高三物理复习机械能专项训练

高三物理复习机械能专项训练：

新课标　机械能

第I卷（选择题，共31分）

一、单项选择题：（本题共5小题，每题3分，共计15分。每小题只有一个选项符合题意。）

1. 如图所示，质量为m的物块，始终固定在倾角为α的斜面上，下面说法中正确的是　　　　　　　　　 ①若斜面向左匀速移动距离s，斜面对物块没有做功

②若斜面向上匀速移动距离s，斜面对物块做功mgs

③若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功mas

④若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m(g+a)s

A.①②③　　　　　　　　　　　　　　B.②④　　　　　　　　　C.②③④　　　　　　　　　　 D.①③④

2. 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F_a=4.0N作用下由静止开始运动了4.0s，b质点只在水平恒力F_b=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F_a做的功比力F_b做的功多　　　　   D.以上三种说法都不对

3. 质量为m=2 kg的物体，在水平面上以v₁=6 m/s的速度匀速向西运动，若有一个F=8N、方向向北的恒力作用于物体，在t=2 s内物体的动能增加了

A.28 J　 　　 B.64 J　 　　 C.32 J　 　　　 D.36 J

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.mgR　　　　　 B.mgR　　　　C.mgR　　　 　　　　　　　D.mgR

5. 如图所示，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.①③　　　　　　 　 B.①④　　　　　C.②③　　　　　　　　　D.②④

二、多项选择题：本题共4小题，每题4分，共计16分。每小题有多个选项符合题意。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

6. 在平直公路上，汽车由静止开始做匀加速运动，当速度达到v_m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F_f,全过程中牵引力做功W₁，克服摩擦力做功W₂，则

A.F∶F_f=1∶3　　B.F∶F_f=4∶1C.W₁∶W₂=1∶1 .DW₁∶W₂=1∶3

7. 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。

8. 如图，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中

A.小球和弹簧总机械能守恒　 B.小球的重力势能随时间均匀减少

C.小球在b点时动能最大　 D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

9．细绳拴一个质量为m的小球，小球将固定在墙上的弹簧压缩x，小球与

弹簧不粘连．如下图所示，将细线烧断后　　　　　　　　　　　　　　

　　 A．小球立即做平抛运动　　　　　  B．小球的加速度立即为g

　　 C．小球离开弹簧后做匀变速运动　　　 D．小球落地过程中重力做功mgh

　　

第II卷（非选择题，共89分）

题号
答案

三、填空题实验题。满分40分

10．(1).(6分)用如图所示的装置，探究功与物体速度变化的关系．实验时，先适当垫高木板，然后由静止释放小车，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行。小车滑行过程中带动通过打点计器的纸带，记录共运动情况．观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，回答下列问题：

(A)适当垫高木板是为了____________

(B)通过纸带求小车速度时，应使用纸带的________________(填“全部”、“前面部分”或“后面部分”)

(C)若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根……n根，通过纸带求出小车的速度分别为v₁、v₂……v_n，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的W—v²图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是____________．

(2).(4分) 在"研究匀变速直线运动"的实验中，图为一次实验得到的一条纸带，纸带上每相邻的两计数点间时间间隔均为t，测得位移S_AC=L₁，S_BD=L₂，则物体的加速度为________

11．（10分）一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系，他的实验方法如下：在离地面高度为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小钢球接触，当弹簧处于自然长度时，小钢球恰好在桌子边缘。将钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使钢球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到水平地面，水平距离为S。

 （1）请你推导出弹簧的弹性势能E_p与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式。

 （2）弹簧长度的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如表所示：

弹簧长度压缩量x/cm	1.00	1.50	2.00	2.50	3.00	3.50
钢球飞行水平距离s/m	2.01	3.00	4.01	4.96	6.01	7.00

从上面的实验数据，你猜测弹簧的弹性势能E_p与弹簧长度的压缩星x之间有何关系？为什么？

12．（10分）某司机为确定他的汽车上所载货物的质量，他采用如下方法：已知汽车自身的质量为m₀，当汽车空载时，让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上读出汽车达到的最大速度为v₀。则额定功率P表达式为　　　　 ，（用k、m₀、g、v₀表示）；当汽车载重时，仍让汽车在平直公路上以额定功率行驶，从速度表上再读出汽车达到的最大速度为v_m。设汽车行驶时的阻力与总重力成正比。试根据上述提供的已知量，求出车上所载货物的质量m为　　　　　 。

13. 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E_AB=　　　　 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 　　　　　　　　。

14．（9分）如图所示，在倾角θ = 37°足够长的固定斜面上，有一质量m = 1 kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ = 0.5，物体从斜面底端出发沿斜面上滑，其初速度大小为v₀ = 10 m/s求：（1）物体沿斜面上滑的最大距离是多少？

（2）物体回到斜面底端时的动能多大？（sin37° = 0.6，cos37° = 0.8，g = 10 m/s²）

15.如图所示，质量为m=2kg的小球系在轻质弹簧的一端，另一端固定在悬点O处，将弹簧拉至水平位置A处，且弹簧处于自然状态，弹簧的原长0A=0.3m；然后小球由静止释放，小球到达距O点下方h=0．5m处的B点时速度为V_B=2m/s, 求（1）小球从A运动到B的过程中弹簧的弹力做的功和此时弹簧的弹性势能．（2）求该弹簧的劲度系数

16．（13分）倾斜传送带与水平方向的夹角θ＝30⁰，传送带以恒定的速度v=10m/s沿图示方向运动。现将一质量m＝50kg的物块轻轻放在A处，传送带AB长为30m，物块与传送带间的动摩擦因数为，且认为物块与传送带之间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，g＝10m/s²。则在物块从A至B的过程中：

（1）开始阶段所受的摩擦力为多大？

（2）共经历多长时间？

（3）准确作出物块所受摩擦力随位移变化的函数图像；

（4）摩擦力做的总功是多少？

17．（14分）长为6L质量为6m的匀质绳，置于特制的水平桌面上，绳的一端悬垂于桌边外，另一端系有一个可视为质点的质量为M的木块，如图所示。木块在AB段与桌面无摩擦在BE段与桌面有摩擦，匀质绳与桌面的摩擦可忽略。初始时刻用手按住木块使其停在A处，绳处于绷紧状态，AB=BC=CD=DE=L，放手后，木块最终停在C处。桌面距地面高度大于6L。　 （1）求木块刚滑至B点时的速度v和木块与BE段的动摩因数μ；　（2）若木块在BE段与桌面的动摩擦因数变为，则木块最终停在何处？

　 （3）是否存在一个μ值，能使木块从A处放手后，最终停在E处，且不再运动？若能，求出该μ值；若不能，简要说明理由。

题号	1	2	3	4	5	6	7	8	9
答案	A	D	B	C	B	BC	AD	AD	CD

10. (1) （.A）平衡摩擦力　(B)后面部分　(C)W与速度v的平方成正　 （2）

11．（1）由，得

（2）因为由∝s²又由表可知，x∝s，所以Ep和x²成正比。

12．（14分）设汽车所受阻力与车所受重力的比例系数为k，则空载时汽车所受阻力为：f₀ = km₀g

当汽车达到最大速度v₀时，牵引力F₀ = f₀

可得汽车的额定功率P＝F₀v₀＝km₀gv₀

　同理，当汽车载货时：P = k（m₀＋m）gv_m

　解得：

13. 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

14.（9分）

(1)当物体向上滑动时，物体加速度大小g = －(gsinθ＋μgcosθ)，

　　  代入数据得　a = －10m/s²　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　（3 分）

　　  由公式－v₀² = 2as得 ，代入数据得　s = 5 m　　　　　　　　　　　 　（3 分）

　　  （2）由动能定理　　　　　　　 　　　　　　　　　  　　　

　　  解得　E_k = 10 J． 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　  （3 分）

15. 解：（1）小球从A至B过程中，取小球下落的最低点B为零势能点，

依机械能守恒定律：

可得：E_P弹=2 J　，所以弹簧在此过程做的负功，大小为2J

（2）在B点：ΔX=（0.5-0.3）m=0.2 m,

　可得K=180N/m

16． 解析： （1）开始物块所受的滑动摩擦力的方向沿传送带向上N　 　 （2分）

（2）　　  m/s²

 s　　　　 （2分）

由于f_m = f，且，此后物块随传送带一起匀速运动，

 s　　　　  （1分）　　　　 s　　 （2分）

（3）物块随传送带一起匀速运动所受的摩擦力是静摩擦力，N（3分）

（4）摩擦力做的总功就是上图中图线围成的面积

(J) （2分）

或由动能定理求解：

得(J).

17．（14分）

　　解：（1）木块从A处释放后滑至B点的过程中，由机械能守恒得

　　　　①　　　　　　  （3分）

　　则木块滑至B点时的速度　　　　　　　  ②　　　　　　  （1分）

　　木块从A处滑至C点的过程中，由功能关系得

　　　　　　　　③　　　　　　  （2分）

　　由③式得　 　　　　　　　　　　　　　　　　 ④　　　　　　  （1分）

　 （2）若，设木块能从B点向右滑动x最终停止，由功能关系得

　　　　⑤　　　　（3分）

　　将代入⑤式并整理得

　　解得x=2L （x=2.5L不合题意舍去）

　　即木块将从B点再滑动2L最终停在D处。　　　　　　　　　　　　　　  （1分）

　 （3）不存在符合要求的μ值，即不可能使木块从A处放手后最终停在E处且不再运动。

　　解法一：这是由于当时，若木块滑至E点，恰好有，此时绳

全部悬于桌边外，对木块的拉力恰好也为6mg，而从（2）的结果知，要使木块继续向E点

滑行，必须再减小μ值 ，因而木块尚未滑至E点时，木块所受滑动摩擦力已与悬绳拉力相

等，此时，再向E点滑行时，悬绳对木块拉力将大于木块受到的滑动摩擦力而使合力向右

木块又重新获得加速度。因此不可能保持静止状态。　　　　　　　　  　　　 （3分）

　　解法二：设满足此条件的动摩擦因数为，有：

　　

　　因为：，所以满足此条件的动摩擦因数不存在。