人教版（2019）高中物理必修第二冊第八章機械能守恒定律單元檢測試題及答案解析

第八章機械能守恒定律

一、單選題:本題共8小題,每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中,

只有一項是符合題目要求的。

1.關(guān)于功的概念，下列說法不正確的是（）

A.功是標量，但有正負，功的正負表示是動力做功還是阻力做功

B.滑動摩擦力可以做負功，也可以做正功，也可以不做功

C.一對相互作用力做功的代數(shù)和不一定為零

D.合外力做功為零，則物體一定做勻速直線運動

2.關(guān)于功和功率的計算，下列說法中正確的是（）

A.用W=Fxcos9可以計算變力做功

B.用WyEk2-Eki可以計算變力做功

C.用W=Pt只能計算恒力做功

D.用P=一可以計算瞬時功率

3.撐桿跳比賽中，用于撐起的桿要求具有很好的彈性.其助跑時桿未發(fā)生形變,

撐桿起跳后桿彎曲程度逐漸變大，到運動員水平越過橫桿時，桿豎直且恢復(fù)原

狀.關(guān)于撐桿起跳到運動員越過橫桿過程，下列說法正確的是（）

FIT

A.桿對人的彈力始終豎直向上

B.桿一直對運動員做負功

C.運動員越過橫桿正上方時速度為零

D.桿的彈性勢能先增大后減小

4.如圖，人騎自行車在水平路面沿直線行進。當人停止蹬車后，自行車受阻力

作用做減速運動，直至速度減為零。此過程中克服阻力做功為%人停止蹬車時

自行車的速度為力符合實際情況的Wr圖像為圖中的（）

1

5.如圖，一質(zhì)量為〃的光滑大環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上

質(zhì)量為力的小環(huán)（可視為質(zhì)點），從大環(huán)的最高處由靜止滑下.重力加速度大小為

g.當小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，大環(huán)對輕桿拉力的大小為（）

A.5mgB.Mg~\-4儂

C.Mg+bmgD.lOmg

6.輕桿加長2￡,/端連在固定軸上，6端固定一個質(zhì)量為2%的小球，中點。

固定一個質(zhì)量為勿的小球。N8桿可以繞力端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將桿置

于水平位置，如圖所示，然后由靜止釋放，不計各處摩擦力與空氣阻力，重力加

速度大小為g，則下列說法不正確的是（）

A.N8桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，角速度為小瞿

B.4?桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，8端小球的機械能的增量為［mgL

C.N8桿轉(zhuǎn)動過程中桿力對B球做正功，對C球做負功

2

D.N6桿轉(zhuǎn)動過程中，C球機械能守恒

7.一小球從高空由靜止開始自由下落，從下落時刻開始計時，不計空氣阻力。

若用a、八t、h、P分別表示小球的加速度、速度、時間、下落高度、重力的瞬

時功率，則如圖所示圖像正確的是（）

8.如圖所示，質(zhì)量為勿的物體與水平轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為〃，物體與轉(zhuǎn)軸相距

R,物體隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動.當轉(zhuǎn)速增至某一值時，物體即將在轉(zhuǎn)臺上滑動,

此時轉(zhuǎn)臺開始勻速轉(zhuǎn)動.設(shè)物體的最大靜摩擦力近似等于滑動摩

擦力，則在這一過程中摩擦力對物體做的功是（）廠干'冏

A.0B.2umgR一?一

UmgR

C.2n口mgRD.1--

二、多選題：本題共4小題,每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，

每題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得

0分。

9.（多選）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎立于地面上，質(zhì)量為r的小球自彈簧正上方

一定高度處由靜止釋放，則從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（彈簧的形變始

終在彈性限度內(nèi)）的過程中，下列說法正確的是（）

O

A.小球的機械能守恒

B.重力對小球做正功，小球的重力勢能減小

C.小球剛接觸彈簧時速度最大

3

D.小球的加速度先減小后增加

10.在如圖所示的物理過程示意圖中，甲圖為一端固定有小球的輕桿，從右偏上

30°角釋放后繞光滑支點擺動；乙圖中A置于光滑水平面，物體B沿光滑斜面下

滑；丙圖為物體A將彈簧壓縮的過程中；丁圖為不計任何阻力和定滑輪質(zhì)量時,

A加速下落，B加速上升過程中。關(guān)于這幾個物理過程（空氣阻力忽略不計），下

列判斷正確的是（）

AB

A.甲圖中小球機械能不守恒

B.乙圖中物體B機械能不守恒

C.丙圖中物體A的機械能守恒

D.丁圖中A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒

11.如圖所示，將完全相同的四個小球1、2、3、4分別從同一圖度由靜止釋放（圖

甲、丙、?。┖推綊仯▓D乙），其中圖丙、丁分別是傾角為45。和60。的光滑斜

面，不計空氣阻力，則下列對四種情況下相關(guān)物理的比較錯誤的是（）

A.落地時間trt2<t3<t4

B.全程重力做功叫=左修修

C.落地瞬間重力的功率分/加分￡

D.全程重力做功的平均功率耳=2>x>與

12.（多選）如圖所示，物體受到水平推力尸的作用在粗糙水平面上做直線運動,

監(jiān)測到推力產(chǎn)、物體速度v隨時間f變化的規(guī)律如圖所示，取g=10m/s"則（）

4

F

//////////////////////////////////

A.地面的動摩擦因素

B.這3s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=6.0J

C.第1.5s時推力廠的功率為L5W

D.后2s內(nèi)推力/做功的平均功率A=2.5W

三、實驗題;本題共2小題,每小題8分分，共16分。

13.用如圖的實驗裝置驗證也、電組成的系統(tǒng)機械能守恒。磔從高處由靜止開始

下落，處上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機

械能守恒定律。實驗中獲取的一條紙帶如圖所示，0是打下的第一個點，每相鄰

兩計數(shù)點間還有4個打下的點（圖中未標出），打點頻率為50Hz,計數(shù)點間的

距離已標記在紙帶上。已知加尸50g,加匠150g,貝I]（^=9.8m/s2,所有結(jié)果均保

留三位有效數(shù)字）

（1）在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度VLm/so

（2）在打下0~5的過程中系統(tǒng)動能的增量△氏=J,系統(tǒng)勢能的減少量△

E『Jo

（3）由此得出的結(jié)論是：；

14.如圖為“用DIS研究機械能守恒定律的實驗中，將一傳感器先后分別固定在

豎直板上的久。和8三點，最低點。作為零勢能點。逐次將擺錘從N點自由釋

5

放，分別測出擺錘經(jīng)過久。和8點時的速度。

（1）實驗中使用傳感器測速度。

（2）操作時，從右側(cè)某一高度由靜止釋放擺錘，可以觀察到擺錘擺到左側(cè)的最

高位置與釋放點基本在。為進一步研究在整個擺動過程中機械能是

否守恒，需要仔細測量擺錘經(jīng)過任意位置的機械能，實驗中每次靜止釋放擺錘的

位置應(yīng)____________（選填“相同”或“不同”）；某同學(xué)由于操作不當，測得擺

錘在3點的機械能明顯比在4。和。的機械能大，其原因可能是。

四、解答題：本題共3小題，共28分。按題目要求作答。計算題要有必要的文字

說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位。

15.（8分）質(zhì)量為2000kg,額定功率為80kW的汽車，在平直公路上行駛的最大

速度為20m/s,若汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度大小為2m/s2,運

動中的阻力大小不變，求：

（1）汽車所受阻力的大小；

（2）汽車做勻加速運動的時間；

（3）3s末汽車發(fā)動機的瞬時功率；

（4）汽車在勻加速運動中牽引力所做的功。

16.（10分）光滑曲面N8與水平面隙平滑連接于8點，右端連接內(nèi)壁光滑、

半徑為r的;細圓管切，管口。端正下方直立一根勁度系數(shù)為4的輕彈簧，輕

彈簧一端固定，另一端恰好與管口。端平齊.可視為質(zhì)點、質(zhì)量為勿的滑塊從曲

面上距W的高度為2r處由靜止開始下滑，滑塊與W間的動摩擦因數(shù)〃=3,進

入管口。端時與圓管恰好無作用力，通過切后壓縮彈簧，在壓縮彈簧過程中滑

6

塊速度最大時彈簧的彈性勢能為EP，求:

（1）滑塊到達6點時的速度大小vB；

（2）水平面世的長度x；

（3）在壓縮彈簧過程中滑塊的最大速度%

17.（10分）如圖甲所示，質(zhì)量m=lkg的物體靜止在光滑的水平面上，/=0時亥I],

物體受到一個變力/作用，t=ls時，撤去力尸，某時刻物體滑上傾角為37°的

粗糙斜面；已知物體從開始運動到斜面最高點的VT圖像如圖乙所示，不計其他

阻力,g取10m/s）求：

⑴變力尸做的功；

⑵物體從斜面底端滑到最高點過程中克服摩擦力做功的平均功率；

7

答案解析

二、單選題:本題共8小題,每小題4分，共32分。在每小題給出的四個選項中，

只有一項是符合題目要求的。

1.關(guān)于功的概念，下列說法不正確的是（）

A.功是標量，但有正負，功的正負表示是動力做功還是阻力做功

B.滑動摩擦力可以做負功，也可以做正功，也可以不做功

C.一對相互作用力做功的代數(shù)和不一定為零

D.合外力做功為零，則物體一定做勻速直線運動

【答案】B

【詳解】A.功是標量，但有正負，正負不表示方向和大小，代表是動力做功還

是阻力做功，故A正確；

B.滑動摩擦力的方向與物體相對運動方向相反，但與物體的運動方向可以相反,

也可以相同，故可以做負功，也可以做正功，用板擦擦黑板時，板擦與黑板間的

摩擦力為滑動摩擦力，但黑板沒有位移，則摩擦力對黑板不做功，即滑動摩擦力

也可以不做功，故B正確；

C.一對作用力和反作用力分別作用在兩個不同物體上，它們可能分別對兩個物

體都做正功，其代數(shù)和為正值：比如在光滑水平面由靜止釋放的兩個帶同種電荷

的小球，庫侖力對兩個小球都做正功，作用力和反作用力所做的功的代數(shù)和為正

值，故物體間的一對相互作用力做功的代數(shù)和不一定為零，故c正確；

D.合外力做功為零，物體可以做勻速圓周運動，故D錯誤。

故選Do

2.關(guān)于功和功率的計算，下列說法中正確的是（）

A.用W=Fxcos?？梢杂嬎阕兞ψ龉?/p>

B.用W產(chǎn)Ek「Eki可以計算變力做功

C.用W=Pt只能計算恒力做功

D.用P=：可以計算瞬時功率

【答案】B

【詳解】用W=Fxcos0只能求解恒力功，選項A錯誤；用W^=Ek2-Eg可以計算變

8

力做功，選項B正確；用W=Pt也能計算變力做功，例如汽車以恒定功率啟動時,

牽引力為變力，可以用此公式計算，選項C錯誤；用P=：可以計算平均功率,

選項D錯誤；故選B.

3.撐桿跳比賽中，用于撐起的桿要求具有很好的彈性.其助跑時桿未發(fā)生形變,

撐桿起跳后桿彎曲程度逐漸變大，到運動員水平越過橫桿時，桿豎直且恢復(fù)原

狀.關(guān)于撐桿起跳到運動員越過橫桿過程，下列說法正確的是（）

miwtiA打言十理己四仁F走I國櫛'才T干

A.桿對人的彈力始終豎直向上

B.桿一直對運動員做負功

C.運動員越過橫桿正上方時速度為零

D.桿的彈性勢能先增大后減小

【答案】D

【詳解】BD.根據(jù)題意撐桿起跳后桿彎曲程度逐漸變大，到運動員水平越過橫桿

時，桿豎直且恢復(fù)原狀，說明彈性勢能先增大后減小，結(jié)合功能關(guān)系可知桿產(chǎn)生

的彈力先做負功，后做正功，B錯誤，D正確；

C.運動員越過橫桿正上方時有水平速度，所以速度不為零，C錯誤；

A.彈力的方向垂直于接觸面，指向受力物體，所以桿對人的彈力不是始終豎直

向上，A錯誤。

故選Do

4.如圖，人騎自行車在水平路面沿直線行進。當人停止蹬車后，自行車受阻力

作用做減速運動，直至速度減為零。此過程中克服阻力做功為肌人停止蹬車時

自行車的速度為％符合實際情況的W-v圖像為圖中的（）

9

【答案】c

【詳解】根據(jù)動能定理得

1

-W=0——mv29

2

解得

12

W=—mv

2

故知/與/成二次函數(shù)關(guān)系，且拋物線開口向上。

故選Co

5.如圖，一質(zhì)量為〃的光滑大環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上

質(zhì)量為R的小環(huán)（可視為質(zhì)點），從大環(huán)的最高處由靜止滑下.重力加速度大小為

g.當小環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，大環(huán)對輕桿拉力的大小為（）

A.5mgB.Mg~\-4儂

C.Mg+bmgD.磔+10儂

解析：選c.設(shè)大環(huán)底端所在平面為參考平面，大環(huán)半徑為此小環(huán)在最低點速度

為心由于小環(huán)運動過程中只受彈力和重力，彈力和運動方向始終垂直，所以彈

力不做功，只有重力做功，所以根據(jù)機械能守恒可得：5^=2磔%解得：y=4而

=2小，當小環(huán)到達大環(huán)最低點時，分析小環(huán)的受力得：6支一儂=等，把r=

代入得:6支=5儂，分析大環(huán)的受力，大環(huán)受到自身重力蛤和小環(huán)豎直向

下的壓力5儂，故大環(huán)對輕桿的拉力為：Mg+3mg,C正確.

10

6.輕桿四長2〃/端連在固定軸上，8端固定一個質(zhì)量為2勿的小球，中點。

固定一個質(zhì)量為力的小球。47桿可以繞N端在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)將桿置

于水平位置，如圖所示，然后由靜止釋放，不計各處摩擦力與空氣阻力，重力加

速度大小為g,則下列說法不正確的是（）

/I

//

產(chǎn)”,/

丫/

A.N6桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，角速度為、黑

B.47桿轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，8端小球的機械能的增量為前g￡

C.N6桿轉(zhuǎn)動過程中桿力對B球做正功，對C球做負功

D.N8桿轉(zhuǎn)動過程中，C球機械能守恒

【答案】D

【詳解】A.在N8桿由靜止釋放轉(zhuǎn)到豎直位置的過程中，兩小球和桿組成的系統(tǒng)

機械能守恒，則以刀端球的最低點為零勢能點，根據(jù)機械能守恒定律有

121

mg-2L+2mg-2L=mgL+—x2m(^a>-2Ly+—m(a>L)

解得角速度

故A正確，不符合題意;

B.在此過程中，8端小球機械能的增量為

I24

△心=E末一％=-x2m(a>-2L)'-2mg-2L=~mSL

故B正確，不符合題意;

CD.N6桿轉(zhuǎn)動過程中，由于B球機械能增加，故桿對B球做正功，由機械能守

恒，C球機械能必然減少，所以⑦桿對C球做負功，故C正確，不符合題意，D

錯誤，符合題意。

故選Do

11

7.一小球從高空由靜止開始自由下落，從下落時刻開始計時，不計空氣阻力。

若用a、八t、h、P分別表示小球的加速度、速度、時間、下落高度、重力的瞬

時功率，則如圖所示圖像正確的是（）

【答案】C

【詳解】A.小球做自由落體運動，其加速度等于重力加速度g,不隨時間變化,

故A錯誤；

B.根據(jù)自由落體運動的規(guī)律可得，小球的速度尸gt,可知速度與時間成正比，

故B錯誤；

C.根據(jù)自由落體運動的位移-時間關(guān)系可得^解得

h1

y

可知也與大成正比，故C正確；

t

D.重力的瞬時功率

P=mgv=mg4^sh

夕與〃成正比，故D錯誤。

故選Co

8.如圖所示，質(zhì)量為勿的物體與水平轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)為4,物體與轉(zhuǎn)軸相距

R,物體隨轉(zhuǎn)臺由靜止開始轉(zhuǎn)動.當轉(zhuǎn)速增至某一值時，物體即將在轉(zhuǎn)臺上滑動,

此時轉(zhuǎn)臺開始勻速轉(zhuǎn)動.設(shè)物體的最大靜摩擦力近似等于滑動摩

擦力，則在這一過程中摩擦力對物體做的功是（）廠干電

A.0B.24mgR?

HmgR

C.2nnmgRD.---

解析：選D.物體即將在轉(zhuǎn)臺上滑動但還未滑動時，轉(zhuǎn)臺對物體的最大靜摩擦力

mv2

恰好提供向心力，設(shè)此時物體做圓周運動的線速度為%則有〃儂=下①，在物

體由靜止到獲得速度P的過程中，物體受到的重力和支持力不做功，只有摩擦力

12

對物體做功，由動能定理得歷=；加丫2—0②，聯(lián)立①②式解得歷=；〃勿g出

三、多選題：本題共4小題,每小題6分，共24分。在每小題給出的四個選項中，

每題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得

0分。

9.（多選）如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎立于地面上，質(zhì)量為勿的小球自彈簧正上方

一定高度處由靜止釋放，則從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短（彈簧的形變始

終在彈性限度內(nèi)）的過程中，下列說法正確的是（）

A.小球的機械能守恒

B.重力對小球做正功，小球的重力勢能減小

C.小球剛接觸彈簧時速度最大

D.小球的加速度先減小后增加

【答案】BD

【詳解】A.彈簧彈力對小球做負功，小球的機械能不守恒，故A錯誤；

B.從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過程中，小球一直向下運動，重力一

直做正功，重力勢能減小，故B正確；

C.當向上彈力等于重力時，加速度為0,速度最大，故C錯誤；

D.小球下落力高度與彈簧接觸后，剛開始重力大于彈力，合力向下，小球加速

運動；當重力等于彈力時，加速度為零，速度最大；再向下運動時，彈力大于重

力，加速度方向向上，速度減小，加速度增大，到達最低點時速度為零，加速度

最大，故D正確。

故選BDo

10.在如圖所示的物理過程示意圖中，甲圖為一端固定有小球的輕桿，從右偏上

30°角釋放后繞光滑支點擺動；乙圖中A置于光滑水平面，物體B沿光滑斜面下

13

滑；丙圖為物體A將彈簧壓縮的過程中；丁圖為不計任何阻力和定滑輪質(zhì)量時，

A加速下落，B加速上升過程中。關(guān)于這幾個物理過程（空氣阻力忽略不計），下

A.甲圖中小球機械能不守恒

B.乙圖中物體B機械能不守恒

C.丙圖中物體A的機械能守恒

D.丁圖中A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒

【答案】BD

【詳解】A.甲圖中，小球只有重力勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化，則甲圖中小球機械

能守恒，A錯誤；

B.乙圖中A置于光滑水平面，當物體B沿光滑斜面下滑時，B對A的彈力做正

功，A的機械能增大，A對B的彈力做負功，B的機械能減小，即乙圖中物體B

機械能不守恒，B正確；

C.丙圖為物體A將彈簧壓縮的過程中，彈簧對A的彈力做負功，A的機械能減

小，即丙圖中物體A的機械能不守恒，C錯誤；

D.丁圖為不計任何阻力和定滑輪質(zhì)量時，A加速下落，B加速上升過程中，對A、

B構(gòu)成的系統(tǒng)，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)輕繩的彈力做功，由于系統(tǒng)內(nèi)輕繩對A于對B

做功的代數(shù)和為0,可知，丁圖中A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，D正確。

故選BDo

11.如圖所示，將完全相同的四個小球1、2、3、4分別從同一圖度由靜止釋放（圖

甲、丙、?。┖推綊仯▓D乙），其中圖丙、丁分別是傾角為45。和60。的光滑斜

面，不計空氣阻力，則下列對四種情況下相關(guān)物理的比較錯誤的是（）

14

A.落地時間t7七＜t3＜t4

B.全程重力做功跖=傳憶孫

C.落地瞬間重力的功率々=8=2=2

D.全程重力做功的平均功率用=2＞用＞月

【答案】AC

【詳解】A.設(shè)高度為h,在圖甲中做自由落體，則時間為

圖乙做平拋運動，豎直方向是自由落體運動，則時間為

設(shè)斜面傾角為0,則根據(jù)牛頓第二定律

a=gsin0,h=J_gsin3t2

sin。2

即時間為

_I2〃

(sina)?

將9=45°和60°分別代入可以得到

即：，1=G(乙氣，故選項A錯誤；

B.由于重力做功只與高度有關(guān)，高度相同，則重力的功相同，即

Wt=W2=W3=W4=mgh,故選項B正確；

C.圖甲和乙豎直方向自由落體運動，則落地時豎直方向的速度為：v=y[lgh,與

重力的方向夾角為0°;

15

在圖丙和丁中沿斜面到達底端的速度為：V=V2ox=I2gsin0--^―=y/2gh,與重力

Vsind

的方向夾角為0;

根據(jù)功率的公式：P=Fvcosa=mgvcosa,則有：Pt=P2>P3>P4,故選項C錯誤；

—W

D.根據(jù)平均功率的公式：尸=7可知，由于叱=嗎=取=四=/咫/7,而且

tA=t2<t4<t3,則可以得到：3=豆>用兩，故選項D正確。

故選ACo

12.（多選）如圖所示，物體受到水平推力廠的作用在粗糙水平面上做直線運動,

監(jiān)測到推力八物體速度v隨時間f變化的規(guī)律如圖所示，取g=10m/s2,則（）

A.地面的動摩擦因素

B.這3s內(nèi)物體克服摩擦力做的功W=6.0J

C.第1.5s時推力F的功率為L5W

D.后2s內(nèi)推力廠做功的平均功率尹=2.5W

【答案】AB

【詳解】A.由圖可知，廣2s時間內(nèi)物體做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律

可得

4—pimg=ma

又

a=-=2m/s2

Ar

2?3s時間內(nèi)物體做勻速直線運動，受力平衡，可得

F2=^mg

代入數(shù)據(jù)，解得

16

4=0.4,m=0.5kg

故A正確；

B.這3s內(nèi)物體的位移為y-2圖像中圖線與坐標軸所圍面積，即

1+2-c

x=-----x2m=3m

2

克服摩擦力做的功為

W=jumg?x=6.0J

故B正確；

C.根據(jù)勻變速直線運動中一段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時

速度可知第1.5s時物體的速度為

0+2,?,

v=-----m/s=1m/s

2

推力尸的功率為

p=F1V=3W

故c錯誤；

D.后2s內(nèi)推力廠做功為

卬=月為+m％=3x（J+2x2xlJ=7J

平均功率為

P=—=3.5W

t

故D錯誤。

故選AB。

三、實驗題;本題共2小題,每小題8分分，共16分。

13.用如圖的實驗裝置驗證處、和組成的系統(tǒng)機械能守恒。和從高處由靜止開始

下落，也上拖著的紙帶打出一系列的點，對紙帶上的點跡進行測量，即可驗證機

械能守恒定律。實驗中獲取的一條紙帶如圖所示，0是打下的第一個點，每相鄰

兩計數(shù)點間還有4個打下的點（圖中未標出），打點頻率為50Hz,計數(shù)點間的

距離已標記在紙帶上。已知@=50g,fflF150g,則（^=9.8m/s2,所有結(jié)果均保

留三位有效數(shù)字）

17

（1）在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度%=m/so

（2）在打下0~5的過程中系統(tǒng)動能的增量△氏=J,系統(tǒng)勢能的減少量△

E「Jo

（3）由此得出的結(jié)論是：；

【答案】2.400.5760.588在誤差允許的

范圍內(nèi)，叫、和組成的系統(tǒng)機械能守恒

【詳解】（1）［1］由于相鄰兩計數(shù)點間還有4個打下的點，則相鄰計數(shù)點之間的

時間間隔

T=5x—s=O.ls

50

則在紙帶上打下計數(shù)點5時的速度

（21.60+26.40）xlO-2

%=--------------------------m/s=2.40m/s

52x0.1

（2）［2］在打下0~5的過程中系統(tǒng)動能的增量

AEk—+,772）vf=0.576J

［3］系統(tǒng)勢能的減少量

AE=m2ghO5~mAh05=0.588J

（3）［4］根據(jù)上述數(shù)據(jù)可知，在誤差允許的范圍內(nèi)，見、和組成的系統(tǒng)機械能守

恒。

14.如圖為“用DIS研究機械能守恒定律的實驗中，將一傳感器先后分別固定在

豎直板上的久。和8三點，最低點。作為零勢能點。逐次將擺錘從1點自由釋

放，分別測出擺錘經(jīng)過久。和8點時的速度。

18

（1）實驗中使用傳感器測速度。

（2）操作時，從右側(cè)某一高度由靜止釋放擺錘，可以觀察到擺錘擺到左側(cè)的最

高位置與釋放點基本在。為進一步研究在整個擺動過程中機械能是

否守恒，需要仔細測量擺錘經(jīng)過任意位置的機械能，實驗中每次靜止釋放擺錘的

位置應(yīng)____________（選填“相同”或“不同”）；某同學(xué)由于操作不當，測得擺

錘在8點的機械能明顯比在4。和。的機械能大，其原因可能是一—。

【答案】光電門同一高度相同測量B

點的高度偏大或在B點固定光電門時比B點偏低

【詳解】（1）［1］利用擺錘經(jīng)過光電門時的平均速度表示瞬時速度，有

d

U=一

△t

（2）［2］根據(jù)機械能守恒定律可知，從右側(cè)某一高度由靜止釋放擺錘，可以觀察

到擺錘擺到左側(cè)的最高位置與釋放點基本在同一高度。

：3］為進一步研究在整個擺動過程中機械能是否守恒，需要仔細測量擺錘經(jīng)過任

意位置的機械能，實驗中每次靜止釋放擺錘的位置應(yīng)相同，這樣子才能保證在同

一過程中，機械能是否守恒。

［4］測得擺錘在8點的機械能明顯比在爾。和。的機械能大，其原因可能是:測

量B點的高度偏大或在B點固定光電門時比B點偏低。

四、解答題：本題共3小題，共28分。按題目要求作答。計算題要有必要的文字

說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位。

15.（8分）質(zhì)量為2000kg,額定功率為80kW的汽車，在平直公路上行駛的最大

速度為20m/s,若汽車從靜止開始做勻加速直線運動，加速度大小為Zm/s2,運

動中的阻力大小不變，求：

19

(1)汽車所受阻力的大小；

(2)汽車做勻加速運動的時間；

(3)3s末汽車發(fā)動機的瞬時功率；

(4)汽車在勻加速運動中牽引力所做的功。

【答案】(1)4000N；(2)5s；(3)4.8xlO4W；(4)2xlO5J

【詳解】(1)當汽車速度達到最大時，牽引力最小，則有

根據(jù)

P^Fminvm

解得

二4000N

(2)設(shè)汽車做勻加速直線運動的時間為t,末速度為％則有

P

v=一

F。

根據(jù)

Fo-f=ma,y=at

解得

i=5s

(3)因為汽車的勻加速時間為5s,則3s末汽車的瞬時功率為

<=冢匕=穌匹=4.8x104w

(4)勻加速運動的位移為

12”

x=—at=25m

2

汽車在勻加速運動中牽引力所做的功