1、章末检测试卷(四)第八章机械能守恒定律解析由题意知，汽车受到的阻力为Ff，当加速度为a时，由牛顿第二定律有FFfma，得FFfma；已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep_，(maFf)v D.(1)为完成此实验，除了图中所示器材，还必需的器材有_.(2)计算弹簧压缩至最短时弹性势能的表达式是Ep_(用上问所填的符号表示，重力加速度为g).当汽车的速度为v、加速度为a时，发动机的实际功率为W1W2，Q1Q2 D.物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力做功为7.mg(hh)2mgd0，(3分)重力对m0做的功等于m0动能的
2、增加发射过程中的火箭加速上升式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速度大小.又W弹Epmax0，(2分)物体A减少的机械能转化为了弹簧的弹性势能，已知物体从开始运动到斜面最高点的vt图像如图乙所示，不计空气阻力及连接处的能量损失，g取10 m/s2，sin 370.解析物块由最高点滑到将弹簧压缩到最短的过程中，动能定理既可以计算恒力做功，又可以计算变力做功，选项B正确；解析由题图乙可知物体沿斜面上升的最大距离：电梯中的货物随电梯一起匀速下降物体上升过程中，由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma，解得a解析由题图乙可知物体沿斜面上升的最大距离：因A落地后不再运动，则弹簧的形变量不再变
3、化，弹力不会再增大，故B不可能离开挡板向上运动，D错误.解析物块由最高点滑到将弹簧压缩到最短的过程中，6，cos 370.(maFf)v D.一、单项选择题(本题共8小题，每题3分，共24分.)1.关于功和功率的计算，下列说法正确的是A.用WFlcos 可以计算变力做功B.用W合Ek2Ek1可以计算变力做功C.用WPt只能计算恒力做功D.用P 可以计算瞬时功率123456789 101112131415 161718解析功的公式WFlcos 只能计算恒力做功，选项A错误；动能定理既可以计算恒力做功，又可以计算变力做功，选项B正确；公式WPt适用于功率不变的情况，当物体处于加速阶段且功率不变时，
4、牵引力是变力，仍适用，选项C错误；123456789 101112131415 1617182.在下列所描述的运动过程中，若物体所受的空气阻力均可忽略不计，则机械能守恒的是A.小孩沿滑梯匀速滑下B.电梯中的货物随电梯一起匀速下降C.发射过程中的火箭加速上升D.被投掷出的铅球在空中运动123456789 1011121315141617183.质量为m的汽车在平直公路上行驶，阻力Ff保持不变.当汽车的速度为v、加速度为a时，发动机的实际功率为A.Ffv B.mavC.(maFf)v D.(maFf)v123456789 10111213151416解析由题意知，汽车受到的阻力为Ff，当加速度为a
5、时，由牛顿第二定律有FFfma，得FFfma；根据PFv，则发动机的实际功率为P(Ffma)v，选项C正确.17184.用起重机将一个质量为m的物体以加速度a竖直向上匀加速提升高度H，重力加速度为g，在这个过程中，以下说法正确的是A.起重机对物体的拉力大小为maB.物体的机械能增加了mgHC.物体的动能增加了maHD.物体的机械能增加了maH123456789 10111213151416解析物体所受的合外力为ma，拉力为m(ga)，物体增加的机械能等于拉力做的功，即m(ga)H，故A、B、D错误；物体增加的动能等于合外力做的功，即maH，故C正确.17185.(2019黑龙江大庆中学高一期末
6、)如图1，倾角37的光滑斜面固定在水平面上，斜面长L0.75 m，质量m1.0 kg的物块(可视为质点)从斜面顶端无初速度释放，sin 370.6，cos 370.8，重力加速度g取10 m/s2，则A.物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力做功为7.5 JB.物块滑到斜面底端时的动能为1.5 JC.物块从斜面顶端滑到底端的过程中重力的平均功率为 24 WD.物块滑到斜面底端时重力的瞬时功率为18 W123456789 10111213151416图图11718(7分)如图9所示的装置为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图.(5分)为了测定一根轻弹簧压缩至最短时能储存的弹性势能的大小，可将弹簧固
7、定在带有光滑凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘上.(10分)(2019资阳市高一下学期期末)如图12所示，水平长直轨道AB与半径为R0.解析重力做的功为WGmgLsin 4.两滑块组成系统的机械能损失等于m0克服摩擦力做的功如图8甲所示，物体以一定的初速度v0从倾角为37的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3 m，选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示.解析由题意知，汽车受到的阻力为Ff，当加速度为a时，由牛顿第二定律有FFfma，得FFfma；因A落地后不再运动，则弹簧的形变量不再变化，弹力不会再增大，故B不可能离开挡板向上运动，D错误.因A
8、落地后不再运动，则弹簧的形变量不再变化，弹力不会再增大，故B不可能离开挡板向上运动，D错误.2，取g10 m/s2.物体的机械能增加了mgH(1)需要测定的物理量是_(1)为完成此实验，除了图中所示器材，还必需的器材有_.重力对m0做的功等于m0动能的增加打点计时器应接到直流电源上此后物体做匀速直线运动，解析重力做的功为WGmgLsin 4.解析由题图乙知物体1 s末的速度v110 m/s (1分)又W弹Epmax0，(2分)用P 可以计算瞬时功率在物体从斜面底端上升到斜面最高点再返回斜面底端的过程中，关于功和功率的计算，下列说法正确的是如图7所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧
9、，物体B的质量为2m，放置在倾角为30的光滑斜面上，物体A的质量为m，用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳伸直且B与轻滑轮间的弹簧和细绳均与斜面平行，A与地面的距离为h，物体B静止在斜面上挡板P处.动能定理既可以计算恒力做功，又可以计算变力做功，选项B正确；式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速度大小.解析重力做的功为WGmgLsin 4.5 J，故A错误；根据动能定理可得mgLsin Ek4.5 J，故B错误；123456789 10111213151416瞬时功率为Pmgvsin 18 W，故D正确.17186.如图2所示，木块A放在木块B的左端，用水平恒力F将A拉至B的右端，第一次
10、将B固定在水平地面上，F做功为W1，产生的热量为Q1；第二次让B可以在光滑水平地面上自由滑动，F做的功为W2，产生的热量为Q2，则应有A.W1W2，Q1Q2 B.W1W2，Q1Q2C.W1W2，Q1Q2 D.W1W2，Q1Q2123456789 10111213151416图图2解析F做的功WFlA，第一次lA1比第二次lA2小，故W1m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中A.两滑块组成系统的机械能守恒B.重力对m0做的功等于m0动能的增加C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加D.两
11、滑块组成系统的机械能损失等于m0克服摩擦力做的功123456789 10111213151416图图61718解析对于m0和m组成的系统，摩擦力对m0做了功，系统机械能不守恒，选项A错误；对于m0，合外力做的功等于其重力、轻绳拉力及摩擦力做功的代数和，根据动能定理可知，m0动能的增加等于合外力做的功，选项B错误；对于m，只有其重力和轻绳拉力做了功，根据动能关系可知，除了重力之外的其他力对物体做的正功等于物体机械能的增加量，选项C正确；对于m0和m组成的系统，系统内轻绳上弹力做功的代数和等于零，只有两滑块的重力和m0受到的摩擦力对系统做了功，根据功能关系得，m0的摩擦力对系统做的功等于系统机械能
12、的损失量，选项D正确.123456789 10111213151416171811.如图7所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体B的质量为2m，放置在倾角为30的光滑斜面上，物体A的质量为m，用手托着物体A使弹簧处于原长，细绳伸直且B与轻滑轮间的弹簧和细绳均与斜面平行，A与地面的距离为h，物体B静止在斜面上挡板P处.放手后物体A下落，与地面即将接触时速度大小为v，此时物体B对挡板恰好无压力，不计空气阻力，重力加速度为g，则下列说法正确的是123456789 10111213151416图图71718解析A物体下落h，则弹簧的形变量是h，B物体处于静止状态，物体A减少的机械能转
13、化为了弹簧的弹性势能，123456789 10111213151416此时弹簧弹力为mg，则A受到细绳的拉力为mg，故A物体受力平衡，加速度为0，C错误；因A落地后不再运动，则弹簧的形变量不再变化，弹力不会再增大，故B不可能离开挡板向上运动，D错误.171812.如图8甲所示，物体以一定的初速度v0从倾角为37的斜面底端沿斜面向上运动，上升的最大高度为3 m，选择地面为参考平面，上升过程中，物体的机械能E机随高度h的变化如图乙所示.g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.则下列说法正确的是A.物体的质量m1 kgB.物体与斜面间的动摩擦因数0.4C.物体上升过程的加速度大小
14、a10 m/s2D.物体回到斜面底端时的动能Ek10 J123456789 10111213151416图图81718123456789 101112131514161718123456789 10111213151416物体上升过程中，由牛顿第二定律得mgsin mgcos ma，解得a10 m/s2，故C正确；由题图乙可知，物体上升过程中摩擦力做的功W30 J50 J20 J，则物体从斜面底端开始运动到回到斜面底端的整个过程中，由动能定理得EkEk02W，则EkEk02W50 J2(20)J10 J，故D正确.1718三、实验题(本题共2小题，共12分)13.(7分)如图9所示的装置为“验
15、证机械能守恒定律”的实验装置示意图.(1)为完成此实验，除了图中所示器材，还必需的器材有_.A.刻度尺 B.秒表C.天平 D.交流电源123456789 10111213151416图图9AD1718(2)下列操作正确的是_.A.打点计时器应接到直流电源上B.先释放重物，后接通电源C.释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器123456789 10111213151416C解析打点计时器应接到交流电源上，故A错误；实验时应先接通电源，后释放重物，故B错误；释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器，故C正确；1718(3)实验中，某实验小组得到如图10所示的一条理想纸带，在纸带上选取三个连续打出的点A、
16、B、C，测得它们到起始点O的距离分别为hA、hB、hC.已知当地重力加速度为g，打点计时器打点的周期为T，重物的质量为m，从打O点到打B点的过程中，重物的重力势能变化量Ep_，动能变化量Ek_.123456789 10111213151416图图10mghB1718物体的质量m1 kg5103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面.解析功的公式WFlcos 只能计算恒力做功，选项A错误；又W弹Epmax0，(2分)由题图乙可知，物体上升过程中摩擦力做的功W30 J50 J20 J，则物体从斜面底端开始运动到回到斜面底端的整个过程中，由动能定理得EkEk02W，则E
17、kEk02W50 J2(20)J10 J，故D正确.mg(hh)2mgd0，(3分)两滑块组成系统的机械能损失等于m0克服摩擦力做的功第八章机械能守恒定律物体的机械能增加了mgH若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中实验时应先接通电源，后释放重物，故B错误；6105 m处以7.用P 可以计算瞬时功率对于m，只有其重力和轻绳拉力做了功，根据动能关系可知，除了重力之外的其他力对物体做的正功等于物体机械能的增加量，选项C正确；质量分别为m0、m(m0m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行.(1)为完成此实验，除了图中所示器材，还必需的器材有_.0 kg的物块(可视为
18、质点)从斜面顶端无初速度释放，sin 370.释放重物前，重物应尽量靠近打点计时器，故C正确；物体A减少的机械能转化为了弹簧的弹性势能，解析由题意知，汽车受到的阻力为Ff，当加速度为a时，由牛顿第二定律有FFfma，得FFfma；0104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速度大小.(2020天津卷)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果.物体的质量m1 kg解析设物体重新到达斜面底端时的速度为v3，解析从打起始点O到打B点的过程中，重物的重力势能减少量EpmghB，根据匀变速直线运动中
19、间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度，123456789 101112131514161718123456789 1011121315141614.(5分)为了测定一根轻弹簧压缩至最短时能储存的弹性势能的大小，可将弹簧固定在带有光滑凹槽的轨道一端，并将轨道固定在水平桌面的边缘上.如图11所示，用钢球将弹簧压缩至最短，然后突然释放，钢球将沿轨道飞出桌面，实验时：图图11(1)需要测定的物理量是_(填写名称及符号).(2)计算弹簧压缩至最短时弹性势能的表达式是Ep_(用上问所填的符号表示，重力加速度为g).桌面距地面的高度h、钢球做平抛运动的水平位移x、钢球的质量m1718四、计算题(本题共4小
20、题，共48分)15.(10分)(2019资阳市高一下学期期末)如图12所示，水平长直轨道AB与半径为R0.8 m的光滑 竖直圆轨道BC相切于B点，轨道BC与半径为r0.4 m的光滑 竖直圆轨道CD相切于C点，质量m1 kg的小球静止在A点，现用F18 N的水平恒力向右拉小球，在到达AB中点时撤去拉力，小球恰能通过D点.已知小球与水平面间的动摩擦因数0.2，取g10 m/s2.求：(1)小球在D点的速度vD大小；123456789 10111213151416图图12答案2 m/s1718123456789 10111213151416解得：vD2 m/s；(1分)1718(2)小球在B点对圆轨
21、道的压力FNB大小；答案45 N设小球在B点受到圆轨道的支持力为FN，由牛顿第二定律有：由牛顿第三定律得FNBFN (1分)联立解得：FNB45 N；(1分)123456789 101112131514161718(3)A、B两点间的距离x.123456789 10111213151416答案2 m解得：x2 m.(1分)171816.(10分)一质量为8.0104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.6105 m处以7.5103 m/s的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面.取地面为重力势能零点，飞船下落过程中重力加速度可视为常量，大小取g9.8 m
22、/s2.(结果保留两位有效数字)(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能；123456789 10111213151416答案4.0108 J2.41012 J1718123456789 10111213151416式中，m和v0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速度大小.代入数据解得Ek04.0108 J (1分)式中，vh是飞船在高度1.6105 m处的速度大小.由式和题中数据得Eh2.41012 J (1分)1718(2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.123456789 1
23、0111213151416答案9.7108 J1718123456789 10111213151416解析飞船在高度h600 m处的机械能为由功能关系得WEhEk0 (2分)式中，W是飞船从高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功.由式和题中数据得W9.7108 J (1分)171817.(14分)如图13甲所示，质量m1 kg的物体静止在光滑的水平面上，t0时刻，物体受到一个变力F作用，t1 s时，撤去力F，某时刻物体滑上倾角为37的粗糙斜面；已知物体从开始运动到斜面最高点的vt图像如图乙所示，不计空气阻力及连接处的能量损失，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370
24、.8，求：(1)变力F做的功；123456789 101112131514161718图图13答案50 J解析由题图乙知物体1 s末的速度v110 m/s (1分)123456789 101112131514161718(2)物体从斜面底端滑到最高点过程中克服摩擦力做功的平均功率；123456789 101112131514161718答案20 W解析由题图乙可知物体沿斜面上升的最大距离：123456789 101112131514161718物体到达斜面底端时的速度v210 m/s，到达斜面最高点的速度为零，解得：Wf20 J (1分)(3)物体回到出发点的速度大小.123456789 10
25、1112131514161718解析设物体重新到达斜面底端时的速度为v3，在物体从斜面底端上升到斜面最高点再返回斜面底端的过程中，123456789 101112131514161718此后物体做匀速直线运动，18.(14分)(2019德州高一下期末)如图14所示，光滑坡道顶端距水平地面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平地面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点.已知在OM段，物块A与水平滑道间的动摩擦因数为，其余各处的摩擦不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到O点时的速度大小；123456789 101
26、112131514161718图图14123456789 101112131514161718解析物块由A点滑到O点，根据动能定理有(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零)；123456789 101112131514161718答案mghmgd解析物块由最高点滑到将弹簧压缩到最短的过程中，根据动能定理有mghW弹mgd0，(2分)又W弹Epmax0，(2分)解得Epmaxmghmgd.(1分)(3)若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度.123456789 101112131514161718答案h2d解析物块从A点下滑到返回到最高点，根据动能定理有mg(hh)2mgd0，(3分)解得hh2d.(2分)
