功能原理答案

1、2012-2013學(xué)年度？學(xué)校5月月考卷1. 如圖所示，勁度系數(shù)為k的彈簧下懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的重物，處于靜止?fàn)顟B(tài).手托重物使之緩慢上移，直到彈簧恢復(fù)原長，然后放手使重物從靜止開始下落，重物下落過 程中的最大速度為v,不計(jì)空氣阻力.下列說法正確的是（）A. 手對重物做的功覽=箜mgIB. 重物從靜止下落到速度最大過程中重物克服彈簧彈力所做的功W2=* - mv 2k 2C. 彈性勢能最大時(shí)小球加速度大小為g° 2 2D. 最大的彈性勢能為k2. 如圖所示，兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接，B足夠長、放置在水平面 上，所有接觸面均光滑。 彈簧開始時(shí)處于原長， 運(yùn)動(dòng)過程中始終處在彈

2、性限度內(nèi)。在物 塊A上施加一個(gè)水平恒力，A、B從靜止開始運(yùn)動(dòng)到第一次速度相等的過程中，下列說法中正確的有（）wwsa A 1VXXXXXNXXNXWA.當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，系統(tǒng)的機(jī)械能最大B.當(dāng)A、B加速度相等時(shí)，A、B的速度差最大C.當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，A的速度達(dá)到最大D.當(dāng)A、B的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢能最大3. （ 2012年2月濟(jì)南檢測）如圖所示，兩個(gè) 3/4豎直圓弧軌道固定在同一水平地面上，半徑"相同，左側(cè)軌道由金屬凹槽制成，右側(cè)軌道由金屬圓管制成，均可視為光滑。在兩軌道右側(cè)的正上方分別將金屬小球，和方由靜止釋放，小球距離地面的高度分別為益和下列說法正確的是A. 若使

3、小球，沿軌道運(yùn)動(dòng)并且從最高點(diǎn)飛岀，釋放的最小高度為5R/2B. 若使小球方沿軌道運(yùn)動(dòng)并且從最高點(diǎn)飛岀，釋放的最小高度為5R/2C. 適當(dāng)調(diào)整久，可使/球從軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處D. 適當(dāng)調(diào)整益，可使月球從軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處4. 如圖所示，汽車通過輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個(gè)質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車連接點(diǎn)A距滑輪頂點(diǎn)高為 h,開始時(shí)物體靜止，滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到跟汽車連接的細(xì)繩與水平夾角為30° ,則A.從開始到繩與水平夾角為30°時(shí)，拉力做功mghB.從開始到繩與水平夾角為30°時(shí)，拉力

4、做功3 , mghA-mvOC.在繩與水平夾角為30°時(shí)，拉力功率為 mgvD.在繩與水平夾角為30°時(shí)，拉力功率大于-巧mgv25. 如圖所示，水平傳送帶兩端點(diǎn)A、B間的距離為L,傳送帶開始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)。把一個(gè)小物體放到右端的 A點(diǎn)，某人用恒定的水平力F使小物體以速度*勻速滑到左端 的B點(diǎn)，拉力F所做的功為 Wi、功率為Pi，這一過程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Qi。隨后讓傳送帶以V2的速度勻速運(yùn)動(dòng)，此人仍然用相同的水平力恒定F拉物 體,使它以相對傳送帶為*的速度勻速從A滑行到B,這一過程中，拉力 F所做的功為 W2>功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)

5、生的 熱量為Q2.下列關(guān)系中正確的是（）A. W,=W, Pi<P 2, Q,=Q 2B. Wi=W, Pi<P 2, QI>Q2C. W1>W PAPz,Qi >02D. Wi>W, Pi = P 2, Q,=Q2i/iA. 若v=lm/s,則小物塊能回到A點(diǎn)B. 若v=2 m/s,則小物塊能回到 A點(diǎn)C. 若v=5m/s,則小物塊能回到 4點(diǎn)D. 無論/等于多少，小物塊都不能回到/點(diǎn)形（圓弧由光滑模板形成，為畫岀），經(jīng)過CD區(qū)域時(shí)是傾斜的， AB和CD都與BC相切?，F(xiàn)將大量的質(zhì)量均為 m的小貨箱一個(gè)一個(gè)在 A處放到傳送帶上，放置時(shí)初速為零，經(jīng)傳送帶運(yùn)送到

6、 D處，D和A的高度差為ho穩(wěn)定工作時(shí)傳送帶速度不變，CD段上各箱等距排列，相鄰兩箱的距離為L。每個(gè)箱子在 A處投放后，在到達(dá) B之前已經(jīng) 相對于傳送帶靜止，且以后也不再滑動(dòng)（忽略 經(jīng)BC段時(shí)的微小滑動(dòng)）。已知在一段相當(dāng)長的時(shí)間T內(nèi)，共運(yùn)送小貨箱的數(shù)目為No這裝置由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)，傳送帶與輪子間無相對滑動(dòng)，不計(jì)輪軸處的摩擦。求電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率Po8. 如甲圖所示，水平光滑地面上用兩顆釘子（質(zhì)量忽略不計(jì)）固定停放著一輛質(zhì)量為M=3kg的小車，小車的四分之一圓弧軌道是光滑的，半徑為R=0.5m,在最低點(diǎn)B與水平 軌道BC相切，視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為 m=lkg的物塊從A點(diǎn)正上方距 A點(diǎn)高為h=0. 3m

7、處無初 速下落，恰好落入小車 圓弧軌道滑動(dòng)，然后沿水平軌道滑行恰好停在軌道末端Co現(xiàn)去掉釘子（水平面依然光滑未被破壞）不固定小車，而讓其左側(cè)靠在豎直墻壁上，該物塊仍從原高度處無初速下落，如乙圖所示。不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時(shí)的能量損失，已知物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為u =0. 2口PII求：（1 ）水平軌道BC長度；（2）小車固定時(shí)物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對軌道的壓力；（3）小車不固定時(shí)物塊再次停在小車上時(shí)距小車B點(diǎn)的距離；（4）兩種情況下由于摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之比。9. 如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn)。水平桌面右側(cè)有一豎直放

8、置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑 7人0.8 m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧，MN為其豎直直徑，P點(diǎn)到桌面的豎直距離也是7?。用質(zhì)量 m=0. 4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到。點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn)。用 同種材料、質(zhì)量為網(wǎng) =0. 2kg的物塊將彈簧也緩慢壓縮到。點(diǎn)釋放，物塊過B點(diǎn)后其位 移與時(shí)間的關(guān)系 為x = 6t-20 ,物塊從桌面右邊緣 D點(diǎn)飛離桌面后，由 P點(diǎn)沿圓軌道 切線落入圓軌道。g=10 m/s 2,求：(1)BP間的水平距離；判斷丑能否沿圓軌道到達(dá)M點(diǎn)；(3)釋放后丑在水平桌面上運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做的功。10. 如圖，質(zhì)量 m = 2kg的物體

9、靜止于水平地面的A處，A、B間距Z=20ino用大小為30N,沿水平方向的外力拉此物體，經(jīng)to = 2s 拉至 B處。(已知 cos37° = 0.8, sin 37 = 0.6。取 g = 10m / s')AH(1)求物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)U ;用大小為30N,與水平方向成37°的力斜向上拉此物體，使物體從A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)并能到達(dá)B處，求該力作用的最短時(shí)間t o11. 質(zhì)量為血的小球由長為 Z的細(xì)線系住，細(xì)線的另一端固定在 /點(diǎn)，/夕是過的豎 直線，且ABAL, E為AB的中點(diǎn)，過E作水平線EF,在研上某一位置釘一小釘，如圖所示.現(xiàn)將小球懸線拉至水平，然后山

10、靜止釋放，不計(jì)線與釘碰撞時(shí)的機(jī)械能損失(1)若釘了在幼點(diǎn)位置，則小球經(jīng)過方點(diǎn)前后瞬間，繩了拉力分別為多少?的位置離幼點(diǎn)的距離 Y 若小球恰能繞釘了在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，求釘了參考答案1. BCD【解析】試題分析：質(zhì)量為 m的重物，處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧的型變量X =坐,開始時(shí)手對重物的作 k2 2用力大小為 mg,其后逐漸減小，所以手對重物做的功小于W, = m g , A 錯(cuò)。重物從靜止 k1 靜2下落到速度最大過程中重物克服彈簧所做的功為=mgx- mv- = * - /77V 2, B2 * 2對。彈性勢能最大時(shí)小球速度為零重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能2； n202（B =mgx2x =*）

11、, D對，根據(jù)對稱性知道加速度跟初始時(shí)加速度大小相等方向pk相反，即加速度大小為g, C對。故選BCD考點(diǎn)：考查功能關(guān)系點(diǎn)評：本題難度較大，退與彈力做功，由于彈力為變力，因此W=Fs公式不再適用，應(yīng)利用動(dòng)能定理求解，克服彈簧彈力做了多少功，彈性勢能就增大多少2. ABC【解析】處理本題的關(guān)鍵是對物體進(jìn)行受力分析和運(yùn)動(dòng)過程分祈，使用圖象處理則可以使問題大大簡化。對 A、B在水平方向受力分析如圖，為彈簧的拉力；當(dāng)加速度大小相同為aF時(shí)，對A有F-Fqna，對B有F = ma，得F=,在整個(gè)過程中 A的合力（加速度）一直減小而B的合力（加速度）一直增大，在達(dá)到共同加速度之前A的合力（加速度）一直 大

12、于B的合力（加速度），之后 A的合力（加速度）一直小于 B的合力（加速度）。兩物體運(yùn)動(dòng)的v-t圖象如圖，4時(shí)刻，兩物體加速度相等， 斜率相同，速度差最大，壓時(shí)刻兩物體的 速度相等, A速度達(dá)到最大值，兩實(shí)線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大 ，彈簧被拉到最長; 除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功，系統(tǒng)機(jī)械能增加， 4時(shí)刻之后拉 力依然做正功，即加速 度相等時(shí)，系統(tǒng)機(jī)械能并非最大值?！窘馕觥繉ψ髠?cè)軌道，小球A運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的最小速度 v=ygR .由機(jī)械能守恒定律，mg mv+mg ? 2R,解得若使小球 A沿軌道運(yùn)動(dòng)并且從最高點(diǎn)飛岀，釋放的最小高度為5R/2,2選項(xiàng)A正確。由R二1 g

13、f, x 二vt解得水平位移最小距離x=JAR。無論如何調(diào)整 7?A,使K球2從軌道最高點(diǎn)飛出后，都一定落在軌道右端口右側(cè)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。對右側(cè)軌道，小球 B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的最小速度 v=0,由機(jī)械能守恒定律，mg mv2+mg ? 2R,解得若使小球 B沿軌道運(yùn)動(dòng)并且從最高點(diǎn)飛岀，釋放的最小高度為 軌道最高點(diǎn)飛出后，恰好落在軌道右端口處，選項(xiàng)4. BD22R,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。適當(dāng)調(diào)整益，可使月球從 D正確。3.V3【解析】運(yùn)動(dòng)到跟汽車連接的細(xì)繩與水平夾角為30° ,沿繩方向速度為 vcos30°= v,2物體上升速度為丑心上升高度mgh,由功能關(guān)系，從開始到繩與水平夾角為30&#

14、176;時(shí)，拉23力做功mgh+ mghAmv選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；由于物體加速上升，拉力大于重力，在繩與水0平夾角為30°時(shí)，拉力功率大于一mgv,選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。25. B【解析】設(shè)AB的長度為L,拉力大小為F,滑動(dòng)摩擦力大小為f.當(dāng)傳送帶不運(yùn)動(dòng)時(shí)，拉力做功W1二 FL,物體從A運(yùn)動(dòng)到B的時(shí)間ti=,因摩擦而產(chǎn)生的熱V量 Qi 二 fL.生的熱量Q=fvit 2.拉力做功功率 Pl= , p 2= h 2比較可知W1二 W2, P1<P2.得 Q I>Q 2.X vit 2<viti, viti=L 故選B.6. C【解析】解析】如旳伸個(gè)小物體的速度時(shí)間旳累每個(gè)物

15、體ek = FI = 2Ma1 2Q 相對=掃=2 m° rnPt = Nm D j + Nmghn NmN-I?戶=f ,+ gh得 T T-(11)8. (l)4m(2)42N (3) 3m (4)4:3【解析】試題分析：(1)根據(jù)動(dòng)能定理可得 mg(h + 7?) - jumgx = 0 -0 ,解得x = 4m4m/s ,壓力為 物塊到達(dá)B點(diǎn)的速度為1%，根據(jù)機(jī)械能守恒有 mg(fi + R) = ?mvZ , 解得 W =2在B點(diǎn)，合外力等于向心力，即FN-mg =mR解得琮=42N,根據(jù)牛頓第三定律可得小車固定時(shí)物塊到達(dá)圓弧軌道最低點(diǎn)B時(shí)對軌道的42No(3)到達(dá)B點(diǎn)前小

16、車不動(dòng)，系統(tǒng)當(dāng)物塊到達(dá)B點(diǎn)以后的運(yùn)動(dòng)動(dòng)量守恒，最終二者速度相同以 mv =(m + M ) v 解得 v = lm/s此過程中物塊的加速度大小為=網(wǎng)=2m/s2m小車的加速度大小務(wù)=呻g = 2冏9間位移為 X2 ,有vo -vd = 2ax 2m/s2一 M3速度相等時(shí)物塊的位移山2v -誠=-24% ,解得 = 3.75m速度相等時(shí)小車的位移由v2-0 = 2a2X2,解得 X2 = 0.75m小車不固定時(shí)物塊再次停在小車上時(shí)距小車B點(diǎn)的距離x' = % ； -x 2 = 3m（4）小車固定時(shí)摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量Q =小車不固定時(shí)摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量0x4Q' = /Jmg.x

17、', 所以=Q' x' 3考點(diǎn)：力學(xué)綜合題點(diǎn)評：本題（3）還可以根據(jù)系統(tǒng)損失的機(jī)械能等于系統(tǒng)產(chǎn)生的熱來計(jì)算小車不固定時(shí)物塊次停在小車上時(shí)距小車B點(diǎn)的距離，即 A£ = 2 = Aimgx'。9. （1） 4. Im （2）不能（3） W = 5.6J【解析】試題分析：（1）設(shè)物塊由力點(diǎn)以初速度V。做平拋，落到尹點(diǎn)時(shí)其豎直速度為吟，有0Vv = 2gR 而 =tan45 ° 解得 vd = 4m/5（2 分）%設(shè)平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)間為右水平位移為Xi,有R =;舟xj = VDt解得=1.6m （2分）2由題意可知小球過 B點(diǎn)后做初速度為 vo =6m

18、/s,加速度大小G = 4m/s ,減速到？所以冏P水平間距為x = x i + X2- 4. Im(2)( 2分)若物塊能沿軌道到達(dá)物點(diǎn)，其速度為V”有2 分）解得 :VM = J16-8 互 < JgR即物塊不能到達(dá)點(diǎn) ( 2 分)(3)設(shè)彈簧長為如時(shí)的彈性勢能為民物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為P /jm2g=m2a釋放巾 1 時(shí) ,Ep = /?! gxCB釋放 吐 Ep = tAn2SxCB + 2 m2v0解得 Ep = 7.2 J（ 3 分）設(shè)饑 2 在桌面上運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力做功為陽， 有1 2 EP wf = 2m2vb解得Wf = 5.6J（ 2 分）考點(diǎn)：考查了機(jī)械能守

19、恒定律、平拋運(yùn)動(dòng)基本公式、圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式的應(yīng)用 點(diǎn)評：該題涉及到多個(gè)運(yùn)動(dòng)過程，主要考查了機(jī)械能守恒定律、平拋運(yùn)動(dòng)基本公式、圓周運(yùn) 動(dòng)向心力公式的應(yīng)用，用到的知識點(diǎn)及公式較多，難度較大，屬于難題.10. ( 1) 0. 5( 2) 1.03s【解析】( 1)物體做勻加速運(yùn)動(dòng)( 1 分)L = at0"2L 2x20/( 1 分)2、=、=10( m/ s )由牛頓第二定律F - f = ma( 1 分)/'=30 2x10 = 10（ 2）1 分）10mg2x10=0.51 分）(2)設(shè)尸作用的最短時(shí)間為小車先以大小為。的加速度勻加速£秒，撤去外力后，以大小為a',的加速度勻減速尸秒到達(dá)B處，速度恰為0,由牛頓定律F cos 37 一 " (mg 一 F sin。37° = ma (1 分)0.8 + 0.5 x 0.6） _ °§x I= 11 5 仞后）= F（cos 37。 + sin 37。） * = 30 x 分） m由于勻加速階段的末速度即為勻減速階段的初速