高中物理 第五章 機械能(A卷)練習

1、第五章 機械能（A卷）一、本題共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，全部選對得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分.1.一質量為m的木塊靜止在光滑水平面上，從t=0開始將一個大小為F的水平拉力作用在該木塊上，在t=t1時刻的功率是（）A. B. C. D.解析：設t1時刻木塊速度為v，則由動量定理得Ft1=mv，v=t1，又P=Fv=F·t1=t1，故正確選項為B.答案：B2.如圖所示，在地面上以速度v0拋出質量為m的物體，拋出后物體落到比地面低h的海平面上，若以地面為零勢能參考平面且不計空氣阻力，則下列說

2、法中不正確的是（）A.物體到海平面時的勢能為mghB.重力對物體做的功為mghC.物體在海平面上的動能為m+mghD.物體在海平面上的機械能為m解析：先規(guī)定地面為零勢能面，物體在海平面的勢能為-mgh，因此A選項錯誤；此過程重力做功為mgh，故B選項正確.由機械能守恒知，物體在海平面處的動能m+mgh，因而C選項正確.而勢能為-mgh，故機械能為m.故D選項正確，錯誤說法為A.答案：A3.如圖所示，質量相同的兩個小球，分別用長為l和2l的細繩懸掛在天花板上，分別拉起小球使線伸直呈水平狀態(tài)，然后輕輕釋放，當小球到達最低位置時（）A.兩球運動的線速度相等B.兩球運動的角速度相等C.兩球運動的加速度

3、相等D.細繩對兩球的拉力相等解析：設小球到達最低點的線速度為v，繩長為x，從水平運動到豎直過程中機械能守恒，應用機械能守恒定律有：mgx=mv2v=所以x不同、線速度不同，A錯.又因為=，所以x不同，也不同，B也錯誤.a=2g.C選項正確T=mg+m=mg+m·2g=3mgD選項正確.答案：CD4.行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產生電流.下述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是（）物體克服阻力做功物體的動能轉化為其他形式的能量物體的勢能轉化為其他形式的能量物體的機械能轉化為其他形

4、式的能量A. B. C. D.解析：汽車制動受到摩擦阻力，動能轉化為內能；流星在空中下墜受到空氣阻力，動能和勢能不斷轉化為內能；降落傘在空中勻速下降，受到空氣阻力，勢能轉化為內能；條形磁鐵在線圈中下落，在線圈中產生感應電流，該電流又阻礙磁鐵下落（產生磁場），機械能轉化為電能，最終又轉化為內能.答案：C5.關于機械能，下列說法中正確的是（）做變速運動的物體，只要有摩擦力存在，其機械能一定減少如果物體所受合外力不為零，則物體的機械能一定發(fā)生變化具有一定初速率做拋體運動的某物體，不計空氣阻力時機械能是守恒的，因而該物體在同一水平高度處，具有相同的速率在水平面上做變速運動的物體，它的機械能不一定變化A

5、. B. C. D.解析：系統(tǒng)內只有重力（或彈簧的彈力）做功，系統(tǒng)的機械能守恒，如摩擦力做正功，機械能增加，則錯；如物體在水平面內做勻速圓周運動，其機械能不變化；則錯對；拋體運動只有重力做功；則對.答案：C6.如圖所示，質量為m的a、b兩球固定在輕桿的兩端，桿可繞O點在豎直面內無摩擦轉動，已知兩物體距O點的距離L1L2，現(xiàn)由圖示位置由靜止釋放，則在a下降過程中（）A.桿對a不做功 B.桿對b不做功C.桿對a做負功 D.桿對b做負功解析：桿可繞O點在豎直平面內無摩擦地轉動，所以，整個系統(tǒng)沒有機械能損失.當a球下降過程中，b球的重力勢能和動能均增加，所以b球的機械能增加，a球的機械能減少，只有重力

6、做功時機械能守恒，故只有桿對a做負功時，a的機械能才減少.答案：C7.一小球以初速度v0豎直上拋，它能到達的最大高度為H，那么下列幾種情況中小球可能達到高度H的有（忽略空氣阻力）（）A.圖a,以初速度v0沿光滑斜面向上運動B.圖b,以初速度v0沿光滑的拋物線軌道,從最低點向上運動C.圖c,以初速度v0沿半徑為R(H>R>H/2)的光滑圓軌道，從最低點向上運動D.圖d，以初速度v0沿半徑為R（R>H）的光滑圓軌道，從最低點向上運動解析:依題意，將小球以初速度v0豎直上拋時對應的機械能守恒方程為m=mgH，即該小球在最高點速度為零.顯然題中所給的四種情況中，選項A、B和D都能滿足

7、要求，但圖c中由于H>R>H/2，小球在達到高度H之前就已經脫離圓形軌道做斜拋運動，斜拋運動的最高點具有水平速度，即該位置小球具有動能，對應的機械能方程應該是m=mgH+ mv2,所以最終的結果是H<H.答案:ABD8.一個小物體從斜面底端沖上足夠長的斜面后，返回斜面的底端.已知小物體的初動能為E，它返回斜面底端時速度大小為v，克服摩擦力做功為E/2.若小物體沖上斜面的初動能變?yōu)?E，則有（）A.返回斜面底端時的動能為EB.返回斜面底端時的動能為3E/2C.返回斜面底端時的速度大小為2vD.返回斜面底端時的速度大小為2v解析：由功能關系，以E初動能上滑時（F+mgsin）s=

8、E2Fs=mv2以2E初動能上滑時（F+mgsin）s=2E2Fs=2E-EE= mv2由上述六個式子得E=E，v=v答案：AD9.在光滑水平地面上有兩個相同的彈性小球A、B，質量都為m.現(xiàn)B球靜止，A球向B球運動，發(fā)生正碰.已知碰撞過程中總機械能守恒，兩球壓縮最緊時的彈性勢能為Ep，則碰前A球的速度等于（）A.B.C.D.解析：兩球壓縮最緊時速度相等，則mv0=2mvEP= m-12·2mv2由解得v0=2答案：C10.在有空氣阻力的情況下，將一物體由地面豎直上拋，當它上升至距地面h1高度時，其動能與重力勢能相等，當它下降至離地面h2高度時，其動能又恰與重力勢能相等，已知拋出后上升

9、的最大高度為H，則（）A.h1，h2 B.h1，h2C.h1，h2H2 D.h1，h2解析：考慮物體上升到高處時，由于它還會上升，又存在空氣阻力，則此時的動能Ek大于后階段增大的重力勢能mgH，即此時的動能大于重力勢能mgH，可見要繼續(xù)上升，動能才會與重力勢能相等.得h1.再考慮從H高處下落至H2高處，此時動能EkmgH，要繼續(xù)下落，動能才能與重力勢能相等，得h2，選A.答案：A二、本題共2小題共13分，把答案填寫在題中的橫線上或按要求作圖.11.驗證機械能守恒定律的實驗中，有下述A至F六步驟：A.將打點計時器豎直固定在鐵架臺上B.接通電源，再松開紙帶，讓重物自由落下C.取下紙帶，更換新紙帶（

10、或將紙帶翻個面），重新做實驗D.將重物固定在紙帶的一端，讓紙帶穿過打點計時器，用手提紙帶E.選擇一條紙帶，用刻度尺測出物體下落的高度h1、h2、h3hn，計算出對應的瞬時速度F.分別計算出m和mghn，在誤差范圍內看是否相等（1）以上實驗步驟按合理的操作步驟排列應是_.（2）m 總是mgh，原因是_.答案：（1）A、D、B、C、E、F（2）小于有摩擦力和空氣阻力做負功12.在“驗證機械能守恒定律”的實驗中，打點計時器所用電源頻率為50 Hz當地重力加速度的值為9.80 m/s2，測得所用重物的質量為1.0 kg，甲、乙、丙三個學生分別用同一裝置打出三條紙帶，量出各紙帶上的第1、2兩點間的距離分

11、別為0.18 cm、0.19 cm和0.25 cm，可看出其中肯定有一個學生在操作上有錯誤，錯誤操作是_.若按實驗要求正確地選出紙帶進行測量，量得連續(xù)三點A、B、C到第一個點的距離分別是15.55 cm、19.20 cm和23.23 cm，當打點計時器打B點時，重物的重力勢能減少量為_J，重物的動能增加量是_J（保留三位有效數字）.解析：先放紙帶后通電源，則物體在1、2兩點運動不是從靜止開始，不符合實驗要求.若v0=0，則經過0.02 s的時間，位移h= gt2= ×9.8×0.022m=1.96×10-3m=0.196 cm，h不會超過2.0 mm.故丙同學操作

12、錯誤.打B點時，Ep=mghB=1.0×9.8×19.2×10-2J=1.88 J對應B點速度vB=m/s=1.92 m/s動能增量Ek= m= ×1.0×1.922 J=1.84 J答案：丙同學先放紙帶后通電源1.881.84三、本題共5題，共67分，解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位.13.如圖所示，跨過同一高度處的光滑滑輪的細線連接著質量相同的物體A和B.A套在光滑水平桿上，定滑輪離水平桿高度為h=0.2 m.開始讓連接A的細線與水平桿夾角=53°

13、;，由靜止釋放，在以后的過程中A所能獲得的最大速度為多少？（cos53°=0.6sin53°=0.8g=10 m/s2）解析：當與A連接的細線運動到豎直方向時，A的速度最大，此時B的速度為零，由機械能守恒得mg（）= mv2，代入數據得v=1m/s.答案：1m/s14.如圖所示，一輕桿上有質量相等的小球a、b，輕桿可繞O點在豎直平面內自由轉動，Oa=ab=L，先將桿拉成水平后，由靜止開始釋放，求輕桿轉到豎直方向時，a、b兩個小球的速度.解析：此題容易被認為a、b兩小球在下擺過程中各自機械能守恒，而事實上重力和輕桿對a、b均做功使其機械能不守恒，但是a、b組成的系統(tǒng)與外界沒有

14、能量交換，系統(tǒng)機械能還是守恒的.設桿轉到豎直方向時，a、b速度大小分別為va、vb，規(guī)定b球最低點所在水平面為零勢能面，由E1=E2得2mg·2L=m+ m+mgL且vb=2va由上述兩式可求得va=；vb=.答案：va=；vb=.15.質量為500 t的汽車，以恒定功率沿平直軌道行駛，在3 min內行駛1.45 km，速度由18 km/h增加到最大速度54 km/h，求機車的功率（g=10 m/s2）.解析：由于整個過程中列車所受的牽引力不是恒力，因此加速度不是恒量，運動學中勻變速直線運動公式不能用.可以由動能定理得W牽+W阻= m - mv2其中W阻=-Fs，W牽是一個變力的功，

15、但因該力的功率恒定，故可用W=Pt計算.這樣式變?yōu)镻t-Fs= m-mv2又因達最大速度時F=F，故vm=聯(lián)立解得P=600 kW.答案：600 kW16.如圖所示，一條不可伸縮的輕繩長為L，一端用手握著，另一端系一個小球.今使手握的一端在水平桌面上做半徑為r、角速度為的勻速圓周運動，且使繩始終與半徑為r的圓相切，小球也將在同一水平面內做勻速圓周運動.若人手提供的功率恒為P，求：（1）小球做圓周運動的線速度的大小；（2）小球在運動過程中所受到的摩擦阻力的大小. 解析：（1）小球做勻速圓周運動的半徑為R=小球做勻速圓周運動的角速度跟手轉動的角速度相等，故球的線速度大小為v=R=.（2）因小球做勻速圓周運動，所以，人對球做功的功率等于小球克服摩擦力做功的功率，即P=FfvFf=.答案：（1）（2）17.如圖所示,光滑坡道頂端距水平面高度為h,質量為m的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下,進入水平面上的滑道,經過O點時無機械能損失,為使A制動,將輕彈簧的一端固定在豎直墻上的M點,另一端恰位于滑道的末端O點.已知在OM段,物塊A與水平面間的動摩擦因數為,其余各處的摩擦不計,重力加速度為g,求:(1)小物塊滑到O點時的速度大小;(2)彈簧為最大壓縮量d時的彈性勢能;(設