移s 1＝12at 2，匀速运动的位移s 2＝at ·t ＝2s 1，当匀加速上提时的拉力F ＝2mg 时，两过程拉力做的功相等；当F <2mg 时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的功小；当F >2mg 时，匀加速过程拉力做的功比匀速上升过程拉力做的功大.答案：D2.在水平粗糙的地面上，使同一物体由静止开始做匀加速直线运动，第一次是斜向上的拉力F ，第二次是斜向下的推力F .两次力的作用线与水平方向的夹角相同，力的大小相同，位移的大小也相同.则在这两次力的作用过程中( )A.力F 对物体做的功相同，合力对物体做的总功也相同B.力F 对物体做的功相同，合力对物体做的总功不相同C.力F 对物体做的功不相同，合力对物体做的总功相同D.力F 对物体做的功不相同，合力对物体做的总功也不相同解析：两力对物体做的功W ＝Fs cos α相同，合外力做的功：第一次W 1＝(F cos α－μmg ＋μF sin α)s ；第二次W 2＝(F cos α－μmg －μF sin α)s .答案：B3.如图所示，滑块以6 m/s 的初速度从曲面上的A 点滑下，运动到B 点(比A 点低)时速度仍为 6 m/s.若滑块以5 m/s 的初速度仍由A 点下滑，则它运动到B 点时的速度( )A.大于5 m/sB.等于5 m/sC.小于5 m/sD.无法确定解析：两次下滑中，滑块做圆周运动时，曲面对滑块的弹力不同，则滑块受到的摩擦力不同，故摩擦力对滑块做的功不同，而重力对滑块做的功相同，故两次动能的变化不同.因第二次速度小一点，滑块做圆周运动时，曲线对它的弹力也小一些，故它受到的摩擦力也随之减小，因此它克服摩擦力做的功也相应地减小，从而小于滑块重力做的功(因为第一次滑块克服摩擦力做的功等于滑块重力做的功)，故末速度大于初速度.答案：A4.如图所示，质量为m 的物体用穿过光滑小孔的细绳牵引，使其在光滑水平面上做匀速圆周运动，拉力为某个值F 时，转动半径为R ；当拉力逐渐减小到F4时，物体仍做匀速圆周运动，半径为2R .则此过程中外力对物体所做的功为( )A.14FRB.－14FRC.58FR D.0 解析：设物体在前后两种情况下做圆周运动的线速度分别为v 1、v 2，此过程中外力对物体所做的功为W ，由动能定理得：W ＝12mv 22－12mv 21 又由题意有：F ＝m v 21R14F ＝m v 222R解得：W ＝－14FR .(注：不能通过W ＝F s ＝F ＋14F2·R cos π来计算，即F ≠F ＋14F2P )答案：B5.据《科技日报》2007年12月23日报道，时速为300公里的“和谐号”动车组是在引进、消化和吸收国外时速200公里动车组技术平台的基础上，由中国自主研发制造的世界上运营速度最高的动车组列车之一.如果列车受到的阻力与其运行速度的二次方成正比，当速度由原来的200 km/h 提高到现在的300 km/h 后，机车发动机的功率要变为原来的( )A.32倍B.(32)2倍C.(32)3倍D.(32)4倍解析：当列车匀速运动时，动力大小等于受到的阻力，故：机车功率P ＝F ·v ＝kv 2·v P ′P ＝(v ′v )3＝(32)3. 答案：C6.如图所示，质量为 m 的小车在水平恒力F 的推动下，从山坡底部A 处由静止起运动至高为h 的坡顶B ，获得速度为v ，A 、B 的水平距离为s .下列说法正确的是( )A.小车克服重力所做的功是mghB.推力对小车做的功是12mv 2C.推力对小车做的功是Fs －mghD.阻力对小车做的功是12mv 2＋mgh －Fs解析：重力对小车做的功W G ＝－mgh ，故选项A 正确.由功的定义知W 推＝F ·s ，由动能定理有W 推－mgh ＋W 阻＝12mv 2，故W 阻＝12mv 2＋mgh －Fs .故选项B 、C 错误，选项D 正确.答案：AD7.如图所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，BC 水平，其长d ＝0.50 m ，盆边缘的高度h ＝0.30 m.在A 处放一个质量为m 的小物块并让其由静止开始下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数μ＝0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停止下来，则小物块停止时的位置到B 的距离为( )A.0.50 mB.0.25 mC.0.10 mD.0解析：对小物块从A 点出发到最后停下来的整个过程，由动能定理有：mgh －μmgs ＝0所以s ＝hμ＝3 m而d ＝0.50 m ，刚好三个来回，所以最终停在B 点. 答案：D8.如图所示，一内壁粗糙的环形细圆管位于竖直平面内，环的半径为R (比细管的直径大得多)，在圆管中有一个直径与细管内径相同的小球(可视为质点)，小球的质量为m .设某一时刻小球通过轨道的最低点时对管壁的压力为6mg ，此后小球便做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服摩擦力所做的功是( )A.3mgRB.2mgRC.mgRD.12mgR解析：设小球在环形管最低点的速度大小为v ，由向心力公式得：6mg －mg ＝m v 2R可得小球在最低点的动能为：E k ＝12mv 2＝52mgR又由题意知，小球到达最高点时速度等于零，设这一过程管壁摩擦力对小球做的功为W f ，由动能定理得：W G ＋W f ＝0－12mv 2即－mg ·2R ＋W f ＝－52mgR解得：W f ＝－12mgR即小球克服摩擦力做的功为12mgR .答案：D9.如图所示，物体的质量为1 kg ，动滑轮和细绳的质量均不计.现用一竖直向上的拉力F 拉动细绳，使物体从静止开始以5 m/s 2的加速度匀速上升，则拉力F在1 s 末的瞬时功率是(g 取10 m/s 2)( )A.150 WB.75 WC.37.5 WD.25 W解析：设与重物连接的悬绳的拉力为F ′，由牛顿第二定律得： F ′－mg ＝ma解得：F ′＝15 N.方法一每时刻拉力做功的功率都等于悬绳对重物做功的功率，故P ＝F ′·v ＝F ′·at ＝75 W.方法二由动滑轮的特点知，F ＝12F ′，拉力F 作用点上升的加速度为10 m/s 2，故P ＝F ·v ′＝152×10×1 W＝75 W.答案：B10.在光滑的水平面上有一静止的物体，现以水平恒力F 1推这一物体，作用一段时间后换成相反方向的水平恒力F 2推这一物体，当恒力F 2作用的时间与恒力F 1作用的时间相等时，物体恰好回到原处，此时物体的动能为32 J ，则在整个过程中，恒力F 1、F 2做的功分别为( )A.16 J 、16 JB.8 J 、24 JC.32 J 、0 JD.48 J 、－16 J解析：如图所示，设两过程的时间均为t ，A 到B 过程中，物体的加速度大小为a 1；B 到D 过程中，物体的加速度大小为a 2.取向右的方向为正方向，设AB ＝s ，可得：s ＝12a 1t 2－s ＝v 0t －12a 2t 2v 0＝a 1t解得：a 2＝3a 1因为F 1＝ma 1，F 2＝ma 2 解得：F 2＝3F 1 又由动能定理得： W 1＋W 2＝ΔE k ＝32 J W 1＝F 1·s W 2＝F 2·s可得：W 1＝8 J ，W 2＝24 J. 答案：B非选择题部分共3小题，共40分.11.(13分)一质量为500 t 的机车，以恒定功率375 kW 由静止出发，经过5 min 速度达到最大值54 km/h ，设机车所受阻力f 恒定不变，取g ＝10 m/s 2，试求：(1)机车受到的阻力f 的大小. (2)机车在这5 min 内行驶的路程.解析：研究对象为机车.首先分析物理过程：机车以恒定功率P 0由静止出发→速度v 增加→牵引力F 减小(P 0＝Fv )→合力减小(F 合＝F －f )→加速度减小(a ＝F 合m)→速度继续增加→直至合力减小为0，加速度a ＝0，速度达到最大.可见机车在这5 min 内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动.当机车的速度达到最大时，P 0＝Fv max ，此时F ＝f ，机车的受力情况如图所示.(1)已知P 0＝375 kW ＝3.75×105W v max ＝54 km/h ＝15 m/s根据P 0＝Fv max 时F ＝f ，得：P 0＝fv max机车受到的阻力f ＝P 0v max ＝3.75×10515N ＝2.5×104N.(2)机车在这5 min 内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功.根据P 0＝W Ft，牵引力做的功为：W F ＝P 0·t 根据动能定理有：P 0·t －f ·s ＝12mv 2max －0解得：s ＝P 0·t －12mv 2maxf＝3.75×105×5×60－0.5×5×105×1522.5×104m ＝2250 m.答案：(1)2.5×104N (2)2250 m12.(13分)弹射器是航母制造中的关键技术之一，重型喷气式战斗机在水平跑道上需要滑行450 m 以上才能达到起飞速度，而即使当今最大的“尼米兹”级航空母舰甲板的长度也不过300余米，依靠弹射器是重型战斗机在航母上起飞的必不可少的环节.已知美军F －14战斗机重3.0×107kg ，在地面跑道上靠自身发动机提供动力需滑行450 m 才能到达250 km/h 的起飞速度，而这种战斗机在“尼米兹”号航母上，在蒸汽弹射器和自身发动机动力的共同作用下，可在45 m 内将速度加到 250 km/h.若F －14战斗机加速度滑行时，发动机动力和飞机受到的阻力都恒定，则“尼米兹”号上蒸汽弹射器使一架F －14 战斗机起飞至少要做多少功？解析：设F －14战斗机自身发动机的牵引力为F ，受到的阻力为f ，在水平地面跑道上起飞时，由动能定理有：(F －f )·s 1＝12mv 2－0在“尼米兹”号航母甲板上起飞时，有：W ＋Fs 2－fs 2＝12mv 2解得：弹射器至少需做的功W ＝6.5×1010J.答案：6.5×1010J13.(14分)如图所示，竖直放置的半圆形绝缘轨道的半径为R ，下端与光滑绝缘水平面平滑连接，整个装置处于方向竖直向上的场强大小为E 的匀强电场中.现有一质量为m 、带电荷量为＋q 的物块(可视为质点)从水平面上的A 点以初速度v 0水平向左运动，沿半圆形轨道恰好通过最高点C ，已知E <mg q.(1)试计算物块在运动过程中克服摩擦力做的功.(2)证明物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，且为一常量.解析：(1)物块恰能通过圆弧最高点C ，即圆弧轨道此时与物块间无弹力作用，物块受到的重力和电场力提供向心力，则：mg －Eq ＝m v 2CR物块在由A 运动到C 的过程中，设物块克服摩擦力做的功为W f ，根据动能定理知：Eq ·2R －W f －mg ·2R ＝12mv 2C －12mv 2解得：W f ＝12mv 20＋52(Eq －mg )R .(2)物块离开半圆形轨道后做类平抛运动，设水平位移为s ，则s ＝v C t2R ＝12(g －Eq m)·t 2联立解得：s ＝2R因此，物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，恒为2R .答案：(1)12mv 20＋52(Eq －mg )R(2)物块离开轨道落回水平面的水平距离与场强大小E 无关，恒为2R第27讲势能重力做功机械能守恒定律体验成功1.质量为m 的物体由静止开始以2g 的加速度竖直向下运动h 高度.下列说法中正确的是( )A.物体的势能减少2mghB.物体的机械能保持不变C.物体的动能增加2mghD.物体的机械能增加mgh解析：重力势能的减少量等于重力做的功，即ΔE p ＝mgh ，A 错误.由题意知，物体除受重力外还受大小为mg 的向下的作用力，机械能不守恒，B 错误. 物体的合外力F 合＝2mg ，故其动能的增量ΔE k ＝2mgh ，C 正确. ΔE p ＝－mgh ，ΔE k ＝2mgh ，故ΔE ＝ΔE k ＋ΔE p ＝mgh ，D 正确. 答案：CD2.如图所示，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面上.若以地面为零势能面且不计空气阻力，则下列说法中不正确．．．的是( )A.物体到海平面时的重力势能为mghB.重力对物体做的功为mghC.物体在海平面上的动能为12mv 20＋mghD.物体在海平面上的机械能为12mv 2解析：以地面为参考平面，物体在海平面时的重力势能为－mgh ，故A 错误；抛出后的过程中机械能守恒，所以C 、D 正确；重力做功与路径无关，所以B 正确.答案：A3.如图所示，长为L 的轻杆一段固定一质量为m 的小球，另一端安装有固定转动轴O ，杆可在竖直平面内绕O 无摩擦转动.若在最低点P 处给小球一沿切线方向的初速度v 0＝2gL ，不计空气阻力，则下列说法正确的是( )A.小球不可能到达圆周轨道的最高点QB.小球能达到圆周轨道的最高点Q ，且在Q 点受到轻杆向上的支持力C.小球能到达圆周轨道的最高点Q ，且在Q 点受到轻杆向下的拉力D.小球能达到圆周轨道的最高点Q ，且在Q 点恰好不受轻杆的弹力解析：设小球能到达Q 点，且到达Q 点时具有速度v ，由机械能守恒得： 12mv 20＝mg ·2L ＋12mv 2 可解得：v ＝0在最高点，小球所需的向心力为零，故受轻杆向上的大小为mg 的支持力. 答案：B4.用平行于斜面向下的拉力F 将一个物体沿斜面往下拉动后，拉力的大小等于摩擦力，则A.物体做匀速运动B.合外力对物体做功等于零C.物体的机械能减少D.物体的机械能不变解析：物体所受的力中，重力、拉力、摩擦力对物体做功，拉力与摩擦力做的功相互抵消，重力做功不影响机械能，故物体的机械能不变.答案：D5.如图所示，一根轻杆长为2L ，中点A 和右端点B 各固定一个小球，m B ＝2m A 左端O 为光滑水平转轴.开始时杆静止在水平位置，释放后将向下摆动至竖直，在此过程中以下说法正确的是( )A.A 、B 两球的机械能都守恒B.A 、B 两球的机械能不守恒，但它们组成的系统机械能守恒C.这一过程O 、A 间轻杆对A 球做正功D.这一过程A 、B 间轻杆对A 球做正功解析：两小球及轻杆组成的系统的机械能守恒，设摆到竖直时角速度为ω，有： 12m (L ω)2＋12·2m (2L ω)2＝mgL ＋2mg ·2L 解得：ω＝10g9L 即A 的动能E k A ＝12m (ωL )2＝59mgL ＜|ΔE p A |B 的动能E k B ＝12·2m (ω·2L )2＝109·2mg ·2L ＞|ΔE p B | 故选项A 错误、B 正确.又因为下摆的过程O 、A 间轻杆的弹力沿杆方向不做功，故知A 、B 之间轻杆对A 球做负功.答案：B6.如图所示，质量m ＝2 kg 的小球系在轻弹簧的一端，另一端固定在悬点O 处，将弹簧拉至水平位置A 处(弹簧处于原长)由静止释放，小球到达O 点的正下方距O 点h ＝0.5 m 处的B 点时速度v ＝2 m/s.求小球从A 运动到B 的过程中弹簧弹力做的功.(取g ＝10 m/s 2)解析：小球在运动过程中只受重力和弹力的作用，故系统机械能守恒，以B 点为重力势能零势面，A 点为弹性势能零势面，则：在初状态A 有：E 1＝E k1＋E p1＝mgh在末状态B 有：E 2＝E k2＋E p2＝12mv 2＋E p2式中E p2为弹簧的弹性势能，由机械能守恒定律有： E 1＝E 2即mgh ＝12mv 2＋E p2解得：E p2＝mgh －12mv 2＝2×10×0.5 J－12×2×22J＝6 J因为弹性势能增加，弹簧的弹力做负功，故弹簧的弹力做的功为W 弹＝－ΔE p ＝－6 J. 答案：－6 J7.如图甲所示，一粗细均匀的U 形管内装有一定量水银竖直放置，右管口用盖板A 密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为h ，U 形管中水银柱总长为4h .现拿去盖板，水银柱开始流动，当两侧液面第一次相平时，右侧液面下降的速度大小为多少？(水银柱与管壁之间的阻力不计)解析：如图乙所示，当右侧液面下降h2时，两侧液面达到同一水平，这一过程中水银柱的重力势能变化为：ΔE p ＝－ρS ·h 2·g ·h2其中ρ、S 分别水银的密度和水银柱的横截面积由机械能守恒定律得：－ΔE p ＝ΔE k ，即ρs ·h 2·g ·h 2＝12ρS ·4h ·v 2可解得：v ＝12gh .答案：12gh金典练习十二势能重力做功机械能守恒定律选择题部分共10小题，每小题6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.1.下列说法正确的是( )A.如果物体所受到的合外力为零，则其机械能一定守恒B.如果物体的合外力做的功为零，则其机械能一定守恒C.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一定守恒D.做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒解析：如果物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒.如在竖直方向上物体做匀速直线运动，其机械能不守恒.所以选项A、B错误.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒.选项C正确.做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动；但有时也不守恒，如在水平面上拉着一个物体加速运动，此时就不守恒.选项D正确.答案：CD2.第29届奥林匹克运动会于2008年8月8日至8月24日在中华人民共和国首都北京举行.奥运会中的投掷的链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动，如图所示，这些物体从被抛出到落地的过程中( )A.物体的机械能先减小后增大B.物体的机械能先增大后减小C.物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大D.物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小解析：若不考虑空气阻力的作用，这些物体被抛出后机械能守恒；若考虑空气阻力的作用，这些物体被抛出后机械能一直减小，而动能在上升的过程减小，下降的过程增加.选项D 正确.答案：D3.如图所示，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方K点时，橡皮条长度恰好与绳长相等，则在K点时两球速度大小的关系是( )A.v甲＝v乙B.v甲<v乙C.v乙<v甲D.v甲≥v乙解析：甲球下摆的过程中机械能守恒，则有：1mv2甲＝mgL2解得：v甲＝2gL乙球下摆的过程橡皮条对其做负功、机械能不守恒，由动能定理得：1mv2乙＝mgL－W2可得：v乙<v甲.答案：C4.如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两质量分别为M、m的物体A和B，且M>m.不计摩擦，则系统由静止开始运动的过程中( )A.A、B各自的机械能分别守恒B.A减少的机械能等于B增加的机械能C.A减少的重力势能等于B增加的重力势能D.A 和B 组成的系统机械能守恒解析：释放后A 加速下降，B 加速上升，两物体的机械能都不守恒，但A 、B 组成的系统机械能守恒，即ΔE A ＝－ΔE B .答案：BD5. 如图所示，一均质杆长为 2r ，从图示位置由静止开始沿光滑面ABD 滑动，AB 是半径为r 的14圆弧，BD 为水平面.则当杆滑到BD 位置时的速度大小为( )A.gr2B.grC.2grD.2gr 解析：虽然杆在下滑过程有转动发生，但初始位置静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，故有：12mv 2＝ΔE p ＝mg ·r 2解得：v ＝gr . 答案：B6.如图所示，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2m 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 竖直，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( )A.A 球到达最低点时速度为零B.A 球机械能的减少量等于B 球机械能的增加量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解析：A 、B 两球及支架组成的系统机械能守恒，故选项B 、D 正确；设A 球能摆至最低点，且此时A 、B 两球的速度为v ，由机械能守恒定律得：2mgL sin θ－mgL sin θ＝12·3mv 2解得：v ＝23gL sin θ 故选项A 错误、C 正确. 答案：BCD7.如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口A 的正上方由静止开始下落，与半圆形槽相切从A 点进入槽内，则下列说法正确的是( )A.小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B.小球从A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒C.小球从A 点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球从下落至从右侧离开槽的过程机械能守恒解析：小球从A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但是实际上没有动，整个系统只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒.而小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒.小球到达槽最低点前，半圆形槽固定不动，只有重力做功，机械能守恒.当小球向右上方滑动时，半圆形槽也向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒.综合以上分析可知选项B 、C 正确.答案：BC。

(新课标)2020版高考物理一轮复习第五章机械能章末检测

第五章机械能章末检测一、选择题1.(多项选择)以下表达中正确的选项是( )必定守恒C.外力对物体做功为零,物体的机械能必定守恒D.系统内只有重力和弹力做功时,系统的机械能必定守恒答案BD 系统内只有重力和弹力做功,是系统机械能守恒的条件,故D正确。

外力对物体做功为零,或物体做匀变速直线运动及匀速直线运动时,不必定知足机械能守恒的条件,故机械能不必定守恒,因此B正确,A、C均错。

2.如下图,甲、乙两车用轻弹簧相连静止在圆滑的水平面上,此刻同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力F1、F2,使甲、乙同时由静止开始运动,在整个过程中,对甲、乙两车及弹簧构成的系统(假设整个过程中弹簧均在弹性限度内),说法正确的选项是( )遇到外力作用,动能不停增大B.弹簧伸长到最长时,系统的机械能最大向来做正功,系统的机械能不停增大D.两车的速度减小到零时,弹簧的弹力大小大于外力F1、F2的大小答案 B 对甲、乙独自受力剖析,两车都先加快后减速,故系统动能先增大后减少,A错误;弹簧最长时,外力对系统做正功最多,系统的机械能最大,B正确;弹簧达到最长后,甲、乙两车开始反向加快运动,F1、F2对系统做负功,系统机械能开始减少,C错;当两车第一次速度减小到零时,弹簧弹力大小大于F1、F2的大小,当返回速度再次为零时,弹簧的弹力大小小于外力F1、F2的大小,D错。

竞赛,起跳直至着地过程如图,丈量获得竞赛成绩是2.5 m,目测空中脚离地最大高度约0.8 m,忽视空气阻力,则起跳过程该同学所做的功最靠近( )A.65 JB.750 JC.1025 JD.1650 J答案 B 运动员做抛体运动,从起跳抵达到最大高度的过程中,竖直方向做加快度为g 的匀减速直线运动,则t=√2ℎℎ=√2×0.810s=0.4 s,竖直方向初速度v y =gt=4 m/s,水平方向做匀速直线运动,则v 0=2.52×0.4m/s=3.125 m/s,则起跳时的速度v=√ℎ02+ℎℎ2=√16+9.8 m/s=5.08m/s,设中学生的质量为50 kg,依据动能定理得:W=12mv 2=12×50×25.8 J=645 J,最靠近750 J,B 项正确。

高考物理一轮复习(练习)：第五章_机械能_第3讲_word版含解析

必修二第五章第3讲一、选择题(本题共8小题，1～4题为单选，5～8题为多选)1．(2016·江苏镇江模拟)如图所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形，他们从楼顶跳下后，在距地面一定高度处打开伞包，最终安全着陆，则跳伞者导学号 51342572( A )A ．机械能一直减小B ．机械能一直增大C ．动能一直减小D ．重力势能一直增大[解析] 打开伞包后，跳伞者先减速后匀速，动能先减少后不变，C 错误；跳伞者高度下降，重力势能减小，D 错误；空气阻力一直做负功，机械能一直减小，A 正确，B 错误。

2．(2016·山东济南3月一模)如图所示，由光滑细管组成的轨道固定在竖直平面内，AB 段和BC 段是半径为R 的四分之一圆弧，CD 段为平滑的弯管。

一小球从管口D 处由静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上。

关于管口D 距离地面的高度必须满足的条件是导学号 51342573( B )A ．等于2RB ．大于2RC ．大于2R 且小于52RD ．大于52R[解析] 细管可以提供支持力，所以到达A 点的速度大于零即可，即v A ＝2gH －4gR >0，解得H >2R 。

故选B 。

3．(2017·陕西省西安地区八校高三年级联考)如图所示，小球套在光滑竖直杆上，轻弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连，现将小球从M 点由静止释放，小球运动过程中最低到达N 点，已知M 点处弹簧恰为原长x 0，∠OMN ＝60°，弹性势能E p ＝12kx 2(x 为弹簧形变量)，重力加速度为g ，则在小球从M 点运动到N点的整个过程中，下列说法正确的是导学号 51342574( D )A ．有两个时刻小球的加速度大小等于gB ．当弹簧和杆垂直时小球速度最大C ．若∠ONM ＝30°，则k ＝2(3＋1)mgx 0D ．小球的机械能先减小后增大再减小[解析] 弹簧在M 点处于原长状态，在N 点一定处于伸长状态，则小球由M 点运动到N 点的过程中，在M 点和M 点关于OO ′的对称点，弹簧的弹力为零，小球的加速度为g ，当弹簧与杆垂直时小球加速度也为g ，则小球有三个时刻加速度为g ，A 错误；当弹簧与杆垂直时，小球加速度为g ，小球继续向下做加速运动，B 错误；如果∠ONM ＝30°，则小球下降的高度h ＝2x 0，N 点处弹簧的长度为x ＝3x 0，则小球由M 运动到N 的过程中，对小球和弹簧整体由机械能守恒定律得mg ·2x 0＝12k (3x 0－x 0)2，解得k ＝(3＋1)2mg x 0，C 错误；小球由M 运动到N 的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧的长度先缩短再恢复到原长最后又伸长，因此弹簧的弹性势能先增大后减小再增大，则小球的机械能先减小后增大再减小，D 正确。

高考物理一轮复习章末质量检测第5章机械能(含解析)

章末质量检测(五) 机械能（含解析）(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分。

在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。

)1．竖直上抛一球，球又落回原处，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小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解析因为重力做的功只与物体的重力和高度的变化有关，故上升过程中克服重力做的功等于下降过程中重力做的功，故A 、B 错误；由于空气阻力的作用，上升过程的加速度大于下降过程的加速度，所以上升时间比较短，由P ＝Wt知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，选项C 正确，D 错误。

答案 C2.如图1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都为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( )图1A ．大于μmgLB ．等于μmgLC ．小于μmgLD ．以上三种情况都有可能解析设斜面的倾角为θ，则滑雪者从A 到B 的运动过程中克服摩擦力做的功为W f ＝μmgAC －cos θ＋μmgCB －①由题图可知AC －cos θ＋CB －＝L ②由①②两式联立可得：W f ＝μmgL ，故B 正确。

答案 B3.如图2所示，用外力F ＝20 N 沿斜面将一个质量m ＝2 kg 的木块，从斜面底端由静止开始拉到斜面顶端时速度为v ＝10 m/s 。

若斜面的摩擦力恒为重力的0.2，斜面的高度h ＝5 m ，则下列说法正确的是(g ＝10 m/s 2)( )图2A ．合力做功为100 JB ．重力做功为100 JC ．摩擦力做功为－200 JD ．外力F 做功为200 J解析根据动能定理有W 合＝12mv 2－0，代入数据，得W 合＝100 J ，选项A 正确；重力做功为W G ＝－mgh ＝－100 J ，选项B 错误；物体沿斜面上滑的过程中，拉力F 做正功，摩擦力F f做负功，重力做负功，有W 合＝Fx －F f x －mgh (其中x 为斜面的长度)，又F ＝20 N 、F f ＝0.2G ＝4 N ，W G ＝－mgh ＝－100 J ，解得Fx ＝250 J ，F f x ＝50 J ，选项C 、D 错误。

河南省郑州一中届高三物理一轮复习第五章《机械能》试题含答案

一、选择题1．（多选）如图1所示，木板水平放置，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A端，直到当木板转到与水平面成角时停止转动.这时物体受到一个微小的干扰便开始缓慢匀速下滑，直至滑到O点，在整个过程中（）A．支持力对物体做的总功为mgLsinB．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2．如图2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。

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．mgLB．2mgLC ．2mgLD ．（M+m ）gL3．如图3所示,一轻弹簧左端固定在长木板m 2的左端，右端与小木块m 1连接，且m 1与m 2及m 2与地面之间接触面光滑，开始时m 1和m 2均静止,现同时对m 1、m 2施加等大反向的水平恒力F 1`和F 2.在两物体开始运动以后的整个过程中，对m 1、m 2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），下列说法正确的是（）A ．由于F 1、F 2等大反向，故系统机械能守恒B ．由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功，故系统动能不断增加C ．由于F 1、F 2分别对m 1、m 2做正功，故系统机械能不断增加D ．当弹簧弹力大小与F 1、F2大小相等时，m 1、m 2的动能最大 4．如图4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，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 段的过程中，摩擦力所做的功( ）A ．大于mgLB ．小于mgLC ．等于mgLD ．以上三种情况都有可能5．如图5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 。

高考物理一轮复习单元质检五机械能(含解析)新人教版

学习资料单元质检五机械能（时间:45分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分。

在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.（2021黑龙江哈尔滨月考）起跳摸高是学生经常进行的一项体育活动。

一质量为m的同学弯曲两腿向下蹲，然后用力蹬地起跳,从该同学用力蹬地到刚离开地面的起跳过程中,他的重心上升了h,离地时他的速度大小为v。

下列说法正确的是()A.起跳过程中该同学机械能增量为mghmv2B。

起跳过程中该同学机械能增量为mgh+12mv2C.地面的支持力对该同学做的功为mgh+12mv2+mghD。

该同学所受的合外力对其做的功为122.某自行车赛运动员在比赛的某段下坡过程中保持同一姿态滑行了一段距离,重力对他做功4 000 J,他克服阻力做功200 J。

则运动员在该段下坡过程（)A。

动能增加了4 000 J B。

机械能减小了200 JC.机械能减小了3 800 JD.重力势能减小了3 800 J3.(2021天津南开高三模拟)如图甲为大型游乐设施跳楼机，乙图为其结构简图.跳楼机由静止从a自由下落到b,再从b开始以恒力制动竖直下落到c停下。

已知跳楼机和游客的总质量为m，ab高度差为2h，bc高度差为h,重力加速度大小为g.则（）A.从b到c，游客处于失重状态B。

从b到c,跳楼机的加速度大小为2gC.从a到c，除重力外的力做的功为-2mghD。

跳楼机运动到b点时，游客重力的瞬时功率为2m√gg4.(2020重庆一中高三月考）用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C、D、E处于竖直平面上，各段轻杆等长,其中小球A、B的质量均为2m，小球C、D、E的质量均为m.现将A、B两小球置于距地面高h处，由静止释放,假设所有球只在同一竖直平面内运动，不计一切摩擦,则在下落过程中(）A.小球A,B，C，D，E组成的系统机械能守恒B。

小球B的机械能一直减小C。

小球B落地的速度小于√2ggD。

高考物理一轮复习习题(人教版) 第五章《机械能》第2课时Word版含答案

第五章第2课时一、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1．(2017·福建师大附中期中)将质量为m 的物体在高空中以速率v 水平向右抛出，由于风力作用，经过时间t 后，物体下落一段高度，速率仍为v ，方向与初速度相反，如图所示．在这一运动过程中不考虑空气阻力，下列关于风力做功的说法，正确的是 ( )A ．风力对物体不做功B ．风力对物体做的功(绝对值)为mg 2t 22C ．风力对物体做的功(绝对值)小于mg 2t 22D ．由于风力方向未知，不能判断风力做功情况解析：C [对物体从开始抛出到速度再次等于v 的过程，由动能定理可知W 风＋W G ＝12m v 2－12m v 2＝0，可知|W 风|＝W G ＝mgh <mg ·12gt 2＝12mg 2t 2，选项C 正确．]2．(2017·重庆万州区一诊)如图所示，质量为m 的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ，物块与转台转轴相距R ，物块随转台由静止开始转动并计时，在t 1时刻转速达到n ，物块即将开始滑动．保持转速n 不变，继续转动到t 2时刻，则 ( )A ．在0～t1时间内，摩擦力做功为零B ．在0～t 1时间内，摩擦力做功为12μmgR C ．在0～t 1时间内，摩擦力做功为2μmgRD ．在t 1～t 2时间内，摩擦力做功为2μmgR解析：B [在0～t 1时间内，转速逐渐增加，故物块的速度逐渐增大，在t 1时刻，最大静摩擦力提供向心力，有μmg ＝m v 2R，解得v ＝μgR .物块做加速圆周运动过程，由动能定理可知W f ＝12m v 2，由以上两式解得W f ＝12μmgR ，故A 、C 错误，B 正确．在t 1～t 2时间内，物块的线速度不变，摩擦力只提供向心力，根据动能定理可知摩擦力做功为零，故D 错误．]3．(68520135)如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一物体向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设物体在斜面最低点A 的速度为v ，压缩弹簧至C 点时弹簧最短，C 点距地面高度为h ，则从A 到C 的过程中弹簧弹力做功是( )A ．mgh －12m v 2 B.12m v 2－mgh C ．－mgh D ．－⎝⎛⎭⎫mgh ＋12m v 2 解析：A [由A 到C 的过程运用动能定理可得：－mgh ＋W ＝0－12m v 2，所以W ＝mgh －12m v 2，故A 正确．] 4．(2017·青浦区一模)如图，竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成，两轨道长度相等，用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B 的静止小球，分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A ，所需时间分别为t 1、t 2，动能增量分别为ΔE k1、ΔE k2，假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变，且球与Ⅰ和Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等，则( )A ．ΔE k1>ΔE k2，t 1>t 2B ．ΔE k1＝ΔE k2，t 1>t 2C ．ΔE k1>ΔE k2，t 1<t 2D ．ΔE k1＝ΔE k2，t 1<t 2解析：B [因为摩擦力做功W f ＝μ(mg cos θ＋F sin θ)·s ＝μmgx ＋μFh ，可知沿两轨道运动，摩擦力做功相等，根据动能定理得：W F －mgh －W f ＝ΔE k ，知两次情况拉力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，则动能的变化量相等．作出在两个轨道上运动的速度—时间图线如图所示，由于路程相等，则图线与时间轴围成的面积相等，由图可知，t 1>t 2.故B 正确，A 、C 、D 错误．]5．(2017·吉林三校联考)如图所示，竖直平面内放一直角杆MON ，OM水平，ON 竖直且光滑，用不可伸长的轻绳相连的两小球A 和B 分别套在OM和ON 杆上，B 球的质量为2 kg ，在作用于A 球的水平力F 的作用下，A 、B 均处于静止状态，此时OA ＝0.3 m ，OB ＝0.4 m ，改变水平力F 的大小，使A 球向右加速运动，已知A 球向右运动0.1 m 时速度大小为3 m/s ，则在此过程中绳的拉力对B 球所做的功为(取g ＝10 m/s 2)A ．11 JB ．16 JC ．18 JD ．9 J解析：C [A 球向右运动0.1 m 时，v A ＝3 m/s ，OA ′＝0.4 m ，OB ′＝0.3 m ，设此时∠BAO＝α，则有tan α＝34.v A cos α＝v B sin α，解得v B ＝4 m/s.此过程中B 球上升高度h ＝0.1 m ，由动能定理，W －mgh ＝12m v 2B ，解得绳的拉力对B 球所做的功为W ＝mgh ＋12m v 2B ＝2×10×0.1 J ＋12×2×42 J ＝18 J ，选项C 正确．]二、多项选择题(本题共3小题，每小题7分，共21分．全部选对的得7分，部分选对的得3分，有选错或不答的得0分)6．(68520136)(2017·河北衡水中学四调)如图所示，x 轴在水平地面上，y 轴竖直向上，在y 轴上的P 点分别沿x 轴正方向和y 轴正方向以相同大小的初速度抛出两个小球a 和b ，不计空气阻力，若b 上升的最大高度等于P 点离地的高度，则从抛出到落地有( )A ．a 的运动时间是b 的运动时间的2倍B ．a 的位移大小是b 的位移大小的5倍C ．a 、b 落地时的速度相同，因此动能一定相同D ．a 、b 落地时的速度不同，但动能相同解析：BD [设P 点离地的高度为h ，对于b ：b 做竖直上抛运动，上升过程与下落过程对称，则b 上升到最大高度的时间为t 1＝2h g ，从最高点到落地的时间为t 2＝2h g ，故b 运动的总时间t b ＝t 1＋t 2＝(2＋1)2h g ；对于a ：a 做平抛运动，运动时间为t a ＝2h g.则有t b ＝(2＋1)t a .故A 错误．对于b ：h ＝v 202g，则v 0＝2gh ；对于a ：水平位移为x ＝v 0t a ＝2gh 2h g ＝2h ，a 的位移为x a ＝h 2＋(2h )2＝5h ，而b 的位移大小为h ，则a 的位移大小是b 的位移大小的 5倍，故B正确．根据动能定理有W ＝E k －E k0，则E k ＝mgh ＋12m v 20，可知两球落地时动能相同，而速度方向不同，则落地时速度不同，故C 错误，D 正确．] 7．(2016·浙江理综)如图所示为一滑草场．某条滑道由上下两段高均为h ，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．则( )A ．动摩擦因数μ＝67B ．载人滑草车最大速度为 2gh 7C ．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD ．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g 解析：AB [由动能定理可知：mg ·2h －μmg cos 45°·h sin 45°－μmg cos 37°·h sin 37°＝0，解得μ＝67，选项A 正确；对前一段滑道，根据动能定理：mgh －μmg cos 45°·h sin 45°＝12m v 2，解得：v ＝2gh 7，则选项B 正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh ，选项C 错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为a ＝mg sin 37°－μmg cos 37°m ＝－335g ，选项D 错误；故选A 、B.] 8．(68520137)(2017·河南信阳高级中学第四次大考)如图所示，一质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O 点，初始时刻小球静止于P 点，第一次小球在水平拉力F作用下，从P 点缓慢地移动到Q 点，此时轻绳与竖直方向夹角为θ，张力大小为T 1；第二次在水平恒力F ′作用下，从P 点开始运动并恰好能到达Q点，至Q 点时轻绳中的张力大小为T 2.关于这两个过程，下列说法中正确的是(不计空气阻力，重力加速度为g )( )A ．第一个过程中，拉力F 在逐渐变大，且最大值一定大于F ′B ．两个过程中，轻绳的张力均变大C ．T 1＝mg cos θ，T 2＝mg D ．第二个过程中，重力和水平恒力F ′的合力的功率先增大后减小解析：AC [第一次小球在水平拉力F 作用下，从P 点缓慢地移动到Q 点，则小球处于平衡状态，根据平衡条件得F ＝mg tan θ，随着θ增大，F 逐渐增大；第二次小球从P 点开始运动并恰好能到达Q 点，则到达Q 点时速度为零，在此过程中，根据动能定理得F ′l sin θ＝mgl (1－cos θ)，解得F ′＝mg tan θ2，因为θ<90°，所以mg tan θ2<mg tan θ，则F ＞F ′，故A 正确．第一次运动过程。

【新课标版】高考物理一轮复习过关检测：第五章机械能(1)含答案解析

最新高三一轮复习单元过关检测卷—物理机械能考试时间：100分钟；满分：100分班级姓名.第I卷（选择题）评卷人得分一.单项选择题（本题共6道小题，每小题4分，共24分）1.一辆汽车在平直的公路上，从静止开始以恒定加速度启动，最后达到最大速率.设汽车所受阻力保持不变，在此过程中（）A. 汽车达到最大速率时所受到的合外力为零B. 汽车发动机的功率一直在增大C. 汽车一直做匀加速直线运动D. 汽车发动机的功率一直保持恒定2.质量为30kg的小孩从高度为2.0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2.0m/s.取g=10m/s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（）A. 支持力做功50 JB. 阻力做功540 JC. 合外力做功60 JD. 重力做功500 J3.如图，质量相同的两物体a.b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上.初始时用力压住b使a.b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面.在此过程中（）A. a的动能大于b的动能B. 两物体机械能的变化量相等C. a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D. 绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零4.利用传感器和计算机可以测量快速变化的力的瞬时值.右图是用这种方法获得的弹性绳中拉力F 随时间的变化图线.实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后放手让小球自由下落.由此图线所提供的信息，以下判断正确的是（）A. t2时刻小球速度最大B. t1～t2期间小球速度先增大后减小C. t3时刻小球动能最小D. t1与t4时刻小球速度一定相同5.如图所示，倾斜轨道AC与有缺口的圆管轨道BCD相切于C，圆管轨道半径为R，两轨道在同一竖直平面内，D是圆管轨道的最高点，DB所对的圆心为90°.把一个小球从倾斜轨道上某点由静止释放，它下滑到C点缺口处后便进入圆管轨道，若要使它此后能够一直在管道中上升到D点并且恰可再落到B点，沿管道一直运动，不计摩擦，则下列说法正确的是（）A. 释放点须与D点等高B.释放点须比D 点高上C.释放点须比D 点高上D. 无论释放点在哪里，都不可能使小球上升到D点再落到B点6.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力.不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（）A. B. C. D.评卷人得分二.多项选择题（本题共5道小题，每小题4分，共20分，全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错得得0分）7.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－0.75W8.如图所示，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度.现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力.下列说法中正确的是（）A.弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能B.小球抛出的的过程中处于失重状态C.小球压缩弹簧的过程小球减小的动能等于弹簧增加的势能D. 小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒9.一辆汽车正以v1=10 m/s 的速度在平直公路上匀速行驶，发现正前方有一辆自行车以v2=4 m/s 的速度做同方向的匀速直线运动，汽车立即关闭油门做加速度大小为a=0.6m/s2的匀减速运动，汽车恰好没有碰上自行车，则A.关闭油门后，汽车恰好没有碰上自行车时所用时间为10sB.关闭油门后，汽车恰好没有碰上自行车时所用时间为350sC.关闭油门时，汽车与自行车的距离30 mD.关闭油门时，汽车与自行车的距离350m10.如图所示，水平路面上有一辆质量为Μ的汽车，车厢中有一质量为m 的人正用恒力F 向前推车厢，在车以加速度a 向前加速行驶距离L 的过程中，下列说法正确的是（）A. 人对车的推力F做的功为FLB. 人对车做的功为maLC. 车对人的摩擦力做的功为（F+ma）LD. 车对人的作用力大小为ma11.如图(甲)所示，质量m=0.5kg，初速度v0=10m/s的物体，受到一个与初速方向相反的外力F 的作用，沿粗糙的水平面滑动，经3s撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的v-t图象如图（乙）所示，g取10m/s2，则A.物体与地面的动摩擦因数为0.1B.0～2s内F做的功为8JC.0～7s内物体由于摩擦产生的热量为25JD.0～7s内物体滑行的总位移为29m第II卷（非选择题）评卷人得分三.实验题（本题共2道小题，,共18分）12.(8分)（实验）某同学利用电磁打点计时器打出的纸带来验证机械能守恒定律，该同学在实验中得到一条纸带，如图所示，在纸带上取6个计数点，两个相邻计数点间的时间间隔为T=0.02s.其中1.2.3点相邻，4.5.6点相邻，在3点和4点之间还有若干个点.s1是1.3两点的距离，s2是2.5两点的距离，s3是4.6两点的距离.（1）实验过程中，下列操作正确的是.A.电磁打点计时器应接在220V交流电源上B.实验时应先松开纸带，然后迅速打开打点计时器C.实验时应先打开打点计时器，然后松开纸带D.纸带应理顺，穿过限位孔并保持竖直（2）点2速度的表达式v2= .（3）该同学测得的数据是s1=4.00cm，s2=16.00cm，s3=8.00cm，重物（质量为m）在竖直方向上运动从点2运动到点5过程中，动能增加量为m，势能减少量为m.（结果保留三位有效数字，重力加速度g=9.8m/s2）13.(10分)利用图10(a)所示实验装置可粗略测量人吹气产生的压强.两端开口的细玻璃管水平放置，管内塞一潮湿小棉球，实验者从玻璃管的一端A吹气，棉球从另一端B飞出，测得玻璃管内部截面积S，距地面高度h，棉球质量m，开始时棉球的静止位置与管口B的距离x，落地点C 与管口B的水平距离l，然后多次改变x，测出对应的l，画出l2－x关系图线如图10 (b)所示，并由此得出相应的斜率k.(1)若不计棉球在空中运动时的空气阻力，根据以上测得的物理量可得，棉球从B端飞出时速度v0＝.(2)假设实验者吹气能保持玻璃管内气体压强始终为恒定值，不计棉球与管壁的摩擦，重力加速度g.大气压强p0均为已知，利用图10(b)中直线的斜率k可得，管内气体压强p＝.(3)考虑到实验时棉球与管壁间有摩擦力，则(2)中得到的p与实际压强相比(填“偏大”.“偏小”).评卷人得分四.计算题（本题共3道小题, ,共38分）14.（11分）一列车的质量是5.0×105kg，在平直的轨道上以额定功率3000kW加速行驶，当速度由10m/s加速到所能达到的最大速率30m/s时，共用了2min，若阻力保持不变，则列车受到的阻力为 1.0×105N，在这段时间内列车前进的距离是1600m.15.（12分）如图所示，AOB是光滑水平轨道，BC是半径为R的光滑的固定圆弧轨道，两轨道恰好相切.质量为M的小木块静止在0点，一个质量为m的子弹以某一初速度水平向右射入小木块内，并留在其中和小木块一起运动.且恰能到达圆弧轨道的最高点c(木块和子弹均可以看成质点).①求子弹射入木块前的速度.②若每当小木块返回到0点或停止在0点时，立即有相同的子弹射入小木块，并留在其中，则当第9颗子弹射入小木块后，小木块沿圆弧轨道能上升的最大高度为多少?16.（15分）如图所示，A是一个质量M=1kg.半径R=3m的四分之一圆弧槽，锁定在水平面上，A 的右侧B是圆心角为60°的固定在水平面上的圆弧槽，A和B的表面均光滑且末端点切线水平，水平面PQ段粗糙，其余部分光滑且足够大，将一个质量为m=1kg的滑块C从A的顶端由静止释放，已知C与PQ间的动摩擦因数u=0.2，PQ段的长度l=3m，取g=10m/s2.（1）若已知B的圆弧半径r=3m，C第一次滑到B的圆弧底端时，C对圆弧B底端的压力为多大？（2）若B的圆弧半径1m＜r＜5m，滑块C仍从A的顶端由静止释放，当C滑离A的底端时解除A的锁定，使A可以在水平面上自由运动，试求因B圆弧槽半径取值不同，滑块C在粗糙水平面部分通过总路程的可能值？试卷答案1.A2.C3.D4.B5.B6.C7.CD8.BC9.AC 10.AC 11.AD12. 【答案】（1）CD ；（2）；（3）1.50；1.57. 13.14.【解析】当汽车的速度最大时，牵引力与阻力平衡，即有F=f由P=Fvm 得：f=F=运用动能定理研究汽车速度由10m/s 加速到最大速率30m/s 过程，得：Pt ﹣fS=代入解得：S=1600m【答案】（1）运动过程中列车所受阻力是大小为150000N（2）这段时间内火车前进的距离是2000m15. 【解析】（1）第一颗子弹射入木块的过程，系统动量守恒，以子弹的初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=（m+M ）v1，系统由O 到C 的运动过程中机械能守恒，由机械能守恒定律得：12(m+M ）v12=（m+M ）gR由以上两式解得：2m MgRm +（2）由动量守恒定律可知，第2.4.6…颗子弹射入木块后，木块的速度为0，第1.3.5…颗子弹射入后，木块运动.当第9颗子弹射入木块时，以子弹初速度方向为正方向，由动量守恒定律得：mv0=（9m+M ）v9，设此后木块沿圆弧上升的最大高度为H ，由机械能守恒得：12（9m+M ）v92v=（9m+M ）gH由以上各式可得：H=（9M mM m ++）2R.【答案】（1）2m MgRm+；（2）（9M mM m++）2R.16. 【解析】（1）.设c到达B的低端的速度为v1，此时C的支持力为N，根据动能定理可得：mgR﹣μmgl=m，解得：，在B的最低点由：N﹣mg=，解得：N=mg+=26N，根据牛顿第三定律得c对圆弧B的压力为26N；（2）设B的半径为r1时，c刚好可以从B顶端飞出，有动能定理得：mgR﹣umgl﹣mgr1（1﹣cos60°）=0，代入数据得：30﹣6﹣10×r1×（1﹣0.5）解得：r1=4.8m，若：1m＜r＜4.8m，c从B的右端飞出，则在水平面上运行的距离为：l=3m，若4.8m≤r＜5m，c滑到B的最右端再原路返回，设C滑上A前瞬间的速度为v2，滑离A的瞬间速度为v3，此时A的速度为V，对c有动能定理得：，解得：v2=6m/s，对A和C由动量定理和动能定理得：mv2=mv3+MV，2，联立解得：v3=0m/s，V=6m/sv3的负号表示C从A上下滑后向右运动，设C经过PQ及B后向左再次到达P点速度为v4，有动能定理得：，解得：v4=m/s，此时c的速度小于A的速度，不会再滑上A，所以滑块C在粗糙水平面的总路程为：s=4l=12m. 【答案】（1）若已知B的圆弧半径r=3m，C第一次滑到B的圆弧底端时，C对圆弧B底端的压力为26N，（2）若：1m＜r＜4.8m，C在水平面上运行的距离为：l=3m，若4.8m≤r＜5m，C在水平面上运行的距离为12m.。

高考物理一轮复习第五章实验五验证机械能守恒定律讲义

验证机械能守恒定律一、实验目的验证机械能守恒定律。

二、实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源(交流4～6 V)、纸带(数条)、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。

突破点(一) 实验原理与操作[例1] 在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，电源的频率为50 Hz ，依次打出的点为0,1,2,3,4，…，n 。

则：(1)如用第2点到第6点之间的纸带来验证，必须直接测量的物理量为____________、____________、____________，必须计算出的物理量为____________、____________，验证的表达式为____________________。

(2)下列实验步骤操作合理的排列顺序是______(填写步骤前面的字母)。

A ．将打点计时器竖直安装在铁架台上B ．接通电源，再松开纸带，让重物自由下落C ．取下纸带，更换新纸带(或将纸带翻个面)重新做实验D ．将重物固定在纸带的一端，让纸带穿过打点计时器，用手提着纸带E ．选择一条纸带，用刻度尺测出物体下落的高度h 1，h 2，h 3，…，h n ，计算出对应的瞬时速度v 1，v 2，v 3，…，v nF ．分别算出12mv n 2和mgh n ，在实验误差允许的范围内看是否相等 [答案] (1)第2点到第6点之间的距离h 26第1点到第3点之间的距离h 13 第5点到第7点之间的距离h 57第2点的瞬时速度v 2 第6点的瞬时速度v 6mgh 26＝12mv 62－12mv 22 (2)ADBCEF[由题引知·要点谨记]1.实验原理的理解[对应第1题] 1两种验证方法①利用起始点和第n 点计算。

代入gh n 和12v n 2，如果在实验误差允许的条件下，gh n ＝12v n 2，则能验证机械能守恒定律。

②任取两点计算A 、B ，测出h AB ，算出gh AB 。

b.算出12v B 2－12v A 2的值。

高考物理一轮复习第5章机械能章末过关检测(五)

第5章机械能章末过关检测(五)(建议用时：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么关于作用在物体上的各力做功情况正确的是( )A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功答案：C2．如图所示，为游乐场中过山车的一段轨道，P点是这段轨道的最高点，A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾，假设这段轨道是圆轨道，各节车厢的质量相等，过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略．那么过山车在通过P点的过程中，下列说法正确的是( )A．车头A通过P点时的速度最小B．车的中点B通过P点时的速度最小C．车尾C通过P点时的速度最小D．A、B、C通过P点时的速度一样大解析：选B.过山车在运动过程中，受到重力和轨道支持力作用，只有重力做功，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，则当重力势能最大时，过山车的动能最小，即速度最小，根据题意可知，车的中点B通过P点时，重心的位置最高，重力势能最大，则动能最小，速度最小，故选B.3．(2018·辽宁实验中学月考)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图，已知该车质量为2×103 kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3×103N．若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为( )A ．8 sB ．14 sC ．26 sD ．38 s解析：选B.由题图可知，跑车的最大输出功率大约为200 kW ，根据牛顿第二定律得，牵引力F ＝f ＋ma ＝(3 000＋2 000×2 ) N ＝7 000 N ，则匀加速过程最大速度v m ＝P F ＝200 0007 000m/s≈28.6 m/s ，则匀加速过程持续的时间t ＝v m a ＝28.62s ＝14.3 s ，故B 正确，A 、C 、D 错误．4．(2018·洛阳月考)如图所示，有一光滑轨道ABC ，AB 部分为半径为R 的14圆弧，BC 部分水平，质量均为m 的小球a 、b 固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R ，小球可视为质点．开始时a 球处于圆弧上端A 点，由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是( ) A ．a 球下滑过程中机械能保持不变 B ．b 球下滑过程中机械能保持不变C ．a 、b 球滑到水平轨道上时速度大小为2gRD ．从释放a 、b 球到a 、b 球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为mgR2解析：选D.对于单个小球来说，杆的弹力做功，小球机械能不守恒，A 、B 错误；两个小球组成的系统只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故有mgR ＋mg ·2R ＝12·2mv 2，解得v ＝3gR ，C 错误；a 球在滑落过程中，杆对小球做功，重力对小球做功，故根据动能定理可得W ＋mgR ＝12mv 2，联立v ＝3gR ，解得W ＝12mgR ，故D 正确．5.(2018·哈尔滨第六中学模拟)如图所示，质量为m 的竖直光滑圆环A 的半径为r ，竖直固定在质量为m 的木板B 上，木板B 的两侧各有一竖直挡板固定在地面上，使木板不能左右运动．在环的最低点静置一质量为m 的小球C .现给小球一水平向右的瞬时速度v 0，小球会在环内侧做圆周运动．为保证小球能通过环的最高点，且不会使木板离开地面，则初速度v 0必须满足( ) A.3gr ≤v 0≤5gr B ．gr ≤v 0≤3gr C.7gr ≤v 0≤3grD ．5gr ≤v 0≤7gr解析：选D.在最高点，速度最小时有：mg ＝m ·v 21r，解得：v 1＝gr .从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设最低点的速度为v 1′，根据机械能守恒定律，有：2mgr ＋12mv 21＝12mv 1′2，解得v 1′＝5gr .要使木板不会在竖直方向上跳起，球对环的压力最大为：F ＝mg ＋mg ＝2mg从最高点到最低点的过程中，机械能守恒，设此时最低点的速度为v 2′，在最高点，速度最大时有：mg ＋2mg ＝m v 22r解得：v 2＝3gr .根据机械能守恒定律有：2mgr ＋12mv 22＝12mv 2′2，解得：v 2′＝7gr .所以，保证小球能通过环的最高点，且不会使木板在竖直方向上跳起，在最低点的速度范围为：5gr ≤v ≤7gr .二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分) 6.(2018·上海崇明县模拟)如图所示，固定的光滑竖直杆上套有一质量为m 的圆环，圆环与水平放置轻质弹簧一端相连，弹簧另一端固定在墙壁上的A 点，图中弹簧水平时恰好处于原长状态．现让圆环从图示位置(距地面高度为h )由静止沿杆滑下，滑到杆的底端B 时速度恰好为零．则在圆环下滑至底端的过程中( ) A ．圆环所受合力做功为零B ．弹簧弹力对圆环先做正功后做负功C ．圆环到达B 时弹簧弹性势能为mghD ．弹性势能和重力势能之和先增大后减小解析：选AC.对于圆环，在整个过程中动能的变化量为零，根据动能定理可知圆环所受的合力做功为零，故A 正确；弹簧水平时恰好处于原长状态，圆环向下运动的过程中，弹簧对圆环有拉力，对圆环一直做负功，故B 错误；对于圆环和弹簧组成的系统而言，只有重力和弹力做功，系统的机械能守恒，可知圆环的机械能减少了mgh ，那么圆环到达B 时弹簧弹性势能为mgh ，故C 正确；根据系统的机械能守恒知，弹簧的弹性势能、圆环的重力势能和动能之和保持不变，圆环的动能先增大后减小，所以弹性势能和重力势能之和先减小后增大，故D 错误．7．(2018·沈阳二中模拟)小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上(如图甲)，在刚接触轻弹簧的瞬间(如图乙)，速度是5 m/s ，将弹簧压缩到最短(如图丙)的整个过程中，小球的速度v 和弹簧缩短的长度Δx 之间的关系如图丁所示，其中A 为曲线的最高点．已知该小球重为2 N ，弹簧在受到撞击至压缩到最短的过程中始终发生弹性形变，弹簧的弹力大小与形变成正比．下列说法正确的是( )A ．在撞击轻弹簧到轻弹簧压缩至最短的过程中，小球的动能先变大后变小B ．从撞击轻弹簧到它被压缩至最短的过程中，小球的机械能先增大后减小C ．小球在速度最大时受到的弹力为2 ND ．此过程中，弹簧被压缩时产生的最大弹力为12.2 N解析：选ACD.由题图丁可知，小球的速度先增加后减小，故小球的动能先增大后减小，故A 正确；在小球下落过程中至弹簧压缩最短时，只有重力和弹簧弹力做功，故小球与弹簧组成的系统机械能守恒，在压缩弹簧的过程中弹簧的弹性势能增加，故小球的机械能减小，所以B 错误；小球下落时，当重力与弹簧弹力平衡时小球的速度最大，据此有：小球受到的弹力大小与小球的重力大小平衡，故此时小球受到的弹力为2 N ，故C 正确；小球速度最大时，弹簧的弹力为2 N ，此时弹簧的形变量为0.1 m ，故可得弹簧的劲度系数k ＝20 N/m ，故弹簧弹力最大时形变量最大，根据胡克定律知，小球受到的最大弹力为F max ＝kx max ＝20×0.61 N ＝12.2 N ，故D 正确．8．(2018·常州教育学会监测)水平长直轨道上紧靠放置n 个质量为m 可看做质点的物块，物块间用长为l 的细线连接，开始处于静止状态，轨道动摩擦因数为μ.用水平恒力F 拉动1开始运动，到连接第n 个物块的线刚好拉直时整体速度正好为零，则( )A ．拉力F 所做功为nFlB ．系统克服摩擦力做功为n （n －1） μmgl2C ．F >nμmg2D ．n μmg >F >(n －1)μmg解析：选BC.拉力F 所做功为(n －1)Fl ，选项A 错误；系统克服摩擦力做功为μmg (n －1)l ＋μmg (n －2)l ＋μmg ·(n －3)l ＋…＋μmgl ＝μmgl [1＋2＋…(n －1)]＝n (n －1)μmgl2，选项B 正确；根据能量关系可知拉力F 所做功为(n －1)Fl 大于克服摩擦力做的功n （n －1）μmgl2，即(n －1)Fl >n (n －1)μmgl /2，则F >nμmg2，选项C 正确，D 错误．三、非选择题(本题共3小题，共52分，按题目要求作答．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)9．(14分)(2018·枣庄模拟)某兴趣小组测量小物块与水平面之间的动摩擦因数和弹簧压缩后弹性势能大小的装置如图所示．弹簧左端固定在挡板上，右端被带有挡光条的小物块压至C 处．现由静止释放小物块，小物块与弹簧分离后通过P 处光电计时器的光电门，最终停在水平面上某点B .已知挡光条的宽度为d ，当地重力加速度为g .(1)现测得挡光条通过光电门的时间为t ，小物块停止处到光电门的距离为x ，则小物块通过光电门处的速度v ＝________，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝________(用g 、d 、t 、x 表示)．(2)若小物块质量为m ，释放处C 到光电门P 的距离为x 0，则小物块释放瞬间弹簧的弹性势能E p ＝________(用m 、d 、t 、x 、x 0表示)．解析：(1)利用平均速度可知通过光电门的速度为v ＝dt，根据动能定理可知－μmgx ＝0－12mv 2，解得μ＝d 22gxt 2.(2)从C 到静止利用动能定理可知E p －μmg (x 0＋x )＝0－0 解得E p ＝md 2（x 0＋x ）2xt2. 答案：(1)d t d 22gxt 2 (2)md 2（x 0＋x ）2xt210．(18分)(2018·宁夏罗平中学模拟)一质量为1 kg 的物体，位于距地面高h ＝3 m 、倾角为37°的斜面上，从静止开始下滑．已知物体与斜面和地面间的动摩擦因数相同且μ＝0.3，且经B 点时无能量损失，最后滑到C 点停止，(已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g ＝10 m/s 2)求：(1)物体到达B 点的速度大小； (2)B 点和C 点之间的距离；解析：(1)物体由A 到B ，只有重力做功，以地面为参考平面，由机械能守恒定律得：mgh －μmg cos 37°hsin 37°＝12mv 2B解得：v B ＝6 m/s.(2)设物体由B 到C 的长度为s ，应用动能定理得：－μmgs ＝0－12mv 2B解得：s ＝6 m.答案：(1)6 m/s (2)6 m11．(20分)如图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P 飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热．我们用质量为m 的小滑块代替栗子，借用这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径分别为2R 、R ，小平台和圆弧均光滑．将过锅底的纵截面看做是由两个斜面AB 、CD 和一段光滑圆弧组成．斜面与小滑块间的动摩擦因数均为0.25，而且不随温度变化．两斜面倾角均为θ＝37°，AB ＝CD ＝2R ，A 、D 等高，D 端固定一小挡板，小滑块碰撞它不损失机械能．滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g .(1)如果滑块恰好能经P 点飞出，为了使滑块恰好沿AB 斜面进入锅内，应调节锅底支架高度使斜面的A 、D 点离地高为多少？(2)接(1)问，求滑块在锅内斜面上运动的总路程；(3)对滑块的不同初速度，求其通过最高点P 和小圆弧最低点Q 时所受压力之差的最小值．解析：(1)设滑块恰好经P 点飞出时速度为v P ，由牛顿第二定律有mg ＝mv 2P2R，得v P ＝2gR到达A 点时速度方向要沿着斜面AB ，则v y ＝v P tan θ＝342gR 所以A 、D 点离地高度为h ＝3R －v 2y2g ＝3916R .(2)进入A 点时滑块的速度为v ＝v P cos θ＝542gR假设经过一个来回能够回到A 点，设回来时动能为E k ，则E k ＝12mv 2－4μmg cos θ·2R <0，所以滑块不会滑到A 点而飞出．因mg sin θ>μmg cos θ，则根据动能定理得mg ·2R sin θ－μmg cos θ·s ＝0－12mv 2得滑块在锅内斜面上运动的总路程s ＝221R16.(3)设滑块的初速度和经过最高点时的速度分别为v 1、v 2由牛顿第二定律，在Q 点F 1－mg ＝mv 21R在P 点F 2＋mg ＝mv 222R所以F 1－F 2＝2mg ＋m （2v 21－v 22）2R由机械能守恒有12mv 21＝12mv 22＋mg ·3R得v 21－v 22＝6gR 为定值代入v 2的最小值(v 2＝v P ＝2gR )得压力差的最小值为9mg . 答案：(1)3916R (2) 221R16(3)9mg。

高考物理一轮复习文档：第五章实验六验证机械能守恒定律解析含答案

实验六验证机械能守恒定律板块一主干梳理·夯实基础实验原理与操作◆ 实验目的验证机械能守恒定律。

◆ 实验原理1．在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变。

若物体某时刻瞬时速度为v ，下落高度为h ，则重力势能的减少量为mgh ，动能的增加量为12mv 2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律。

2．速度的测量：做匀变速直线运动的纸带上某段位移中间时刻的瞬时速度等于这段位移之间的平均速度。

计算打第n 个点速度的方法：测出与第n 个点相邻前后点间的距离x n 和x n ＋1，由公式v n ＝x n ＋x n ＋12T 或v n ＝h n ＋1－h n －12T算出，如图所示。

◆ 实验器材铁架台(含铁夹)，打点计时器，学生电源，纸带，复写纸，导线，毫米刻度尺，重物(带纸带夹)。

◆ 实验步骤1．安装置：如图所示将检查、调整好的打点计时器竖直固定在铁架台上，接好电路。

2．打纸带：将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。

先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。

更换纸带重复做3～5次实验。

3．选纸带：分两种情况说明(1)用12mv 2n ＝mgh n 验证时，应选点迹清晰，且第1、2两点间距离小于或接近2 mm 的纸带。

若第1、2两点间的距离大于2 mm ，这是由于先释放纸带后接通电源造成的。

这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。

(2)用12mv 2B －12mv 2A ＝mg Δh 验证时，由于重力势能的相对性，处理纸带时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否大于2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。

数据处理与误差分析◆ 数据处理 1．测量计算在起始点标上0，在以后各计数点依次标上1、2、3…，用刻度尺测出对应下落高度h 1、h 2、h 3…。

高考物理一轮复习习题(人教版) 第五章《机械能》微专题7Word版含答案

微专题7一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水平面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A．蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员的加速度先增大后减小B．运动员从下落到到达最低点前，速度先增大后减小C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能不守恒D．蹦极过程中，重力势能的改变量与弹性势能的改变量总是相等解析：B[未达到最大速度前，mg－F T＝ma，达到最大速度后F T－mg＝ma，可知随F T增大，a先减小后增大，A错误；运动员先加速后减速，B正确；整个过程中运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，C错误；蹦极过程中，重力势能的改变量与弹性势能的改变量和动能的改变量之和总是相等的，D错误．]2．在儿童乐园的蹦床项目中，小孩在两根弹性绳和蹦床的协助下实现上下弹跳．如图所示，某次蹦床活动中小孩静止时处于O点，当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B，小孩可看成质点，不计空气阻力．下列说法正确的是()A．从A运动到O，小孩重力势能减少量大于动能增加量B．从O运动到B，小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量C．从A运动到B，小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量D．若从B返回到A，小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量解析：A[从A运动到O，小孩重力势能减少量等于动能增加量与弹性绳的弹性势能的增加量之和，选项A正确；从O运动到B，小孩动能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量，选项B错误；从A运动到B，小孩机械能减少量大于蹦床弹性势能增加量，选项C 错误；若从B返回到A，小孩机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和，选项D错误．] 3．一升降机在箱底装有若干弹簧．如图所示，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦阻力．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 ．箱先处于超重状态然后再处于失重状态B ．箱的重力功率不断减小C ．箱的机械能不断减小D ．箱的机械能保持不变解析：C [箱先向下做加速运动，后向下做减速运动，先失重，后超重，选项A 错误；重力不变，重力的功率P ＝mg v ，先增大后减小，选项B 错误；弹簧的弹力对箱做负功，箱的机械能不断减小，选项C 正确，选项D 错误．]4．(68520158)悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运动员具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m 的运动员刚入水时的速度为v ，水对他的阻力大小恒为F ，那么在他减速下降深度为h 的过程中，下列说法正确的是(g 为当地的重力加速度)( )A ．他的动能减少了(F ＋mg )hB ．他的重力势能减少了mgh －12m v 2 C ．他的机械能减少了FhD ．他的机械能减少了mgh解析：C [合力做的功等于动能的变化，合力做的功为(F －mg )h ，A 错误；重力做的功等于重力势能的变化，故重力势能减小了mgh ，B 错误；重力以外的力做的功等于机械能的变化，故机械能减少了Fh ，C 正确，D 错误．]5．如图所示，美国空军X-37B 无人航天飞机于2010年4月首飞，在X-37B 由较低轨道飞到较高轨道的过程中( )A ．X-37B 中燃料的化学能转化为X-37B 的机械能B ．X-37B 的机械能要减少C ．自然界中的总能量要变大D ．如果X-37B 在较高轨道绕地球做圆周运动，则在此轨道上其机械能逐渐变小解析：A [在X-37B 由较低轨道飞到较高轨道的过程中，必须启动助推器，对X-37B 做正功，X-37B 的机械能增大，A 正确，B 错误．根据能量守恒定律，C 错误．X-37B 在确定轨道上绕地球做圆周运动，其动能和重力势能都不会发生变化，所以机械能不变，D 错误．]6．(2017·河北正定中学月考)如图是建筑工地上常用的一种“深穴打夯机”示意图，电动机带动两个滚轮匀速转动将夯杆从深坑提上来，当夯杆底端刚到达坑口时，两个滚轮彼此分开，将夯杆释放，夯杆在自身重力作用下，落回深坑，夯实坑底．然后两个滚轮再将夯杆压紧，夯杆被提上来，如此周而复始(夯杆被滚轮提升过程中，经历匀加速和匀速运动过程)．已知两个滚轮边缘的线速度恒为v ，夯杆质量为m ，则下列说法正确的是( )A ．夯杆被提上来的过程中滚轮先对它施加向上的滑动摩擦力，后不对它施力B ．若增加滚轮匀速转动的角速度或增加滚轮对杆的正压力可减小提杆的时间C ．滚轮对夯杆做的功等于夯杆动能的增量D ．一次提杆过程系统共产生热量12m v 2 解析：B [夯杆被提上来的过程中，先受到滑动摩擦力，然后受到静摩擦力，故A 错误．增加滚轮匀速转动的角速度时，夯杆获得的最大速度增大，可减小提杆的时间；增加滚轮对杆的正压力，夯杆受到滑动摩擦力增大，匀加速运动的加速度增大，可减小提杆的时间，故B 正确．根据功能关系分析得到，滚轮对夯杆做的功等于夯杆动能、重力势能和内能的增量之和，故C 错误．设匀加速直线运动过程，夯杆受到的滑动摩擦力大小为f ，加速度为a ，质量为m ，匀加速运动的时间为t ，则相对位移大小为Δs ＝v t －v 22a ，t ＝v a ，得到Δs ＝v 22a，摩擦生热Q ＝f Δs .根据牛顿第二定律得f －mg ＝ma ，联立得到Q ＝mg v 22a ＋12m v 2>12m v 2，故D 错误．] 二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．全部选对的得6分，部分选对的得3分，有选错或不答的得0分)7．若礼花弹在由炮筒底部击发至炮筒口的过程中，克服重力做功W 1，克服炮筒阻力及空气阻力做功W 2，高压燃气对礼花弹做功W 3，则礼花弹在炮筒内运动的过程中(设礼花弹发射过程中质量不变)( )A ．礼花弹的动能变化量为W 3＋W 2＋W 1B ．礼花弹的动能变化量为W 3－W 2－W 1C ．礼花弹的机械能变化量为W 3－W 2D ．礼花弹的机械能变化量为W 3－W 2－W 1解析：BC [动能变化量等于各力做功的代数和，阻力、重力都做负功，故W 3－W 1－W 2＝ΔE k ，所以B 对，A 错．重力以外其他力做功的和为W 3－W 2，即等于机械能增加量，所以C 对，D 错．]8．(2016·广东六校联考)升降机底板上放一质量为100 kg 的物体，物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m 时速度达到4 m/s ，则此过程中(取g ＝10 m/s 2)( )A ．升降机对物体做功5 800 JB ．合外力对物体做功5 800 JC ．物体的重力势能增加了5 000 JD ．物体的机械能增加了5 000 J解析：AC [升降机对物体所做的功W ＝mgh ＋12m v 2＝5 800 J ，A 正确；合外力做功W 合＝12m v 2＝800 J ，B 错；重力势能增加E p ＝mgh ＝5 000 J ，C 正确；物体机械能增加E ＝mgh ＋12m v 2＝5 800 J ，D 错．]9．在2016年巴西奥运会即世界杯跳水项目选拔赛时，如图所示，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D ．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解析：CD [由题意可知A 位置为跳板的自然状态，故跳水运动员到达A 位置时对跳板的作用力为零，其平衡位置应该在A 位置、B 位置之间，故运动员从A 位置向B 位置运动的过程中，动能先增大后减小，所以A 、B 错误；运动员由A 位置运动到B 位置的过程中，跳板的弹力始终做负功，故其弹性势能一直增加，C 正确；由于跳水运动员从某高处落到处于自然状态的跳板上，故初速度不为零，根据动能定理可知重力对运动员做的功小于跳板的作用力对他做的功，D 正确．]10．(68520159)2016年8月在里约奥运会上，牙买加选手博尔特打破奥运会100 m 记录．比赛中他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重。

高考物理一轮复习(练习)：第五章_机械能_第2讲含解析

必修一第五章第2讲一、选择题(本题共8小题，1～4题为单选，5～8题为多选)1．(2017·湖南省五市十校高三联考)如图所示，光滑的小圆弧轨道半径为r ，光滑的大圆弧轨道半径为4r ，小球质量为m (可视为质点)，小圆弧与大圆弧的圆心O 1、O 2在同一竖直线上，两圆弧的最低点重合，两圆弧轨道固定在同一竖直平面内。

小球从大圆弧轨道上与O 2等高处由静止释放，通过小圆弧轨道最高点时对轨道压力的大小为导学号 51342543( B )A ．2mgB ．3mgC ．4mgD ．5mg[解析] 小球从大圆弧轨道上与O 2等高处由静止释放，通过小圆弧轨道最高点的过程中，小球的机械能守恒，设小球在小圆弧轨道最高点的速度为v ，对小球运用机械能守恒定律，有mg ·2r ＝12m v 2，得v ＝2gr ；在小圆弧轨道的最高点，设轨道对小球的弹力为N ，对小球运用牛顿第二定律得N ＋mg ＝m v 2r ，可以求出N＝3mg ，根据牛顿第三定律得小球通过小圆弧轨道最高点时对轨道压力的大小也为3mg ，故选项B 正确。

2．(2016·河南商丘模拟)如图所示，若物体与接触面之间的动摩擦因数处处相同，DO 是水平面，AB 是斜面。

初速度为10m/s 的物体从D 点出发沿路面DBA 恰好可以达到顶点A ，如果斜面改为AC ，再让该物体从D 点出发沿DCA 恰好也能达到A 点，则物体第二次运动具有的初速度导学号 51342544( C )A ．可能大于12m/sB ．可能等于8m/sC ．一定等于10m/sD ．可能等于10m/s ，具体数值与斜面的倾角有关[解析] 物体从D 点滑动到顶点A 过程中，由动能定理，可得－mg ·x OA －μmg ·x DB －μmg cos α·x AB ＝0－12m v 2，由几何关系cos α·x AB ＝x OB ，因而上式可以简化为－mg ·x OA －μmg ·x OD ＝0－12m v 2；同理推得沿DCA 有－mg ·x OA －μmg ·x OD ＝0－12m v 22，解得v 2＝v ，C 选项正确。

2019届高考物理一轮复习第五章机械能45分钟章末检测卷

第五章 45分钟章末检测卷．滑块静止于光滑水平面上，与之相连的轻质弹簧处于自然伸直状态，现用恒定的水作用于弹簧右端，在向右移动一段距离的过程中拉力．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停下．已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数皆为在滑雪者经过AB段运动的过程中，克服摩擦力做的功设斜坡与水平面的交点为C，BC长度为L1，AC水平长度为，如图所示，则滑雪者在水平面上摩擦力做功W1＝－μmgL2，所以在滑雪者经过AB段过程中，摩擦力做功与v之间的关系中有可能正确的是( )小球运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故mgh＝重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律，(③)，根据③式，F－v关系图象是开口向上的抛物线，．如图所示，两箱相同的货物，现要用电梯将它们从一楼运到二楼，其中图甲是利用图乙是用履带式自动电梯运送，假设两种情况下电梯都是匀速地运送货物，下列关于两电梯在运送货物时说法正确的是( )．两种情况下电梯对货物的支持力都对货物做正功．图乙中电梯对货物的支持力对货物做正功．图甲中电梯对货物的支持力对货物做正功．图乙中电梯对货物的支持力对货物不做功如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为的两个物体通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，斜面底端有一与斜面垂直的挡到挡板的距离为s，滑轮两边的细绳恰好伸直，而没有，空气阻力不计．松开手后，关于二者的运动下列说法中正确的是的物体，放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由和物体发生的位移L之间的关系如图所示，重力加速度3 3 m/s3 m/s．(2018·陕西省咸阳市高考模拟考试)如图所示，一根跨过一固定的水平光滑细杆的置于水平地面上，球b被拉到与细杆同一水平的位置．m a：m＝：2下摆过程中加速度方向向上，错误．设段长度为O点正下方时，由牛顿第二定律，m a：m＝：图两计数点间的时间间隔T ＝5×0.02 s＝＝＋2×0.1m/s 确定标度，根据给出数据描点．作图如图所示．从图线上取两个点(4.5,4.24)，(2.15,2.0)－2.0－2.15≈0.953①x②＝2a Δx ③ ≈0.093 N小车做匀速运动 (2)0.228 (3)见解析图 (4)0.093分)(2018·河北省两校高三年级模拟考试)质量为地面上，现对物块施加水平向右的力F ，力F 随时间变化的规律如图所示，已知物块与地面，设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，分)(2018·江西联考)如图所示，P为弹射器，PA为光滑半圆轨道，其半径R＝2 m，传送带的速度逆时针匀速转动．现有一质量m＝1 kg的物体(可视为质点紧贴圆弧面到达D点，已知弹射器的弹性势能全部转化为物体的动能，0.2.若物体经过BC段的速度为。

2020年高三物理一轮复习测试第五章机械能

绝密★启用前2020年高三物理一轮复习测试第五章机械能本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间150分钟。

（含答案）第Ⅰ卷一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)1.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体过一会儿能保持与传送带相对静止，对于物块从静止释放到相对静止这一过程，下列说法正确的是()A．电动机做的功为mv2B．摩擦力对物体做的功为mv2C．传送带克服摩擦力做的功为mv2D．小物块与传送带因摩擦产生的热量为Q＝mv22.如图甲所示，静止在地面上的一个物体在竖直向止的拉力作用下开始运动在，向上运动的过程中，物体的动能E k与位移x关系图象如图乙所示．其中在0～h过程中的图线为平滑曲线，h～2h过程中的图线为平行于横轴的直线，2h～3h过程中的图线为一倾斜的直线，不计空气阻力，下列说法正确的是()A．物体上升到h高处时，拉力的功率为零B．在0～h过程中拉力大小恒为2mgC．在2h～3h过程中物体机械能不变D．在2h～3h过程中物体的机械能不变3.水流在推动水轮机的过程中做了3×108J的功，这句话应理解为()A．水流在推动水轮机前具有3×108J的能量B．水流在推动水轮机的过程中具有3×108J的能量C．水流在推动水轮机后具有3×108J的能量D．水流在推动水轮机的过程中能量减少了3×108J4.如图所示，质量分别为m1和m2的两个小球A、B，带有等量异种电荷，通过绝缘轻弹簧连接，置于绝缘光滑的水平面上．当突然加一水平向右的匀强电场后，两小球A、B将由静止开始运动，在以后的运动过程中，对两个小球和弹簧组成的系统(设整个过程中不考虑电荷间库仑力的作用且弹簧不超过弹性限度)，以下说法正确的是()A．系统机械能不断增加B．系统动能不断增加C．当弹簧长度达到最大值时，系统机械能最小D．当小球所受电场力与弹簧的弹力相等时，系统动能最大5.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两倍，在下落至离高度h处，小球的势能是动能的两倍，则h 等于()A．H/9 B． 2H/9 C． 3H/9 D． 4H/96.如图，从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球，一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，则它们从抛出到落地过程中()A．运行的时间相等B．落地时的机械能不同C．落地时的速度相同D．在空中任意时刻三个物体的机械能相同7.质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动，撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止，其v－t图象如图所示，则下列说法正确的是()A．F1、F2大小相等B．F、F2对A、B做功之比为2∶1C．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∶28.子弹的速度为v，打穿一块固定的木块后速度刚好变为零．若木块对子弹的阻力为恒力，那么当子弹射入木块的深度为其厚度的一半时，子弹的速度是()A． B．v C． D．9.如图，竖直放置的粗糙四分之一圆弧轨道ABC与光滑半圆弧轨道CDP最低点重合在C点，圆心O1和O2在同一条竖直线上，圆弧ABC的半径为4R，半圆弧CDP的半径为R.—质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg.不计空气阻力．小球从A到P的过程中()A．机械能减少了2mgRB．重力势能减少了mgRC．合外力做功2mgRD．克服摩擦力做功mgR10.放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间图象和该拉力的功率与时间图象分别如图所示，下列说法正确的是()A． 0～6 s内物体位移大小为36 mB． 0～6 s内拉力做的功为30 JC．合外力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等D．滑动摩擦力大小为5 N11.如图所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P，受到一沿斜面向上的拉力F，沿斜面匀速上滑．现把力F的方向变为竖直向上，若使物块P仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则()A．力F一定要变小 B．力F一定要变大C．力F的功率将减小 D．力F的功率将增大12.如图，一小球从光滑曲面由静止释放，离开轨道末端后做平抛运动，最后撞到离轨道末端水平距离为d的竖直墙壁上，要使小球撞到墙壁时的速度最小，小球由静止释放的高度h为()A．dB．C．D． 2d13.如图，某同学用绳子拉动木箱，使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度．木箱获得的动能一定()A．小于拉力所做的功B．等于拉力所做的功C．等于克服摩擦力所做的功D．大于克服摩擦力所做的功14.如图所示．一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a和b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m的a球置于地面上，质量为m的b球从水平位置静止释放．当a球对地面压力刚好为零时，b球摆过的角度为θ.下列结论正确的是()A．θ＝90°B．θ＝45°C．小球摆动到最低点的过程中，b球机械能不守恒D．小球摆动到最低点的过程中，b球重力的瞬时功率一直增大15.关于机械能是否守恒，下列说法正确的是()A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B．做圆周运动的物体机械能一定守恒C．做变速运动的物体机械能可能守恒D．合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒16.质量相等的两个质点A、B在拉力作用下从同一地点沿同一直线竖直向上运动的v－t图象如图所示，下列说法正确的是()A．t2时刻两个质点在同一位置B． 0－t2时间内两质点的平均速度相等C． 0－t2时间内A质点处于超重状态D．在t1－t2时间内质点B的机械能守恒17.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，如图所示，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，在此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰好能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功是()A．mgRB．mgRC．mgRD．mgR18.如图所示，光滑斜面的顶端固定一弹簧，一小球向右滑行，并冲上固定在地面上的斜面．设小球在斜面最低点A的速度为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则从A到C的过程中弹簧弹力做功是()A．mgh－mv2B．mv2－mghC．－mghD．－(mgh＋mv2)19.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物，当重物的速度为v1时，起重机的功率达到最大值P，以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到以最大速度v2匀速上升为止，物体上升的高度为h，则整个过程中，下列说法正确的是()A．钢绳的最大拉力为B．钢绳的最大拉力为mgC．重物匀加速的末速度为D．重物匀加速运动的加速度为－g20.伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N 点．如果在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()A．只与斜面的倾角有关B．只与斜面的长度有关C．只与下滑的高度有关D．只与物体的质量有关第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)21.光滑水平面上有质量为M、高度为h的光滑斜面体A，斜面顶端有质量为m的小物体B，二者都处于静止状态．从某时刻开始释放物体B，在B沿斜面下滑的同时斜面体A沿水平方向向左做匀加速运动．经过时间t，斜面体水平移动s，小物体B刚好滑到底端．(1)求运动过程中斜面体A所受的合力FA；(2)分析小物体B做何种运动，并说明理由；(3)求小物体B到达斜面体A底端时的速度v B大小．22.如图所示，AB段为长度L1＝5 m的粗糙水平地面，其动摩擦因数μ＝0.2，它高出水平地面CD 的高度h＝1.25 m，EFD为一半径R＝0.4 m的光滑半圆形轨道．现有一质量m＝1 kg的小球，在恒定的外力F＝4 N的作用下，由静止开始从水平面的A点开始运动．力F作用一段距离后将其撤去，随后物体从B点飞出，落在水平地面CD上某处并反弹，因为与地面碰撞时有能量损失，反弹过程水平速度分量不变而竖直速度分量减小，弹起后刚好沿半圆轨道DEF的E点切向进入，开始做圆周运动，且在E点时与圆弧轨道间的相互作用力恰好为零．取g＝10 m/s2，试求：(1)CD间距离L2；(2)外力F作用的距离．23.如图所示，光滑水平面AB与一半圆开轨道在B点相连，轨道位于竖直面内，其半径为R，一个质量为m的物块静止在水平面上，现向左推物块使其压紧轻质弹簧，然后放手，物块在弹力作用下获得一速度，当它经B点进入半圆轨道瞬间，对轨道的压力为其重力的8倍，之后向上运动恰好能完成半圆周运动到达C点，重力加速度为g.求；(1)弹簧弹力对物块做的功；(2)物块从B到C摩擦阻力做的功；(3)物块离开C点后，再落回到水平面上时相对于C点的水平距离24.如下图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图．首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月球高度为h1处悬停(速度为0，h1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面．已知探测器总质量为m(不包括燃料)，地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求：(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；(2)从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化．答案解析1.【答案】D【解析】电动机多做的功转化成了物体的动能和系统的内能，所以电动机多做的功为W机＝mv2＋Q＝mv2.故A不正确；物块运动过程中，只有摩擦力对它做功，根据动能定理得：摩擦力对物块做的功为W f＝mv2－0＝0.5mv2.故B不正确；传送带克服摩擦力做功为：W f＝μmgx1＝mv2.故C不正确；设物块匀加速运动的时间为t，则物块与传送带相对位移大小为Δx＝vt－vt＝0.5vt，此过程中物块的位移为x物＝0.5vt，则有Δx＝x物；系统摩擦生热为Q＝f·Δx＝fx物＝mv2，故D正确．2.【答案】D【解析】0～h高度内，由动能定理得E k＝(F－mg)x，图线斜率表示合外力，0～h过程中，斜率逐渐减小到零，则拉力逐渐减小到等于重力，合力减小为零，A、B错误，2h～3h过程中，物体受到拉力等于重力，匀速上升，拉力做正功，物体的机械能增加，C错误；在2h～3h过程中，图线斜率恒定，大小为mg，则物体合力大小为mg，物体只受到重力，机械能守恒，D正确．3.【答案】D【解析】根据功能关系，水流在推动水轮机的过程中做了3×108J的功，水流在推动水轮机的过程中能量减少了3×108J，选项D正确．4.【答案】D【解析】据题意，在施加电场后对整个系统受力分析，系统在水平方向受到电场力F1和F2，由于两球带电量相等且电性相反，则在匀强电场中F1－F2＝0，系统在竖直方向的合力也为0，所以系统所受合力为0；弹簧弹力是系统的内力，两球在电场力作用下向相反方向运动，弹簧被拉伸，弹力增加，当弹力与电场力相等时，两球速度最大，继续运动则弹力大于电场力，两球开始减速运动直至速度减为0，然后反向运动；整个系统在这个运动过程中机械能守恒，A、C错误；动能先增加后减小，B错误，D正确．5.【答案】D【解析】小球上升至最高点过程：－mgH－fH＝0－mv02①；小球上升至离地高度h处过程：－mgh－fh＝mv12－mv02②，又mv12＝2mgh③；小球上升至最高点后又下降至离地高度h处过程：－mgh－f(2H－h)＝mv22－mv02④，又mv22＝mgh⑤；以上各式联立解得h＝H，答案D正确．6.【答案】D【解析】只有重力做功，由机械能守恒定律，竖直上抛，竖直下抛两个小球落地速度方向都是竖直向下，末速度的大小相等，即两个小球的落地时速度相同，位移相同，加速度相同，但初速度不相同(方向相反)，所以它们的运动时间不相等，故A错误；一个竖直上抛，一个竖直下抛，另一个平抛，三个球只受重力做功，所以三个球机械能都守恒，而初位置三个球机械能相等，所以在空中任意时刻三个物体的机械能相同，落地时的机械能相等，故B错误，D正确；速度相同包括方向相同，竖直上抛运动，竖直下抛运动落地的速度竖直向下，平抛运动的物体落地速度与竖直方向有一定的夹角，故三个小球落地速度不相同，故C错误．7.【答案】C【解析】设A加速时加速度大小为a，则减速时加速度大小为0.5a，B加速时加速度大小为0.5a，减速时加速度大小为a.根据牛顿第二定律，对A：F1－F f1＝2ma，F f1＝2m×0.5a＝ma，对B：F2－F f2＝0.5ma，F f2＝ma，解得F1＝3ma，F2＝1.5ma，F f2＝F f1.A错误，C正确；外力F1、F2做功分别为：W1＝F1l1,W2＝F2l2，由图线围成的面积可知l1＝0.5l2，故W1∶W2＝1∶1，B错误；两物体运动位移相同，故摩擦力做功之比为F f1l∶F f2l＝1∶1，D错误．8.【答案】B【解析】设子弹的质量为m，木块的厚度为d，木块对子弹的阻力为f.根据动能定理，子弹刚好打穿木块的过程满足－fd＝0－mv2.设子弹射入木块厚度一半时的速度为v′，则－f·＝mv′2－mv2，得v′＝v，故选B.9.【答案】D【解析】质量为m的小球从A点静止释放，达到P时与轨道间的作用力大小为mg，根据牛顿第二定律：2mg＝m，v＝，根据动能定理：mg·2R－W f＝mv2得：W f＝mgR，故机械能减少了mgR，故A错误D正确；合外力做功等于动能的变化量：mv2＝mgR，故C错误；高度下降了2R，则重力势能减少了2mgR，故B错误．10.【答案】C【解析】由P＝Fv，对应v－t图象和P－t图象可得30＝F·6,10＝F f·6，解得：F＝5 N，F f＝N，D 错误；0～6 s内物体的位移大小为(4＋6)×6×m＝30 m，A错误；0～6 s内拉力做功W＝F·x1＋F f·x2＝5×6×2×J＋×6×4 J＝70 J，B错误；由动能定理可知，C正确．11.【答案】C【解析】物块受到一沿斜面向上的拉力F，F＝mg sinθ＋μmg cosθ，把力F的方向变为竖直向上，仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，F＝mg，由于题述没有给出θ和μ的具体数值，不能判断出力F 如何变化，选项A、B错误；由于力F的方向变为竖直向上后，摩擦力不再做功，力F的功率将减小，选项C正确，D错误．12.【答案】B【解析】小球在曲面下滑的过程中，机械能守恒，mgh＝mv，然后做平抛运动，运动时间t＝，撞到墙上时的速度v＝，联立得v＝根据不等式可知，当2gh＝，即h＝时，小球的速度最小．因此B正确，A、C、D错误．13.【答案】A【解析】由题意知，W拉－W阻＝ΔE k，则W拉>ΔE k，A项正确，B项错误；W阻与ΔE k的大小关系不确定，C、D项错误．14.【答案】A【解析】设b球做圆周运动的半径为R当θ＝90°时，根据机械能守恒mgR＝mv2可得v＝，由竖直平面内的圆周运动得F－mg＝m，F＝3mg，此时a球对地面压力为零，A选项正确，B选项错误；b球下摆的过程机械能守恒，C错误；b球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率P＝mgv·cosθ，为速度与竖直方向的夹角．开始时，v＝0，P＝0；到最低点时，v最大，但α＝90°，P＝mgv·cosθ＝0，根据极值法可得，重力对小球做功的功率先增大后减小，D错误．15.【答案】C【解析】做匀速直线运动的物体与做圆周运动的物体，如果是在竖直平面内则机械能不守恒，A、B错误；合外力做功不为零，机械能可能守恒，C正确，D错误．16.【答案】C【解析】由v－t图线面积表示位移知0－t2时间内B上升的高度大于A上升的高度，故选项A错误；又根据平均速度定义式知B平均速度大于A平均速度，故选项B错误；由图线知A在0－t2时间内向上做匀加速直线运动，加速度向上，故超重，选项C正确；在t1－t2时间内质点B匀速上升，机械能增加，故选项D错误．17.【答案】C【解析】小球通过最低点时，绳的张力为F＝7mg①由牛顿第二定律可知：F－mg＝②小球恰好能通过最高点，则在最高点时绳子拉力为零，由牛顿第二定律可知：mg＝③小球由最低点运动到最高点的过程中，由动能定理得：－2mgR＋W f＝mv22－mv12④由①②③④可得W f＝－mgR，所以小球克服空气阻力所做的功为mgR，故C正确，A、B、D错误．18.【答案】A【解析】小球从斜面底端到最高点C的过程中，重力、弹簧弹力做功，C点为最高点，即v C＝0，由动能定理得：－mgh＋W弹＝0－mv2，W弹＝mgh－mv2，故A正确．19.【答案】D【解析】加速过程物体处于超重状态，钢索拉力较大，匀速运动阶段钢绳的拉力为，故A错误；加速过程物体处于超重状态，钢索拉力大于重力，故B错误；重物匀加速运动的末速度不是运动的最大速度，此时钢绳对重物的拉力大于其重力，故其速度小于，故C错误；重物匀加速运动的末速度为v1，此时的拉力为F＝，由牛顿第二定律得；a＝＝－g，故D正确.20.【答案】C【解析】物体沿光滑斜面(或弧线)下滑，只有重力做功，由机械能守恒定律得mv2＝mgh，C项正确．21.【答案】(1)(2)B做匀加速运动．(3)【解析】(1)对A，在匀加速运动过程中s＝at2由牛顿第二定律得＝Ma＝FA(2)物体B做匀加速运动．因为A做匀加速运动，B对A的作用力一定，由牛顿第三定律知，A对B 的作用力也一定，B还受到重力作用，重力也是恒力，所以B受到的合力是恒力，B做匀加速运动．(3)对AB组成的系统，机械能守恒，由机械能守恒定律得mgh＝Mv＋Mvv A＝at＝解得：v B＝22.【答案】(1)1.8 m(2)3 m【解析】(1)设平抛时间为t1，水平距离为x1，斜抛时间为t2，水平距离为x2.在E点时，小球与圆弧轨道无相互作用力，则有mg＝m解得v0＝2 m/s由h＝gt得t1＝0.5 sx1＝v0t1＝1 m因斜抛可看做逆向的平抛运动，所以由2R＝gt得t2＝0.4 s，x2＝v0t2＝0.8 m，所以L2＝x1＋x2＝1.8 m(2)设F作用距离为Δx.由动能定理得：FΔx－μmgL1＝mv得Δx＝3 m23.【答案】(1)3.5mgR(2)－mgR(3)2R【解析】(1)物块到达B点瞬间，根据向心力公式有：F N－mg＝m解得：v＝7Rg弹簧对物块的弹力做的功等于物块获得的动能，所以有W＝E K＝mv＝3.5mgR(2)物块恰能到达C点，重力提供向心力，根据向心力公式有：mg＝m物块从B运动到C，根据动能定理有：W f－mg2R＝mv－mv解得：W f＝mgR(3)物体从C点做平抛运动，则x＝v c t,2R＝gt2解得：x＝2R24.【答案】(1)(2)mv2－mg【解析】(1)设地球质量和半径分别为M和R，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M′、R′和g′，探测器刚接触月面时的速度大小为v1.由mg′＝G和mg＝G得g′＝由v＋v2＝2g′h2得v t＝(2)设机械能变化量为ΔE，动能变化量为ΔE k，重力势能变化量为ΔE p.由ΔE＝ΔE k＋ΔE P有ΔE＝m－mgh1得：ΔE＝mv2－mg.。

2022高考物理一轮复习第五章机械能阶段检测(含解析)新人教版-2022高考物理一轮复习第

阶段滚动检测(五)(第五章)(45分钟100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。

1～5小题为单选,6～8小题为多选) 1．(2021·榆林模拟)一个人站立在商店的自动扶梯的水平踏板上，随扶梯向上加速，如图所示，则( )A．人对踏板的压力大小等于人所受到的重力大小B．人只受重力和踏板的支持力的作用C．踏板对人的支持力做的功等于人的机械能增加量D．人所受合力做的功等于人的动能的增加量【解析】选D。

人的加速度斜向上，将加速度分解到水平和竖直方向得：a x＝a cos α，方向水平向右；a y＝a sin α，方向竖直向上，水平方向受静摩擦力作用，f＝ma x ＝ma cos α，水平向右，竖直方向受重力和支持力，F N－mg＝ma sin α，由牛顿第三定律知人对踏板的压力F N′＝F N>mg，故A、B错误；踏板对人的作用力即为支持力与摩擦力，并且二力均做正功；故在随着扶梯向上加速运动过程中，踏板对人支持力做的功小于人的机械能的增加量，故C错误；根据动能定理可知：合外力对人做的功等于人动能的增加量，故D正确。

2.按压式圆珠笔内装有一根小弹簧,尾部有一个小帽,压一下小帽,笔尖就伸出来。

如图所示,使笔的尾部朝下,将笔向下按到最低点,使小帽缩进,然后放手,笔将向上弹起至一定的高度。

忽略摩擦和空气阻力。

笔从最低点运动至最高点的过程中( )A.笔的动能一直增大B.笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和一直减小C.弹簧的弹性势能减少量等于笔的动能增加量D.弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能增加量【解析】选D。

开始时弹力大于笔的重力,则笔向上做加速运动;当弹力等于重力时加速度为零,速度最大;然后弹力小于重力,笔向上做减速运动,当笔离开桌面时将做竖直上抛运动,直到速度减为零到达最高点。

笔的动能先增大后减小,选项A错误;因只有弹力和重力做功,则笔的重力势能、动能和弹簧的弹性势能守恒;因动能先增加后减小,则笔的重力势能与弹簧的弹性势能总和先减小后增加,选项B错误;因整个过程中初末动能不变,则弹簧的弹性势能减少量等于笔的重力势能的增加量,选项C错误,D正确。

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