高三物理机械能检测题2
一.选择题(每空4分,共48分)
1. 在平直公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止,v-t图象如图所示.设汽车的牵引力为F,摩擦力为Ff,全过程中牵引力做功W1,克服摩擦力做功W2,则
A.F∶Ff=1∶3 B.F∶Ff=4∶1C.W1∶W2=1∶1 .DW1∶W2=1∶3
2. 如图,卷扬机的绳索通过定滑轮用力F 拉位于粗糙斜面上的木箱,使之沿斜面加速向上 移动。在移动过程中,下列说法正确的是
A.F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力
所做的功之和B.F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和C.木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能D.F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和
3. 在光滑水平面上有a、b两质点,其质量均为2.0kg,a质点只在水平恒力Fa=4.0N作用下由静止开始运动了4.0s,b质点只在水平恒力Fb=16N作用下由静止开始移动了4.0m。比较这两个过程,可以得出的正确结论是
A.a质点获得的动量比b质点的大 B.a质点获得的动能比b质点的少
C.力Fa做的功比力Fb做的功多 D.以上三种说法都不对
4. 质量为m的木块静止在光滑水平面上,受到水平恒力F的作用,经过时间t,木块的位移为s,则在时刻t,外力的瞬时功率为
A. B.
C.
D.
5. 如图所示,一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面,其运动的加速度为3g/4,这物体在斜面上上升的最大高度为h,则在上升过程中物体:
A、重力势能增加了
; B、机械能损失了
;
C、动能损失了mgh ; D、重力势能增加了mgh
6. 假定地球,月球都静止不动,用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器。假定探测器在地球表面附近脱离火箭。用W表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功,用Ek表示探测器脱离火箭时的动能,若不计空气阻力,则
A.Ek必须大于或等于W,探测器才能到达月球 B.Ek小于W,探测器也可能到达月球
C.Ek=W,探测器一定能到达月球 D.Ek=
W,探测器一定不能到达月球
7. 物体以100J的初动能从斜面底端向上滑行,第一次将过P点时间,它的动能比最初减少60J,势能比最初增大了45J,则物体从斜面顶端返回底端时,其末动能应等于
A、60J B、50J C、48J D、20J
8. 我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展。设地球、月球的质量分别为m1、m2,半径分别为R1、R2,人造地球卫星的第一宇宙速度为v,对应的环绕周期为T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为
A.v,T B.v,T
C.v,T D. v,T
9. 一个小球从固定在地面的竖直轻弹簧的正上方的高处自由落下,小球在运动过程中受到的空气阻力忽略不计。则在小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的运动过程中,以下关于能量或动量关系的说法正确的是
A.小球受到的合外力对小球做的功等于小球动能的变化
B.弹性势能和重力势能总和先增大后减小 C.弹性势能和重力势能总和先减小后增大
D.小球受到的合外力的冲量等于小球动量的变化
10. 美国的NBA篮球赛非常精彩,吸引了众多观众.经常有这样的场面:在临终场0.1s的时候,运动员把球投出且准确命中,获得比赛的胜利.如果运动员投篮过程中对篮球做功为W,出手高度为h1,篮筐距地面高度为h2,球的质量为,空气阻力不计,则篮球进筐时的动能为
A.W+ B.W+
C.
-W D.
-W
11. 质量相同的三个小球,从同一高度处以相同的速率分别沿水平方向、竖直向上和竖直向下三个方向抛出。若不计空气阻力,则三个小球落地时具有相同的:
A、速度 B、速率 C、动量 D、动能
12. 一木块静止在光滑的水平面上,被水平飞来的子弹击中且未穿出,在此过程中子弹所受的阻力的反作用力就是使木块向前运动的动力。则下列说法正确的是:
A、在此过程中,木块和子弹的内能都增加; B、子弹损失的机械能等于木块增加的机械能; C、阻力对子弹所做的功大小等于动力对木块所做的功;
D、子弹和木块组成的系统的总能量保持不变。
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 |
答案 |
二.填空题(共18分)
13. (4分)人的心脏每跳一次大约输送8×10-5 m3的血液,正常人血压(可看做心脏输送血液的压强)的平均值为1.5×104 Pa,心跳约每分钟70次.据此估测心脏工作的平均功率约为_____W.
14. 用落体验证机械能守恒定律的实验
(1)(4分)为进行该实验,备有下列器材可供选择
铁架台、打点计时器、复写纸片、纸带、低压直流电源、天平、秒表、导线、开关。 其中不必要的器材是 。缺少的器材是 。
(2)(6分)若实验中所用重物的质量m=1㎏,打点时间间隔为0.02s,打出的纸带如图5—7所示,O、A、B、C、D为相邻的几点,测的OA=0.18cm、OB=0.76㎝、OC=1.71㎝、OD=3.04㎝,查出当地的重力加速度g=9.80,则重物在B点时的动能EAB= J。从开始下落到B点的过程中,重物的重力势能减少量是
J,由此得出的结论是
。(计算结果保留三位有效数字)
(3)(4分)根据纸带算出相关各点的速度v量出下落的距离h,以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图5—8中的 ,就证明机械能是守恒的,图像的斜率代表的物理量是 。
三.计算题(共56分)
15. (11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?
16.(11分)倾斜雪道的长为25 m,顶端高为15 m,下端经过一小段圆弧过渡后与很长的水平雪道相接,如图所示。一滑雪运动员在倾斜雪道的顶端以水平速度v0=8 m/s飞出,在落到倾斜雪道上时,运动员靠改变姿势进行缓冲使自己只保留沿斜面的分速度而不弹起。除缓冲外运动员可视为质点,过渡轨道光滑,其长度可忽略。设滑雪板与雪道的动摩擦因数μ=0.2,求运动员在水平雪道上滑行的距离(取g=10 m/s2)
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17.(12分)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的静止的小球在A处压缩弹簧,释放小球后,在弹簧弹力的作用下小球获得一向右的速度,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,之后向上运动恰好能沿轨道运动到C点,求:
⑴释放小球前弹簧的弹性势能
⑵小球由B到C克服阻力做的功
⑶物体离开C点后落回水平面时的动能的大小
18.(12分)如图所示,传送带与水平面夹角为θ=30°,其上、下两端点A、B间的距离是5.0m。传送带在电动机的带动下,以1.0m/s顺时针匀速运转。现将一质量为10kg的物体(可视为质点)轻放于传送带的A点,已知物体与传送带间的动摩擦因数为
/2,则在传送带将物体从A点传送到B点过程中,求:
⑴传送带对物体做了多少功?
⑵为传送该物体,电动机额外需要做多少功?
19.(10分)如图所示,一水平圆盘绕过圆心的竖直轴转动,圆盘边缘有一质量m=1.0kg的小滑块。当圆盘转动的角速度达到某一数值时,滑块从圆盘边缘滑落,经光滑的过渡圆管进入轨道ABC。以知AB段斜面倾角为53°,BC段斜面倾角为37°,滑块与圆盘及斜面间的动摩擦因数均μ=0.5 ,A点离B点所在水平面的高度h=1.2m。滑块在运动过程中始终未脱离轨道,不计在过渡圆管处和B点的机械能损失,最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力,取g=10m/s2,sin37°=0.6; cos37°=0.8
(1)若圆盘半径R=0.2m,当圆盘的角速度多大时,滑块从圆盘上滑落?
(2)若取圆盘所在平面为零势能面,求滑块到达B点时的机械能。
(3)从滑块到达B点时起,经0.6s 正好通过C点,求BC之间的距离。
参考答案
1. BC 2. CD 3. D4. C5.D 6BD 7.B8.A9.ACD10A11.BD12. AD13. 1.4 W
14. 解:天平、秒表、低压直流电源 重锤、直尺、低压交流电源(或交流电源) 0.0722 0.0745 在实验误差允许的范围内减少的物体重力势能等于其增加的动能,物体自由下落过程中机械能守恒 C 重力加速度
15. a=m/s2=5 m/s2 末速度vt=
m/s=10 m/s
上升时间 t1= s=2 s 上升高度 h=
m=10 m
在功率恒定的过程中,最后匀速运动的速度为vm=m/s=15 m/s
外力对物体做的总功W=Pmt2-mgh2,动能变化量ΔEk=mvm2-
mvt2
由动能定理得Pm·t2-mgh2=mvm2-
mvt2代入数据后解得t2=5.75 s,t=t1+t2=7.75
s
所需时间至少要7.75 s.
16.如图选坐标,斜面的方程为: ①运动员飞出后做平抛运动
②
③联立①②③式,得飞行时间 t=1.2 s
落点的x坐标:x1=v0t=9.6 m 落点离斜面顶端的距离:
落点距地面的高度:接触斜面前的x分速度:
y分速度:
沿斜面的速度大小为:
设运动员在水平雪道上运动的距离为s2,由功能关系得:
解得:s2=74.8 m
17. ⑴设小球在B处速度为v1 ,小球受到支持力为FN1 有
从A到B,由功能关系得弹簧的弹性势能为:
⑵设小球在C处速度为v2 ,小球受到支持力为FN2
有
小球向上运动恰好能沿轨道运动到C点,即FN2=0 ,故
设小球从B到C,克服阻力做功为Wf ,则根据动能定理有:
解得:
⑶设物体离开C点后落回水平面时的动能为Ek 则根据动能定理有:
解得:
19. (1)滑块在圆盘上做圆周运动时,静摩擦力充当向心力,根据牛顿第二定律,可得:
μmg=mω2R
代入数据解得:ω==5rad/s
(2)滑块在A点时的速度:UA=ωR=1m/s
从A到B的运动过程由动能定理:mgh-μmgcos53°·h/sin53°=1/2mvB2-1/2mvA2
在B点时的机械能EB=1/2mvB2-mgh=-4J
(3)滑块在B点时的速度:vB=4m/s
滑块沿BC段向上运动时的加速度大小:a3=g(sin37°+ucos37°)=10m/s2
返回时的速度大小:a2=g(sin37°-ucos37°)=2m/s2
BC间的距离:sBC=vB2/2a1-1/2a2(t-uR/a1)2=0.76m