安徽淮北市实验高级中学下册机械能守恒定律达标检测卷(Word版 含解析)
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一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)
1.一足够长的水平传送带上放置质量为m=2kg小物块(物块与传送带之间动摩擦因数为
0.2
μ=),现让传送带从静止开始以恒定的加速度a=4m/s2开始运动,当其速度达到
v=12m/s后,立即以相同大小的加速度做匀减速运动,经过一段时间后,传送带和小物块均静止不动。下列说法正确的是()
A.小物块0
到4s内做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动直至静止
B.小物块0到3s内做匀加速直线运动,之后做匀减速直线运动直至静止
C.物块在传送带上留下划痕长度为12m
D.整个过程中小物块和传送带间因摩擦产生的热量为80J
【答案】ACD
【解析】
【分析】
【详解】
物块和传送带的运动过程如图所示。
AB.由于物块的加速度
a1=µg=2m/s2
小于传送带的加速度a2=4 m/s2,所以前面阶段两者相对滑动,时间1
2
v
t
a
==3s,此时物块的速度v1=6 m/s,传送带的速度v2=12 m/s
物块的位移
x1=
1
2
a1t12=9m
传送带的位移
x2=
1
2
a2t12=18m
两者相对位移为
121
x x x
∆=-=9m
此后传送带减速,但物块仍加速,B错误;
当物块与传送带共速时,由匀变速直线运动规律得
12- a2t2=6+ a1t2
解得t
2=1s
因此物块匀加速所用的时间为
t 1+ t 2=4s
两者相对位移为2x ∆= 3m ,所以A 正确。 C .物块开始减速的速度为
v 3=6+ a 1t 2=8 m/s
物块减速至静止所用时间为
3
31
v t a =
=4s 传送带减速至静止所用时间为
3
42
v t a =
=2s 该过程物块的位移为
x 3=
1
2
a 1t 32=16m 传送带的位移为
x 2=
1
2
a 2t 42=8m 两者相对位移为
3x ∆=8m
回滑不会增加划痕长度,所以划痕长为
12x x x ∆=∆+∆=9m+3m=12m
C 正确;
D .全程相对路程为
L =123x x x ∆+∆+∆=9m+3m+8m=20m
Q =µmgL =80J
D 正确; 故选ACD 。
2.如图甲所示,质量为4kg 的物块A 以初速度v 0=6m/s 从左端滑上静止在粗糙水平地面上的木板B 。已知物块A 与木板B 之间的动摩擦因数为μ1,木板B 与地面之间的动摩擦因数为μ2,A 、B 运动过程的v -t 图像如图乙所示,A 始终未滑离B 。则( )
A .μ1=0.4,μ2=0.2
B .物块B 的质量为4kg
C .木板的长度至少为3m
D .A 、B 间因摩擦而产生的热量为72J
【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
A .以物块为研究对象有
11ma mg μ=
由图看出2
14m/s a =,可得
10.4μ=
将物块和木板看成一个整体,在两者速度一致共同减速时,有
22M m a M m g μ+=+()()
由图看出2
21m/s a =,可得
20.1μ=
选项A 错误;
B .木板和物块达到共同速度之前的加速度,对木板有
123()mg M m g Ma μμ-+=
由图看出2
32m/s a =,解得
4kg M =
选项B 正确;
C .由v -t 图看出物块和木板在1s 内的位移差为3m ,物块始终未滑离木板,故木板长度至少为3m ,选项C 正确;
D .A 、B 的相对位移为s =3m ,因此摩擦产热为
148J Q mgs μ==
选项D 错误。 故选BC 。
3.如图,滑块a 、b 的质量均为m ,a 套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距,b 放在地面上.a 、b 通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动,不计摩擦,a 、b 可视为质点,重力加速度大小为,则
A .a 减少的重力势能等于b 增加的动能
B .轻杆对b 一直做正功,b 的速度一直增大
C.当a 运动到与竖直墙面夹角为θ时,a、b的瞬时速度之比为tanθ
D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】
ab构成的系统机械能守恒,a减少的重力势能大于b增加的动能.当a落到地面时,b的速度为零,故b先加速后减速.轻杆对b先做正功,后做负功.由于沿杆方向的速度大小相等,则
cos sin
a b
v v
θθ
=
故
tan
a
b
v
v
θ
=
当a的机械能最小时,b动能最大,此时杆对b作用力为零,故b对地面的压力大小为mg.综上分析,CD正确,AB错误;
故选CD.
4.在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔T的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为,工件质量均为m,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,下列判断正确的有
A.传送带的速度为
x
T
B.传送带的速度为22gx
μ
C.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为
1
2
mgx
μ
D.在一段较长的时间内,传送带因为传送工件而将多消耗的能量为
2
3
mtx
T
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】
A.工件在传送带上先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,每个工件滑上传送带后运动的规律相同,可知x=vT,解得传送带的速度v=
x
T
.故A正确;
B.设每个工件匀加速运动的位移为x,根据牛顿第二定律得,工件的加速度为μg,则传送