高一物理機(jī)械能綜合暑假作業(yè)

1、高一物理機(jī)械能綜合暑假作業(yè)一、選擇題 （本題共 6 道小題）1. 如圖所示，一輕彈簧左端固定在長木 板m2的左端，右端與小木塊 ml連接，且ml m2及m2與地面之間接 觸面光滑，開始時(shí)ml和m2均靜止，現(xiàn)同時(shí)對ml m2施加等大反向的 水平恒力F1和F2,從兩物體開始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)過程中，對ml m2和彈簧組成的系統(tǒng) （整個(gè)過程中彈簧形變不超過其彈性限度 ） ，錯(cuò)誤的 說法是 （ ）A. 因?yàn)镕1、F2等大反向，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒B. 因?yàn)镕1、F2分別對ml m2做正功，故系統(tǒng)動(dòng)能持續(xù)增加C. 因?yàn)镕1、F2分別對ml m2做正功，故系統(tǒng)機(jī)械能持續(xù)增加D. 當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等

2、時(shí)，ml m2的動(dòng)能2. 如圖所示，在距水平地面高為0.4m處，水平固定一根長直光滑桿，在桿上P點(diǎn)固定一定滑輪，滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，在P點(diǎn)的右邊，桿上套有一質(zhì)量 m=2kg的小球A.半徑R=0.3m的光滑半圓形細(xì)軌道 豎直地固定在地面上，其圓心 O在P點(diǎn)的正下方，在軌道上套有一質(zhì) 量也為m=2kg的小球B.用一條不可伸長的柔軟細(xì)繩，通過定滑輪將兩 小球連接起來 . 桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，兩小球均可看作質(zhì)點(diǎn)， 且不計(jì)滑輪大小的影響.現(xiàn)給小球A一個(gè)水平向右的恒力F=50N.（取 g=10m/s2）則（）A. 把小球B從地面拉到P的正下方時(shí)力F做功為20JB. 小球B運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)的速度

3、大小為0C. 小球B被拉到與小球 A速度大小相等時(shí)，sin / OPB二D. 把小球B從地面拉到P的正下方時(shí)小球B的機(jī)械能增加了 6J3. 如圖是某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動(dòng)小車的裝置 . 當(dāng)太陽 光照射到小車上方的光電板，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小車前進(jìn). 若射到小車上方的光電板，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)小 車前進(jìn). 若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛，經(jīng)過時(shí)間t 前進(jìn)距離s,速度達(dá)到值vm,設(shè)這個(gè)過程中電動(dòng)機(jī)的功率恒為 P,小車所 受阻力恒為F，那么()A. 這段時(shí)間內(nèi)小車先加速運(yùn)動(dòng),然后勻速運(yùn)動(dòng)B. 這段時(shí)間內(nèi)阻力所做的功為 PtC. 這段時(shí)間內(nèi)合力做的功為D.

4、這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為4. 汽車在水平公路上以額定功率做直線運(yùn)動(dòng)，速度為3m/s時(shí)的加速度為 6m/s 時(shí)的 3 倍,若汽車受到的阻力不變,由此可求得 ()A. . 汽車的速度B. 汽車受到的阻力C. 汽車的額定功率D. 速度從 3m/s 增大到 6m/s 所用的時(shí)間5. 一個(gè)質(zhì)量為m的帶電小球，在豎直方向的勻強(qiáng)電場中水平拋出，不計(jì)空氣阻力,測得小球的加速度大小為,方向向下,其中 g 為重力加 速度. 則在小球下落 h 高度的過程中,下列說法準(zhǔn)確的是 ()A. 小球的動(dòng)能增加 mgh B. 小球的電勢能減小 mghC. 小球的重力勢能減少 mgh D. 小球的機(jī)械能減少 mgh6. 如圖所

5、示，小車A、小物塊B由繞過輕質(zhì)定滑輪的細(xì)線相連，小車 A 放在充足長的水平桌面上，B C兩小物塊在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C放在水平地面上.現(xiàn)用手控制住A.并使細(xì)線剛 剛拉直但無拉力作用,并保證滑輪左側(cè)細(xì)線豎直、右側(cè)細(xì)線與桌面平 行.已知A、B C的質(zhì)量均為m.A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度為g,彈簧的彈性勢能表達(dá)式為 EP=gx2,式中七是彈簧的勁 度系數(shù)：Ax是彈簧的伸長量或壓縮量，細(xì)線與滑輪之間的摩擦不計(jì).開始時(shí),整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),對 A 施加一個(gè)恒定的水平拉力 F 后, A向右運(yùn)動(dòng)至速度時(shí)，C恰好離開地面，則()A. 小車向右運(yùn)動(dòng)至速度時(shí)，A、B C加

6、速度均為零B. 拉力 F 的大小為 2mgC. 拉力F做的功為D. C恰好離開地面時(shí)A的速度為vA=g二、實(shí)驗(yàn)題 ( 本題共 2 道小題)7. 在驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中, 已知重錘的質(zhì)量為m使用的交流電周期為T,重力加速度為g。重錘 從高處由靜止開始下落，重錘上拖著的紙帶通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出一系 列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)實(shí)行測量并通過計(jì)算，就能夠驗(yàn)證機(jī)械能守恒 定律。(1) 為完成此實(shí)驗(yàn)，除了圖中所示器材外，還需要的器材有 ;A. 刻度尺 B. 秒表C.天平 D. “220V, 50HZ交流電源(2) 如圖所示， O 點(diǎn)為起始點(diǎn)，選擇紙帶上打出的連續(xù)五個(gè)點(diǎn)A、 B、 C、D E,測出O A兩點(diǎn)間

7、距離為s0, A、C兩點(diǎn)間距離為si , C、E兩點(diǎn) 間距離為s2,貝卩在打0點(diǎn)到C點(diǎn)的這段時(shí)間內(nèi)，重錘的重力勢能減少 量厶EP=，動(dòng)能的增加量厶Ek=。(用題中所給符號(hào)表示)8. 某同學(xué)利用下述裝置對輕質(zhì)彈簧的彈性勢能實(shí)行探究,一輕質(zhì)彈簧 放置在光滑水平桌面上,彈簧左端固定,右端與一小球接觸而不固連： 彈簧處于原長時(shí),小球恰好在桌面邊緣,如圖 (a) 所示。向左推小球, 使彈黃壓縮一段距離后由靜止釋放：小球離開桌面后落到水平地面。 通過測量和計(jì)算,可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能?；卮鹣铝袉栴}：(1) 本實(shí)驗(yàn)中可認(rèn)為，彈簧被壓縮后的彈性勢能 Ep 與小球拋出時(shí)的動(dòng) 能Ek相等。已知重力加速度大小

8、為g。為求得Ek,至少需要測量下列 物理量中的 ( 填準(zhǔn)確答案標(biāo)號(hào) ) 。A.小球的質(zhì)量m B.小球拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離 sC.桌面到地面的高度h D.彈簧的壓縮量 x E.彈簧原長I。(2) .用所選擇的測量量和已知量表示 Ek，得Ek=。(3) 圖(b)中的直線是實(shí)驗(yàn)測量得到的s- x圖線。從理論上可推出， 如果h不變.m增加，s- x圖線的斜率會(huì)(填“增大”、“減小”或“不變”)；由圖(b)中給出的直線關(guān)系和Ek的表達(dá)式可知，Ep與Ax 的 次方成正比。三、計(jì)算題 (本題共 3 道小題)9. 某校物理興趣小組決定舉行遙控賽車 比賽.比賽路徑如圖所示，賽車從起點(diǎn) A出發(fā)，沿水平直線軌道

9、運(yùn)動(dòng)L 后，由B點(diǎn)進(jìn)入半徑為R的光滑豎直圓軌道，離開豎直圓軌道后繼續(xù) 在光滑平直軌道上運(yùn)動(dòng)到 C 點(diǎn)，并能越過壕溝 . 已知賽車質(zhì)量 m=0.1kg， 通電后以額定功率P=1.5W工作，進(jìn)入豎直圓軌道前受到的阻力恒為0.3N，隨后在運(yùn)動(dòng)中受到的阻力均可不計(jì).圖中L=10.00m, R=0.32m, h=1.25m， S=1.50m.(1) 求賽車越過壕溝需要的最小速度為 v1 賽車進(jìn)入圓軌道前在B點(diǎn)的最小速度v3(3) 要使賽車完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作多長時(shí)間 ?(取 g=10m/s2)10. 光 滑水平面上，一個(gè)長平板與半圓組成如圖所示的裝置，半圓弧面 (直徑 AB豎直)與平板上表面相切于A

10、點(diǎn)，整個(gè)裝置質(zhì)量M=5kg.在裝置的右 端放一質(zhì)量為m=1kg的小滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))，小滑塊與長平板間的動(dòng) 摩擦因數(shù)卩=0.4，裝置與小滑塊一起以v0=12m/s的速度向左運(yùn)動(dòng).現(xiàn) 給裝置加一個(gè) F=64N 向右的水平推力，小滑塊與長平板發(fā)生相對滑動(dòng)，當(dāng)小滑塊滑至長平板左端 A 時(shí)，裝置速度恰好減速為 0，此時(shí)撤去外力F并將裝置鎖定.小滑塊繼續(xù)沿半圓形軌道運(yùn)動(dòng)，且恰好能通過軌道點(diǎn)B. 滑塊脫離半圓形軌道后又落回長平板 . 已知小滑塊在通過半圓形軌道 時(shí)克服摩擦力做功 Wf=9.5J.g=10m/s2. 求：(1) 裝置運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和位移大小 ;(2) 長平板的長度 l;小滑塊最后落回長平板上的落

11、點(diǎn)離 A的距離.11. 一輛車通過一根跨過定滑輪的繩 PQ提升井中質(zhì)量m=10kg的物體. 如圖，繩的P端拴在車后的掛鉤上，Q端拴在物體上.設(shè)繩的總長不變， 繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計(jì) . 開始時(shí)， 車在A點(diǎn)，左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的，左側(cè)繩長 H=1m提升時(shí)， 車加速向左運(yùn)動(dòng)，沿水平方向從 A經(jīng)過B駛向C.設(shè)A到B的距離H=1m 車經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度為vB=5m/s.求：(1) 當(dāng)車運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，物體升高的高度h;(2) 車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功 W.某同學(xué)的解 法為：W mgh=mv代入h和vB的數(shù)據(jù)，即可求出拉力對物體做的功 W. 你若

12、認(rèn)為該同學(xué)的結(jié)論準(zhǔn)確，計(jì)算該功大小 ; 你若認(rèn)為該同學(xué)的結(jié)論錯(cuò) 誤，說明理由并求出該功的大小 .試卷答案1. 解：A、彈簧彈力以及物體之間的摩擦力屬于內(nèi)力，系統(tǒng)所受外力F1和F2的合力為零故系統(tǒng)動(dòng)量守恒，因?yàn)殚_始的過程中系統(tǒng)中有兩拉力 均做正功，所以機(jī)械能不守恒，故 A錯(cuò)誤；B、D分別對m和M動(dòng)態(tài)分析可知，開始時(shí)二者都做加速運(yùn)動(dòng)，隨距 離的增大，彈簧的彈力增大，二者的加速度都減小，當(dāng)加速度 a=0時(shí) 速度，即當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí)，系統(tǒng)的動(dòng)能，此后彈簧的彈力大于拉力，二者都做減速運(yùn)動(dòng)，直到速度為0.故B錯(cuò)誤，D準(zhǔn)確;C二者的速度都減小為0后，因?yàn)閺椓θ匀淮笥诶?，二者之間的距 離

13、開始減小，彈簧的彈力做正功，拉力做負(fù)功，系統(tǒng)機(jī)械能開始減小 . 故C錯(cuò)誤；本題選擇錯(cuò)誤的，故選： ABC.2. AC解：A、對于F的做功過程，由幾何知識(shí)得到：力 F作用點(diǎn)的位移 x=PB- PC=則力F做的功 W二Fx=5區(qū)0.4J=20J，故A準(zhǔn)確；B、因?yàn)锽球到達(dá)C處時(shí)，已無沿繩的分速度，所以此時(shí)滑塊 A的速度 為零，考察兩球及繩子組成的系統(tǒng)的能量變化過程，由功能關(guān)系得： W=mv2+mgR代入已知量得：20=+2X 10X 0.3，解得小球 B速度的大小v=m/s，故B 錯(cuò)誤；C當(dāng)繩與軌道相切時(shí)兩球速度相等，如圖：由三角形知識(shí)得：sin / OPB=故C準(zhǔn)確；D設(shè)最低點(diǎn)勢能為0,小球B從

14、地面拉到P的正下方時(shí)小球B的機(jī)械 能增加，故D錯(cuò)誤；故選： AC【點(diǎn)評(píng)】： 本題連接體問題,關(guān)鍵分析兩物體之間的速度與高度關(guān)系 并使用幾何知識(shí)和功能關(guān)系來研究，注意分析B球到達(dá)點(diǎn)時(shí)A球速度為零.3. 解：A、從題意得到，太陽能驅(qū)動(dòng)小車以功率不變啟動(dòng)，當(dāng)開始階段小車所 受的牽引力大于阻力，小車做加速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)牽引力平衡后小球做勻速 直線運(yùn)動(dòng)，速度達(dá)到故A準(zhǔn)確；B、阻這段時(shí)間內(nèi)力做功為 W=Fs故B錯(cuò)誤；C根據(jù)動(dòng)能定理判斷，這段時(shí)間內(nèi)合力做功為，故 C準(zhǔn)確；D這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)所做的功為，故 D錯(cuò)誤.故選 AC4. 解：設(shè)額定功率為P,則速度為3m/s時(shí)的牽引力，速度為6m/s時(shí)， 牽引力為 .根據(jù)牛

15、頓第二定律得，F(xiàn)1- f=3(F2 - f)，解得f=.因?yàn)闋恳εc阻力相等時(shí)，速度，則 F=f=，知速度為12m/s.因?yàn)楣β?未知，無法求出阻力，該運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng)，無法求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間 .故 A準(zhǔn)確，B、C D錯(cuò)誤.故選： A.5. D電勢能;功能關(guān)系解：A、由牛頓第二定律得知，小球所受的合力 F合=ma=mg方向向下, 根據(jù)動(dòng)能定理知，小球的動(dòng)能增加 Ek=F合h=mgh故A錯(cuò)誤.B、由牛頓第二定律得：mg- F=mg解得電場力F=mg且方向豎直向上， 則電場力做功 W電=-Fh=- mgh故小球的電勢能增加 mgh故B錯(cuò)誤.C小球在豎直方向上下降h高度時(shí)重力做正功mgh所以，小球的重

16、力勢能減少mgh故C錯(cuò)誤.D由上知，小球的電勢能增加 mgh根據(jù)能量守恒知，小球的機(jī)械能 減少mgh故D準(zhǔn)確.故選：D.6. ACD解：A A向右運(yùn)動(dòng)至速度時(shí)C恰好離開地面，此時(shí) A B、C加 速度均為零，設(shè)此時(shí)繩的拉力為 T，對 A: F-口 mg- T=0對 B C整體：T- 2mg=0代入數(shù)據(jù)解得F=2.2mg故A準(zhǔn)確，B錯(cuò)誤；C、開始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)靜止，彈簧壓縮量為 x，則對B有kx=mgx=因B C的質(zhì)量相等，故C恰好離開地面時(shí)，彈簧伸長量仍為 x=所以拉力做的功 W=F2x=故C準(zhǔn)確；D A由靜止到向右運(yùn)動(dòng)至速度的過程中，對 A、B、C由能量守恒得(F -卩 mg)2x=(2m)v2+

17、mg2x解得v=g，故D準(zhǔn)確.故選： ACD【點(diǎn)評(píng)】： 本題的關(guān)鍵是對物體實(shí)行受力分析，抓住臨界狀態(tài)，然后 結(jié)合功能關(guān)系和胡克定律多次列式求解分析，關(guān)鍵是要知道A向右運(yùn)動(dòng)至速度時(shí)C恰好離開地面，此時(shí)A、B、C的加速度均為零，注意整 體法和隔離法的應(yīng)用，難度適中 .7. (1)AD (2) mg(s0+sl)8. (1)ABC (2) (3) 減小 (4) 二9. 解：(1)設(shè)賽車越過壕溝需要的最小速度為 v1，由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律， 有：s=v1t h=gt2 解得：v1=s=2.5 x =5m/s(2) 設(shè)賽車恰好越過圓軌道，對應(yīng)圓軌道點(diǎn)的速度為v2，最低點(diǎn)的速度為 v3 ，由牛頓第二定律及機(jī)械

18、能守恒定律，有：mg=m m=m+mg(2R)解得： v3=4m/s(3) 因?yàn)锽點(diǎn)以后的軌道均為光滑，故軌道最低點(diǎn)速度應(yīng)該等于平拋的 初速度，通過度析比較，賽車要完成比賽，在進(jìn)入圓軌道前的速度最 小應(yīng)該是：vmin=4m/s設(shè)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)間至少為 t ，根據(jù)功能原理有：pt - fL=m由此可得： t=2.53s即要使賽車完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作 2.53s 的時(shí)間.答： (1) 賽車越過壕溝需要的最小速度為 5m/s; 賽車進(jìn)入圓軌道前在B點(diǎn)的最小速度為4m/s;(3) 要使賽車完成比賽，電動(dòng)機(jī)至少工作 2.53s 時(shí)間.10. 解：(1)分析M受力，由牛頓第二定律得：F-卩 mg=Ma1

19、代入數(shù)據(jù)解得： a1=12m/s2設(shè)裝置向左運(yùn)動(dòng)到速度為 0 的時(shí)間為 t1 ，則有：v0- a1t1=0聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得： t1=1s裝置向左運(yùn)動(dòng)的距離：x1=12x 1m- 0.5 x 12X 1m=6m 對m受力分析，由牛頓第二定律得：卩mg=ma2代入數(shù)據(jù)解得： a2=4m/s2設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度為v1，貝y：v1=v0- a2t1聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得： v1=8m/s小滑塊向左運(yùn)動(dòng)的距離為： x2=12x1m-0.5x4x1m=10m則平板長為：I=x2 - x1=10m- 6m=4m(3設(shè)滑塊在B點(diǎn)的速度為v2,從A至B,由動(dòng)能定理得：- mgx 2R- Wf=在 B 點(diǎn)有： mg=聯(lián)立解得： R=0.9m， v2=3m/s小滑塊從B點(diǎn)飛出做平拋運(yùn)動(dòng)：2R=聯(lián)立解得： t2=0.6s落點(diǎn)離A的距離為：x=v2t2=3 x