高一物理验证机械能守恒定律单元检测题3

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高一物理下册机械能守恒定律单元试卷(word版含答案)

高一物理下册机械能守恒定律单元试卷(word版含答案)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,ABC 为一弹性轻绳,一端固定于A 点,一端连接质量为m 的小球,小球穿在竖直的杆上。

轻杆OB 一端固定在墙上,一端为定滑轮。

若绳自然长度等于AB ,初始时ABC 在一条水平线上,小球从C 点由静止释放滑到E 点时速度恰好为零。

已知C 、E两点间距离为h ,D 为CE 的中点,小球在C 点时弹性绳的拉力为2mg,小球与杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳始终处在弹性限度内。

下列说法正确的是( )A .小球在D 点时速度最大B .若在E 点给小球一个向上的速度v ,小球恰好能回到C 点,则2v gh = C .小球在CD 阶段损失的机械能等于小球在DE 阶段损失的机械能D .若O 点没有固定,杆OB 在绳的作用下以O 为轴转动,在绳与B 点分离之前,B 的线速度等于小球的速度沿绳方向分量 【答案】AD 【解析】 【详解】A .设当小球运动到某点P 时,弹性绳的伸长量是BP x ,小球受到如图所示的四个力作用:其中T BP F kx =将T F 正交分解,则N T sin sin 2BP BC mgF F kx kx θθ⋅====f N 14F F mg μ==T F 的竖直分量T T cos cos y BP CP F F kx kx θθ===据牛顿第二定律得f T y mg F F ma --=解得T 3344y CP F kx a g g m m=-=- 即小球的加速度先随下降的距离增大而减小到零,再随下降的距离增大而反向增大,据运动的对称性(竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型)可知,小球运动到CE 的中点D 时,加速度为零,速度最大,A 正确;B .对小球从C 运动到E 的过程,应用动能定理得T F 0104mgh W mgh ⎛⎫-+-=- ⎪⎝⎭若在E 点给小球一个向上的速度v ,小球恰能从E 点回到C 点,应用动能定理得T 2F 11()042mgh W mgh mv ⎛⎫-++-=- ⎪⎝⎭联立解得T F 34W mgh =,v gh = B 错误;C .除重力之外的合力做功等于小球机械能的变化,小球在CD 段所受绳子拉力竖直分量较小,则小球在CD 段时摩擦力和弹力做的负功比小球在DE 段时摩擦力和弹力做的负功少,小球在CD 阶段损失的机械能小于小球在DE 阶段损失的机械能,C 错误; D .绳与B 点分离之前B 点做圆周运动,线速度(始终垂直于杆)大小等于小球的速度沿绳方向的分量,D 正确。

高一物理下册机械能守恒定律检测题(Word版 含答案)

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一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,一根轻弹簧一端固定于O 点,另一端与可视为质点的小滑块连接,把滑块放在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上的A 点,此时弹簧恰好水平。

将滑块从A 点由静止释放,经B 点到达位于O 点正下方的C 点。

当滑块运动到B 点时弹簧与斜面垂直,且此时弹簧恰好处于原长。

已知OB 的距离为L ,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则滑块由A 运动到C 的过程中( )A .滑块的加速度先减小后增大B .滑块的速度一直在增大C .滑块经过B gLD .滑块经过C 2gL 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .弹簧原长为L ,在A 点不离开斜面,则sin 3()sin c 3300os 0Lk mg L ︒≤-︒︒ 在C 点不离开斜面,则有()cos30cos30cos30Lk L mg -︒≤︒︒从A 点滑至C 点,设弹簧与斜面夹角为α(范围为30°≤α≤90°);从B 点滑至C 点,设弹簧与斜面的夹角为β,则2sin 30cos mg kx ma β︒-=可知下滑过程中加速度一直沿斜面向下且减小,选项A 错误,B 正确; C .从A 点滑到B 点,由机械能守恒可得21cos302p B mgL E mv ︒+=解得2cos30232p p B E E v gL g mg L L m︒+=+=>选项C 正确;D .从A 点滑到C 点,由机械能守恒可得21cos302P C L mgE mv '+=︒解得432222cos303p pCgLE ELv g gLm m'=+>+︒=选项D错误。

故选BC。

2.如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2,两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计.两个小球a、b(视为质点)质量均为m,a球套在竖直杆L1上,b杆套在水平杆L2上,a、b通过铰链用长度为L的刚性轻杆连接,将a球从图示位置由静止释放(轻杆与L2杆夹角为45°),不计一切摩擦,已知重力加速度为g.在此后的运动过程中,下列说法中正确的是A.a球和b球所组成的系统机械能守恒B.b球的速度为零时,a球的加速度大小一定等于gC.b22gL+()D.a2gL【答案】AC【解析】【详解】A.a球和b球组成的系统没有外力做功,只有a球和b球的动能和重力势能相互转换,因此a球和b球的机械能守恒,故A正确;B.当再次回到初始位置向下加速时,b球此时刻速度为零,但a球的加速度小于g,故B 错误;C.当杆L和杆L1平行成竖直状态,球a运动到最下方,球b运动到L1和L2交点的位置的时候球b的速度达到最大,此时由运动的关联可知a球的速度为0,因此由系统机械能守恒有:22122bmg L L mv⎛⎫+=⎪⎪⎝⎭得:()2+2bv gL=故C正确;D .当轻杆L 向下运动到杆L 1和杆L 2的交点的位置时,此时杆L 和杆L 2平行,由运动的关联可知此时b 球的速度为零,有系统机械能守恒有:2212amg L mv ⋅= 得:2a v gL =此时a 球具有向下的加速度g ,因此此时a 球的速度不是最大,a 球将继续向下运动到加速度为0时速度达到最大,故D 错误.3.如图,滑块a 、b 的质量均为m ,a 套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距,b 放在地面上.a 、b 通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动,不计摩擦,a 、b 可视为质点,重力加速度大小为,则A .a 减少的重力势能等于b 增加的动能B .轻杆对b 一直做正功,b 的速度一直增大C .当a 运动到与竖直墙面夹角为θ时,a 、b 的瞬时速度之比为tanθD .a 落地前,当a 的机械能最小时,b 对地面的压力大小为mg 【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】ab 构成的系统机械能守恒,a 减少的重力势能大于b 增加的动能.当a 落到地面时,b 的速度为零,故b 先加速后减速.轻杆对b 先做正功,后做负功.由于沿杆方向的速度大小相等,则cos sin a b v v θθ=故tan abv v θ= 当a 的机械能最小时,b 动能最大,此时杆对b 作用力为零,故b 对地面的压力大小为mg .综上分析,CD 正确,AB 错误; 故选CD .4.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点下方距离为d 处.现将环从A 处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )A .环到达B 处时,重物上升的高度h =d /2B .小环在B 处的速度时,环的速度为(322)gd -C .环从A 到B ,环沿着杆下落的速度大小小于重物上升的速度大小D .环能下降的最大高度为4d /3 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A 、根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度2h d d =-,故A 错误;B 、C 、对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:v 环cos45°=v 物,根据系统机械能守恒定律可得22112+222mgd mgh mv mv -=⋅环物,解得:环的速度=(322)v gd -环,故B 正确.故C 错误.D 、设环下滑到最大高度为H 时环和重物的速度均为0,此时重物上升的最大高度为22H d d +-,根据机械能守恒有222()mgH mg H d d =+-,解得:43H d =,故D 正确.故选BD . 【点睛】解决本题的关键要掌握系统机械能守恒,知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度.5.如图所示,轻质弹簧一端固定在水平面上O 点的转轴上,另一端与一质量为m 、套在粗糙固定直杆A 处的小球(可视为质点)相连,直杆的倾角为30°,OA =OC ,B 为AC 的中点,OB 等于弹簧原长.小球从A 处由静止开始下滑,初始加速度大小为a A ,第一次经过B 处的速度为v ,运动到C 处速度为0,后又以大小为a C 的初始加速度由静止开始向上滑行.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力.下列说法正确的是A .小球可以返回到出发点A 处B .弹簧具有的最大弹性势能为22mvC .撤去弹簧,小球可以静止在直杆上任意位置D .a A -a C =g 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】AB.设小球从A 运动到B 的过程克服摩擦力做功为f W ,AB 间的竖直高度为h ,小球的质量为m ,弹簧具有的最大弹性势能为p E .根据能量守恒定律,对于小球A 到B 的过程有: 212p f mgh E mv W +=+A 到C 的过程有:22p f p mgh E W E +=+解得:212f p W mgh E mv ==, 小球从C 点向上运动时,假设能返回到A 点,由能量守恒定律得:22p f p E W mgh E =++该式违反了能量守恒定律,可知小球不能返回到出发点A 处.故A 错误,B 正确. C.设从A 运动到C 摩擦力的平均值为f ,AB =s ,由:f W mgh =得:sin 30f s mgs =解得:sin 30f mg =在B 点,摩擦力cos30f mg μ=,由于弹簧对小球有拉力(除B 点外),小球对杆的压力大于cos30mg μ,所以:cos30f mg μ>可得:sin 30cos30mg mg μ>因此撤去弹簧,小球不能在直杆上处于静止.故C 错误. D.根据牛顿第二定律得,在A 点有:cos30sin 30A F mg f ma +-=在C 点有:cos30sin 30C F f mg ma --=两式相减得:A C a a g -=故D 正确.6.某汽车质量为5t ,发动机的额定功率为60kW ,汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.l 倍。

高一下册物理 机械能守恒定律单元测试卷(解析版)

高一下册物理 机械能守恒定律单元测试卷(解析版)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,一根轻弹簧一端固定于O 点,另一端与可视为质点的小滑块连接,把滑块放在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上的A 点,此时弹簧恰好水平。

将滑块从A 点由静止释放,经B 点到达位于O 点正下方的C 点。

当滑块运动到B 点时弹簧与斜面垂直,且此时弹簧恰好处于原长。

已知OB 的距离为L ,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则滑块由A 运动到C 的过程中( )A .滑块的加速度先减小后增大B .滑块的速度一直在增大C .滑块经过B gLD .滑块经过C 2gL 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .弹簧原长为L ,在A 点不离开斜面,则sin 3()sin c 3300os 0Lk mg L ︒≤-︒︒ 在C 点不离开斜面,则有()cos30cos30cos30Lk L mg -︒≤︒︒从A 点滑至C 点,设弹簧与斜面夹角为α(范围为30°≤α≤90°);从B 点滑至C 点,设弹簧与斜面的夹角为β,则2sin 30cos mg kx ma β︒-=可知下滑过程中加速度一直沿斜面向下且减小,选项A 错误,B 正确; C .从A 点滑到B 点,由机械能守恒可得21cos302p B mgL E mv ︒+=解得2cos30232p p B E E v gL g mg L L m︒+=+=>选项C 正确;D .从A 点滑到C 点,由机械能守恒可得21cos302P C L mgE mv '+=︒解得432222cos303p pCgLE ELv g gLm m'=+>+︒=选项D错误。

故选BC。

2.如图所示,一根轻质弹簧放在光滑斜面上,其下端与斜面底端的固定挡板相连,弹簧处于自然伸长状态。

第一次让甲物块从斜面上的A点由静止释放,第二次让乙物块从斜面上的B点由静止释放,两物块压缩弹簧使弹簧获得的最大弹性势能相同,两物块均可看作质点,则下列说法正确的是()A.甲物块的质量比乙物块的质量大B.甲物块与弹簧刚接触时的动能大于乙物块与弹簧刚接触时的动能C.乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大的位置下方D.将两物块释放的位置上移,两物块向下运动的过程中,动能最大的位置会下移【答案】BC【解析】【分析】【详解】A.由于两物块使弹簧获得的最大弹性势能相同,即两物块向下运动最低点的位置相同,根据机械能守恒可知,两物块减少的最大重力势能相同,由此可以判断甲物块的质量比乙物块的质量小,选项A错误;B.从两物块与弹簧相接触到弹簧被压缩到最短的过程中,乙物块的质量大,则乙物块减小的重力势能大,所以其动能减小的少,选项B正确;C.动能最大的位置是合外力为零的时候,由力的平衡可知,乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大位置的下方,选项C正确;D.由力的平衡可知,改变两物块释放的位置,两物块向下运动的过程中,动能最大的位置不会变,选项D错误。

高考物理《实验:验证机械能守恒定律》真题练习含答案

高考物理《实验:验证机械能守恒定律》真题练习含答案

高考物理《实验:验证机械能守恒定律》真题练习含答案1.利用如图所示装置做“验证机械能守恒定律”实验.为验证机械能是否守恒,需要比较重物下落过程中任意两点间的动能变化量与势能变化量.(1)实验中,先接通电源,再释放重物,得到如图所示的一条纸带.在纸带上选取三个连续打出的点A 、B 、C ,测得它们到起始点O 的距离分别为h A 、h B 、h C .已知当地重力加速度为g ,打点计时器打点的周期为T .设重物的质量为m .从打O 点到打B 点的过程中,重物的重力势能变化量ΔE p =________,动能变化量ΔE k =________.(2)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是________.A .利用公式v =gt 计算重物速度B .利用公式v =2gh 计算重物速度C .空气阻力和摩擦力的影响D .没有采用多次实验取平均值的方法(3)某同学想用下述方法研究机械能是否守恒,在纸带上选取多个计数点,测量它们到起始点O 的距离h ,计算对应计数点的重物速度v ,描绘v 2­h 图像,并做如下判断:若图像是一条过原点的直线,图像斜率满足k =________,则重物下落过程中机械能守恒.答案:(1)mgh B m (h C -h A )28T 2(2)C (3)2g 解析:(1)从打O 点到打B 点的过程中,重物的重力势能减少量ΔE p =mgh B .B 点的速度v B =hC -h A 2T ,则动能的增加量为ΔE k =12 m v 2B =m (h C -h A )28T 2. (2)验证性实验中若重物的速度采用选项A 、B 的方法计算得出,则会出现重力势能的减少量等于动能的增加量,A 、B 错误;由于纸带在下落过程中,重锤和空气之间存在阻力,纸带和打点计时器之间存在摩擦力,所以减小的重力势能会大于动能的增加量,C 正确;多次实验取平均值的方法可以减小偶然误差,对系统误差没有效果,D 错误.(3)若机械能守恒,则有mgh =12m v 2,可得v 2=2gh ,则此时v 2 ­h 图像是过原点的一条直线,图像的斜率为2g .2.[2024·海南省天一大联考]某同学利用频闪照相机和气垫导轨做“验证机械能守恒定律”的实验,实验装置如图1所示.实验的主要步骤如下:A.用天平测出滑块的质量m =0.2 kg ;B .将安装有刻度尺的气垫导轨调整到倾角θ=24°的倾斜状态(sin 24°=0.4);C .将滑块从导轨的顶端由静止释放,使用频闪照相机对滑块进行拍摄,频闪照相机每隔T =0.05 s 拍摄一次.某次拍摄后得到的照片如图2所示,该同学在实验中测得影像间对应的实际距离分别为s 1=2.42 cm ,s 2=3.41 cm ,s 3=4.37 cm ,s 4=5.34 cm.已知当地的重力加速度g =9.8 m/s 2.结合以上实验数据,完成下列填空:(计算结果均保留三位有效数字)(1)滑块在位置B 时的速度大小为________ m/s.(2)滑块由B 运动至D ,重力势能的减小量为________ J ,动能的增加量为________ J ,在误差允许的范围内,认为滑块下滑过程机械能守恒.(3)写出两条产生误差的可能原因:①____________________;②____________________.答案:(1)0.583 (2)6.10×10-2 6.03×10-2 (3)空气阻力的作用 读取数据时产生读数误差解析:(1)滑块做匀变速运动,在位置B 时有v B =(s 1+s 2)2T,代入数据得v B =0.583 m/s. (2)滑块由B 运动至D ,重力势能的减少量ΔE p =mg (s 3+s 2)·sin 24°=6.10×10-2 J ,滑块在D 点的速度大小v D =(s 3+s 4)2T ,解得v D =0.971 m/s ,动能的增加量ΔE k =12m (v 2D -v 2B ),解得ΔE k =6.03×10-2 J.(3)滑块在下滑过程中受空气阻力作用,产生误差或读取刻度尺上滑块对应位置距离时产生读数误差.3.[2024·江西省南昌市期中考试]用如图甲所示的实验装置验证质量分别为m 1、m 2的物体A 、B 组成的系统机械能守恒.物体B 从高处由静止开始下落,物体A 上拖着的纸带打出一系列的点,如图乙所示是实验中获取的一条纸带,0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点未画出,计数点间的距离如图所示.已知m 1=50 g ,m 2=150 g .(打点计时器打点周期为0.02 s ,g 取9.8 m/s 2)(1)在打0~5点的过程中系统动能的增加量ΔE k =________ J(保留三位有效数字),系统重力势能的减少量ΔE p =________ J ,(保留三位有效数字)由此得出的结论是在误差允许范围内,A 、B 组成的系统机械能守恒.(2)若某同学作出12v 2­h 图像如图丙所示,则实验测出当地的重力加速度g =________ m/s 2.(保留三位有效数字)答案:(1)0.576 0.600 (2)9.70解析:(1)打点计时器打点周期为0.02 s ,每相邻两计数点间还有4个点未画出,则相邻计数点间的时间间隔为T =5×0.02 s =0.1 s ,由中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度可得,打下点5时,速度大小为v 5=x 462T =(21.60+26.40)×10-22×0.1 m/s =2.40 m/s ,系统动能的增加量ΔE k =12(m 1+m 2)v 25 =0.576 J ,系统重力势能的减少量ΔE p =(m 2-m 1)gh 5=0.600 J.(2)系统机械能守恒,由机械能守恒定律得(m 2-m 1)gh =12 (m 1+m 2)v 2,解得12v 2=(m 2-m 1)g (m 1+m 2) h ,结合12 v 2­h 图像有(m 2-m 1)g (m 1+m 2)=5.821.20 ,解得g =9.70 m/s 2.。

高一物理机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)

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一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,质量为1kg 的物块(可视为质点),由A 点以6m/s 的速度滑上正沿逆时针转动的水平传送带(不计两转轮半径的大小),传送带上A 、B 两点间的距离为8m ,已知传送带的速度大小为3m/s ,物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,重力加速度为210m/s 。

下列说法正确的是( )A .物块在传送带上运动的时间为2sB .物块在传送带上运动的时间为4sC .整个运动过程中由于摩擦产生的热量为16JD .整个运动过程中由于摩擦产生的热量为28J【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB .滑块先向右匀减速,根据牛顿第二定律有mg ma μ=解得22m/s a g μ==根据运动学公式有010v at =-解得13s t = 匀减速运动的位移01063m 9m 8m 22v x t L +==⨯==> 物体向左匀加速过程,加速度大小仍为22m/s a =,根据运动学公式得物体速度增大至2m/s v =时通过的位移2212m 1m 222v x a ===⨯ 用时22s 1s 2v t a === 向左运动时最后3m 做匀速直线运动,有233=s 1s 3x t v == 即滑块在传送带上运动的总时间为 1234s t t t t =++=物块滑离传送带时的速率为2m/s 。

选项A 错误,B 正确;C .向右减速过程和向左加速过程中,摩擦力为恒力,故摩擦力做功为110.211041J 6J f W f x x mg x x μ=--=--=-⨯⨯⨯-=-()()()选项C 错误;D .整个运动过程中由于摩擦产生的热量等于滑块与传送带之间的一对摩擦力做功的代数和,等于摩擦力与相对路程的乘积;物体向右减速过程,传送带向左移动的距离为114m l vt ==物体向左加速过程,传送带运动距离为222m l vt ==即121[]Q fS mg l x l x μ==++-()()代入数据解得28J Q =选项D 正确。

高一物理机械能守恒定律检测题(WORD版含答案)

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B.物块在传送带上运动的时间为
C.整个运动过程中由于摩擦产生的热量为
D.整个运动过程中由于摩擦产生的热量为
【答AB.滑块先向右匀减速,根据牛顿第二定律有
解得
根据运动学公式有
解得
匀减速运动的位移
物体向左匀加速过程,加速度大小仍为 ,根据运动学公式得物体速度增大至 时通过的位移
物体向左加速过程,传送带运动距离为

代入数据解得
选项D正确。
故选BD。
2.如图所示,一根轻质弹簧放在光滑斜面上,其下端与斜面底端的固定挡板相连,弹簧处于自然伸长状态。第一次让甲物块从斜面上的A点由静止释放,第二次让乙物块从斜面上的B点由静止释放,两物块压缩弹簧使弹簧获得的最大弹性势能相同,两物块均可看作质点,则下列说法正确的是( )
A.甲物块的质量比乙物块的质量大
B.甲物块与弹簧刚接触时的动能大于乙物块与弹簧刚接触时的动能
C.乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大的位置下方
D.将两物块释放的位置上移,两物块向下运动的过程中,动能最大的位置会下移
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A.由于两物块使弹簧获得的最大弹性势能相同,即两物块向下运动最低点的位置相同,根据机械能守恒可知,两物块减少的最大重力势能相同,由此可以判断甲物块的质量比乙物块的质量小,选项A错误;
一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)
1.如图所示,质量为 的物块(可视为质点),由 点以 的速度滑上正沿逆时针转动的水平传送带(不计两转轮半径的大小),传送带上 、 两点间的距离为 ,已知传送带的速度大小为 ,物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,重力加速度为 。下列说法正确的是( )
A.物块在传送带上运动的时间为

高一物理下册 机械能守恒定律检测题(WORD版含答案)

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一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1.一足够长的水平传送带上放置质量为m=2kg小物块(物块与传送带之间动摩擦因数为0.2μ=),现让传送带从静止开始以恒定的加速度a=4m/s2开始运动,当其速度达到v=12m/s后,立即以相同大小的加速度做匀减速运动,经过一段时间后,传送带和小物块均静止不动。

下列说法正确的是()A.小物块0到4s内做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动直至静止B.小物块0到3s内做匀加速直线运动,之后做匀减速直线运动直至静止C.物块在传送带上留下划痕长度为12mD.整个过程中小物块和传送带间因摩擦产生的热量为80J【答案】ACD【解析】【分析】【详解】物块和传送带的运动过程如图所示。

AB.由于物块的加速度a1=µg=2m/s2小于传送带的加速度a2=4 m/s2,所以前面阶段两者相对滑动,时间12vta==3s,此时物块的速度v1=6 m/s,传送带的速度v2=12 m/s物块的位移x1=12a1t12=9m传送带的位移x2=12a2t12=18m两者相对位移为121x x x∆=-=9m此后传送带减速,但物块仍加速,B错误;当物块与传送带共速时,由匀变速直线运动规律得12- a2t2=6+ a1t2解得t2=1s因此物块匀加速所用的时间为t 1+ t 2=4s两者相对位移为2x ∆= 3m ,所以A 正确。

C .物块开始减速的速度为v 3=6+ a 1t 2=8 m/s物块减速至静止所用时间为331v t a ==4s 传送带减速至静止所用时间为342v t a ==2s 该过程物块的位移为x 3=12a 1t 32=16m 传送带的位移为x 2=12a 2t 42=8m 两者相对位移为3x ∆=8m回滑不会增加划痕长度,所以划痕长为12x x x ∆=∆+∆=9m+3m=12mC 正确;D .全程相对路程为L =123x x x ∆+∆+∆=9m+3m+8m=20mQ =µmgL =80JD 正确; 故选ACD 。

高一下册物理 机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)

高一下册物理 机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑,内轨粗糙。

一小球从轨道的最低点以初速度v 0向右运动,球的直径略小于圆管的直径,球运动的轨道半径为R ,空气阻力不计,重力加速度大小为g ,下列说法一定正确的是 ( )A .若05v gR <B .若02v gR <,小球不可能到达圆周最高点C .若02v gR <,小球运动过程中机械能守恒D .若05v gR >【答案】BC【解析】【分析】【详解】AD. 小球如果不挤压内轨,则小球到达最高点速度最小时,小球的重力提供向心力,由牛顿第二定律,在最高点,有2v mg m R= 由于小球不挤压内轨,则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用,只有重力做功,机械能守恒,从最低点到最高点过程中,由机械能守恒定律,有22011222mv mv mg R =+⋅ 解得05v gR =若小球速度05v gR <是最终在圆心下方做往复运动,故A 错误;若小球速度05v gR >轨,小球运动过程中机械能守恒,故D 错误;B. 如果轨道内轨光滑,小球在运动过程中不受摩擦力,小球在运动过程中机械能守恒,如果小球运动到最高点时速度为0,由机械能守恒定律,有20122mv mg R =⋅ 解得02v gR =现在内轨粗糙,如果小球速度02v gR <,小球在到达最高点前一定受到摩擦力作用,即小球在到达最高点前速度已为零,小球不可能到达圆周最高点,故B 正确;C.若小球上升到与圆心等高处时速度为零,此时小球只与外轨作用,不受摩擦力,只有重力做功,由机械能守恒定律,有2012mv mgR = 解得02v gR =若02v gR <,小球只与外轨作用,不受摩擦力作用,小球运动过程中机械能守恒,故C 正确。

故选BC 。

2.蹦床比赛中运动员从最高点下落过程可简化为下物理模型:如图,运动员从O 点自由下落,其正下方放置一下端固定的轻质弹簧,弹簧处于自然长度。

高一机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)

高一机械能守恒定律同步单元检测(Word版 含答案)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,一根轻弹簧一端固定于O 点,另一端与可视为质点的小滑块连接,把滑块放在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上的A 点,此时弹簧恰好水平。

将滑块从A 点由静止释放,经B 点到达位于O 点正下方的C 点。

当滑块运动到B 点时弹簧与斜面垂直,且此时弹簧恰好处于原长。

已知OB 的距离为L ,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则滑块由A 运动到C 的过程中( )A .滑块的加速度先减小后增大B .滑块的速度一直在增大C .滑块经过B gLD .滑块经过C 2gL 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .弹簧原长为L ,在A 点不离开斜面,则sin 3()sin c 3300os 0Lk mg L ︒≤-︒︒ 在C 点不离开斜面,则有()cos30cos30cos30Lk L mg -︒≤︒︒从A 点滑至C 点,设弹簧与斜面夹角为α(范围为30°≤α≤90°);从B 点滑至C 点,设弹簧与斜面的夹角为β,则2sin 30cos mg kx ma β︒-=可知下滑过程中加速度一直沿斜面向下且减小,选项A 错误,B 正确; C .从A 点滑到B 点,由机械能守恒可得21cos302p B mgL E mv ︒+=解得2cos30232p p B E E v gL g mg L L m︒+=+=>选项C 正确;D .从A 点滑到C 点,由机械能守恒可得21cos302P C L mgE mv '+=︒解得432222cos303p pCgLE ELv g gLm m'=+>+︒=选项D错误。

故选BC。

2.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x与θ的关系如图乙所示,取g=10m/s2。

高一物理下册机械能守恒定律检测题(Word版 含答案)

高一物理下册机械能守恒定律检测题(Word版 含答案)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v 0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x 与θ的关系如图乙所示,取g =10m/s 2。

则由图可知( )A .物体的初速率v 0=3m/sB .物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.8C .图乙中x min =0.36mD .取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A .当2πθ=时,物体做竖直上抛运动,不受摩擦力作用,根据202v gh =可得03m/s v =A 正确;B .当0θ=时,物体沿水平面做减速运动,根据动能定理2012mv mgx μ= 代入数据解得=0.75μB 错误;C .根据动能定理201cos sin 2mv mgx mgx μθθ=+ 整理得920(0.75cos sin )x θθ=+因此位移最小值min 20.36m 200.751x ==+C 正确;D .动能与重力势能相等的位置o 2o o 01sin 37(sin 37cos37)2mgx mv mgx mgx μ=-+ 整理得0.25m x =D 错误。

故选AC 。

2.如图所示,一根轻质弹簧放在光滑斜面上,其下端与斜面底端的固定挡板相连,弹簧处于自然伸长状态。

第一次让甲物块从斜面上的A 点由静止释放,第二次让乙物块从斜面上的B 点由静止释放,两物块压缩弹簧使弹簧获得的最大弹性势能相同,两物块均可看作质点,则下列说法正确的是( )A .甲物块的质量比乙物块的质量大B .甲物块与弹簧刚接触时的动能大于乙物块与弹簧刚接触时的动能C .乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大的位置下方D .将两物块释放的位置上移,两物块向下运动的过程中,动能最大的位置会下移 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .由于两物块使弹簧获得的最大弹性势能相同,即两物块向下运动最低点的位置相同,根据机械能守恒可知,两物块减少的最大重力势能相同,由此可以判断甲物块的质量比乙物块的质量小,选项A 错误;B .从两物块与弹簧相接触到弹簧被压缩到最短的过程中,乙物块的质量大,则乙物块减小的重力势能大,所以其动能减小的少,选项B 正确;C .动能最大的位置是合外力为零的时候,由力的平衡可知,乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大位置的下方,选项C 正确;D .由力的平衡可知,改变两物块释放的位置,两物块向下运动的过程中,动能最大的位置不会变,选项D 错误。

物理高一下册 机械能守恒定律检测题(Word版 含答案)

物理高一下册 机械能守恒定律检测题(Word版 含答案)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,一个半径和质量不计的定滑轮O 固定在天花板上,物块B 和A 通过轻弹簧栓接在一起,竖直放置在水平地面上保持静止后,再用不可伸长的轻绳绕过滑轮连接物块A 和C ,物块C 穿在竖直固定的细杆上,OA 竖直,OC 间距l =3m 且水平,此时A 、C 间轻绳刚好拉直而无作用力。

已知物块A 、B 、C 质量均力2 kg 。

不计一切阻力和摩擦,g 取10m/s 2。

现将物块C 由静止释放,下滑h =4m 时物块B 刚好被提起,下列说法正确的是A .弹簧的劲度系数为20 N/mB .此过程中绳子对物块A 做的功为60JC .此时物块A 速度的大小为10m/s 41D .绳子对物块C 做功的大小等于物块A 动能的增加量 【答案】AC 【解析】 【详解】A .初始时弹簧处于压缩状态,弹力等于A 的重力。

B 刚好被提起时,弹簧处于伸长状态,弹簧的弹力等于B 的重力。

由几何关系得,弹簧共伸长了2m 。

物块B 刚好被提起时弹簧的的形变量为:25m 3m x =- kx mg =解得弹簧的劲度系数为:20N/m k =故A 正确。

BC .物块C 沿杆下滑的速度分解在沿绳子的方向和垂直的方向,当物块B 刚好被提起时:cos37A o C v v =B 的速度为零,弹簧由压缩变为伸长,形变量不变,储存的弹性势能始末两个状态相等,由整个系统动能定理得:2211222A C mgh mg x mv mv -=+ 解得:A 108m/s 41v =所以C 正确。

对于A 物体,由动能定理得:2122A W mg x mv -=解得:640(40)41W J =+故B 错误。

D .对C 由动能定理得:212T C mgh W mv -=解得绳子对C 做的功为:2110002280(80)24141T C W mgh mv J J =-=-=物块A 动能的增加量:21640241KA A E mv J ∆== 所以绳子对物块C 做功的大小不等于物块A 动能的增加量。

高一下册物理 机械能守恒定律检测题(WORD版含答案)

高一下册物理 机械能守恒定律检测题(WORD版含答案)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v 0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x 与θ的关系如图乙所示,取g =10m/s 2。

则由图可知( )A .物体的初速率v 0=3m/sB .物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.8C .图乙中x min =0.36mD .取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A .当2πθ=时,物体做竖直上抛运动,不受摩擦力作用,根据202v gh =可得03m/s v =A 正确;B .当0θ=时,物体沿水平面做减速运动,根据动能定理2012mv mgx μ= 代入数据解得=0.75μB 错误;C .根据动能定理201cos sin 2mv mgx mgx μθθ=+ 整理得920(0.75cos sin )x θθ=+因此位移最小值min 20.36m 200.751x ==+C 正确;D .动能与重力势能相等的位置o 2o o 01sin 37(sin 37cos37)2mgx mv mgx mgx μ=-+ 整理得0.25m x =D 错误。

故选AC 。

2.如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L 1、L 2,两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计.两个小球a 、b (视为质点)质量均为m ,a 球套在竖直杆L 1上,b 杆套在水平杆L 2上,a 、b 通过铰链用长度为L 的刚性轻杆连接,将a 球从图示位置由静止释放(轻杆与L 2杆夹角为45°),不计一切摩擦,已知重力加速度为g .在此后的运动过程中,下列说法中正确的是A .a 球和b 球所组成的系统机械能守恒B .b 球的速度为零时,a 球的加速度大小一定等于gC .b 22gL +()D .a 2gL【答案】AC 【解析】 【详解】A .a 球和b 球组成的系统没有外力做功,只有a 球和b 球的动能和重力势能相互转换,因此a 球和b 球的机械能守恒,故A 正确;B .当再次回到初始位置向下加速时,b 球此时刻速度为零,但a 球的加速度小于g ,故B 错误;C .当杆L 和杆L 1平行成竖直状态,球a 运动到最下方,球b 运动到L 1和L 2交点的位置的时候球b 的速度达到最大,此时由运动的关联可知a 球的速度为0,因此由系统机械能守恒有:2212b mg L L mv ⎛⎫+= ⎪ ⎪⎝⎭得:()2+2b v gL =故C 正确;D .当轻杆L 向下运动到杆L 1和杆L 2的交点的位置时,此时杆L 和杆L 2平行,由运动的关联可知此时b 球的速度为零,有系统机械能守恒有:2212amg L mv ⋅= 得:2a v gL =此时a 球具有向下的加速度g ,因此此时a 球的速度不是最大,a 球将继续向下运动到加速度为0时速度达到最大,故D 错误.3.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点下方距离为d 处.现将环从A 处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )A .环到达B 处时,重物上升的高度h =d /2B .小环在B (322)gd -C .环从A 到B ,环沿着杆下落的速度大小小于重物上升的速度大小D .环能下降的最大高度为4d /3 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A 、根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度2h d d =-,故A 错误;B 、C 、对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:v 环cos45°=v 物,根据系统机械能守恒定律可得22112+222mgd mgh mv mv -=⋅环物,解得:环的速度=(322)v gd -环,故B 正确.故C 错误.D 、设环下滑到最大高度为H 时环和重物的速度均为0,此时重物上升的最大高度为22H d d +-,根据机械能守恒有222()mgH mg H d d =+-,解得:43H d =,故D 正确.故选BD . 【点睛】解决本题的关键要掌握系统机械能守恒,知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度.4.如图甲所示,轻弹簧下端固定在倾角37°的粗糙斜面底端A 处,上端连接质量5kg 的滑块(视为质点),斜面固定在水平面上,弹簧与斜面平行。

高一物理下册 机械能守恒定律检测题(WORD版含答案)

高一物理下册 机械能守恒定律检测题(WORD版含答案)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s 内做匀加速直线运动,5s 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3110kg m =⨯,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5s 内的牵引力为3510N ⨯B .汽车速度为25m /s 时的加速度为25m /sC .汽车的额定功率为100kWD .汽车的最大速度为80m /s【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A .由速度时间图线知,匀加速运动的加速度大小2220m/s 4m/s 5a == 根据牛顿第二定律得F f ma -=解得牵引力1000N 4000N 5000N F f ma =+=+=选项A 正确; BC .汽车的额定功率500020W 100000W 100kW P Fv ==⨯==汽车在25m/s 时的牵引力100000'N 4000N 25P F v ===根据牛顿第二定律得加速度22'40001000'm/s 3m/s 1000F f a m --===选项B 错误,C 正确;D .当牵引力等于阻力时,速度最大,则最大速度100000m/s 100m/s 1000m P v f ===选项D 错误。

故选AC 。

2.如图所示,将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m 的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d ,杆上的A 点与定滑轮等高,杆上的B 点在A 点下方距离为d 处.现将环从A 处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( )A .环到达B 处时,重物上升的高度h =d /2B .小环在B (322)gd -C .环从A 到B ,环沿着杆下落的速度大小小于重物上升的速度大小D .环能下降的最大高度为4d /3 【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A 、根据几何关系有,环从A 下滑至B 点时,重物上升的高度2h d d =-,故A 错误;B 、C 、对B 的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解,在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度,有:v 环cos45°=v 物,根据系统机械能守恒定律可得22112+222mgd mgh mv mv -=⋅环物,解得:环的速度(322)v gd -环B 正确.故C 错误.D 、设环下滑到最大高度为H 时环和重物的速度均为0,此时重物上升的最大高度为22H d d +,根据机械能守恒有222()mgH mg H d d =+,解得:43H d =,故D 正确.故选BD . 【点睛】解决本题的关键要掌握系统机械能守恒,知道环沿绳子方向的分速度的等于重物的速度.3.如图所示,物块套在固定竖直杆上,用轻绳连接后跨过定滑轮与小球相连。

高一下册物理 机械能守恒定律单元测试卷(解析版)

高一下册物理 机械能守恒定律单元测试卷(解析版)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,竖直墙上固定有光滑的小滑轮D ,质量相等的物体A 和B 用轻弹簧连接,物体B 放在地面上,用一根不可伸长的轻绳一端与物体A 连接,另一端跨过定滑轮与小环C 连接,小环C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C 位于位置R 时,绳与细杆的夹角为θ,此时物体B 与地面刚好无压力。

图中SD 水平,位置R 和Q 关于S 对称。

现让小环从R 处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状态,且环到达Q 时速度最大。

下列关于小环C 下落过程中的描述正确的是( )A .小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能不守恒B .小环C 下落到位置S 时,小环C 的机械能一定最大C .小环C 从位置R 运动到位置Q 的过程中,弹簧的弹性势能一定先减小后增大D .小环C 到达Q 点时,物体A 与小环C 的动能之比为cos 2θ【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .在小环下滑过程中,只有重力势能与动能、弹性势能相互转换,所以小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能守恒,选项A 错误;B .小环C 下落到位置S 过程中,绳的拉力一直对小环做正功,所以小环的机械能一直在增大,往下绳的拉力对小环做负功,机械能减小,所以在S 时,小环的机械能最大,选项B 正确;C .小环在R 、Q 处时弹簧均为拉伸状态,且弹力大小等于B 的重力,当环运动到S 处,物体A 的位置最低,但弹簧是否处于拉伸状态,不能确定,因此弹簧的弹性势能不一定先减小后增大,选项C 错误;D .在Q 位置,环受重力、支持力和拉力,此时速度最大,说明所受合力为零,则有cos C T m g θ=对A 、B 整体,根据平衡条件有2A T m g =故2cos C A m m θ=在Q 点将小环v速度分解可知cos A v v θ=根据动能212k E mv =可知,物体A 与小环C 的动能之比为 221cos 2122A A Ak kQC m v E E m v θ== 选项D 正确。

人教版物理高一下册 机械能守恒定律检测题(WORD版含答案)

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一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,质量为1kg 的物块(可视为质点),由A 点以6m/s 的速度滑上正沿逆时针转动的水平传送带(不计两转轮半径的大小),传送带上A 、B 两点间的距离为8m ,已知传送带的速度大小为3m/s ,物块与传送带间的动摩擦因数为0.2,重力加速度为210m/s 。

下列说法正确的是( )A .物块在传送带上运动的时间为2sB .物块在传送带上运动的时间为4sC .整个运动过程中由于摩擦产生的热量为16JD .整个运动过程中由于摩擦产生的热量为28J【答案】BD【解析】【分析】【详解】AB .滑块先向右匀减速,根据牛顿第二定律有mg ma μ=解得22m/s a g μ==根据运动学公式有010v at =-解得13s t = 匀减速运动的位移01063m 9m 8m 22v x t L +==⨯==> 物体向左匀加速过程,加速度大小仍为22m/s a =,根据运动学公式得物体速度增大至2m/s v =时通过的位移2212m 1m 222v x a ===⨯ 用时22s 1s 2v t a === 向左运动时最后3m 做匀速直线运动,有233=s 1s 3x t v == 即滑块在传送带上运动的总时间为 1234s t t t t =++=物块滑离传送带时的速率为2m/s 。

选项A 错误,B 正确;C .向右减速过程和向左加速过程中,摩擦力为恒力,故摩擦力做功为110.211041J 6J f W f x x mg x x μ=--=--=-⨯⨯⨯-=-()()()选项C 错误;D .整个运动过程中由于摩擦产生的热量等于滑块与传送带之间的一对摩擦力做功的代数和,等于摩擦力与相对路程的乘积;物体向右减速过程,传送带向左移动的距离为114m l vt ==物体向左加速过程,传送带运动距离为222m l vt ==即121[]Q fS mg l x l x μ==++-()()代入数据解得28J Q =选项D 正确。

高一物理机械能守恒定律单元测试卷(解析版)

高一物理机械能守恒定律单元测试卷(解析版)

一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,一根轻弹簧一端固定于O 点,另一端与可视为质点的小滑块连接,把滑块放在倾角为θ=30°的固定光滑斜面上的A 点,此时弹簧恰好水平。

将滑块从A 点由静止释放,经B 点到达位于O 点正下方的C 点。

当滑块运动到B 点时弹簧与斜面垂直,且此时弹簧恰好处于原长。

已知OB 的距离为L ,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g ,则滑块由A 运动到C 的过程中( )A .滑块的加速度先减小后增大B .滑块的速度一直在增大C .滑块经过B gLD .滑块经过C 2gL 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB .弹簧原长为L ,在A 点不离开斜面,则sin 3()sin c 3300os 0Lk mg L ︒≤-︒︒ 在C 点不离开斜面,则有()cos30cos30cos30Lk L mg -︒≤︒︒从A 点滑至C 点,设弹簧与斜面夹角为α(范围为30°≤α≤90°);从B 点滑至C 点,设弹簧与斜面的夹角为β,则2sin 30cos mg kx ma β︒-=可知下滑过程中加速度一直沿斜面向下且减小,选项A 错误,B 正确; C .从A 点滑到B 点,由机械能守恒可得21cos302p B mgL E mv ︒+=解得2cos30232p p B E E v gL g mg L L m︒+=+=>选项C 正确;D .从A 点滑到C 点,由机械能守恒可得21cos302P C L mgE mv '+=︒解得432222cos303p pCgLE ELv g gLm m'=+>+︒=选项D错误。

故选BC。

2.如图所示,两质量都为m的滑块a,b(为质点)通过铰链用长度为L的刚性轻杆相连接,a套在竖直杆A上,b套在水平杆B上两根足够长的细杆A、B两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计。

将滑块a从图示位置由静止释放(轻杆与B杆夹角为30°),不计一切摩擦,已知重力加速度为g。

人教版物理高一下册 机械能守恒定律检测题(Word版 含答案)

人教版物理高一下册 机械能守恒定律检测题(Word版 含答案)

一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1.一足够长的水平传送带上放置质量为m=2kg小物块(物块与传送带之间动摩擦因数为0.2μ=),现让传送带从静止开始以恒定的加速度a=4m/s2开始运动,当其速度达到v=12m/s后,立即以相同大小的加速度做匀减速运动,经过一段时间后,传送带和小物块均静止不动。

下列说法正确的是()A.小物块0到4s内做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动直至静止B.小物块0到3s内做匀加速直线运动,之后做匀减速直线运动直至静止C.物块在传送带上留下划痕长度为12mD.整个过程中小物块和传送带间因摩擦产生的热量为80J【答案】ACD【解析】【分析】【详解】物块和传送带的运动过程如图所示。

AB.由于物块的加速度a1=µg=2m/s2小于传送带的加速度a2=4 m/s2,所以前面阶段两者相对滑动,时间12vta==3s,此时物块的速度v1=6 m/s,传送带的速度v2=12 m/s物块的位移x1=12a1t12=9m传送带的位移x2=12a2t12=18m两者相对位移为121x x x∆=-=9m此后传送带减速,但物块仍加速,B错误;当物块与传送带共速时,由匀变速直线运动规律得12- a2t2=6+ a1t2解得t 2=1s因此物块匀加速所用的时间为t 1+ t 2=4s两者相对位移为2x ∆= 3m ,所以A 正确。

C .物块开始减速的速度为v 3=6+ a 1t 2=8 m/s物块减速至静止所用时间为331v t a ==4s 传送带减速至静止所用时间为342v t a ==2s 该过程物块的位移为x 3=12a 1t 32=16m 传送带的位移为x 2=12a 2t 42=8m 两者相对位移为3x ∆=8m回滑不会增加划痕长度,所以划痕长为12x x x ∆=∆+∆=9m+3m=12mC 正确;D .全程相对路程为L =123x x x ∆+∆+∆=9m+3m+8m=20mQ =µmgL =80JD 正确; 故选ACD 。

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7.9 实验:验证机械能守恒定律 同步练习
一、选择题(本题共2小题)
1.在验证机械能守恒定律的实验中关于重锤的质量,下列说法中正确的是( )
A .应选用密度和质量较大的重锤,使重锤和纸带所受的重力远大于它们所受的阻力
B .应选用质量较小的重锤,使重锤的惯性小一些,下落时更接近于自由落体运动
C .不需要称量重锤的质量
D .必须称量重锤的质量,而且要估读到0.01 g
2.如图所示,是用自由落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带.我们选中N 点,下面举出一些计算N 点速度的方法,其中正确的是(相邻计数点时间间隔为T)( )
A.若N 点是第n 个点,则v n =gnT
B.若N 点是第n 个点,则v n =g(n-1)T
C.n n 1
n x x v 2T ++=
D.n 1n 1n d d
v 2T
+--=
二、非选择题(本大题共4小题,要有必要的文字叙述)
3.(2011·烟台高一检测)用自由落体法验证机械能守恒定律的实验
中:
(1)运用公式2
mv mgh 2
=对实验条件的要求是
__________________________;
(2)若实验中所用重物的质量m =1 kg.打点纸带如图所示,打点时间k =
4.在利用电磁打点计时器(电磁打点计时器所用电源频率为50 Hz)
(1)某同学用如图所示装置进行实验,得到如图所示的纸带,把第一个点(初速度为零)记作O点,测出点O、A间的距离为68.97 cm,点A、C间的距离为15.24 cm,点C、E间的距离为16.76 cm,已知当地重力加速度为9.8 m/s2,重锤的质量为m=1.0 kg,则打点计时器在打O点到C点的这段时间内,重锤动能的增加量为_____J,重力势能的减少量为_____J.
(2)利用这个装置也可以测量重锤下落的加速度a=_____m/s2.
(3)在实验中发现,重锤减少的重力势能总大于重锤增加的动能,其原因主要是在重锤带着纸带下落的过程中存在着阻力的作用,用题目中给出的已知量求重锤下落过程中受到的平均阻力大小为_____N. 5.(2011·南通高一检测)某同学做“验证机械能守恒定律”实验时,不慎将一条选择好的纸带的前面一部分损坏,剩下的一段纸带上各相邻点间的距离已测出,如图所示.已知接打点计时器的交流电源频率为50 Hz,取重力加速度g=9.8 m/s2,利用这段纸带能否验证机械能守恒定律?如能验证,说明验证方法.
6.在“验证机械能守恒定律”的实验中,重物质量m=1 kg,纸带上
打的点如图所示,打点计时器外接50 Hz 的低压交流电源.
(1)纸带的哪一端与重物相连?
(2)打点计时器打下B 点时重物的速度是多少?
(3)若取g=9.8 m/s 2,则从起点O 到打B 点的过程中机械能是否守恒?通过计算验证.
答案解析
1.【解析】选A 、C.本实验依据的原理是由重锤自由下落来验证机械能守恒定律,因此重锤的密度和质量应取得大一些,以使系统所受的阻力和重锤的重力相比可以忽略不计,以保证重锤做自由落体运动.本实验不需要测出重锤的质量,实验只需要验证21gh v 2
=就行了. 2.【解析】选C.本题考查在验证机械能守恒定律的实验中速度的计算问题.计算速度时应根据中间时刻的瞬时速度等于那一段时间的平均速度,在本题中,可以这样表示:n n 1
n x x v 2T
++=
,正确选项为C. 3.【解析】(1)重物自由下落时,对实验条件的要求是打第一个点时
重物的初速度为零.
(2)()3
AC B 31.47.810x
v m /s 0.59 m /s 2T 20.02
--⨯⨯==
= 此时重物的动能为
()2
2k B 11E mv 10.59 J 0.17 J 22
⨯⨯≈==
42C AE 32.0010v m /s 4.00 m /s 4T 40.02
-⨯⨯===
该过程动能的增加量
()2
2k C 11E mv 1.0 4.00J 8.00 J 22
∆⨯⨯===
该过程重力势能的减少量为
p E mg OC ∆⋅=
=1.0×9.8×(68.97+15.24)×10-2 J =8.25 J. (2)加速度()
2
CE AC
a 2T -=
2-v v 在误差允许范围内,可认为ΔE p =ΔE k ,机械能守恒.此题告诉我们验证机械能守恒定律的另一种方法,在纸带前面部分损坏或前面部分点迹不清晰时,只要后面部分点迹清晰,就可以采用此种方法. 答案:能 验证方法见解析
6.【解析】(1)左端,因为重物与第一个点最近.
(2)
()
2
B
7.06 3.14
AC
v10 m/s0.98 m/s.
2T20.02
-
-
==⨯=

(3)重锤重力势能的减少量为:ΔE p=mgh=1×9.8×5.01×10-2 J=0.49 J
后接通电源,待计时器正常工作后,再松开纸带让重物下落,以保证第一个点迹是一个清晰的小点.。

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