機(jī)械能綜合測試題

1、第五章 機(jī)械能 綜合測試題一、選擇題(每小題4分，共40分)1一個系統(tǒng)的機(jī)械能增大，究其原因，下列推測正確的是()A可能是重力對系統(tǒng)做了功B一定是合外力對系統(tǒng)做了功C一定是系統(tǒng)克服合外力做了功D可能是摩擦力對系統(tǒng)做了功解析：系統(tǒng)的機(jī)械能增加是除重力、彈簧的彈力以外的力對系統(tǒng)做正功引起的，不是合外力做功的問題，所以只有D說法正確答案：D2(2009·廣東卷)物體在合外力作用下做直線運動的vt圖像如圖5測1所示下列表述正確的是()圖5測1A在01 s內(nèi)，合外力做正功B在02 s內(nèi)，合外力總是做負(fù)功C在12 s內(nèi)，合外力不做功D在03 s內(nèi)，合外力總是做正功解析：根據(jù)物體的速度圖像可知，物

2、體01 s內(nèi)做勻加速運動，合外力做正功，A正確.13 s內(nèi)做勻減速運動，合外力做負(fù)功根據(jù)動能定理，03 s內(nèi)合外力做功為零；12 s內(nèi)合外力做負(fù)功答案：A圖5測23(2010·陜西省西安市質(zhì)量檢測)如圖5測2所示，一根長為l1的橡皮條和一根長為l2、不可伸長的繩子(l1l2)懸于同一點，橡皮條另一端系A(chǔ)球，繩子另一端系B球，兩球質(zhì)量相等現(xiàn)從懸線水平位置(橡皮條保持原長)將兩球由靜止釋放，當(dāng)兩球至最低點時，橡皮條的長度變?yōu)榕c繩子長度相等，此時兩球速度的大小()AB球速度較大BA球速度較大C兩球速度大小相等 D不能確定誰的速度較大解析：本題考查動能定理和能的轉(zhuǎn)化與守恒定律兩球從同一高度無

3、初速度釋放，A球在下落過程中，重力做正功，彈力做負(fù)功，B球在下落過程中，只有重力做正功，且重力做的功相同，則由動能定理可知A球在最低點處的動能較小，速度也較小答案：A4.圖5測3如圖5測3所示，一根輕質(zhì)彈簧豎直固定于水平地面上，一質(zhì)量為m的小球自彈簧正上方離地面高度為H1處自由落下，并壓縮彈簧，設(shè)速度達(dá)到最大時的位置離地面的高度為h1，最大速度為v1；若讓此小球從離地面高H2(H2H1)處自由下落，速度達(dá)到最大時離地面的高度為h2，最大速度為v2，不計空氣阻力，則()Av1v2，h1h2Bv1v2，h1h2Cv1v2，h1h2 Dv1v2，h1h2解析：速度最大時，彈簧彈力等于重力，不論從何處

4、下落這一位置不會變化，故h1h2，設(shè)最大速度時彈簧的彈性勢能為Ep，由能的轉(zhuǎn)化和守恒定律得：mg(H1h1)Epmv12，mg(H2h2)Epmv22.因H2H1，所以v2v1，故只有A項對答案：A5.圖5測4如圖5測4所示，物體以100 J的初動能從斜面底端向上運動，當(dāng)它通過斜面某一點M時，其動能減小80 J，機(jī)械能減少32 J，如果物體能從斜面上返回底端，則物體在運動過程中的下列說法正確的是()A物體在M點的重力勢能為48 JB物體自M點起重力勢能再增加21 J到最高點C物體在整個過程中摩擦力做的功為80 JD物體返回底端時的動能為30 J解析：由于WGW摩Ek，而重力做的功WGEp.由此

5、得摩擦力做功為32 J，在到M前重力的功80 J32J48 J，故重力勢能為48 J，故A錯由于mghmgcos×Ek，由于其他量都是常量，所以Ek與h或者mgh成正比，于是得最高點重力勢能為60 J，即再增加12 J到最高點，B錯從底端到最高點，動能減少100 J，克服重力做功60 J，故摩擦力做功40 J，往返做功80 J，C對返回底端時的動能為20 J，D錯答案：C圖5測56(2010·石家莊市教學(xué)質(zhì)量檢測二)如圖5測5，在半徑為R的半圓光滑固定軌道右邊緣，裝有小定滑輪，兩邊用輕繩系著質(zhì)量分別為m和M(M3m)的物體，由靜止釋放后，M可從軌道右邊緣沿圓弧滑至最低點，則

6、它在最低點時的速率為()A. B2C2 D.解析：本題考查連接體問題、機(jī)械能守恒定律、運動的分解等知識當(dāng)M到最低點時，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可得MgRmgMv2mv2，vvcos 45°，代入數(shù)據(jù)解得v2 ，C項正確答案：C圖5測67質(zhì)量為10 kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運動，力隨坐標(biāo)x的變化情況如圖5測6所示，物體在x0處，速度為1 m/s，一切摩擦不計，則物體運動到x16 m處時，速度大小為()A2 m/s B3 m/s C4 m/s D. m/s解析：力位移圖像下所圍圖形的面積表示功，由圖像可知，一部分正功與另一部分負(fù)功抵消，外力做的總功WFx40 J，根據(jù)動能定理Wm

7、v2mv02得v3 m/s.答案：B圖5測78(2010·重慶市學(xué)業(yè)質(zhì)量調(diào)研)一輛汽車的最大功率P2×104W，在水平路面上由靜止開始做直線運動，最大速度為v2，運動中汽車所受阻力恒定發(fā)動機(jī)的最大牽引力F3×103N，其行駛過程中牽引力F與車速的倒數(shù)的關(guān)系如圖5測7所示則下列說法正確的是()A圖線AB表示汽車做勻速直線運動B圖線BC表示汽車做勻加速直線運動C汽車行駛過程中最大速度v220m/sD運動過程中汽車受阻力f2×103N解析：本題考查機(jī)車啟動問題AB段1/v在變化，因此不是做勻速直線運動，A項錯誤；BC段牽引力在變化，由于阻力恒定，因此機(jī)車受到的

8、合外力變化，加速度變化，因此B項錯誤；汽車的最大速度為v2，此時的牽引力為1×103 N，機(jī)車的功率達(dá)到最大，由PFv，得v2 m/s20 m/s，C項正確；由于最大速度時阻力等于牽引力，因此汽車受到的阻力為1×103 N，D項錯誤答案：C圖5測89如圖5測8所示，A、B兩點水平距離為 x，質(zhì)量為m的物體以初速度v0沿水平地面由A滑到B速度減小為v1，若該物體以同樣的初速度v0沿斜面AC和CB滑到B，速度減小為v2，且物體與地面和兩斜面間的動摩擦因數(shù)相同，則兩速度v1和v2的大小相比為()Av1v2 Bv1v2Cv1v2 D無法比較解析：設(shè)動摩擦因數(shù)為，AC間直線距離為x1

9、，BC間直線距離為x2，根據(jù)動能定理，沿AB路線時，有：mgxm(v02v12)沿ACB路線時，有：mgcos·x1mgcos·x2m(v02v22)，整理得：mg(x1cosx2cos)m(v02v22)由于x1cosx2cosx，所以比較兩式有：v1v2.答案：C圖5測910如圖5測9所示，半徑為R的孔徑均勻的圓形彎管水平放置，小球在管內(nèi)以足夠大的速度v0在水平面內(nèi)做圓周運動，小球與管壁間的動摩擦因數(shù)為，設(shè)運動的第一周內(nèi)小球從A到B和從B到A的過程中，小球克服摩擦力做功分別為W1和W2，在這一周小球克服摩擦力做的功為W3，則下列關(guān)系正確的是()AW1W2BW1W2CW3

10、0 DW3W1W2解析：從AB小球克服摩擦力做的功：W1FN1·x1.從BA小球克服摩擦力做的功：W2FN2x2.又因為FN1FN2，所以W1W2.在這一周內(nèi)小球克服摩擦力做的總功為W3，則W3W1W2.答案：AD二、實驗題(共16分)11(8分)小華有一只按壓型圓珠筆，她想估測里面小彈簧在被圓珠筆尾端壓緊過程中彈性勢能的增加量，請你在不拆卸圓珠筆的前提下幫助她完成這一想法(當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭已知)(1)除刻度尺外，還需要的測量工具是_(2)需測量的物理量及符號是_(3)用所測物理量表示所估測的彈性勢能增加量：E_.答案：(1)天平(2)豎直彈起的高度h(或水平彈出的位移x、下落高度h

11、)、圓珠筆的質(zhì)量m(3)mgh(或)圖5測1012(8分)利用如圖5測10所示的裝置驗證機(jī)械能守恒定律圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個光電門，當(dāng)光電門中有物體通過時與它們連接的光電計時器(都沒畫出)能夠顯示擋光時間讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×102 s、2.00×102 s已知滑塊質(zhì)量為2.00 kg，滑塊沿斜面方向的長度為5.00 cm，光電門1和2之間的距離為0.54 m，g9.80 m/s2，取滑塊經(jīng)過光電門時的速度為其平均速度(1)滑塊通過光電門1時的

12、速度v1_m/s，通過光電門2時的速度v2_m/s；(2)滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為_J，重力勢能的減少量為_J.解析：(1)因為光電門記錄的瞬時速度取經(jīng)過光電門時的平均速度，所以v1 m/s1 m/s，v2 m/s2.5 m/s.(2)Ekm(v22v12)×2×(2.5212) J5.25 J，Epmgx12sin30°2×9.8×0.54×0.5 J5.29 J.答案：(1)12.5(2)5.255.29三、計算題(共44分)13.圖5測11(8分)如圖5測11所示，質(zhì)量為m的物體從傾角為的斜面上的A點以速度v0沿斜

13、面上滑，由于mgcosmgsin，所以它滑到最高點后又滑下來，當(dāng)它下滑到B點時，速度大小恰好也是v0，設(shè)物體與斜面間的動摩擦因數(shù)為，求AB間的距離解析：設(shè)物體m從A點到最高點的位移為x，對此過程由動能定理得：(mgsinmgcos)·x0mv02對全過程由動能定理得：mgsin·xABmgcos·(2xxAB)0由得：xAB.答案：圖5測1214(10分)質(zhì)量為50 kg的男孩，在一座高橋上做“蹦極”運動彈性繩長為12 m，男孩從橋面下落，達(dá)到的最低點D距橋面40 m，男孩下落速率v跟下落距離x的關(guān)系如圖5測12所示，男孩在C點時的速度最大，空氣阻力不計，重力加速

14、度g取10 m/s2.求：(1)男孩到達(dá)D點時，繩的彈性勢能Ep；(2)繩的勁度系數(shù)k.解析：(1)男孩和彈性繩組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由于初、末位置速度均為零，故減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈性繩的彈性勢能，即Epmgx50×10×40 J2×104 J.(2)由題圖知，下落20 m時，速度達(dá)到最大，此時合外力為零，彈性繩伸長x(2012) m由mgkx，得k N/m62.5 N/m.答案：(1)2×104 J(2)62.5 N/m圖5測1315(12分)如圖5測13所示，傾角為的光滑斜面上放有兩個質(zhì)量均為m的小球A、B，兩小球用一根長L的輕桿相連，下面的B球離

15、斜面底端的高度為h，兩球從靜止開始下滑并從斜面進(jìn)入光滑平面(不計與地面碰撞時的機(jī)械能損失)求：(1)兩球在光滑平面上運動時的速度；(2)在這一過程中桿對A球所做的功；(3)桿對A做功所處的時間段解析：(1)因系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以有：mghmg(hLsin)×2mv2，解得v.(2)以A球為研究對象，由動能定理得：mg(hLsin)Wmv2， 則mg(hLsin)Wm(2ghgLsin)，解得WmgLsin.(3)從B球與地面剛接觸開始至A球也到達(dá)地面的這段時間內(nèi)，桿對A球做了W的負(fù)功答案：(1)(2)mgLsin(3)從B球與地面剛接觸開始至A球也到達(dá)地面的這段時間內(nèi)16(14分)(

16、2010·浙江省高考調(diào)研)在“極限”運動會中，有一個在鋼索橋上的比賽項目如圖5測14所示，總長為L的均勻粗鋼絲繩固定在等高的A、B處，鋼絲繩最低點與固定點A、B的高度差為H，動滑輪起點在A處，并可沿鋼絲繩滑動，鋼絲繩最低點距離水面也為H.若質(zhì)量為m的人抓住滑輪下方的掛鉤自A點由靜止滑下，最遠(yuǎn)能到達(dá)右側(cè)C點，C、B間鋼絲繩相距為L，高度差為h.若參賽者在運動過程中始終處于豎直狀態(tài)，抓住滑輪的手與腳底之間的距離也為h，滑輪與鋼絲繩間的摩擦力大小視為不變，且摩擦力所做的功與滑過的路程成正比，不計空氣阻力、滑輪(含掛鉤)的質(zhì)量和大小，不考慮鋼索橋的擺動及形變圖5測14(1)滑輪與鋼絲繩間的摩擦力是多大？(2)若參賽者不依靠外界幫助要到達(dá)B點，則人在A點處抓住掛鉤時至少應(yīng)該具有多大的初動能？(3)比賽規(guī)定參賽者須在鋼絲繩最低點脫鉤并到達(dá)與鋼絲繩最低點水平相距為4a、寬度為a、厚度不計的海綿墊子上若參賽者自A點由靜止滑下，會落在海綿墊子左側(cè)的水中為了能落到海綿墊子上，參賽者在A點抓住掛鉤時應(yīng)具有初動能的范圍？解析：(1)根據(jù)動能定理，參賽者從A到C的過程中滿足mghFf(LL)0將L，h代入，可得滑輪與鋼絲繩間的摩擦力Ff.(2)根據(jù)動能定理，參