必修二53《机械能守恒定律》同步试题.docx
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必修二53《机械能守恒定律》同步试题
第四章机械能守恒
机械能守恒同步精练
精练一(动能动能定理1)
1.A、B两物体的动能相等,质量比为3:
1,它们和水平地面问的滑动摩擦系数相同,则它们在地面上开始滑动到停止的过程中,下面说法中正确的有()
A.经历的时间之比为1:
.
B.经历的时间之比为
:
1.
C.通过的位移之比为1:
3.
D.通过的位移之比为3:
1.
答案:
A、C
2.如图所示,水面上有两条船,A船与人的总质量为MA=200kg,B船质量为MB=200kg,两船均静止,水的阻力不计.人用F=100N的水平恒力拉B船,在t=6s内人所做的功为,这段时间内人做功的最大功率为.
答案:
1800J,600W(提示:
两船动能的增加都是人做功的结果)
3.质量m=5000kg的汽车在水平面上以加速度a=2m/s2启动,所受阻力大小是f=1000N,汽车启动后第1s末的瞬时功率为()
A.2kW.B.11kW.C.20kW.D.22kW.
答案:
D
4.如图所示,一个质量为m的小球,用长为L的轻绳悬挂于天花板上的O点,小球在水平拉力F作用下,从平衡位置P很慢地移动到Q点,则在此过程中力F所做的功为()
A.mgLcosθ.B.mgL(1-cosθ).
C.FLsinθ.D.FL(1-cosθ)
答案:
B(提示:
F是变力)
5.如图所示,物体由静止开始分别沿不同斜面由顶端A下滑至底端B,两次下滑的路径分别为图中的Ⅰ和Ⅱ,两次物体与斜面间的滑动摩擦系数相同,且不计路径Ⅱ中转折处的能量损失,则两次到达B点时的动能相比()
A.第一次小.B.第二次小.C.两次一样大.D.无法确定.
答案:
C(提示:
斜面上下滑时克服摩擦力做的功决定于斜面底边长)
精练二(动能动能定理2)
1.如图所示,质量为m的物体从高为h的斜面顶端由静止起滑下,最后停止在平面上的B点.若物体从斜面顶端以平行于斜面的初速度v0沿斜面滑下,则停在平面上的C点,已知AB=BC,则物体在斜面上克服摩擦力做的功为。
答案:
mgh-1/2mv02
2.一质量为m的物体,以初速v0从倾角α=30°的足够长的斜面底端沿斜面向上滑行,物体重新回到斜面底端时的速度大小为
,则物体与斜面间的滑动摩擦系数为.
答案:
(对向上和向下两段运动列动能定理方程再相比)
3.质量M=150kg的摩托车,由静止开始沿倾角α=10°的斜面以a=lm/s2的加速度向上行驶(sin10°=0.17).若阻力为车重的0.03倍,则行驶s=12.5m时,摩托车的瞬时功率为,若摩托车的额定功率为P=4.5kW,它能维持匀加速运动的时间为
答案:
2250W,l0s(提示:
匀加速到最后其功率达到额定功率,但牵引力仍为匀加速运动时的牵引力)
4.物体以120J的初动能从斜面底端A沿足够长的斜面向上作匀变速运动,当它经过斜面上B点时机械能减少了40J,重力势能增加了60J,则物体重返斜面底端时的动能为()
A.60J.B.24J.C.48J.D.100J.
答案:
B(提示:
物体还会上滑,利用比例关系求解)
5.一个弹性小球质量为m,从高h处由静止开始下落,如果在运动过程中小球所受的空气阻力大小恒定,小球与地面碰撞后反弹时机械能没有损失,小球每次向上弹起的高度总等于它下落时高度的
,则小球运动过程中所受空气阻力的大小为,从开始运动到最后停下通过的总路程为.
答案:
,9h(提示:
用整体法)
精练三(势能势能的变化)
1.自由下落的小球,从接触竖直放置的弹簧上端开始,到弹簧压缩到最大形变的过程中()
A.小球的动能逐渐减小.B.小球的重力势能逐渐减小.
C.小球的机械能逐渐减小.D.小球的加速度逐渐减小.
答案:
B
2.如图所示,两个底面积均为S的圆桶,放在同一水平面上,桶内装有水,水面高度分别为h1和h2,水的密度为ρ,两桶间有细管相连,现把连接两桶的阀门打开,最后两桶水面高度相等,则这过程中重力对水做的功等于.
答案:
(提示:
相当于水位高的圆筒中上面一块水移到水位较低的圆筒中的水面上)
3.一根轻弹簧一端固定,另一端挂一小球,将小球提起,使弹簧处于水平且自然长度,然后放开小球,让它自由摆下,在摆向竖直位置的过程中,小球的动能和重力势能之和将()
A.增大.B.减少.C.不变.D.无法判断.
答案:
B(提示:
弹性势能增加)
4.物体在运动过程中重力做了-10J功,则可以得出()
A.物体克服重力做功10J.B.物体的重力势能一定增加l0J.
C.物体的动能一定增加10J.D.物体的机械能有可能不变.
答案:
A、B、D
5.一根粗细不均匀的木棒长为L,水平放在地面上,抬起右端要用竖直向上的力大小为F1,抬起左端需用竖直向上的力大小为F2,则以右端为支点,将此棒缓慢竖立起来,至少要做功.
答案:
F2L(提示:
是恒力做功)
精练四(机械能守恒定律1)
1.质量m的跳水运动员,从离地h的跳台上,以速度v斜向上跳起,跳起的最大高度离跳台H,最后以速度u进入水中,若不计阻力,则运动员跳起时做的功为()
A.
.B.mgH-mgh.C.
D.
.
答案:
A、D
2.关于机械能守恒,以下说法中正确的是()
(A)机械能守恒的物体一定只受重力和弹力的作用.
(B)物体处于平衡状态时,机械能一定守恒.
(C)物体所受合外力不等于零时,机械能可能守恒.
(D)物体机械能的变化等于合外力对物体做的功.
3.一人站在阳台上,以相同的速度v0分别把三个球竖直向上抛出,竖直向下抛出,水平抛出,空气阻力不计,则三球落地的速率()
A.上抛球最大.B.下抛球最大.C.平抛球最大.D.三球一样大.
答案:
D
4.如图所示,在竖直平面内固定着一个光滑的
圆周的圆弧槽,其上端离地高为H,下端水平,一个小球从其上端由静止起滑下.若要小球落到地面时的总水平射程有最大值,则圆弧槽的半径R应为()
A.
B.
.C.
.D.
.
答案:
D
5.如图所示,粗细均匀的U形管内装有同种液体,在管口右端用盖板A密闭,两管内液面的高度差为h,U形管中液柱的总长为4h.现拿去盖板A,液体开始流动,不计液体内部及液体与管壁间的摩擦力,则当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度是()
A.
.B.
.C.
.D.
.
答案:
D(提示:
求势能变化时只考虑h高的液柱,但4h高的液柱都具有动能)
精练五(机械能守恒定律2)
1.如图所示,光滑圆管形轨道AB部分是平直的,BC部分是处在竖直平面内的半径为R的半圆,圆管剖面半径为r,且r< (1)若要小球能从C端出来,初速v0应为多大? (2)在小球从C端出来时对管壁压力有哪几种典型情况,初速v0各应满足什么条件? 答案: (1) (2) 时无压力; 时对上壁有压力; 时对下壁有压力 2.如图所示,长L=0.8m的细绳,其下端拴一个质量为m=100g的小球,上端固定在A点,将小球拉至水平位置D且拉直绳子,然后由静止释放,小球到达最低点C时的速度大小为,此时小球对细绳的拉力大小为,小球通过弧长DC的中点B时的动能为. 答案: 4m/s,3N,0.57J 3.如图所示,轨道均光滑,小球自高为3R的斜轨顶端无初速地滑下并进入半径为R的圆轨道,到达轨道最低点时速度大小为,对轨道压力的大小为,到达圆周最高点时速度的大小为,对轨道压力的大小为.为使小球能通过圆周最高点,小球至少从斜轨上高处静止起滑下. 答案: ,7mg, ,mg,2.5R 4.如图所示,光滑凸形桥的半径R=10m,桥面圆弧所对圆心角α=120°,一质量m=10kg的物体以v0=11m/s的初速度从水平路面冲上桥面,不计拐角处的能量损失,则到达桥面顶端时的速度大小为,此时对桥面的压力大小为. 答案: 4.58m/s,79N 5.如图所示,用长为L的轻绳把质量为m的小球悬挂在高为2L的O处,小球以O为圆心在竖直平面内作圆周运动,恰能到达最高点B处.若在运动中轻绳断开,则小球落地时的速度大小为() A. .B. .C. .D. . 答案: D 精练六(机械能守恒定律3) 1.如图所示,质量分别为M和2M的两个小球A和B,用轻质细杆连接,杆可绕过O点的水平轴在竖直平面内自由转动,杆在从水平位置转到竖直位置的过程中() A.B球势能减少,动能增加.B.A球势能增加,动能减少. C.A和B的总机械能守恒.D.A和B各自的机械能守恒. 答案: A、C 2.如图所示,质量均为m的三个小球A、B、C,用两条长均为L的细线连接后置于高为h的光滑桌面上,L>h,A球刚跨过桌边,三球连线恰与桌边垂直,且桌边有光滑弧形挡板,使小球离开桌面后只能竖直向下运动.若A球、B球相继下落,着地后均不再反弹,则C球离开桌边时的速度大小是. 答案: 3.如图所示,两物体质量分别为M和m(M>m),用细绳相连后跨过足够高的光滑滑轮,m放在水平地面上,且系住m的细绳恰竖直,M离地高为h,由静止起释放它们.求: (1)M到达地面时的速度大小; (2)m能上升的最大高度. 答案: (1) (2)2Mh/(M+m)(提示: M落地后m将作竖直上抛运动) 4.如图所示,质量分别为4m、2m、m的三个小球A、B、C,用长均为L的细绳相连,放于光滑固定斜面上,A球恰在斜面顶端边之外,且边上有光滑弧形挡板,使小球离开斜面后只能竖直向下运动,静止起释放它们,斜面顶离地高为L,斜面倾角α=30°,球落地后不再弹起,求C球到达斜面右边地面时的速度大小. 答案: (提示: 分三段过程计算) 5.如图所示,轻杆长为L,下端铰于地面上的O点,上端固定一个质量为m的小球,搁在光滑的、质量为M边长为a的立方体上,立方体放在光滑水平面上,杆与地面成α=60°角,由静止起释放它们,求当运动到杆与水平面成a’=30°角时小球的速度大小. 答案: (提示: 先要找出球和立方体间的速度关系) 机械能守恒A卷 一、填空题 1.在h=20m高的平台上,弹簧手枪将质量m=10g的子弹以v0=15m/s的速度水平射出.若不计空气阻力,子弹落地速度大小为,弹簧手枪对子弹做的功是.若子弹落地时速度v=20m/s,则子弹飞行过程中克服空气阻力做的功是. 答案: 25m/s,1.125J,1.125J 2.一轻绳上端固定,下端系一个质量m=0.05kg的小球.若在小球摆动过程中,轻绳与竖直方向的最大偏角θ=60°,则小球经过最低点时绳子张力大小为. 答案: 1N 3.一辆汽车保持一定的功率以速率v沿倾角为θ的斜面匀速向上行驶,后又保持此功率不变,能沿此斜面以2v速率向下行驶.则汽车受到的阻力是汽车所受支持力的倍。 4.一个质量m=10kg的静止物体与水平地面间滑动摩擦系数μ=0.2,受到一个大小为100N与水平方向成θ=37°的斜向上拉力作用而运动.若作用时间为t=2s,则拉力对物体做功为,物体克服摩擦力做的功为,2s末力F做功的即时功率为. 答案: 1152J,11 5.一边长a=0.6m的正方体木箱,放在地面上,其质量为M=20kg.一个人将木箱慢慢翻滚s=12m,则人对木箱做的功为. 答案: 2J,1152W5.497J 6.如图所示,质量分别为m和3m的小球A和B,系在长为L的细绳两端,置于高为h的光滑水平桌面上,L>h,A球跨过桌边.若A球下落着地后不再弹起,则B球离开桌边时的速度大小为. 答案: 7.如图所示,ABC是处于竖直面内半径为r的 光滑圆弧轨道,C处与光滑水平面相切.开始时,一根长为 的均匀木棒正好搁在圆弧的两个端点,放手后,木棒最后在CD上滑行的速度大小为。 8.一物体由离地高h处自由下落,取地面为势能零点,当物体的动能等于重力势能时,物体下落所经历的时间为。 答案: 二、选择题 9.在相同高度处,以相同速率竖直向上和竖直向下分别抛出两个小球,空气阻力大小相等.从抛出到落地() A.两小球克服阻力作功相等.B.重力对两小球作功相等. C.两小球的加速度大小相等.D.两小球落地时速度大小相等. 答案: B 10.人托着质量为M的物体从静止起沿水平方向运动距离s1,速度变为v,再沿水平面匀速运动距离s2,则人对物体作功为() A.Mg(sl+s2).B.0. C. .D.无法计算. 答案: C 11.如图所示,质量为m的物体始终固定在倾角θ的斜面上,则() A.若斜面向右匀速移动s,斜面对物体没做功. B.若斜面向上匀速运动s,斜面对物体做功mgs. C.若斜面向左以加速度a移动s,斜面对物体做功mas. D.若斜面向下以加速度a移动s,斜面对物体做功m(g+a)s. 答案: A、B、C 12.设在平直公路上以一般速度行驶的自行车所受阻力约为车、人总重的0.02倍,则骑车人的功率接近于() A.10-1kW.B.10-2kW.C.1kW.D.10kW. 答案: A 13.甲、乙两物体质量分别为m1、m2,且m1>m2,将两物体同时从地面以相同的初速度v0竖直上抛,不计空气阻力,则() (A)甲物上升的高度较大 (B)到达最大高度时,甲物的重力势能较大 (C)在空中运动过程中每一时刻甲物的机械能始终较大 (D)在空中运动过程中某些时刻两物的机械能可能相等 14.如图所示,小物块位于光滑斜面上,斜面位于光滑水平地面上.从地面上看,在小物块沿斜面下滑的过程中,斜面对小物块的作用力() (A)垂直于接触面,做功为零. (B)垂直于接触面,做功不为零. (C)不垂直于接触面,做功不为零. (D)不垂直于接触面,做功为零. 15.下列运动中物体的机械能守恒的有() (A)抛出的小球作平抛运动. (B)用细绳拴着小球,绳的一端固定,使小球在光滑水平面上作匀速圆周运动. (C)用细绳拴着小球,绳的一端固定,使小球在竖直平面内作圆周运动. (D)物体沿一个斜面匀速下滑. 16.如图所示,长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架,在A处固定质量为2m的小球,B处固定质量为m的小球,支架悬挂在O点,可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开始时OB与地面相垂直,放手后开始运动,在不计任何阻力的情况下,下列说法正确的是() A.A球到达最低点时速度为零. B.A球机械能减少量等于B球机械能增加量. C.B球向左摆动所能到达的最高位置应高于A球开始运动时的高度. D.当支架从左向右回摆时,A球一定能回到起始高度. 答案: B、C、D 三、计算题 17.质量为m=2.0×103kg的汽车在一平直公路上行驶,其最大速率可达v=20m/s.假设该汽车从静止开始就保持额定功率进行加速,则经过t=15s时间通过s=200m路程达到最大速率.设汽车在运动过程中所受阻力不变,试求: (1)汽车的额定功率和所受阻力; (2)如果汽车从静止开始以a=2m/s2的加速度作匀加速运动,则汽车作匀加速运动过程可以维持多少时间? 答案: (1)80000W,4000N (2)5s 18.如图所示,用F=30N的恒力通过定滑轮把静止在地面上的质量m=10kg的物体从A点拉到B点.A、B两点离定滑轮悬点正下方C点的距离分别为AC=9.6m和BC=3m,定滑轮悬点离地面高,h=4m.设物体和地面间的摩擦力始终为物重的0.2倍.求: (1)拉力所做的功; (2)物体在B点时的动能;(3)拉力在B点对物体所做功的功率. 答案: (提示: 应用动能定理解,且注意P=Fvcosα) 19.如图所示,光滑斜面的底端a与一块质量均匀、水平放置的平板光滑连接,平板长为2L,L=1m,其中心C固定在高为R的竖直支架上,R=1m,支架的下端与垂直于纸面的固定转轴O连接,因此平板可绕转轴O沿顺时针方向翻转.问: (1)在斜面上离平板高度为h。 处放置一滑块A,使其由静止滑下,滑块与平板间的滑动摩擦系数μ=0.2,为使平板不翻转,h0最大为多少? (2)如果斜面上的滑块离平板的高度为h1=0.45m,并在h1处先后由静止释放两块质量相同的滑块A、B,时间间隔为Δt=0.2s,则B滑块滑上平板后多少时间,平板恰好翻转.(重力加速度g取10m/s2) 答案: (1),μmgR=mgx,可得x=0.2m,又μmg(L-x)=mgh0,得h0=0.16m (2)mgh1=m02/2,得 ,sA=v0(t+Δt)-a(t+Δt)2/2,sB=v0t-at2/2,2μmgR=mg(1-sA)+mg(1-B),得t1=2.6s(不合),t2=0.2s. 机械能守恒B卷 一、填空题 1.质量为M的滑块从倾角a=30°的光滑斜面由静止起下滑,到达斜面底端时,速度为v.取斜面底端为势能零点,则当它的速度大小为时,它的动能和势能相等.此时重力的瞬时功率为. 答案: , 2.某地强风的风速约为v=20m/s,空气密度ρ=1.3kg/m3.如果把通过横截面积为S=20m3的风的动能全部转化为电能,则利用上述量计算电功率的公式P=,功率大小约为. 答案: ρSv2/2,l05W 3.如图所示,质量为m的物体由静止起沿斜面从高为h1,的A点下滑到地面后,又沿另一斜面上滑到高为,h2的B点.若在B点给物体一个初速度,使物体从B点沿原路返回到A点,需给物体的最小初速为. 答案: 4.某脉冲激光器的耗电功率为2×102w,每秒钟输出10个光脉冲。 每个脉冲持续时间为10-8s,携带的能量为0.2J,则每个脉冲的功率为W,激光器将电能转化为激光能量的效率为. 答案: 2×107,10-3 5.如图所示,一人通过光滑定滑轮(大小不计)用细绳拉一质量为m的物体.开始时手拉的绳头在滑轮正下方h处,当保持这一高度向右走h距离时,人的速度为v.则在这过程中,人对物体做的功为. 答案: 6.如图所示,质量为m、长为L的均匀木杆AB,A端装有水平转轴.若在B端用恒定的水平外力F使杆从竖直位置绕A转过θ角,则水平外力对木杆AB做的功为,此时木杆的动能为. 答案: FLsinθ, 7.在光滑水平面上有一静止物体,现以水平恒力甲推这一物体,作用一段时间后,换成相反方向的水平恒力乙推这一物体.当恒力乙作用时间与恒力甲作用时间相同时,物体恰好回到原处,此时物体的动能为32J,则在整个过程中,恒力甲做的功为,恒力乙做的功为. 答案: 8J,24J 8.如图所示,A、B是位于水平面上的两个质量相等的小木块,离墙分别为L和L’,与桌面滑动摩擦系数分别为μA和μB.今给A一个水平初速度,使之从桌右端向左运动,设A、B间,B与墙间碰撞时间很短,且碰撞后两物体的速度互换,为使A木块最后不从桌面上掉下来,则A的初速度最大不能超过. 答案: 二、选择题 9.一升降机在箱底装有若干个弹簧,如图所示,设在某次事故中,升降机吊索在空中断裂,忽略摩擦力,则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段过程中() A.升降机的速度不断减小. B.升降机的加速度不断变大. C.先是弹力做的负功小于重力做的正功,然后是弹力做的负功大于重力做的正功. D.到最低点时,升降机加速度的值一定大于重力加速度的值. 答案: C、D 10.一质量为m的物体,沿倾角α=30°的光滑斜面由静止起下滑.当它在竖直方向下降了h高度时,重力对它做功的瞬时功率是() A. .B. .C. .D. . 答案: B 11.如图所示,一细绳上端固定在O点,下端拴一小球,L点是下垂时的平衡位置,Q处有一钉子位于OL线上,QN=LQ,M与Q等高.现将小球拉到与Q等高的P点,释放后任其摆动,空气阻力不计,小球到达L后因细绳被钉子钩住,将开始沿以Q为中心的圆弧继续运动,这以后() A.向右摆到M点,然后摆回来. B.向右摆到M和N,之间圆弧上某点,然后落下. C.摆到N点后竖直落下. D.将绕O点旋转,直到细绳完全缠绕在钉子上为止. 答案: B 12.一高为H的光滑斜面放在光滑水平面上,一质量为m的小物体放在斜面顶上,由静止起释放滑到斜面底端,则() A.下滑时只有重力对物体做功. B.下滑时重力对物体做功,物体对斜面也做功. C.到达底端时物体的动能为mgH. D.到达底端时物体的动能小于mgH. 答案: B、D 13.质量相同的两个物体,在光滑水平地面上,一个静止,一个以速度v作匀速运动。 若它们受到与v同方向的相同合外力作用,经相同时间后() (A)两物体位移相同(B)两物体增加的动能相同 (C)合外力对两物体做功相同(D)以上说法都不对 14.以v0=24m/s的初速从地面竖直向上抛出一物体,上升的最大高度H=24m.设空气阻力大小不变,则上升过程和下降过程中动能和势能相等的高度分别是(以地面为重力势能零点)() A.等于12m,等于12m.B.大于12m,大于12m. C.小于12m,大于12m.D.大于12m,小于12m. 答案: D 15.如图所示,滑块以初速v沿粗糙曲面由A处滑到B处时速度大小为v,以大小相同的初速沿粗糙曲面由B处滑到A处时速度大小为v2,则下面说法中正确的是() A.v1 答案: A(提示: 经过曲面时弹力大小与物体运动速度大小有关,因而摩擦力也与物体运动速度有关) 16.如图所示,ABC是竖直放置的四分之一粗糙圆弧轨道,一木块从A点沿轨道滑下,第一次它从A点以v0=5m/s的初速滑下,到达底端C时速度大小仍为5m/s,第二次它从A点以v0'=7m/s的初速度滑下,则当它滑到C点时速度大小应是() A.大于7m/s.B.小于7m/s.C.等于7m/s.D.无法确定. 答案: B 三、计算题 17.如图所示,半径为R的半圆槽轨道固定在水平面上,底端恰与水平面相切.质量为m的小球以某一初速从A点无摩擦地滚上半圆槽,小球通过最高点B后落回到水平地面上的C点,已知AC=AB=2R,求: (1)小球在A点时的速度; (2)小球在B点时对半圆槽的压力. 答案: (1) 。 (2)0 18.从地面竖直向上抛出一质量为m的小物体.已知物体的初动能为Ek0,物体受到的空气阻力为它的重力的 ,物体在落回过程中经过某一高度h时的动能多大? 答案: (提示: 先求出上升的最大高度,再求落回到此高度时的动能) 19.如图所示,半径为r,质量不计的圆盘盘面与地面垂直,圆心处有一垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的最右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点正下方离O点 处固定一个质量也为m的小球B.放开盘让其自由转动,问: (1)当A球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少? (2)A球转到最低点时的线速度是多少? (3)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少? 答案: (1)mgr/2 (2) (3) [提示: 第(3)小题中初状态的势能和末状态的势能相等]
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- 机械能守恒定律 必修 53 机械能 守恒定律 同步 试题