機(jī)械能守恒強(qiáng)化練習(xí)

1、機(jī)械能守恒強(qiáng)化練習(xí)1.如圖所示，靜止在水平桌面的紙帶上有一質(zhì)量為0.1kg的小鐵塊，它離紙帶-的右端距離為0. 5 m ,鐵塊與紙帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1 .現(xiàn)用力向左以2 m/s2的加速度將紙帶從鐵塊下抽出，求：(不計(jì)鐵塊大小，鐵塊不滾動(dòng))(1)將紙帶從鐵塊下抽出需要多長(zhǎng)時(shí)間？(2)紙帶對(duì)鐵塊做多少功？2、一種氫氣燃料的汽車，質(zhì)量為m=2.0 X 103kg,發(fā)動(dòng)機(jī)的額定輸出功率為80kW行駛在平直公路上時(shí)所受阻力恒為車重的0.1倍。若汽車從靜止開始先勻加速啟動(dòng)，加速度的大小為 a=1.0m/s2。達(dá)到額定輸出功率后，汽車保持功率不變又加速行駛了 800ml直到獲得最大速度后才勻速行駛。試求：

2、(1)汽車的最大行駛速度；(2)汽車勻加速啟動(dòng)階段結(jié)束時(shí)的速度;(3)當(dāng)速度為5m/s時(shí)，汽車牽引力的瞬時(shí)功率；(4)當(dāng)汽車的速度為 32m/s時(shí)的加速度；(5)汽車從靜止到獲得最大行駛速度所用的總時(shí)間 3.雜技演員在進(jìn)行“頂桿”表演時(shí)，用的是一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的長(zhǎng)竹 竿，質(zhì)量為30 kg的演員自桿頂由靜止開始下 滑，滑到桿底時(shí)速度正好為零.已知竹竿底部與下面頂 桿人肩部之間有一傳感器，傳感器顯示頂桿人肩部的受 力情況如圖所示，取 g= 10 m/s 2.求：(1)桿上的人下滑過程中的最大速度;(2)竹竿的長(zhǎng)度.4、如圖所示，斜面傾角為？,質(zhì)量為m的滑塊距擋板P為s,以 初速度v沿斜面上滑，滑

3、塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 ？，滑塊所受 摩擦力小于滑塊重力沿斜面的分力，若滑塊每次與擋板相碰均無機(jī) 械能損失，求滑塊經(jīng)過的路程有多大？5、如圖中兩物體質(zhì)量分別為 m和2ml滑輪的質(zhì)量和小、摩擦都不計(jì)，開始時(shí)用手托住 2m的物體，釋放后，當(dāng)2m的物體從靜止開始下降h后的速度是多少？6、一質(zhì)量為1kg的物體被人用手由靜止向上提升 1m這時(shí)物體的速度為2 m/s ,則下列說法正確的是A.手對(duì)物體做功12J B.合外力對(duì)物體做功12JC.合外力對(duì)物體做功2J D.物體克服重力做功10 J7、在下列情況下機(jī)械能不守恒的有：A.在空氣中勻速下落的降落傘B .物體沿光滑圓弧面下滑C.在空中做斜拋運(yùn)動(dòng)的鉛球（

4、不計(jì)空氣阻力）D .沿斜面勻速下滑的物體8、航天員進(jìn)行素質(zhì)訓(xùn)練時(shí)，抓住秋千桿由水平狀態(tài)向yv下擺，到達(dá)豎直狀態(tài)的過程如圖所示，航天員所受了重力的瞬時(shí)功率變化情況是A. 一直增大區(qū)一直減小C.先增大后減小Q先減小后增大9、如圖2所示，某力F=10N作用于半徑R=im勺轉(zhuǎn)盤的邊緣上, 力F的大小保持不變，但方向始終保持與作用點(diǎn)的切線方向一致，則轉(zhuǎn)動(dòng)一 周這個(gè)力F做的總功應(yīng)為:A、 0J B 、20jtJC、10J D 、20J.10、關(guān)于力對(duì)物體做功以及產(chǎn)生的效果，下列說正確的是A.滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做正功B.靜摩擦力對(duì)物體一定不做功C.物體克服某個(gè)力做功時(shí)，這個(gè)力對(duì)物體來說是動(dòng)力D.某個(gè)力對(duì)物

5、體做正功時(shí)，這個(gè)力對(duì)物體來說是動(dòng)力11、物體沿直線運(yùn)動(dòng)的v-t關(guān)系如圖所示，已知在第 1秒內(nèi)合外力對(duì)物體做的功為W則(A)從第1秒末到第3秒末合外力做功為(B)從第3秒末到第5秒末合外力做功為-4W2W(C)從第5秒末到第7秒末合外力做功為 W(D)從第3秒末到第4秒末合外力做功為0.75W。12、如圖，卷?yè)P(yáng)機(jī)的繩索通過定滑輪用力F拉位于粗糙面上的木 箱，使之沿斜面加速向上移動(dòng)。在移動(dòng)過程中，下列說法正確 的是A . F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的動(dòng)能與木箱克服摩擦力所做的功之和B . F對(duì)木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功 之和C .木箱克服重力所做的功等于木箱增加的重力勢(shì)能D .

6、 F對(duì)木箱做的功等于木箱增加的機(jī)械能與木箱克服摩擦力做的功之和13、 如下圖甲所示，質(zhì)量為 m的物塊與傾角為的斜面體相對(duì)靜止，當(dāng)斜面體沿水平面向左勻速運(yùn)動(dòng)位移s時(shí)，求物塊所受重力、支持力、摩擦力做的功和合力做的功。14、有一物體，在 A點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能為500J,從A點(diǎn)自由下落， 到地時(shí)速度是 10m/s （g=10m/s）。求：（1） A點(diǎn)離地的高度；（2） 從A點(diǎn)下落到地面這段時(shí)間內(nèi)重力做功的功率。15、一個(gè)質(zhì)量為 m=0. 20 kg的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端，且套在光豎直的圓環(huán)上，彈簧固定于環(huán)的最高點(diǎn) A,環(huán)的半徑R=0. 50 m,彈簧原長(zhǎng)Lo = 0. 50 m ,勁度系數(shù)為4.8 N

7、/m ,如圖所示，若小球從圖示位置B點(diǎn)由靜止開始滑到最低點(diǎn)C時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能E彈=0. 60J ;求：(1)小球到C點(diǎn)時(shí)的速度Vc的大小.(2)小球在C點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)的作用力(g=10 m/S2).16、如圖所示，在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿中點(diǎn)A和端點(diǎn)B各固定一質(zhì)量均為m的小球，桿可繞無摩擦的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿從水書注_oI平位置無初速釋放擺下。求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，:輕桿對(duì)A、B兩球分別做了多少功？呼17、如圖所不，一固定的楔形木塊，其斜面的傾角？= 30 ,另一邊與地面垂直，頂上有一定滑輪，一柔軟的細(xì)繩跨過定滑輪，兩端分別與物塊A和B連接，A的質(zhì)量為4m, B的質(zhì)量為m,開始時(shí)將B按在地面上不動(dòng)，然后放開手，

8、讓A 沿斜面下滑而B上升，物塊A與斜面間無摩擦，若 A沿斜面下滑s 距離后，細(xì)線突然斷了.求物塊 B上升的最大高度H.18、. 一個(gè)質(zhì)量為m=0. 20 kg的小球系于輕質(zhì)彈簧的一端，且套在光豎直的圓環(huán)上，彈簧固定于環(huán)的最高點(diǎn)A,環(huán)的半徑R=0. 50 m,彈簧原長(zhǎng)Lo = 0. 50 m ,勁度系數(shù)為4.8 N/m ,如圖所示，若小球從圖示位置B點(diǎn)由靜止開始滑到最低點(diǎn) C時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能E彈=0. 60J ;求：(1)小球到C點(diǎn)時(shí)的速度Vc的大小.(2)小球在C點(diǎn)時(shí)對(duì)環(huán)的作用力(g=10 m/S2).答案：1解：(1)設(shè)紙帶的加速度為ab鐵塊的加速度為 a.則a1 2m/s, 2 .(2)

9、 s鐵塊azt ,W fs mgs鐵塊 .05J， 2 40m/s 20m/s 2 X104W 0.25m/s 2 55s3解：(1)以人為研究對(duì)象，人加速下滑過程中受重力mg和桿對(duì)人的彳用力F,由題圖可知，人加速下滑過程中桿對(duì)人的作用力F1為180 N.由牛頓第二定律得mg F1 =ma,貝U a=4 m/s 2.,a2g 1m/s2,L - a1t2 -a2t2 ,得 t=1s。221s末人的速度達(dá)到最大，則 v= at 1=4 m/s.(2)加速下降時(shí)位移為：s1 1ati2 =2 m.2減速下降時(shí)，由動(dòng)能定理得(mg F2)s2 0 - mv2,2代入數(shù)據(jù)解得s2 4m, s s, s

10、2 6m.4解析：由于滑塊重力沿斜面向下的分力大于滑塊所受摩擦力，所以可斷定滑塊最終將?？吭趽醢逄?從以 v向上滑動(dòng)至最終停下,設(shè)滑塊經(jīng)過的路程為l ,則重力做正功，摩擦力做負(fù)功.解法一：此過程重力對(duì)滑塊做功 W= mgssn?,摩擦力做功 W= - ? mglcos?對(duì)滑塊由動(dòng)能定理，有:mgss n? - ? mglcos? =0-1mV解得 | = gssin v2/2 g cos解法二：由能量轉(zhuǎn)化與守恒求解，此過程滑塊機(jī)械能的減少Ei = mgsS n? +mV ,克服摩擦力做功轉(zhuǎn)化的內(nèi)能 E = ?2mgpos?l,由能量守恒定律有 E=AE2即 mgsSn ? +1mV=? mgl

11、cos?2同樣可解出l .2 g cos5.解析：細(xì)繩的拉力分別對(duì)物m和物2m做正功和負(fù)功，所以物 m和物2m各自的機(jī)械能都不守恒,但物m和物2m構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故以系統(tǒng)為研究對(duì)象.此過程中系統(tǒng)減少的勢(shì)能為2mgh- mg、mgh系統(tǒng)增加的動(dòng)能為1(3m)2根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有12mgh= (3n)v, v= *2gh/3 2答案：2gh/36 ACD 7 AD 8 C 9 B 10 D 11 CD 12 CD13分析與解答：物塊受重力mg,支持力N和靜摩擦力f ,如上圖乙所示，物塊隨斜面體勻速運(yùn)動(dòng)，所受合力為零，所以， N mgcos , f mgsin 。物塊位移為s,重力與位移的

12、夾角為 一，重力做功WG 0。 2G支持力N與s的夾角為一 ,2支持力做功 WN Nscos 一 mg - ssin cos。 2靜摩擦力 f與s的夾角為()，f 做的功Wf f - scos( ) mgssin cos .合力F做的功WF是各個(gè)力做功的代數(shù)和14 (1) 5m(2) 500W15、解：小球由B點(diǎn)滑到C點(diǎn)，彈簧和小球機(jī)械能守恒有得 vc=3 m/s.(2)在 C點(diǎn)時(shí)有 F彈 k(2R lo) 2.4N ,設(shè)環(huán)對(duì)小球作用力為 N,方向指向圓心，則2 v彈F彈 N mg m ,N 3.2N . R小球?qū)Νh(huán)作用力為N , N N 3.2N .16錯(cuò)解：由于桿的彈力總垂直于小球的運(yùn)動(dòng)方向，所以輕桿對(duì)A、B兩球均不做功。分析糾錯(cuò)：設(shè)當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，A球和B球的速度分別為Va和Vb0如果把輕桿、地球、兩個(gè)小球構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象，那么由于桿和小球的相互作用力做功總和等于零，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒。若取B的最低點(diǎn)為零重力勢(shì)能參考平面，可得：2mgLmV； 1mV2 - mgL222又因A球?qū)球在各個(gè)時(shí)刻對(duì)應(yīng)的角速度相同，故Vb= 2VA由以上二式得：Va , 3gLM 112gL. ,5. 5根據(jù)動(dòng)能定理，可解出桿對(duì) A B做的功。對(duì)于A有W+mgL/2=1 mV； -O ,所以 VA=- 0.2 mgL.對(duì)于 B 有 WB+mgL=1