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1、功和機(jī)械能1
一 、單選題(本大題共5小題 。在每小題給出的四個選項中,只有一個選項是符合題目要求的)
1.30°
m
h
如圖所示,一固定斜面的傾角為30°,質(zhì)量為m的小物塊以某一初速度從底端沿斜面向上運(yùn)動,其加速度大小為g,在小物塊上升高度為h的過程中,下列判斷正確的是
A.小物塊的動能減少了mgh
B.小物塊的機(jī)械能減少了mgh
C.小物塊的重力勢能增加了mgh
D.小物塊克服摩擦力做功的功率隨時間均勻減小
2. 把動力裝置分散安裝在每節(jié)車廂上,使其既具有牽引動力,又可以載客,這樣的客車車廂叫做動車.而動車組就是幾節(jié)自帶動力的車廂加幾節(jié)不帶動力的車廂編成一組.帶
2、動力的車廂叫動車,不帶動力的車廂叫拖車.設(shè)動車組運(yùn)行過程中的阻力與質(zhì)量成正比,每節(jié)動車與拖車的質(zhì)量都相等,每節(jié)動車的額定功率都相等,若開動一節(jié)動車帶三節(jié)拖車,最大速度可達(dá)到150km/h.當(dāng)開動二節(jié)動車帶三節(jié)拖車時,最大速度可達(dá)到( ?。?
A.
200km/h
B.
240km/h
C.
280km/h
D.
300km/h
3. 如右圖所示,質(zhì)量為M、長度為l的小車靜止在光滑的水平面上.質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動.物塊和小車之間的摩擦力為Ff,物塊滑到小車的最右端時,小車運(yùn)動
3、的距離為x,在這個過程中,以下結(jié)論不正確的是( )
A.物塊到達(dá)小車最右端時具有的動能為(F -Ff)(l+x)
B.物塊到達(dá)小車最右端時,小車具有的動能為Ff x
C.物塊克服摩擦力所做的功為Ff(l+x)
D.物塊和小車增加的機(jī)械能為Fx
4. 如圖所示,將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時,將另一相同質(zhì)量的小球b從距地面h處以初速度v0水平拋出,兩球恰好同時到達(dá)同一水平高度處(不計空氣阻力)。下列說法中正確的是( )
A.兩小球落地時的速度相同
B.兩小球落地時,重力的瞬時功率相同
C.到達(dá)同一水平的高度后的任意時刻,重力對球a做功功率和
4、對球b做功功率相等
D.從開始運(yùn)動到兩球到達(dá)同一水平高度,球a動能的減少量等于球b動能的增加量
5. 如圖所示,在空間中存在豎直向上的勻強(qiáng)電場,質(zhì)量為m、電荷量為+q的物塊從A點(diǎn)由靜止開始下落,加速度為g,下落高度H到B點(diǎn)后與一輕彈簧接觸,又下落 h后到達(dá)最低點(diǎn)C,整個過程中不計空氣阻力,且彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g,則帶電物塊在由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)過程中,下列說法正確的是( ?。?
A. 該勻強(qiáng)電場的電場強(qiáng)度為
B. 帶電物塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能減少量為
C. 帶電物塊電勢能的增加量為mg(H+h)
D. 彈簧的彈性勢能的增加量為
5、
二 、多選題(本大題共2小題 )
6. 如圖所示,細(xì)繩的一端繞過定滑輪與木箱相連,現(xiàn)以大小恒定的拉力F拉動細(xì)繩,將靜置于A點(diǎn)的木箱經(jīng)B點(diǎn)移到C點(diǎn)(AB=BC),地面平直且與木箱的動摩擦因數(shù)處處相等.設(shè)從A到B和從B到C的過程中,F(xiàn)做功分別為W1、W2,克服摩擦力做功分別為Q1、Q2,木箱經(jīng)過B、C時的動能和F的功率分別為EkB、EkC和PB、PC,則下列關(guān)系一定成立的有( )
A.
W1>W(wǎng)2
B.
Q1>Q2
C.
EkB<EkC
D.
PB>PC
7.(2015?普陀區(qū)一模)小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上(如圖甲),在剛接觸輕彈簧的瞬間(如圖乙)
6、,速度是5m/s,將彈簧壓縮到最短(如圖丙)的整個過程中,小球的速度v和彈簧縮短的長度△x之間的關(guān)系如圖丁所示,其中A為曲線的最高點(diǎn).已知該小球重為2N,彈簧在受到撞擊至壓縮到最短的過程中始終發(fā)生彈性形變,彈簧的彈力大小與形變成正比.下列說法正確的是( ?。?
A.
在撞擊輕彈簧到輕彈簧壓縮至最短的過程中,小球的動能先變大后變小
B.
從撞擊輕彈簧到它被壓縮至最短的過程中,小球的機(jī)械能先增大后減小
C.
小球在速度最大時受到的彈力為2N
D.
此過程中,彈簧被壓縮時產(chǎn)生的最大彈力為12.2N
三 、簡答題(本大題共2小題 )
7、
8. 如圖所示,固定在水平地面上的工件,由AB和BD兩部分組成,其中AB部分為光滑的圓弧,AOB=37o,圓弧的半徑R=0.5m;BD部分水平,長度為0.2m,C為BD的中點(diǎn)?,F(xiàn)有一質(zhì)量m=lkg,可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊從A端由靜止釋放,恰好能運(yùn)動到D點(diǎn)。(g=10m/s2,sin37o=0.6,cos37o=0.8)求:
(1)物塊運(yùn)動到B點(diǎn)時,對工件的壓力大小;
(2)為使物塊恰好運(yùn)動到C點(diǎn)靜止,可以在物塊運(yùn)動到B點(diǎn)后,對它施加一豎直向下的恒力F,F(xiàn)應(yīng)為多大?
8、
9. 如圖所示,水平面的動摩擦因數(shù)μ=0.4,一輕質(zhì)彈簧,左端固定在A點(diǎn),自然狀態(tài)時其右端位于O點(diǎn).水平面右側(cè)有一豎直光滑圓形軌道在C點(diǎn)與水平面平滑連接,圓心O′,半徑R=0.4m.另一輕質(zhì)彈簧一端固定在O′點(diǎn)的軸上,一端拴著一個小球,彈簧的原長為l0=0.5m,勁度系數(shù)k=100N/m.用質(zhì)量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到B點(diǎn)(物體與彈簧不拴接),釋放后物塊恰運(yùn)動到C點(diǎn)停止,BC間距離L=2m.換同種材料、質(zhì)量m2=0.2kg的物塊重復(fù)上述過程.(物塊、小球均視為質(zhì)點(diǎn),g=10m/s2)求:
(1)物塊m2到C點(diǎn)時的速度大小vC;
(2)若小球的質(zhì)量也為m2,若物
9、塊與小球碰撞后交換速度,論證小球是否能通過最高點(diǎn)D.若能通過,求出軌道最高點(diǎn)對小球的彈力N;若不能通過,求出小球離開軌道時的位置和O′連線與豎直方向的夾角θ的余弦值;
(3)在(2)問的基礎(chǔ)上,若將拴著小球的彈簧換為勁度系數(shù)k'=10N/m,再次求解.
0.2016萬卷周測卷(九)答案解析
一 、單選題
1.【答案】D
2.【答案】B.
考點(diǎn):
功率、平均功率和瞬時功率..
專題:
功率的計算專題.
分析:
當(dāng)功率一定時,當(dāng)牽引力等于阻力時,速度達(dá)到最大.根據(jù)P=Fv=fv去求最大速度.
解答:
解:若開動一節(jié)動車帶三節(jié)拖車,最大速度可
10、達(dá)到150km/h.汽車的功率為P,設(shè)每節(jié)車廂所受的阻力為f,則有
P=4fv,當(dāng)開動二節(jié)動車帶三節(jié)拖車時,有2P=5fv′,聯(lián)立兩式解得v′=240km/h.故B正確,A、C、D錯誤.
故選B.
點(diǎn)評:
解決本題的關(guān)鍵知道功率與牽引力的關(guān)系,以及知道功率一定,當(dāng)牽引力與阻力相等時,速度最大.
3.【答案】D
4.【答案】D
5.【答案】D.
【考點(diǎn)】:功能關(guān)系;電勢能.
【分析】:根據(jù)牛頓第二定律求出電場強(qiáng)度的大小,根據(jù)除重力和彈力以外其它力做功得出系統(tǒng)機(jī)械能的變化量.根據(jù)電場力做功求出電勢能的變化量.根據(jù)動能定理求出彈簧彈力做功,從而得出彈性勢能的變化量.
【解析】
11、: 解:A、物體靜止開始下落時的加速度為,根據(jù)牛頓第二定律得:mg﹣qE=ma,解得:E=,故A錯誤.
B、從A到C的過程中,除重力和彈力以外,只有電場力做功,電場力做功為:,可知機(jī)械能減小量為.故B錯誤.
C、從A到C過程中,電場力做功為,則電勢能增加量為.故C錯誤.
D、根據(jù)動能定理得:=0,解得彈力做功為:,即彈性勢能增加量為,故D正確.
故選:D.
【點(diǎn)評】:本題考查了功能關(guān)系,知道合力做功等于動能的變化量,電場力做功等于電勢能的減小量,重力做功等于重力勢能的減小量,除重力或彈力以外其它力做功等于機(jī)械能的增量.
二 、多選題
6.【答案】AB
考點(diǎn):
動能定
12、理的應(yīng)用;功率、平均功率和瞬時功率..
專題:
動能定理的應(yīng)用專題.
分析:
根據(jù)功的計算公式,分析W1與W2的大小關(guān)系.對物體進(jìn)行受力分析,根據(jù)豎直方向上平衡狀態(tài)求出正壓力,根據(jù)滑動摩擦力的公式表示出該力.根據(jù)細(xì)繩與水平方向夾角θ角增大去判斷摩擦力的變化.運(yùn)用功的定義式定性分析功的變化.分析木箱的運(yùn)動情況,判斷EkB與EkC、PB與PC的大小
解答:
解:A、根據(jù)功的定義式W=FLcosθ,θ增大,F(xiàn)不變,在相同位移L上拉力F做的功減?。捎谖矬w被繞過光滑定滑輪的輕繩系著,拉力為恒力,所以拉力做的功等于細(xì)繩對物體所做的功.即有W1>W(wǎng)2.故A正確.
B、物體受力如圖所示,將F在
13、水平和豎直方向上分解,由物體在豎直方向上平衡得:N+Fsinθ=mg
因此滑動摩擦力f=μN(yùn)=μ(mg﹣Fsinθ),物體從A向C運(yùn)動的過程中細(xì)繩與水平方向夾角θ角增大,所以滑動摩擦力減小,位移相等,則克服摩擦力做功的大小為Q1>Q2.故B正確.
C、D、由于Fcosα與摩擦力f的大小關(guān)系無法確定,木箱的運(yùn)動情況無法確定,木箱經(jīng)過B、C兩點(diǎn)的速度大小無法確定,則EkB與EkC、及PB與PC的大小關(guān)系無法確定.故CD錯誤.
故選:AB
點(diǎn)評:
判斷一個力的變化,我們應(yīng)該先把這個力運(yùn)用物理規(guī)律表示出來,再根據(jù)關(guān)系式里的物理量的變化找出這個力的變化.功的定義式雖然不能定量求解功的大小,但可
14、以定性分析功的變化.
7.【答案】ACD.
考點(diǎn):
功能關(guān)系;彈性勢能.
分析:
小球的速度先增加后減小,故其動能先增大后減小,在整個過程中只有重力和彈簧彈力對小球做功,故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,在壓縮彈簧的過程中彈簧的彈性勢能增加故小球的機(jī)械能減小,小球速度最大時彈力大小與小球的重力平衡,根據(jù)胡克定律求彈簧壓縮時產(chǎn)生的最大彈力.
解答:
A、由圖可知,小球的速度先增加后減小,故小球的動能先增大后減小,故A正確;
B、在小球下落過程中至彈簧壓縮最短時,只有重力和彈簧彈力做功,故小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,在壓縮彈簧的過程中彈簧的彈性勢能增加,故小球的機(jī)械能減小,
15、所以B錯誤;
C、小球下落時,當(dāng)重力與彈簧彈力平衡時小球的速度最大,據(jù)此有:小球受到的彈力大小與小球的重力大小平衡,故此時小球受到的彈力為2N,故C正確;
D、小球速度最大時,小球的彈力為2N,此時小球的形變量為0.1m,故可得彈簧的勁度系數(shù)k=20N/m,故彈簧彈力最大時形變量最大,根據(jù)胡克定律知,小球受到的最大彈力為Fmax=kxmax=20×0.61N=12.2N,故D正確.
故選:ACD.
點(diǎn)評:
本題考查學(xué)生對圖象的認(rèn)識,知道小球落在彈簧上后先做加速運(yùn)動達(dá)到最大速度后再做減速運(yùn)動,這是解決問題的根本,能根據(jù)速度最大的條件求得彈簧的勁度系數(shù)是關(guān)鍵.
三 、簡答題
16、8. (1)物塊運(yùn)動到由A運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中,由機(jī)械能守恒定律有:
在B點(diǎn)由牛頓第二定律有:
解得
由牛頓第三定律有:
(2)物塊運(yùn)動到由B運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中,由動能定理有:
物塊運(yùn)動到由B運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中,由動能定理有:
解得:
說明:若用其它方法解題全部正確的給滿分,部分正確的給步驟分,酌情適當(dāng)放寬標(biāo)準(zhǔn)給分,牛頓第三定律沒寫的放寬標(biāo)準(zhǔn)給分(老師講課時強(qiáng)調(diào)一下就可以了)
9.
考點(diǎn):
動能定理;向心力..
專題:
動能定理的應(yīng)用專題.
分析:
(1)從B到C有動能定理可求得到達(dá)C點(diǎn)速度;
(2)假設(shè)通過最高點(diǎn),從C到D由動能定理求的D點(diǎn)速度,在D點(diǎn)
17、由牛頓第二定律即可判斷;
(3)假設(shè)通過最高點(diǎn),從C到D由動能定理求的D點(diǎn)速度,在D點(diǎn)由牛頓第二定律即可判斷,在利用動能定理即可求的夾角
解答:
解:(1)m1從B到C的過程:EP=μm1gL
m2從B到C的過程:
聯(lián)立解得:vC=4m/s
(2)碰后交換速度,小球以vC=4m/s向上運(yùn)動,假設(shè)能到高點(diǎn),從C到D的過程:
解得:vD=0m/s
對D點(diǎn):N+m2g﹣k(l0﹣R)=0
解得:N=8N,求解結(jié)果的合理性,說明假設(shè)是正確的,小球可以通過最高點(diǎn)
(3)假設(shè)能到高點(diǎn),最高點(diǎn)彈力:N'+m2g﹣k'(l0﹣R)=0
解得:N=﹣1N,求解結(jié)果的不合理,說明假設(shè)是錯誤的,小球不可以通過最高點(diǎn))
小球離開軌道時的位置E和O'連線與豎直方向的夾角θ,此時小球速度vE
由動能定理:
對E點(diǎn):
聯(lián)立解得:,
即:
答:(1)物塊m2到C點(diǎn)時的速度大小vC4m/s
(2)若小球的質(zhì)量也為m2,若物塊與小球碰撞后交換速度,小球能通過最高點(diǎn)D.軌道最高點(diǎn)對小球的彈力N為8N;
(3)若將拴著小球的彈簧換為勁度系數(shù)k'=10N/m,小球不能通過最高點(diǎn)D.夾角為
點(diǎn)評:
題是動能定理與向心力公式的綜合應(yīng)用來處理圓周運(yùn)動問題.利用功能關(guān)系解題的優(yōu)點(diǎn)在于不用分析復(fù)雜的運(yùn)動過程,只關(guān)心初末狀態(tài)即可,平時要加強(qiáng)訓(xùn)練深刻體會這一點(diǎn).