物理粤教版必修2 第四章《机械能和能源》单元测试题A(优选.)
粤教版物理必修二第四章 机械能和能源单元练习题(含答案)
粤教版物理必修二第四章机械能和能源一、单选题1.一质量为2 kg的滑块，以4 m/s的速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4 m/s，在这段时间里水平力所做的功为()A． 32 JB． 16 JC． 8 JD． 02.如图所示的四幅图是小新提包回家的情景，小新提包的力不做功的是()A．B．C．D．3.小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P球的质量大于Q球的质量，悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点()A．P球的速度一定大于Q球的速度B．P球的动能一定小于Q球的动能C．P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度4.用水平恒力F作用于质量为m的物体，使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l，恒力F做功为W1；再用该恒力作用在质量为2m的物体上，使之在粗糙的水平面上移动同样的距离l，恒力F做功为W2，则两次恒力做功的关系是()A．W1>W2B．W1<W2C．W1＝W2D．无法判断5.如图，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果受训者拖着轮胎在水平直道上跑了100 m，那么下列说法正确的是()A．摩擦力对轮胎做了负功B．重力对轮胎做了正功C．拉力对轮胎不做功D．支持力对轮胎做了正功6.如图所示，质量不计的弹簧一端固定在地面上，弹簧竖直放置，将一小球从距弹簧自由端高度分别为h1、h2的地方先后由静止释放，h1>h2，小球触到弹簧后向下运动压缩弹簧，从开始释放小球到获得最大速度的过程中，小球重力势能的减少量ΔE1、ΔE2的关系及弹簧弹性势能的增加量ΔE p1、ΔE p2的关系中，正确的一组是()A．ΔE1＝ΔE2，ΔE p1＝ΔE p2B．ΔE1>ΔE2，ΔE p1＝ΔE p2C．ΔE1＝ΔE2，ΔE p1>ΔE p2D．ΔE1>ΔE2，ΔE p1>ΔE p2二、多选题7.(多选)下列关于物体的重力势能的说法中正确的是()A．物体重力势能的数值随选择的参考平面的不同而不同B．重力做功才有重力势能，重力不做功，物体就不具有重力势能C．重力对物体做正功，则物体的重力势能增加D．物体位于所选的参考平面以下时，物体的重力势能为负值8.(多选)如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间，用一根轻质细杆连接，两小球可绕过细杆中心的水平轴无摩擦转动，现让细杆水平放置，静止释放小球后，小球b向下转动，小球a向上转动，在转动90°的过程中，以下说法正确的是()A．b球的重力势能减少，动能增加B．a球的重力势能增大，动能减少C．a球和b球的机械能总和保持不变D．a球和b球的机械能总和不断减小9.(多选)将一质量为m的小球套在一光滑的、与水平面夹角为α(α＜45°)的固定杆上，小球与一原长为L0的轻质弹性绳相连接，弹性绳的一端固定在水平面上，将小球从离地面L高处由静止释放，刚释放时，弹性绳长为L(L＞L0)，如图所示．小球滑到底端时速度恰好为零，则小球运动过程中，下列说法中正确的是()A．小球的机械能守恒B．弹性绳的弹性势能将一直增大C．小球到达底端时，弹性绳的弹性势能的增量等于mgLD．小球和弹性绳组成的系统机械能守恒10.(多选)如图所示，重物P放在粗糙的水平板OM上，当水平板绕O端缓慢抬高，在重物P开始滑动之前，下列说法中正确的是()A．P受到的支持力不做功B．P受到的支持力做正功C．P受到的摩擦力不做功D．P受到的摩擦力做负功三、实验题11.某实验小组的同学欲“探究小车动能变化与合外力对它所做功的关系”，在实验室设计了一套如图甲所示的装置，图中A为小车、B打点计时器、C为弹簧测力计、P为小桶(内有沙子)，一端带有定滑轮的足够长的木板水平放置，不计绳与滑轮的摩擦．实验时，把长木板不带滑轮的一端垫起适当的高度，以平衡摩擦力，先接通电源再松开小车，打点计时器在纸带上打下一系列点．(1)该同学在一条比较理想的纸带上，从点迹清楚的某点开始记为零点，顺次选取一系列点，分别测量这些点到零点之间的距离x，计算出它们与零点之间的速度平方差Δv2＝v2－v，弹簧秤的读数为F，小车的质量为m，然后建立Δv2－x坐标系，通过描点法得到的图象是一条过原点的直线，如图乙所示，则这条直线的斜率的意义为________．(填写表达式)(2)若测出小车质量为0.4 kg，结合图象可求得小车所受合外力的大小为________ N.(3) 本实验中是否必须满足小桶(含内部沙子)的质量远小于小车的质量______(填“是”或“否”)12.为了探究机械能守恒定律，某同学设计了如图甲所示的实验装置，并提供了如下的实验器材：A．小车B．钩码C．一端带滑轮的木板D．细线E．电火花计时器F．纸带G．毫米刻度尺H．低压交流电源I．220 V的交流电源甲乙(1)根据上述实验装置和提供的实验器材，你认为实验中不需要的器材是________(填写器材序号)，还应补充的器材是________．(2)实验中得到了一条纸带如图乙所示，选择点迹清晰且便于测量的连续7个点(标号0～6)，测出0到1、2、3、4、5、6点的距离分别为d1、d2、d3、d4、d5、d6，打点周期为T.则打点2时小车的速度v2＝________；若测得小车质量为M、钩码质量为m，打点1和点5时小车的速度分别用v1、v5表示，已知重力加速度为g，则验证点1与点5间系统的机械能守恒的关系式可表示为________．(3)在实验数据处理时，如果以为纵轴，以d为横轴，根据实验数据绘出－d图象，其图线的斜率表示的物理量的表达式为__________．四、计算题13.过山车是游乐场中常见的设施．如图所示是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径R1＝2.0 m、R2＝1.4 m．一个质量为m＝1.0 kg的小球(视为质点)，从轨道的左侧A点以v0＝12 m/s 的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1＝6.0 m．小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，圆形轨道是光滑的．假设水平轨道足够长，重力加速度g＝10 m/s2.试求：(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距L应是多少；(3)在满足(2)的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；小球最终停留点与D点的距离．14.如图所示，曲面AB与半径r、内壁光滑的四分之一细圆管BC平滑连接于B点，管口B端切线水平，管口C端正下方自立一根轻弹簧，轻弹簧一端固定，另一端恰好与管口C端齐平，质量为m的小球(可视为质点)在曲面上某点由静止释放，进入管口B端时，上管壁对小球的作用力为mg.(1)求小球达到B点时的速度大小v B；(2)若释放点距B点高度为2r，求小球在曲面AB上运动时克服阻力所做的功W；(3)小球通过BC后压缩弹簧，压缩弹簧过程中弹簧性势能的最大值为E p，求弹簧被压缩的最大形变量x.15.汽车发动机的额定功率P＝60 kW，若其总质量为m＝5 t，在水平路面上行驶时，所受阻力恒为F＝5.0×103N，则：(1)汽车保持恒定功率启动时：①求汽车所能达到的最大速度v max.②当汽车加速度为2 m/s2时，速度是多大？③当汽车速度是6 m/s时，加速度是多大？(2)若汽车以a＝0.5 m/s2的加速度由静止开始做匀加速运动，这一过程能维持多长时间？五、填空题16.质量为5 kg的钢球，从离地面100 m高处自由下落1 s,1 s内钢球重力势能减少了________ J(g 取10 m/s2，选取地面为参考平面)，1 s末钢球的重力势能为________ J；如果选取地面上方1 m处的平面为参考平面，1 s末它的重力势能为________ J；如果选取自由下落的出发点所在水平面为参考平面，1 s末它的重力势能为________ J.17.质量为1 kg的物体从离地面1.5 m高处以速度10 m/s抛出，不计空气阻力，若以地面为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能是________J，落地时的机械能是________J．(g取10 m/s2)18.质量为2 kg的物体，放在动摩擦因数μ＝0.1的水平面上，在水平拉力的作用下由静止开始运动，水平拉力做的功W和物体发生的位移l之间的关系如图所示，重力加速度g取10 m/s2，则此物体在OA段运动的加速度是________，在位移为l＝9 m时的速度是________19.一方面能源在人类日益增加的需求下，逐渐枯竭，另一方面能源的大量开发利用既为人类带来了文明与繁荣，也给人类的生存环境带来了如酸雨、臭氧层被破坏、温室效应等巨大的灾难．因此，今后我们利用能源的技术发展方向是________、________等．20.如图所示是弹簧门的一角，依靠弹簧形变后储存的弹性势能自动将打开的门关闭，当弹簧门打开时，弹簧的弹力对外做________功，弹性势能________(填“增加”或“减小”)；当弹簧门关闭时，弹簧的弹力对外做________功，弹性势能________(填“增加”或“减小”)．弹簧门答案解析1.【答案】D【解析】由动能定理得WF＝mv－mv＝×2×42J－×2×(－4)2J＝0，故D正确．2.【答案】B【解析】3.【答案】C【解析】小球从水平位置摆动至最低点，由动能定理得，mgL＝mv2，解得v＝，因LP<LQ，故v P<v Q，选项A错误；因为E k＝mgL，又mP>mQ，则两小球的动能大小无法比较，选项B错误；对小球在最低点受力分析得，F T－mg＝m，可得F T＝3mg，选项C正确；由a＝＝2g可知，两球的向心加速度相等，选项D错误．4.【答案】C【解析】物体沿力的方向运动，恒力做功就是指力F做的功，根据W＝Fl cosα，两次做功中的F、l、α均相同，所以两次F做功相同，即W1＝W2.5.【答案】A【解析】摩擦力方向与轮胎位移方向相反，摩擦力做负功，A项正确；重力和支持力的方向与轮胎位移方向垂直，不做功，B，D项错误；拉力方向与轮胎位移方向成锐角，做正功，C错误．6.【答案】B【解析】速度最大的条件是弹力等于重力即kx＝mg，即达到最大速度时，弹簧形变量x相同．两种情况下，对应于同一位置，则ΔE p1＝ΔE p2，由于h1>h2，所以ΔE1>ΔE2，B对．7.【答案】AD【解析】根据重力势能的相对性，A项正确；重力做功导致重力势能变化，而不是存在重力势能，故B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，C项错误；根据重力势能正、负的含义，D项正确．8.【答案】AC【解析】在b球向下、a球向上转动的过程中，两球均在加速转动，使两球动能增加，同时b球重力势能减少，a球重力势能增加，a、b两球的总机械能守恒．9.【答案】CD【解析】小球在运动过程中除重力做功外，弹性绳的拉力对小球做功，小球的机械能不守恒，故A 错误；在整个运动过程中，弹性绳伸长量先减小后增大，弹性绳的弹性势能先减小后增大，故B 错误；以小球与弹性绳组成的系统为研究对象，在整个过程中只有重力与弹力做功，系统机械能守恒，初、末状态系统动能为零，由机械能守恒定律可知：E p1＋mgL＝E p2，ΔE p＝mgL，即小球到达底端时，弹性绳的弹性势能的增量等于mgL，故C、D正确．10.【答案】BC【解析】摩擦力时刻与运动方向垂直，不做功，支持力时刻与运动方向相同，做正功，故选B、C.11.【答案】(1)(2)1(3)否【解析】根据v2－v＝2ax可以知道图象斜率表示2倍加速度大小，根据牛顿第二定律，亦表示，若小车质量为0.4 kg，结合图象可知：＝，F＝1 N，小车所受的合力可以知道其准确数值，不需要取近似值，所以对小桶质量和小车质量关系没有要求．12.【答案】(1)H天平(2)或mg(d5－d1)＝(M＋m)(v－v)(3)g 【解析】(1)电火花计时器使用的是220 V交流电源，因此低压交流电源用不着；另外还需要用到天平测出小车的质量M；(2)打点2时的速度等于1～3间的平均速度，即v2＝或；根据机械能守恒，整个系统减少的重力势能等于整个系统增加的动能，即mg(d5－d1)＝(M＋m)·(v －v) ；(3)根据mgd＝(M＋m)v2得：＝d，所以－d图象的斜率表示的物理量的表达式为.13.【答案】(1)10 N(2)12.5 m(3)R3≤0.4 m或R3≥1.0 m 5 m【解析】(1)对小球从出发到到达第一轨道最高点过程由动能定理可得μmgL1＋mg2R1＝－解得v＝40 m2/s2对最高点由牛顿定律可得mg＋F N＝m解得F N＝10 N，方向竖直向下．(2)对第二轨道最高点有mg＝m解得v＝14 m2/s2对小球从出发到到达第二轨道最高点过程由动能定理可得μmg(L1＋L)＋mg2R2＝－解得L＝12.5 m(3)如果过山车能到达第三轨道最高点，则mg≤m，则v≥gR3对小球从出发到到达第三轨道最高点过程由动能定理可得μmg(L1＋2L)＋mg2R3＝－结合v≥gR3，解得R3≤0.4 m；如果过山车不能到达第三轨道最高点，为使小球不脱离轨道，小球最多与第三圆轨道圆心等高时速度减为零，则有μmg(L1＋2L)＋mgR3≥解得R3≥1.0 m；因此第三圆轨道半径有R3≤0.4 m或R3≥1.0 m设滑行最远距离为L′，对小球从出发到静止过程由动能定理可得μmg(L1＋2L＋L′)＝解得L′＝5 m.14.【答案】(1)(2)mgr(3)－2r【解析】(1)小球在B点受重力和压力的作用做圆周运动；由向心力公式可得：F＋mg＝；解得：v B＝；(2)小球从A滑到B，由动能定理有：mg·2r －W＝mv－0解得：W＝mgr；(3)当弹性势能最大时，小球的速度为0，对小球从B到最低点的过程，由机械能守恒定律可知：mg(r ＋x)＋mv＝E p解得：x＝－2r15.【答案】(1)①12 m/s②4 m/s③1 m/s2(2)16 s【解析】(1)汽车保持恒定功率启动时，做加速度逐渐减小的加速运动，当加速度减小到零时，速度达到最大．①当a＝0时速度最大，所以，此时汽车的牵引力为F1＝F＝5.0×103N，则汽车的最大速度为v max＝＝m/s＝12 m/s.②当汽车的加速度为2 m/s2时，牵引力为F2，由牛顿第二定律得：F2－F＝ma，F2＝F＋ma＝5.0×103N＋5.0×103×2 N＝1.5×104N，汽车的速度为v＝＝m/s＝4 m/s.③当汽车的速度为6 m/s时，牵引力为F3＝＝N＝1×104N．由牛顿第二定律得F3－F＝ma，汽车的加速度为a＝＝m/s2＝1 m/s2.(2)当汽车以恒定加速度a＝0.5 m/s2匀加速运动时，汽车的牵引力为F4，由牛顿第二定律得F4－F＝ma，F4＝F＋ma＝5.0×103N＋5×103×0.5 N＝7.5×103N.汽车匀加速运动时，其功率逐渐增大，当功率增大到等于额定功率时，匀加速运动结束，此时汽车的速度为v t＝＝m/s＝8 m/s.则汽车匀加速运动的时间为：t＝＝s＝16 s.16.【答案】250 4 750 4 700－250【解析】1 s内钢球下落的高度为h＝gt2＝×10×12m＝5 m减少的重力势能ΔE p＝mgh＝5×10×5 J＝250 J1 s末钢球离地面的高度为h1＝(100－5) m＝95 m1 s末钢球的重力势能为E p1＝mgh1＝5×10×95 J＝4 750 J1 s末钢球离地面上方1 m处的平面的高度为h2＝(95－1) m＝94 m此时钢球的重力势能为E p2＝mgh2＝5×10×94 J＝4 700 J1 s末钢球离出发点的竖直距离为5 m此时钢球的重力势能为E p3＝5×10×(－5) J＝－250 J.17.【答案】65655050【解析】若以地面为零势能面，物体的机械能E1＝mv＋mgh＝×1×102J＋1×10×1.5 J＝65 J，由于只有重力做功，机械能守恒，故落地时的机械能也为65 J；若以抛出点为零势能面，物体的机械能E2＝mv＝×1×102J＝50 J，由于机械能守恒，落地时的机械能也是50 J.18.【答案】1.5 m/s2 3 m/s【解析】对于前3 m，即在OA段过程，根据动能定理，有：W 1－μmgs＝mv，代入数据解得：v A＝3 m/s，根据速度位移公式，有：2a1s＝v，代入数据解得：a1＝1.5 m/s2；对于前9 m过程，根据动能定理，有：W 2－μmgs′＝mv，代入数据解得：v B＝3 m/s.19.【答案】太阳能风能【解析】今后我们利用能源的技术发展方向是太阳能、风能等新能源的开发和利用作为利用能源的技术发展方向．20.【答案】负增加正减少【解析】弹簧门打开时，弹簧弹力方向与门的移动方向相反，弹力做负功、随着形变量增加，弹性势能增大．弹簧门关闭时，弹簧弹力方向与门的移动方向相同，弹力做正功，随着形变量减小，弹性势能减少．。
高中物理第四章机械能和能源第一节功检测粤教版必修2
高中物理第四章机械能和能源第一节功检测粤教版必修2A级抓基础1．(多选)下面列举的几种情况中做功为零的是( )A．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B．平抛运动中，重力对物体做的功C．举重运动员，扛着杠铃在头的上方停留10 s，运动员对杠铃做的功D．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功解析：地球引力是卫星做圆周运动的向心力，向心力与卫星运动速度方向垂直，所以，这个力不做功．停留10 s时间内，杠铃的位移为零，运动员对杠铃的支持力不做功．木块的支持力与位移方向垂直，所以支持力不做功．故A、C、D正确．答案：ACD 2．如图所示，物体在大小相等的恒力作用下，在水平方向上的位移相等，则( )A．情况①中，力F做的功最少B．情况②中，力F做的功最少C．情况③中，力F做的功最少D．情况④中，力F做的功最少解析：由功的一般计算公式W＝Fscos α，F与s相同，夹角越大，F做的功越少．答案：D3．(多选)一物体在两个力F1、F2的共同作用下发生了一段位移，做功分别为W1＝6 J、W2＝－6 J，下列说法正确的是( )A．这两个力一定大小相等、方向相反B．F1是动力，F2是阻力C．这两个力做的总功为0D．F1比F2做的功多解析：由W1＝6 J，W2＝－6 J，W＝Fscos α，得F1cos α1＝－F2cos α，因此不能得出F1与F2大小相等、方向相反的结论，选项A错误；功的正负只表示是动力做功还是阻力做功，并不表示功的大小，选项B正确，选项D错误；合力做的功等于各个分力做功的代数和，选项C正确．答案：BC4.如图所示，拖着旧橡胶轮胎跑是身体耐力训练的一种有效方法．如果某受训练者拖着轮胎在水平直道前行，那么下列说法正确的是( )A．轮胎受到地面的摩擦力对轮胎做了负功B．轮胎受到的重力对轮胎做了正功C．轮胎受到的拉力对轮胎不做功D．轮胎受到地面的支持力对轮胎做了正功解析：根据力做功的条件，轮胎受到的重力和地面的支持力都与位移垂直，这两个力均不做功，B、D错误；轮胎受到地面的摩擦力与位移反向，做负功，A正确；轮胎受到的拉力与位移夹角小于90°，做正功，C错误．答案：A5.如图所示，扶梯水平台阶上的人随扶梯一起斜向上匀速运动，。
粤教版高中物理必修第二册课后习题 第四章 机械能及其守恒定律 第四章测评
第四章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.关于功率说法正确的是( )A.由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率B.由P=Fv知,汽车的功率和它的速度成正比C.从P=Fv知,当汽车的发动机功率一定时,牵引力与速度成反比可知,只要知道W和t就可求出任意时刻的功率D.由P=Wt可以计算平均功率也可以是瞬时功率,取决于速度是平均速度还是瞬时速度,故A错误;由P=Fv知,当F不变的时候,汽车的功率和它的速度成正比,当F变化时就不是正比关系了,故B错误;从P=Fv知,当汽车计算的是时间的发动机功率一定时,牵引力与速度成反比,故C正确;P=Wtt内的平均功率,不能用来计算瞬时功率,故D错误.2.(广东省实验中学五校联考)下列说法正确的是( )A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是匀变速曲线运动C.物体重力势能的值与参考平面的选择无关D.物体受到的合外力为零,则其机械能一定守恒,因此是匀变速曲线运动,选项A正确;匀速圆周运动加速度方向不断变化,不是匀变速曲线运动,选项B错误;参考平面不同,根据mgh计算出来的重力势能不同,选项C错误;物体在竖直方向上匀速上升时,合外力为0,机械能不守恒,选项D错误.3.(广东广州培正中学期末)如图所示,以恒定功率行驶的汽车,由水平路面驶上斜坡后,速度逐渐减小,则汽车( )A.牵引力增大,加速度增大B.牵引力增大,加速度减小C.牵引力减小,加速度增大D.牵引力减小,加速度减小,所以根据公式P=Fv可知速度减小时,汽车的牵引力逐渐增大,汽车的加速度方向沿坡向下,对汽车进行受力分析,受到重力、牵引力、阻力f.设斜坡与水平面的夹角为θ,由牛顿第二定律得mgsinθ+f-F=ma,随F增大,a逐渐减小,选项B正确.4.运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是( )A.阻力对系统始终做负功B.系统受到的合外力始终向下C.加速下降时,重力做的功大于系统重力势能的减少量D.任意相等的时间内重力做的功相等,阻力始终与运动方向相反,做负功,选项A正确;加速下降时合力向下,减速下降时合力向上,选项B错误;下降时重力做的功等于重力势能减少量,选项C错误;由于任意相等的时间内下落的位移不等,所以,任意相等时间内重力做的功不等,选项D错误.5.(广东省广州天河区期末)如图所示,质量为1 kg的小物块从倾角为30°、长为2 m的光滑固定斜面顶端由静止开始下滑,若选斜面底端为零势能点,重力加速度取10 m/s2,则它滑到斜面中点时具有的机械能和动能分别是( )A.10 J,5 JB.10 J,10 JC.0,5 JD.0,10 J,只有重力做功,机械能守恒,故它滑到斜面中点时具有的机械能与初位置的机械能相等,为E=mgLsin30°=10J,滑到斜面中点时具有的重力势能为E p=mg1Lsin30°=5J,故此时具有的动能为5J,选项2A正确.6.静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力,不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化的关系是( ),恒力做功W F =Fh,h=12at 2,则有外力作用时,物体机械能随时间变化关系为E=12Fat 2.撤去恒力后,物体机械能不变,故选项C 正确.7.(广东省实验中学五校联考)跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一.如图所示,设可视为质点的滑雪运动员,从斜坡顶端O 处水平滑出,在空中恰好通过P 点,OP 连线与水平方向夹角为37°,不计空气阻力,sin 37°=0.6,则滑雪运动员到达P 点时的动能与滑出O 点时的动能比值为( )A.53B.43C.413D.134.设水平位移x,竖直位移为y,OP=L,结合几何关系,有水平方向上x=Lcos37°=v 0t,竖直方向上y=Ls in37°=12gt 2,联立可得t=2v 0tan37°g ;运动员达到P 点的速度v=√v 02+v y 2=√v 02+(gt )2=v 0√1+(2tan37°)2=√134v 0,故滑雪运动员到达P 点时的动能与滑出时的动能的比值为12mv 2∶12mv 02=13∶4,选项D 正确.二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.(广东广州天河区期末)用手把质量为m=2 kg 的物体由静止向上提高2 m,这时物体的速度为2 m/s,g 取10 m/s 2,在此运动过程中( )A.手对物体所做的功为4 JB.物体重力势能增加40 JC.物体机械能增加4 JD.物体机械能增加44 J,大小为ΔE p =mgh=40J,选项B 正确;除重力外的其他力对物体所做的功等于物体机械能的变化量,即W 手=ΔE 机=mgh+12mv 2=44J,选项A 、C 错误,D 正确. 9.如图所示为一滑草场.某条滑道由上、下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8).则( )A.动摩擦因数μ=67B.载人滑草车最大速度为√2gℎ7C.载人滑草车克服摩擦力做功为mghD.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g解析质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过两个滑道到达滑道底部速度为零,由动能定理得2mgh-μmgcos45°ℎsin45°-μmgcos37°ℎsin37°=0,解得μ=67,A 正确;刚好滑到第一个滑道末端时速度最大,mgh-μmgcos45°ℎsin45°=mv 22,解得v=√2gℎ7,B 正确;经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端,载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh,C 项错误;在下段滑道上沿滑道方向mgsin37°-μmgcos37°=ma,a=g sin37°-67cos37°=-335g,则D 项错误.故选A 、B.10.(广东省实验中学五校联考)一同学将小球从地面以100 J的初动能竖直向上抛出,上升时经过A点,动能减少20 J,重力势能增加12 J.设空气阻力大小不变,小球可视为质点,以地面为零势能面,下列说法正确的是( )A.小球所受重力大小是空气阻力大小的1.5倍B.到达最高点时,小球的重力势能增加100 JC.落回地面前瞬间,小球机械能为20 JD.下降过程,小球的动能和重力势能相等时其动能为15 J100J的初动能竖直向上抛出,做竖直上抛运动,当上升到A点时,动能减少了20J,重力势能增加了12J,机械能损失了8J;对从抛出点到A点的过程,根据功能关系mgh+fh=20J,fh=8J,则得空气阻力与重力大小之比为f∶mg=2∶3,选项A正确;根据功能关系可知,合力做功为-20J,空气阻力做功为-8J,合力做功是阻力做功的2.5倍,则当上升到最高点时,动能为零,动能减小了100J,合力做功为-100J,则阻力做功为-40J,机械能减小40J,因此在最高点时机械能为100J-40J=60J,选项B错误;由上知,从A点到最高点机械能减小40J,当下落过程中,由于阻力做功不变,所以又损失了40J,因此该物体回到出发点A时的机械能为100J-40J-40J=20J,选项C正确;在最高点时机械能为100J-40J=60J,即重力势能为60J,mg=1.5f,下降过程中阻力做功fx=40J,设下降离地面ggx2,则得x,f(x-x2)=30J,则动能和重力势能相等时的机械能为30J,选项D正x2=14确.三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(6分)使用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律,打出一条纸带如图乙所示.图乙中O是打出的第一个点迹,A、B、C、D、E、F…是依次打出的点迹,量出OE间的距离为l,DF间的距离为s,已知打点计时器打点的周期是T=0.02 s.甲乙(1)上述物理量如果在实验误差允许的范围内满足关系式,即验证了重物下落过程中机械能是守恒的.(2)如果发现图乙中OA距离大约是4 mm,则出现这种情况的原因可能是,如果出现这种情况,上述的各物理量间满足的关系式可能是.(1)gl=s 28T2(2)先释放纸带,后接通电源gl<s 28T2解析(1)E点的速度为v E=s2T ,从O到E,动能的增加量为ΔE k=12mv E2=12ms 2T 2=18m s2T2,重力势能的减小量ΔE p=mgl,若mgl=18m s2T2即gl=s28T2,机械能守恒.(2)若初速度为零,加速度为g,则OA间的距离大约2mm,发现OA距离大约4mm,知初速度不为零,可能是先释放纸带后启动打点计时器的原因,求解动能的变化量时,未减去初速度,则重力势能的减小量小于动能的增加量,即gl<s 28T2.12.(10分)(广东省实验中学五校联考)如图甲所示,某实验小组进行验证机械能守恒定律实验.正确实验操作后,得到了一条图乙所示的打点纸带,选取纸带上某个点标为O,然后每两个打点取一个计数点,分别标为1,2,3,4,5,6,分别测出与O点的距离为h1,h2,h3,h4,h5,h6.(1)实验时选用的重锤质量应该适当(选填“大”或“小”)些,体积应适当(选填“大”或“小”)些;(2)已知打点计时器的打点周期为T,可求出打各个计数点时对应的速度分别为v1,v2,v3,v4,v5,其中v3的计算式为v3= ;(3)若重锤的质量为m,重力加速度为g,取打下点O时刻重锤位置为重力势能的零势能点,分别算出各个计数点时刻对应重锤的势能E pi和动能E ki,计数点3时对应重锤的势能E p3= ;(4)在E-h坐标系中描点作出如图丙所示的E k-h和E p-h图线;求得E k-h图线斜率是k1,E p-h图线斜率绝对值是k2,在误差允许的范围内,k1、k2关系满足时可知重锤机械能守恒.(5)实验中由于打点计时器与纸带间的阻力、重锤受到的空气阻力的影响,将会导致(4)中k1(选填“大于”“等于”或“小于”)k2;大小(2)ℎ4-ℎ2(3)-mgh34T(4)k1=-k2(5)小于为了减小纸带阻力和空气阻力的影响,重锤质量应该适当大些,体积小一些,这样可以减少误差.(2)从图中可以看出验证机械能守恒定律的实验装置采用的是重物的下落运动,可以认为是匀变速运动,求某点的速度利用中间时刻的速度与某段时间内的平均速度相同.故有v3=ℎ4-ℎ24T.(3)打计数点3时刻在打计数点O时刻的下方,所以E p3=-mgh3.(4)重物下落机械能守恒,减少的重力势能等于增加的动能,所以k1=-k2.(5)由于阻力的影响,重力势能减小量大于动能增加量,则k1<k2. 13.(10分)(广东广州天河区期末)如图所示,竖直平面内A、B两点间的距离为L,AB与竖直方向的夹角θ=60°.将质量为m的小球从A点水平向左抛出,小球在运动过程中恰好通过B点.忽略空气阻力,重力加速度为g.求:(1)小球被抛出时的初速度大小;(2)小球通过B点时的动能.(1)√3gL2(2)78mgL小球在空中做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,有gt2y=Lcosθ=12水平方向做匀速直线运动,有x=Lsinθ=v0t联立解得v0=√3gL.2mv02(2)小球从A运动到B过程中,由动能定理可得mgLcosθ=E k-12解得小球通过B点时的动能为E k=7mgL.814.(12分)(广东中山华侨中学期末)一劲度系数为k=100 N/m的轻弹簧下端固定于倾角为θ=37°的光滑斜面底端,上端连接物块P.一轻绳跨过定滑轮O,一端与物块P连接,另一端与套在光滑水平直杆的物块Q连接,定滑轮到水平直杆的距离为d=0.4 m.初始时在外力作用下,物块Q在A点静止不动,轻绳与水平直杆的夹角α=30°,绳子拉力大小为45 N.已知物块Q质量为m1=0.2 kg,物块P质量为m2=5 kg,不计滑轮大小及摩擦,g取10 m/s2.现将物块Q静止释放,求:(1)物块P静止时,弹簧的伸长量x1;(2)物块Q运动到轻绳与水平直杆的夹角β=53°的B点时的速度大小;(3)物块Q由A运动到B点的过程中,轻绳拉力对其所做的功.(2)3 m/s (2)0.9 J物块P静止时,设弹簧的伸长量2gsinθ+kx1代入数据解得.(2)将物块Q静止释放,经分析可知,物块P下落距离为0.30m,即弹簧被压缩,Δ2g·(2Δ1v B2+1m2v P22如图所示B点时由运动的合成与分解有v Bv P=v B cosβ=35联立解得v B=3m/s.(3)对于物块Q,由动能定理有m1v B2W T=12解得W T=0.9J.15.(16分)(广东东莞期末)如图所示,半径R=1.6 m的光滑圆轨道与水平地面相切于B点,且固定于竖直平面内.在水平地面上距B点=3 kg的小物块,小物块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5,小物块在与水平地面夹角θ=37°斜向上的拉力F的作用下由静止向B点运动,运动到B点时撤去F,小物块沿圆轨道上滑,且恰能到圆轨道最高点C.圆弧的圆心为O.g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8.求:(1)小物块在C点的速度v C的大小;(2)小物块在B点时对轨道的压力大小;(3)为使小物块能沿水平面运动并通过圆轨道C点,则拉力F的大小范围.(2)180 N (3)39011N≤F≤50 N小物块恰能到圆轨道最高点C,满足mg=m v C 2R,解得v C=4m/s.(2)小物块从B到C过程,据动能定理可得-mg·2R=12mv C2−12mv B2,解得v B=4√5m/s在B点满足F N-mg=m v B 2R,解得轨道的支持力F N=180N由牛顿第三定律可知,小物块在B点时对轨道的压力大小为180N.(3)当小物块恰好通过圆轨道C点时,拉力为最小值,小物块在水平面运动时,受到的滑动摩擦力为f=μ(mg-F1sinθ)由动能定理可得F1xcosθ-fx=12mv B2联立解得拉力的最小值为F1=39011N当小物块恰好要离开水平面时,拉力为最大值,满足F2sinθ=mg解得F2=50N为使小物块能沿水平面运动并通过圆轨道C点,则拉力F的大小范围为390N≤F≤50N.11。
高中物理 第4章《机械能和能源》单元测试 粤教版必修2
第四章：机械能和能源单元测试姓名班级成绩一．选择题(共10小题，完全选对的4分，不完全选对的给2分，请将正确答案填在如下表中)题1 2 3 4 5 6 7 8 9 10号答案1、如下说法正确的答案是A.物体没有功，如此物体就没有能量B.重力对物体做功，物体的重力势能一定减少C.动摩擦力只能做负功D.重力对物体做功，物体的重力势能可能增加2、一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，假设物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，如此在此过程中A．摩擦力做的功为fs B．力F做的功为Fs.cosθC．力F做的功为Fs.sinθD．重力做的功为mgs3、把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，假设物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 如此在从物体被抛出到落回地面的全过程中A．重力所做的功为零B．重力所做的功为2mghC．空气阻力做的功为零D．空气阻力做的功为-2fh4、关于功率以下说法中正确的答案是A．据 P=W/t可知，机器做功越多，其功率就越大B．据 P=Fv可知，汽车牵引力一定与速度成反比C．据 P=W/t可知，只要知道时间t内机器所做的功，就可以求得这段时间内任一时刻机器做功的功率D．根据 P=Fv可知，发动机功率一定时，交通工具的牵引力与运动速度成反比。
5．如图1所示，一木块放在光滑水平面上，一子弹水平射入木块中，射入深度为d，平均阻力为f．设木块离原点s远时开始匀速前进，如下判断正确的答案是A．功fs量度子弹损失的动能B．f〔s＋d〕量度子弹损失的动能C．fd量度子弹损失的动能D．fd 量度子弹、木块系统总机械能的损失图36、汽车的额定功率为90KW ，水平路面的阻力为f 时，汽车行驶的最大速度为。
如此： A ．如果阻力为，汽车最大速度为。
B ．如果汽车牵引力为原来的二倍，汽车的最大速度为2。
C ．如果汽车的牵引力变为原来的，汽车的额定功率就变为45KW 。
2021-2022学年粤教版 必修2 第四章 机械能和能源 单元测试卷(word版含答案)
粤教版第四章机械能和能源单元测试卷学校：___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题(每题3分，共8各小题，共计24分)1.如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，N为圆环的最低点。
在环上套有两个小球A和、之间用一根长为3R的轻杆相连，使两小球能在环上自由滑动。
已知A球质量为4,m B球,B A B质量为m，重力加速度为g。
现将杆从图示的水平位置由静止释放，在A球滑到N点的过程中，轻杆对B球做的功为( )A.mgRB.1.2mgRC.1.4mgRD.1.6mgR2.一半径为R的圆柱体水平固定，横截面如图所示。
长度为πR、不可伸长的轻细绳，一端固定在圆柱体最高点P处，另一端系一个小球。
小球位于P点右侧同一水平高度的Q点时，绳刚好拉直。
将小球从Q点由静止释放，当与圆柱体未接触部分的细绳竖直时，小球的速度大小为（重力加速度为g，不计空气阻力）( )D.3.在“验证机械能守恒定律”的实验中，某同学依据纸带求得各点的瞬时速度，以及与此相对应的重物下落距离h，以2v 为纵轴，以h为横轴，建立坐标系，描点后画出2v h-图线，从而验证机械能守恒定律。
若所有操作均正确，则得到的2v h-图像可能是( )A. B. C. D.4.如图所示，把一小球放在竖立的轻弹簧上，并把小球往下按至A位置，迅速松手后，弹簧把小球弹起，小球升至最高位置C，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态。
不计空气阻力，下列说法正确的是( )A.从A运动到B的过程中，小球的机械能守恒B.从A运动到B的过程中，小球的机械能一直增大C.从A运动到B的过程中，小球的动能一直增大D.从A运动到C的过程中，小球和弹簧组成的系统势能一直增大5.如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。
一质量为m的质点自P点上方高R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。
质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4,mg g为重力加速度的大小。
高中物理粤教版必修二练习：第四章+机械能和能源+检测试题
第四章检测试题(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(共9小题,第1～5题为单项选择题,第6～9题为多项选择题,每小题6分,共54分)1.如图所示,小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情玩耍.在小朋友接触床面向下运动的过程中,床面对小朋友的弹力做功情况是( C )A.先做负功,再做正功B.先做正功,再做负功C.一直做负功D.一直做正功解析:小朋友在接触床面向下运动的过程中,受到的弹力逐渐增大,一直向上,而位移向下,故可判断,在下降过程中,床面对小朋友的弹力一直做负功,故选项C正确.2.汽车关闭发动机后恰能沿斜坡匀速下滑,在这个过程中( C )A.汽车的机械能守恒B.汽车的动能和势能相互转化C.机械能转化为内能,总能量守恒D.机械能和内能之间没有转化解析:汽车关闭发动机后,匀速下滑,重力沿斜面向下的分力与摩擦阻力平衡,摩擦力做功,汽车摩擦生热,温度升高,有部分机械能转化为内能,机械能减少,但总能量守恒,选项C正确.3.质量为m的物块,在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上,现把其中一个水平方向的力从F突然增大到4F,保持其他力不变,则在t秒末该力的功率为( C )A.tB.tC.tD.t解析:质量为m的物块,在几个共点力的作用下静止在光滑的水平桌面上,现把其中一个水平方向的力从F突然增大到4F,保持其他力不变,则合力为3F;故加速度为a=;在t秒末该物块的速度为v=at=;在t秒末该力的功率为P=4Fv=,故选项C正确,A,B,D错误.4.假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率.如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( D )A.4倍B.2倍C.倍D.倍解析:设阻力为f,由题知f=kv;速度最大时,牵引力等于阻力,则有P=Fv=fv=kv2,所以摩托艇发动机的输出功率变为原来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的倍,故选项D正确.5.如图所示,重为G的物体静止在倾角为α的粗糙斜面体上,现使斜面体向右做匀速直线运动,通过的位移为x,物体相对斜面体一直保持静止,则在这个过程中( D )A.弹力对物体做功为Gxcos αB.静摩擦力对物体做功为Gxsin αC.重力对物体做功为GxD.合力对物体做功为0解析:分析物体的受力情况:重力mg、弹力N和摩擦力f,如图所示,根据平衡条件,有N=Gcos α,f=Gsin α,重力与位移垂直,做功为零;摩擦力f与位移的夹角为α,所以摩擦力对物体做功为W f=fxcos α= Gxsin αcos α,斜面对物体的弹力做功为W N=Nxcos(90°+α)=-Gxsin αcos α,故选项A,B,C错误;因物体做匀速运动,合外力为零,故合外力做功为零,故选项D正确.6.某人将物体由静止开始举高,物体获得速度.下列说法中正确的是( ABD )A.物体所受合外力做的功等于物体动能的增加量B.此人对物体做的功等于物体动能和重力势能的增加量之和C.物体所受合外力做的功等于物体动能和重力势能的增加量之和D.克服重力做的功等于物体重力势能的增加量解析:由动能定理可知A正确,C错误;人对物体所做的功等于物体机械能的增加量,即等于物体动能与重力势能的增加量之和,B正确;克服重力做的功等于物体重力势能的增加量,D正确.7.汽车发动机的额定功率为60 kW,汽车的质量为5 t.汽车在水平面上行驶时,阻力与车重成正比,g取10 m/s2,当汽车以额定功率匀速行驶时速度为12 m/s.现突然减小油门,使发动机功率减小到40 kW,对接下来车子运动情况的描述正确的是( CD )A.先做匀减速运动,再做匀速运动B.先做加速度增大的减速运动,再做匀速运动C.先做加速度减小的减速运动,再做匀速运动D.最后的速度大小是8 m/s解析:汽车匀速行驶时,P=Fv,得牵引力F== N=5×103 N,则阻力 F′=5×103 N.当功率只有40 kW时,牵引力减小,汽车做减速运动,但不是匀减速运动,选项A错误;由于功率突然减小,故牵引力发生突变,减小到某一值,然后牵引力从某一最小值开始增大,加速度减小,而后匀速,速度大小为v′== m/s=8 m/s,故选项B错误,选项C,D 正确.8.宇宙飞船运动中需要多次“轨道维持”.所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行.如果不进行“轨道维持”,由于飞船受轨道上稀薄空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况将会是( AD )A.重力势能和机械能都逐渐减小B.动能逐渐增大,机械能不变C.动能逐渐减小,机械能不变D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大解析:由于飞船受轨道上稀薄空气的影响,机械能逐渐减小,高度减小,根据G=m有v=,可得动能逐渐增大,选项A,D正确.9.如图所示,通过定滑轮悬挂两个质量为m1,m2的物体(m1>m2),不计绳子质量、绳子与滑轮间的摩擦,由静止释放两物体,在m1向下运动一段距离的过程中,下列说法中正确的是( BC )A.m1势能的减少量等于m1动能的增加量B.m1势能的减少量大于m2势能的增加量C.m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量D.m1机械能的减少量大于m2机械能的增加量解析:两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化,机械能的总量守恒;m1重力势能减小,动能增加,m2重力势能和动能都增加,故m1减小的重力势能等于m2增加的重力势能和两个物体增加的动能之和,即m1势能的减少量大于m2势能的增加量,故选项A错误,B正确;根据系统的机械能守恒得知,m1机械能的减少量等于m2机械能的增加量,故选项C正确,D错误.二、非选择题(共46分)10.(8分)如图所示,打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落,利用此装置验证机械能守恒定律.(1)对于该实验,下列操作中对减小实验误差有利的是.A.重物选用质量和密度较大的金属锤B.两限位孔在同一竖直面内上下对正C.精确测量出重物的质量D.用手托稳重物,接通电源后,撤手释放重物(2)某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上,按正确操作得到了一条完整的纸带,由于纸带较长,图中有部分未画出,如图所示.纸带上各点是打点计时器打出的计时点,其中O点为纸带上打出的第一个点.重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出,利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有.A.OA,AD和EG的长度B.OC,BC和CD的长度C.BD,CF和EG的长度D.AC,BD和EG的长度解析:(1)选用质量和密度较大的金属锤、限位孔对正都可以减小摩擦力对实验结果造成的误差,所以A,B正确;动能与重力势能表达式中都含有质量m,可以约去,故不需要测量出质量m的具体数值,C错误;重锤下落之前应该用手拉住纸带上端而不是用手托住重锤,D错误.(2)测出BC和CD的长度就可以计算出打下C点时的速度v C,再测出OC的长度,就可验证mgh OC=m是否成立,所以B正确;测出BD,EG的长度可计算出打下C,F两点时的速度v C和v F,再测出CF的长度,就可验证mgh CF=m-m是否成立,所以C正确.答案:(1)AB (2)BC11.(12分)某学习小组为了验证动能定理,他们在实验室组装了如图的装置,还备有下列器材:打点计时器、学生电源、导线、复写纸、天平、细沙.他们称量滑块的质量为M、沙和小桶的总质量为m.当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的小桶时,滑块处于静止状态要完成该实验,则:(1)还缺少的实验器材.(2)实验时为保证滑块受到的合力与沙和小桶的总重力大小基本相等,沙和小桶的总质量应满足的实验条件是,实验时为保证细线拉力为滑块的合外力,首先要做的步骤是.(3)在(2)的基础上,让小桶带动滑块加速运动,用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距为L 和打下这两点时的速度大小v1与v2(v1<v2),当地的重力加速度为g.写出实验要验证的动能定理表达式(用题中的字母表示).(4)请给该学习小组提出一些建议可以减小实验误差(至少一条). 解析:(1)根据题意本实验需要测量滑块的位移,所以还缺少的器材是刻度尺;(2)设绳子上拉力为F,对小车根据牛顿第二定律有F=Ma,对小桶和沙有mg-F=ma,由此解得F=,由此可知当M≫m时,沙和小桶的重力等于绳子的拉力,所以若使绳子拉力近似等于沙和小桶的重力,应满足的条件是沙和小桶的总质量远小于滑块的质量,即m≪M,由受力分析可知,为保证细线拉力为滑块的合外力,首先要做的是平衡摩擦力;(3)运动过程中外力做功为W=mgL,动能的增加量为ΔE k=M-M,则动能定理实验要验证的表达式为W=ΔE k,即mgL=M-M;(4)由实验要验证的表达式mgL=M-M可知,要减小误差,可从速度的测量进行,即计算速度时,应多次测量线段长度取平均值;纸带上所取的两点间隔距离应稍大些.答案:(1)刻度尺(2)沙和小桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力(3)mgL=M-M(4)计算速度时,应多次测量线段长度取平均值;纸带上所取的两点间隔距离应稍大些12.(14分)如图所示,用细圆管组成的光滑轨道AB部分平直,BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆,圆管截面半径r≪R.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管.(1)若要小球能从C端出来,初速度v0需多大?(2)在小球从C端出来的瞬间,管壁对小球的弹力为mg,那么小球的初速度v0应为多少?解析:(1)选AB所在平面为参考平面,从A至C的过程中,根据机械能守恒定律得m=2mgR+m, ①在最高点C小球速度满足v C≥0, ②由①②得v0≥2.(2)小球在C处受重力mg和圆管竖直方向的作用力N,根据牛顿第二定律,得mg+N=, ③由①③解得N=-5mg, ④讨论④式,a.当小球受到向下的弹力时,N=mg,v0=.b.当小球受到向上的弹力时,N=-mg,v0=.答案:(1)v0≥2(2)或13.(12分)如图所示,水平地面BC与光滑曲面AB相切于B点,与内壁光滑的细圆管CD相切于C点,管口D正下方直立一劲度系数为k的轻弹簧,弹簧下端固定,上端恰好与管口D齐平.将质量为m的小物块(可视为质点)放在弹簧上端且缓慢下压弹簧,当弹簧压缩的长度x1=(其中g为重力加速度大小),对应弹簧的弹性势能E p1=时,由静止开始释放物块,物块进入管口D后沿DCBA轨道运动且不脱离轨道.已知物块速度最大时弹簧的弹性势能E p2=,物块与BC间的动摩擦因数μ=0.8,BC长度L0=,圆管CD的半径R=.求:(1)物块的最大速度v m的大小;(2)物块第一次到达C点时的速度大小v C;解析:(1)物块的速度最大时,其受到的弹力与重力等大反向,设物块的速度最大时,弹簧的压缩量为x2,从静止开始运动到速度最大的过程中,物块上升的高度为h,由能量守恒定律有E p1-E p2=mgh+m由共点力平衡有kx2=mg由几何关系有x1=x2+h解得v m=3g;(2)物块释放后第一次到达C点的过程,由能量守恒定律有E p1=mg(x1+R)+m解得v C=g.答案:(1)3g(2)g美文欣赏1、走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。
高中物理 第四章 机械能和能源单元测试 粤教版必修2
第四章 机械能和能源 章末综合检测（粤教版必修2）(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)1．下列关于作用力、反作用力做功的问题中，说法正确的是( )A ．作用力做功，反作用力也必定做功B ．作用力做正功，反作用力一定做负功C ．作用力做功的数值一定等于反作用力做功的数值D ．单纯根据作用力的做功情况不能判断反作用力的做功情况解析：选D.作用力和反作用力虽然大小相等、方向相反，但作用在两个物体上，两个物体的位移与物体受的其他力、质量、速度等有关，所以它们的位移关系不确定，所以做功的情况不确定，单纯根据作用力做功的情况不能确定反作用力是否做功或做功的数值、正负．2．人骑自行车下坡，坡长l ＝500 m ，坡高h ＝8 m ，人和车总质量为100 kg ，下坡时初速度为4 m/s ，人不踏车的情况下，到达坡底时车速为10 m/s ，g 取10 m/s 2，则下坡过程中阻力所做的功为( )A ．－4000 JB ．－3800 JC ．－5000 JD ．－4200 J解析：选B.用动能定理求，对自行车下坡过程，由动能定理得：mgh ＋W f ＝12mv 2t －12mv 20.代入数据解得：W f ＝－3800 J ．故选项B 正确．3.如图4－10所示，木板可绕固定的水平轴O 转动．木板从水平位置OA 缓慢转到OB 位置，木板上的物块始终相对于木板静止．在这一过程中，物块的重力势能增加了2 J ．用N 表示物块受到的支持力，用f 表示物块受到的摩擦力．在这一过程中，以下判断正确的是( )图4－10A ．N 和f 对物块都不做功B ．N 对物块做功2 J ，f 对物块不做功C ．N 对物块不做功，f 对物块做功2 JD ．N 和f 对物块所做功的代数和为0解析：选B.摩擦力沿木板方向，始终和物体运动的方向是垂直的，所以摩擦力不做功．由于缓慢的运动，支持力做的功增加了物体的重力势能，所以N 做的功等于2 J ，只有B 对．4.如图4－11所示，有许多根交于A 点的光滑硬杆具有不同的倾角和方向，每根光滑硬杆上均穿有一个小环，它们的质量不相同，设在t ＝0时，各个小环都由A 点从静止开始分别沿这些光滑硬杆下滑，那么将这些下滑速率相同的各点连接起来是一个( )图4－11A ．水平面B ．球面C ．抛物面D ．不规则曲面解析：选A.小球沿光滑硬杆下滑的过程中，所受的弹力与速度方向垂直，不做功，只有重力做功，机械能守恒．由mgh ＝12mv 2可知，它们速率相同时下落的竖直高度也相同，所以这些速率相同的点连成一个水平面．5．(2011年郑州高一检测)两个物体的质量为m 1＝4m 2，当它们以相同的初动能在动摩擦因数相同的水平面上运动时，滑行距离之比为( )A ．1∶4B ．4∶1C ．1∶2D ．2∶1解析：选A.设物体的初动能为E k ，动摩擦因数为μ，两物体在水平面上滑行的最大距离分别为L 1、L 2，则由动能定理得－μm 1gL 1＝－E k ，－μm 2gL 2＝－E k ，由以上两式得L 1∶L 2＝m 2∶m 1＝1∶4，A 正确．6．(2011年聊城高一检测)汽车由静止开始运动，若要使汽车在开始运动的一小段时间内保持匀加速直线运动，则( )A ．不断增大牵引力功率B ．不断减小牵引力功率C ．保持牵引力功率不变D ．不能判断牵引力功率如何变化解析：选A.汽车匀加速运动，牵引力F ＝ma ＋f 不变，据P ＝Fv 知，汽车的功率不断增大，A 对．二、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有两个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分)7．(2011年福州高一检测)质量为m 的滑块沿着高为h ，长为L 的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到底端的过程中( )A ．重力对滑块所做的功为mghB ．滑块克服阻力所做的功等于mghC ．合力对滑块所做的功为mghD ．合力对滑块所做的功不能确定解析：选AB.重力做功的多少只与初、末位置的高度差有关，故W G ＝mgh ，A 对，由动能定理，W G －W 阻＝ΔE k ＝0，即W 阻＝W G ＝mgh ，B 对．合力做的功为零，C 、D 错．8. (2011年南通调研)如图4－12所示，质量为m 的物块从A 点由静止开始下落，加速度为12g ，下落H 到B 点后与一轻弹簧接触，又下落h 后到达最低点C .在由A 运动到C 的过程中，空气阻力恒定，则( )图4－12A ．物块机械能守恒B ．物块和弹簧组成的系统机械能不守恒C ．物块机械能减少12mg (H ＋h ) D ．物块和弹簧组成的系统机械能减少12mg (H ＋h ) 解析：选BD.由牛顿运动定律可知，mg －f ＝ma ＝mg /2；物体机械能的减少量取决于空气阻力和弹簧的弹力对物体做的功，物体和弹簧组成的系统机械能减少量取决于空气阻力对物体所做的功，即W f ＝f (H ＋h )＝12mg (H ＋h )，选项D 正确．9.如图4－13所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a 和b ，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3m 的a 球置于地面上，质量为m 的b 球从水平位置静止释放，当a 球对地面压力刚好为零时，b 球摆过的角度为θ.下列结论正确的是( )图4－13A ．θ＝90°B ．θ＝45°C ．b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小D ．b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大解析：选AC.b 球在摆过θ的过程中做圆周运动，设此时其速度为v ，由机械能守恒定律可得mgL sin θ＝12mv 2，在沿半径方向上由牛顿第二定律可得F －mg ·sin θ＝mv 2L，因a 球此时对地面压力刚好为零，则F ＝3mg ，联立得θ＝90°，A 对，B 错．b 球从静止到最低点的过程中，其在竖直方向的分速度是先由零增大后又减至零，由P ＝mgv 可知重力的功率是先增大后减小，C 对，D 错．10.如图4－14所示，物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带，传送带以图示方向匀速运转，则传送带对物体做功情况可能是( )图4－14A ．始终不做功B ．先做负功后做正功C ．先做正功后做负功D ．先做负功后不做功解析：选AD.设传送带速度大小为v 1，物体刚滑上传送带时的速度大小为v 2.①当v 1＝v 2时，物体随传送带一起匀速运动，故传送带与物体之间不存在摩擦力，即传送带对物体始终不做功，A 选项正确．②当v 1＜v 2时，物体相对传送带向右运动，物体受到的滑动摩擦力方向向左，则物体先做匀减速运动直到速度减为v 1再做匀速运动，故传送带对物体先做负功后不做功，D 选项正确． ③当v 1>v 2时，物体先做匀加速运动直到速度增大到v 1再做匀速运动，故传送带对物体先做正功后不做功．三、实验题(本题共2小题，11小题8分，12小题4分，将答案填在题中的横线上)11.(2011年苏州调研)用DIS 研究机械能守恒定律．将实验装置中的光电门传感器接入数据采集器，测定摆锤在某一位置的瞬时速度，从而求得摆锤在该位置的动能，同时输入摆锤的高度，求得摆锤在该位置的重力势能，进而研究势能和动能转化时的规律．实验中A 、B 、C 、D 四点高度为0.150 m 、0.100 m 、0.050 m 、0.000 m ，已由计算机默认，不必输入．现某位同学要测定摆锤在D 点的瞬时速度．其实验装置如图4－15所示，接着他点击“开始记录”，同时让摆锤从图中所示位置释放，计算机将摆锤通过光电门传感器的速度自动记录在表格的对应处．图4－15(1)请指出该同学实验中的错误之处：①________________________________________________________________________； ②________________________________________________________________________.(2)次数 D C B A高度 h /m 0.000 0.050 0.100 0.150速度v /m·s －1 1.6383 0势能E p /J动能E k /J机械能E /J挡光片宽度s ＝解析：(1)物体的动能和重力势能是状态量，A 点的高度已测量出，但摆锤释放点却没有从A 开始，即摆锤释放时未置于A 点，这是错误之一；其次，由于要求的是D 位置的瞬时速度，光电门传感器应放在标尺盘最底端的D 点才对．(2)由于摆锤在运动过程中要受到阻力作用，所以记录值将比真实值偏小．答案：(1)①光电门传感器未放在标尺盘最底端的D 点 ②摆锤释放时未置于A 点 (2)偏小12. (2011年徐州质检)利用频闪照片可探究下落小球的机械能是否守恒．下图4－16是用频闪照相的方法，对落体运动的小球拍摄的照片，频闪仪每隔0.04 s 闪一次光，照片中的数字是小球距起点O 的距离，单位是cm.查得当地的重力加速度是9.8 m/s 2，测得小球的质量为0.10 kg.则小球由O 点运动到F 点的过程中，重力势能的减小量ΔE p ＝______J ，动能的增加量ΔE k ＝______J ，ΔE p ______ΔE k (填“>”、“<“、或“＝”)，产生误差的主要原因是____________．(计算结果保留三位有效数字)．图4－16答案：0.275 0.270(0.269,0.271) > 空气阻力四、计算题(本题共4小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)某地平均风速为5 m/s ，已知空气密度是1.2 kg/m 3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m 的圆面．如果这个风车能将圆内10%的气流动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？解析：在t 时间内作用于风车的气流质量m ＝πr 2v ·tρ，这些气流的动能为12mv 2，转变的电能 E ＝12mv 2×10%， 所以风车带动发电机的功率为P ＝E t ＝12πr 2ρv 3×10%，代入数据得P ＝3.4 kW.构建一个气流圆柱体模型是关键，正是这些气流的动能转化为电能的．答案：3.4 kW14. (10分)如图4－17所示，跨过同一高度处的光滑轻小定滑轮的细线连接着质量相同的物体A 和B ，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h ＝0.2 m ，开始时让连接A 的细线与水平杆的夹角θ＝53°.由静止释放A ，在以后的运动过程中，A 所能获得的最大速度为多少？(sin53°＝0.8，cos53°＝0.6，g 取10 m/s 2，且B 不会与水平杆相碰)图4－17解析：由于物体A 和B 以及地球组成的系统内只有重力做功，所以系统的机械能守恒．在物体A 被拉至左侧定滑轮的正下方之前，细线的拉力使其加速；在物体A 被拉至左侧定滑轮的正下方之后，细线的拉力使其减速．可见，物体A 被拉至左侧定滑轮的正下方时，其速度最大，此时物体B 的瞬时速度为0.以物体A 所在水平面为参考平面，在从物体A 刚被释放到物体A 运动至左侧定滑轮正下方的过程中，对系统应用机械能守恒定律，有12mv 2＝mg ⎝⎛⎭⎪⎫h sin θ－h .解得A 所能获得的最大速度为 v ＝ 2g ⎝ ⎛⎭⎪⎫h sin θ－h ＝2×10×⎝ ⎛⎭⎪⎫0.2sin53°－0.2m/s ＝1 m/s. 答案：1 m/s15．(10分)过山车是游乐场中常见的设施．图4－18是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成，B 、C 分别是两个圆形轨道的最低点，半径R 1＝2.0 m 、R 2＝1.4 m ．一个质量为m ＝1.0 kg 的小球(视为质点)，从轨道的左侧A 点以v 0＝12.0 m/s 的初速度沿轨道向右运动，A 、B 间距L 1＝6.0 m ．小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，圆形轨道是光滑的．假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠．重力加速度g 取10 m/s 2，计算结果保留小数点后一位数字．试求：图4－18(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B 、C 间距L 应是多少；解析：(1)设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v 1，根据动能定理得－μmgL 1－2mgR 1＝12mv 21－12mv 20① 小球在最高点受到重力mg 和轨道对它的作用力F ，根据牛顿第二定律得F ＋mg ＝m v 21R 1② 由①②得F ＝10.0 N ③(2)设小球在第二个圆轨道最高点的速度为v 2，由题意mg ＝m v 22R 2④ －μmg (L 1＋L )－2mgR 2＝12mv 22－12mv 20⑤由④⑤得L ＝12.5 m.答案：(1)10.0 N (2)12.5 m16．(12分)(2011年成都模拟)如图4－19所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A 、B 两点间的距离为l ＝5 m ，传送带在电动机的带动下以v ＝1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为m ＝10 kg 的小物体(可视为质点)轻放在传送带的A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝3/2，在传送带将小物体从A 点传送到B 点的过程中，求：图4－19(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功(g 取10 m/s 2)．解析：(1)对小物体由牛顿第二定律得μmg cos θ－mg sin θ＝ma ，得：a ＝2.5 m/s 2，物体与传送带达到共同速度的时间为 t ＝v a ＝0.4 s ，此时物体对地位移为：s 1＝v 2t ＝0.2 m<5 m ， 所以物体在传送带上先匀加速后匀速运动，从A 点到B 点，传送带对小物体做的功：W ＝12mv 2＋mgl sin θ，解得：W ＝255 J.(2)物体与传送带的相对位移为：Δs ＝vt －v2t ， 得Δs ＝0.2 m.系统产生的内能为：Q ＝μmg cos θ·Δs ＝15 J ，所以电动机做的功为：W 电＝W ＋Q ＝270 J.答案：(1)255 J (2)270 J。
粤教版高中物理必修二第四章机械能和能源同步分层测评卷(A).docx
高中物理学习材料第四章 机械能和能源 同步分层测评卷（A ）（满分 100分）一、选择题（每小题4分，共40分）1.关于功率公式tW P =和P=Fv 的说法正确的是 （ ） A.由tW P =知，只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率 B.由P=Fv 只能求某一时刻的瞬时功率C.从P=Fv 知汽车的功率与它的速度成正比D.从P=Fv 知当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比2.下列物体中，机械能守恒的是 （ ）A.做平抛运动的物体B.被匀速吊起的集装箱C.光滑曲面上自由运动的物体D.以g 54的加速度竖直向上做匀减速运动的物体3.下列几种情况下力F 都对物体做了功①水平推力F 推着质量为m 的物体在光滑水平面上前进了s ②水平推力F 推着质量为2m 的物体在粗糙水平面上前进了s ③沿倾角为θ的光滑斜面的推力F 将质量为ｍ的物体向上推了s 。
下列说法中正确的是（ ）.A.③做功最多B.②做功最多C.做功都相等D.不能确定4.两个物体质量比为1∶4，速度大小之比为4∶1，则这两个物体的动能之比为（ ）A.1∶1B.1∶4C.4∶1D.2∶15.下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是（ ）A.如果物体所受合外力为零，则合外力对物体做的功一定为零B.如果合外力对物体所做的功为零，则合外力一定为零C.物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化D.物体的动能不变，所受合外力一定为零6.质量为m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块，并留在其中，下列说法正确的是（ ）A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功7.关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（ ）A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B.做变速运动的物体机械能可能守恒C.外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D.若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒8.物体在地面附近以2 ｍ/s 2的加速度沿竖直方向匀减速上升，则在上升过程中，物体的机械能的变化是（ ）A.不变B.减少C.增加D.无法确定 9.质量为m 的物体，在距地面h 高处以g 31的加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中正确的是（ ）A.物体重力势能减少mgh 31B.物体的机械能减少mgh 32C.物体的动能增加mghD.重力做功mgh 10.如图所示，站在汽车上的人用手推车的力为F ，脚对车向后的静摩擦力为F ′，下列说法正确的是（ ）A.当车匀速运动时，F 和F ′所做的总功为零B.当车加速运动时，F 和F ′的总功为负功C.当车加速运动时，F 和F ′的总功为正功D.不管车做何种运动，F 和F ′的总功都为零二、填空题（每题4分，共20分）11.如图：用F =40 Ｎ的水平推力推一个质量m ＝3.0 kg的木块，使其沿着光滑斜面向上移动2 ｍ，则在这一过程中，F做的功为_____J ，重力做的功为_____J.（g ＝10ｍ/s 2）12.设飞机飞行时所受的阻力与其速度的平方成正比.如果飞机以速度v 匀速飞行时其发动机的功率为P ，则飞机以2 v 的速度匀速飞行时其发动机的功率为__ ___.13.从离地面H 高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k 倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，则小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程为14.一个质量为m 的小球拴在绳一端，另一端受大小为F 1的拉力作用，在水平面上做半径为R 1的匀速圆周运动，如图所示.今将力的大小变为F 2，使小球仍在水平面上做匀速圆周运动，但半径变为R 2，则此过程中拉力对小球所做的功为 .15.用汽车从井下提重物，重物质量为m ，定滑轮高H ，如图所示.已知汽车由A 点静止开始运动至B 点时速度为v B ，此时细绳与竖直方向夹角为θ，则这一过程中绳的拉力做的功为 .三、实验题（12分）16. 在“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50Hz 。
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《机械能和能源》单元测试题 A
一．选择题（本题共10小题；每小题6分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．）
1．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是
A ．只有重力作用时，机械能守恒
B ．当有其他力作用时，只要合外力为零，机械能守恒
C ．当有其他力作用时，只要合外力的功为零，机械能守恒
D ．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒
2．一个人站在阳台上，以相同的速率v 分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率
A ．上抛球最大
B ．下抛球最大
C ．平抛球最大
D ．三球一样大
3．如图1所示，小球自a 点由静止自由下落，到b 点时与弹簧接触，到c 点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a →b →c 的运动过程中
A ．小球和弹簧总机械能守恒
B ．小球的重力势能随时间均匀减少
C ．小球在b 点时动能最大
D ．到c 点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量
4．一物体质量为2kg ，以4m/s 的速度在光滑水平面上向左滑行，从某时刻起作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度方向变为水平向右，大小为4m/s ，在这段时间内水平做功为
A ．0
B ．8J
C ．16J
D ．32J
5．如图2所示，木块静止在光滑水平桌面上，一子弹平射入木块的深度为d 时，子弹与木块相对静止，在子弹入射的过程中，木块沿桌面移动的距离为L ，木块对子弹的平均阻力为f ，那么在这一过程中
A ．木块的机械能增量f L
B ．子弹的机械能减少量为f （L +d ）
C ．系统的机械能减少量为f d
D ．系统的机械能减少量为f （L +d ）
6．一个小孩站在船头，按图3两种情况用同样大小的力拉绳，经过相同的时
间t （船未碰撞），小孩所做的功1W 、2W 及在时间t 内小孩拉绳的功率1P 、
的关系为
A ．1W >2W ，21P P =
B ．1W <2W ，21P P <
C ．1W =2W ，21P P =
D ．2121,P P W W =<
7．某消防队员从一平台上跳下，下落2 m 后双脚触地，接着他用双腿弯曲的方法缓冲，使自
身重心又降下0.5 m ，在着地过程中地面对他双脚的平均作用力为自身重力的
A ．8倍
B ．10倍
C ．2倍
D ．5倍
8．一质量为m 的小球，用长为l 的轻绳悬挂于O 点，小球在水平力F 作用下，
从平衡位置缓慢地移到Q 点，如图4所示，则此过程中力F 所做的功为
A ．m g l cos θ
B ．Fl sin θ
C ．θ⋅Fl
D ．).cos 1(θ-mgl
9．一足球运动员将质量为l kg 的足球由静止以10m/s 的速度用力踢出，假设运动员踢球瞬间
的平均作用力为200N ，球在水平方向上运动了30m 停止，则人对球所做的功为
A ．50J
B ．500J
C ．200J
D ．6000J
10．一个质量为m 的物体以g a 2=的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h 高度的过程中，物体的
A ．重力势能减少了mgh 2
B ．动能增加了mgh 2
C ．机械能保持不变
D ．机械能增加了mgh
二、实验题
11．在验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz ，查得当地重
力加速度g =9.80 m/s 2，测出所用重物的质量m =1.00 kg ，实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O ，另选连续的4个点A 、B 、C 、D 作为测量点，经测量知道A 、B 、C 、D 各点到O 点的距离分别为62.99 cm 、70.18 cm 、77.76 cm 、85.73 cm ，根据以上数据，可知重物由O 点运动到C 点，重力势能的减少量为______J ，动能的增加量为_______J （取3位有效数字）
三、计算题（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不给
分。
有数字计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
共32分）
12．如图所示，斜面倾角θ=30°，另一边与地面垂直，高为H ，斜面顶点有一定滑轮，物块A
和B 的质量分别为m 1和m 2，通过轻而软的细绳连结并跨过定滑轮，开始时两物块都位于与地面的垂直距离为21H 的位置上，释放两物块后，A 沿斜面无摩擦地上滑，B 沿斜面的竖直边下落，若物块A 恰好能达到斜面的顶点，
试求m 1和m 2的比值.（滑轮质量、半径及摩擦均可忽略）
13．质量是2000kg 、额定功率为80kW 的汽车，在平直公路上行驶中的最大速度为20m/s 。
若
汽车从静止开始做匀加速直线运动，加速度大小为2m/s 2，运动中的阻力不变。
求： ①汽车所受阻力的大小。
②3s 末汽车的瞬时功率。
③汽车做匀加速运动的时间。
④汽车在匀加速运动中牵引力所做的功。
14．某人利用如图9所示的装置，用100N 的恒力F 作用于不计质量的细绳的一端，将物体从水平
面上的A 点移到B 点.已知α1=30°，α2＝37°，h =1.5m.不计滑轮质量及绳与滑轮间的摩擦.求绳的拉力对物体所做的功.
参考答案
1.A
2.D
3.AD
4.A
5.ABC
6.B
7.D
8.D
9.A 10.BD 11略
12.解答 B 下落2H 过程中，对系统有：m 2g 2H =m 1g 2
H sin θ+21（m 1+m 2）v 2 以后对A 上升至顶点过程：
21m 1v 2=m 1g （2H - 21H sin θ） 所以21m m =2
1 13．解答 ①所求的是运动中的阻力，若不注意“运动中的阻力不变”，则阻力不易求出。
以最
大速度行驶时，根据P =Fv ，可求得F =4000N 。
而此时牵引力和阻力大小相等。
②由于3s 时的速度v =at =6m/s ，而牵引力由F —F f =ma 得F =8000N ，故此时的功率为 P = Fv =4.8×104W 。
③设匀加速运动的时间为t ，则t 时刻的速度为v =a t =2t ，这时汽车的功率为额定功率。
由P =Fv ，将F =8000N 和v =2 t 代入得t =5s 。
④虽然功率在不断变化，但功率却与速度成正比，故平均功率为额定功率的一半，从而得牵引力的功为W =Pt =40000×5J=2×105J.
说明③中的时间，有的学生用v =at ，得t =v m /a =10s ，这是错误的。
要注意，汽车不是一 直匀加速到最大速度的。
14. 解答绳对物体的拉力虽然大小不变，但方向不断变化，所以，不能直接根据W=Fs cosα求
绳的拉力对物体做的功.由于不计绳与滑轮的质量及摩擦，所以恒力F 做的功和绳的拉力对物体做的功相等.本题可以通过求恒力F 所做的功求出绳的拉力对物体所做的功.由于恒力F 作用在绳的端点，需先求出绳的端点的位移s ，再求恒力F 的功.由几何关系知，绳的端点的位移为
h h h h h s 3
135237sin 30sin =-=︒-︒==0.5m. 在物体从A 移到B 的过程中，恒力F 做的功为
W =Fs =100×0.5J=50J
所以，绳的拉力对物体做的功为50J.
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