高中物理 第五章 機械能(B卷)練習(xí)

1、第五章 機械能（B卷)一、選擇題（本題共10小題，每小題5分，共50分.每小題給出的四個選項中，至少有一個是正確的，把正確答案全選出來）1.一個系統(tǒng)的機械能增大，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)做了功答案：D2.若物體在運動過程中受到的合外力不為零，則()A.物體的動能不可能總是不變的B.物體的加速度一定變化C.物體的速度方向一定變化D.物體所受合外力做的功可能為零答案：D3.質(zhì)量為1 kg的物體以某一初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其動能隨位移變化的圖線如圖所示，g取10 m/

2、s2，則以下說法中正確的是( )A.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.5B.物體與水平面間的動摩擦因數(shù)為0.2C.物體滑行的總時間為4 sD.物體滑行的總時間為2.5 s答案：C4.某運動員臂長l,將質(zhì)量為m的鉛球擲出，鉛球出手的速度大小為v0，方向與水平方向成30°角，則該運動員對鉛球所做的功是()A. B.mgl+m C. m D.mgl+m 答案：A5.某消防隊員從一平臺上跳下，下落2 m后雙腳觸地，接著他用雙腿彎曲的方法緩沖，使自身重心又下降了0.5 m.在著地過程中地面對他雙腳的平均作用力是()A.自身重力的2倍B.自身重力的5倍C.自身重力的8倍D.自身重力的10倍答案：B

3、6.2006年11月中國珠海航空展覽上，俄羅斯“勇士”特技飛行表演隊的一枚質(zhì)量為m的曳光彈在空中劃過一條漂亮的弧線后，變?yōu)樨Q直向下的加速直線運動.假設(shè)在豎直下落很小的一段高度h的過程中，曳光彈的加速度為.則在這一小段過程中關(guān)于曳光彈的說法不正確的是()A.動能增加了B.重力勢能減少了mghC.克服阻力做的功是D.機械能增加了解析：由動能定理W=Ek知，Ek=Fs=，A正確；重力做正功，所以重力勢能減少了mgh,B正確；由牛頓第二定律得mg-Ff=ma,Ff=，所以克服阻力做的功是，C正確；阻力做負功，所以機械能減少了，D不正確.答案：D7.一輛汽車以功率P1在平直公路上以速率v0勻速行駛.若某

4、一時刻突然加大油門，使汽車的功率增大為P2，并保持這一功率繼續(xù)行駛.設(shè)整個過程中阻力恒定，則功率增大為P2后，汽車的v-t圖象可能是()答案：D8.一起重機的鋼繩由靜止開始勻加速提起質(zhì)量為m的重物，當重物的速度為v1時，起重機的有用功率達到最大值P，此后，起重機保持該功率不變，繼續(xù)提升重物，直到以最大速度v2勻速上升為止，物體上升的高度為h，則整個過程中，下列說法正確的是()A.鋼繩的最大拉力為B.鋼繩的最大拉力為C.重物的最大速度D.起重機對重物做的功為mgh+m解析：該起重機提升重物的過程，類似于機車的恒定加速度的啟動過程，物體先做勻加速上升，再做加速度減小的加速上升，最后達到勻速，在勻加

5、速過程中鋼繩的拉力最大，最大力F=，A錯B對.物體最終勻速時，速度最大v2=,C對，在整個過程中由動能定理得W-mgh=m-0，故起重機對重物的功W=mgh+m,D對.答案：BCD9.如圖所示，質(zhì)量分別為ma、mb的兩物體a和b，通過一根跨過定滑輪的輕繩連接在一起，其中物體b放在光滑斜面上，開始時兩物體均處于靜止狀態(tài)，不計繩與滑輪間的摩擦，當兩物體以大小相同的速度v0運動時，則下列說法正確的是()A.物體a的質(zhì)量一定等于物體b的質(zhì)量B.物體a的質(zhì)量一定小于物體b的質(zhì)量C.運動過程中，物體a的機械能減小，物體b的機械能增加D.運動過程中，物體a的機械能守恒，物體b的機械能也守恒答案：BC10.物

6、體沿直線運動的v-t關(guān)系如圖所示，已知在第1秒內(nèi)合外力對物體做功為W，則()A.從第1秒末到第3秒末合外力做功為4 WB.從第3秒末到第5秒末合外力做功為-2 WC.從第5秒末到第7秒末合外力做功為WD.從第3秒末到第4秒末合外力做功為-0.75 W解析：設(shè)第1 s末的速度為v0.根據(jù)動能定理求合外力的功.對選項A有W合=Ek=m-m=0.對選項B有W合=0-m=-W.對選項C有W合=m-0=W.對選項D有W合=m()2-m=-0.75W.所以A、B錯.C、D對.答案：CD二、非選擇題（本題共6小題，共50分.按題目要求作答.解答題應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不

7、能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）11.（7分）在用打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗中，使質(zhì)量為m=1.00 kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖所示.O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點（其他點未畫出）.已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，當?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.80 m/s2，那么：(1)紙帶的_端（填“左”或“右”)與重物相連；（2）根據(jù)圖上所得的數(shù)據(jù)，應(yīng)取圖中O點到_點來驗證機械能守恒定律;(3）從O點到（2）問中所取的點，重物重力勢能的減少量Ep=_J，動能增加量Ek=_J(結(jié)果取3位有效

8、數(shù)字）.解析：(1)因O為第一點，所以紙帶的左端與重物相連.(2)根據(jù)圖上數(shù)據(jù)，只能求出B點的瞬時速度，故應(yīng)取O點到B點來驗證機械能守恒定律.（3）Ep=mgh=1×9.8×19.20×10-2J=1.88 J.Ek=m=×1×=1.84 J.答案：（1）左 （2）B (3)1.88 1.8412.（7分）小玲同學(xué)平時使用帶彈簧的圓珠筆寫字，她想估測里面小彈簧在圓珠筆端壓緊情況下的彈性勢能的增加量.請你幫助她完成這一想法.(1)寫出實驗所用的器材：_.(2)寫出實驗的步驟和所要測量的物理量（用字母表示）.(要求能符合實驗并盡量減少誤差）(3)彈

9、性勢能的增加量的表達式Ep=_.解析：（1）天平直尺（2)將圓珠筆緊靠直尺豎直放在桌面上在桌面上將圓珠筆尾端壓緊，記下筆尖處的讀數(shù)x1突然放開圓珠筆，觀察并記下筆尖到達最高處的讀數(shù)x2用天平測出圓珠筆的質(zhì)量m（3）mg(x2-x1)答案：見解析13.(9分）如圖（1）所示，一條輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊，小物塊的質(zhì)量為m=1.0 kg，當彈簧處于原長時，小物塊靜止于O點，現(xiàn)對小物塊施加一個外力，使它緩慢移動，壓縮彈簧（壓縮量為x=0.1 m)至A點，在這一過程中，所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖（2）所示.然后釋放小物塊，讓小物塊沿桌面運動，已知O點至桌邊B點的距離為

10、L=2x.水平桌面的高為h=5.0 m，計算時，可用滑動摩擦力近似等于最大靜摩擦力.(g取10 m/s2）求：（1）在壓縮彈簧過程中，彈簧存儲的最大彈性勢能；（2）小物塊到達桌邊B點時，速度的大小.解析：(1)從F-x圖中看出，小物塊與桌面的滑動摩擦力大小為Ff=1.0 N在壓縮過程中，克服摩擦力做功為=Ffx=0.1 J由圖線與x軸所夾面積，可得外力做功為WF=J=2.4 J所以彈簧存儲的彈性勢能為：Ep=WF-=2.3 J.(2)從A點開始到B點的過程中，由于L=2x,克服摩擦力做功為=Ff·3x=0.3 J，對小物塊用動能定理有：Ep-=m解得vB=2 m/s.答案：(1)2.

11、3 J(2)2 m/s14.(9分）“3 m跳板跳水”其運動過程可簡化為：運動員走上跳板，跳板被壓縮到最低點C，跳板又將運動員豎直向上彈到最高點A，然后運動員做自由落體運動，豎直落入水中.已知運動員質(zhì)量為m，重力加速度為g，取跳板的水平點為B，AB間、BC間和B與水平間的豎直距離分別為h1、h2、h3.如圖所示，求：（可視運動員視為質(zhì)點，忽略空氣阻力影響）（1）運動員入水前的速度大??；（2）跳板被壓縮到最低點C時具有的彈性勢能（假設(shè)從C到B的過程中，運動員獲得的機械能為跳板最大彈性勢能的k倍， k<1）.(3)假設(shè)跳板將運動員彈起從C到B所用時間為t1,求運動員從最低點C到入水所用的總時

12、間.解析：(1)運動員從A到水面的過程中只有重力做功，機械能守恒，有：mg(h1+h3)= mv2解得：v=.(2)運動員從C到A的過程中，運動員和板組成的系統(tǒng)的彈性勢能部分轉(zhuǎn)化為運動員的重力勢能，即：kEp=mg(h1+h2)解得：Ep=mg(h1+h2)/k.(3)運動員從B點到A點，由豎直上拋運動規(guī)律可知v=gt2,h1=vt2-g可得t2=;從A點到入水運動員做自由落體運動，由h1+h3=g解得t3= 運動員從最低點C到入水所用的總時間t=t1+t2+t3=t1+答案：(1)(2)mg(h1+h2)/k(3)t1+15.(9分）在某中學(xué)舉辦的頭腦奧林匹克競賽中，有一個叫做“保護雞蛋”的

13、競賽項目，要求制作一個裝置，讓雞蛋從兩層樓的高度落到地面且不被摔壞：如果沒有保護，雞蛋最多只能從0.1 m的高度落到地面而不被摔壞；有一位同學(xué)設(shè)計了如圖所示的一個裝置來保護雞蛋，用A、B兩塊較粗糙的夾板夾住雞蛋，A夾板和B夾板與雞蛋之間的摩擦力都為雞蛋重力的5倍，現(xiàn)將該裝置從距地面4 m的高處落下，裝置著地時間短且保持豎直不被彈起，g取10 m/s2.求：（1）如果雞蛋不被摔壞，直接撞擊地面速度最大不能超過多少？（2）如果使用該裝置，雞蛋夾放的位置離裝置下端的距離x至少為多少？（小數(shù)后面保留兩位數(shù)字）解析：(1)雞蛋可從0.1 m的高度落到地面不被摔壞由機械能守恒定律：mgh1=mv1=m/s

14、= 2 m/s.(2)解法一：設(shè)裝置底端觸地的速度為v2,由機械能守恒定律：mgh2=mv2=m/s=45 m/s雞蛋在兩夾板之間下滑:mg-2Ff=ma,mg-2×5mg=ma,a=-9g雞蛋觸地的速度最大為v1由-=2ax所以x=m=0.43 m.解法二：由動能定理：W合=Ek2-Ek1mgx-Ffx=m-12mmgx-10mgx=m-m=mgh1-mgh2=mg×0.1-mg×4則x=m=0.43 m.答案：(1) m/s(2)0.43 m16.（9分）如圖所示的裝置中，a、b兩球的質(zhì)量分別為m和2m，固定在輕質(zhì)金屬片的兩端，在動力裝置的帶動下兩球繞轉(zhuǎn)軸O以角速度勻速轉(zhuǎn)動，運動半徑均為r.(1)取轉(zhuǎn)軸O所在水平面為參考面，當a球轉(zhuǎn)到最高點時開始計時，寫出a球重力勢能Ep隨時間t變化的函數(shù)關(guān)系式;(2)若某時刻b球處在最高點時撤去動力，此后兩球自由轉(zhuǎn)動，當b球回到最低點時，求轉(zhuǎn)軸O所受壓力大小.（不計