1、第四章機械能和能源 (時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1關于重力勢能的說法，正確的是()A重力勢能等于零的物體，不可能對別的物體做功B在地平面下方的物體，它具有的重力勢能一定小于零C重力勢能減少，重力一定對物體做正功D重力勢能增加，重力一定對物體做正功2如圖1所示，圖1DO是水平面，AB是斜面，初速度為v0的物體從D點出發(fā)沿DBA滑動到頂點A時速度剛好為零，如果斜面改為AC，讓該物體從D點出發(fā)沿DCA滑動到A點且速度剛好為零， 則物體具有的初速度(已知物體與路面之間的動摩擦因數處處相同且不為零)()A大于v0 B等于v0C小于v0 D取決于斜面

2、的傾角圖23如圖2所示，ABCD是一個盆式容器，盆內側與盆底BC的連接處都是一段與BC相切的圓弧BC水平，其長度d0.50 m，盆邊緣的高度h0.30 m，在A處放一個質量為m的小物塊并讓其自由下滑已知盆內側壁是光滑的，而盆底BC面與小物塊間的動摩擦因數0.10，小物塊在盆內來回滑動，最后停下來，則停下的地點到B的距離為()A0.50 m B0.25 mC0.10 m D04我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時軌道”繞地球運行(即繞地球一圈需要24小時)；然后，經過兩次變軌依次到達“48小時軌道”和“72小時軌道”；最后奔向月球，如果按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質量的變化，在每次變軌完

3、成后與變軌前相比()A衛(wèi)星動能增大，引力勢能減小 B衛(wèi)星動能增大，引力勢能增大C衛(wèi)星動能減小，引力勢能減小 D衛(wèi)星動能減小，引力勢能增大5如圖3所示，圖3電梯質量為M，它的水平地板上放置一質量為m的物體，電梯在鋼索的拉力作用下由靜止開始豎直向上加速運動當上升高度為H時，電梯的速度達到v，則在這段過程中，下列說法中正確的是()A電梯對物體的支持力所做的功等于mv2B電梯對物體的支持力所做的功大于mv2C鋼索的拉力所做的功等于mv2MgHD鋼索的拉力所做的功小于mv2MgH6如圖4所示，圖4將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時，將另一相同質量的小球b從距地面h處由靜止釋放，兩球恰在處相遇(不計

4、空氣阻力)則()A兩球同時落地B相遇時兩球速度大小相等C從開始運動到相遇，球a動能的減少量等于球b動能的增加量D相遇后的任意時刻，重力對球a做功功率和對球b做功功率相等二、雙項選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)7關于功的下列幾種說法中，正確的是()A人托著一個物體沿水平方向勻速前進，人對物體沒有做功B人托著一個物體沿水平方向加速前進，人對物體做了功C力和位移都是矢量，功也一定是矢量D因為功有正功和負功的區(qū)別，所以功是矢量8質量為m的汽車發(fā)動機的功率恒為P，摩擦阻力恒力f，牽引力為F，汽車由靜止開始，經過時間t行駛了位移s時，速度達到最大值vm，則發(fā)動機所做的功為()APt BfsC.

5、mvfs DFs9質量m的物體，由靜止開始下落，由于阻力作用，下落的加速度為g，在物體下落h的過程中，下列說法中正確的是()A物體的動能增加了mgh B物體的機械能減少了mghC物體克服阻力所做的功為mgh D物體的重力勢能減少了mgh10如圖5所示，圖5一輕繩的一端系在固定的粗糙斜面上的O點，另一端系一小球給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面上做圓周運動，在此過程中()A小球的機械能不守恒B重力對小球不做功C繩的張力對小球不做功D在任何一段時間內，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動能的減少題號12345678910答案三、填空題(本題共2小題，共14分)11(6分)圖6在用打點計時器驗證機

6、械能守恒定律的實驗中，使質量為m1.00 kg的重物自由下落，打點計時器在紙帶上打出一系列的點，選取一條符合實驗要求的紙帶如圖6所示O為第一個點，A、B、C為從合適位置開始選取的三個連續(xù)點(其他點未畫出)已知打點計時器每隔0.02 s打一個點，當地的重力加速度為g9.8 m/s2，那么：(1)紙帶的_端(填“左”或“右”)與重物相連；(2)根據圖上所得的數據，應取圖中O點到_點來驗證機械能守恒定律；(3)從O點到(2)問中所取的點，重物重力勢能的減少量Ep_J，動能增加Ek_J(結果取三位有效數字)圖712(8分)某實驗小組采用圖7所示的裝置探究“動能定理”，圖中小車中可放置砝碼實驗中，小車碰

7、到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器工作頻率為50 Hz.(1)實驗的部分步驟如下：在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細線連接小車和鉤碼；將小車停在打點計時器附近，_，_，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，_；改變鉤碼或小車中砝碼的數量，更換紙帶，重復的操作(2)圖8是鉤碼質量為0.03 kg，砝碼質量為0.02 kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點O及A、B、C、D和E五個計數點，可獲得各計數點到O的距離x及對應時刻小車的瞬時速度v，請將C點的測量結果填在下表中的相應位置圖8 紙帶的測量結果測量點x/cmv/(ms1)O0.000.35A1.510.

8、40B3.200.45CD7.150.54E9.410.60四、計算題(本題共4小題，共38分)13(8分)火車在運行中保持額定功率2 500 kW不變，火車的總質量是1 000 t，所受阻力恒為1.56105 N求：(1)火車的加速度是1 m/s2時的速度；(2)火車的速度是12 m/s時的加速度；(3)火車的最大速度圖914(10分)如圖9所示，mA4 kg，mB1 kg，A與桌面間的動摩擦因數0.2，B與地面間的距離s0.8 m，A、B原來靜止，求：(1)B落到地面時的速度為多大？(2)B落地后，A在桌面上能繼續(xù)滑行多遠才能靜止下來？(g取10 m/s2)圖1015(10分)如圖10所示

9、，長度為l的輕繩上端固定在O點，下端系一質量為m的小球(小球的大小可以忽略)(1)在水平拉力F的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為，小球保持靜止畫出此時小球的受力圖，并求力F的大小(2)由圖示位置靜止釋放小球，求當小球通過最低點時的速度大小及輕繩對小球的拉力不計空氣阻力16(10分)如圖11所示，圖11光滑水平面AB與豎直面內的半圓形導軌在B點銜接，導軌半徑為R，一個質量為m的小球將彈簧壓縮至A處小球從A處由靜止釋放被彈開后，經過B點進入軌道的瞬間對軌道的壓力為其重力的8倍，之后向上運動恰能沿軌道運動到C點，求：(1)釋放小球前彈簧的彈性勢能；(2)小球由B到C克服阻力做的功第四章機械能和能源1C

10、重力勢能的數值與參考平面的選取有關，重力勢能等于零不能說物體不具有重力勢能，故A、B錯重力勢能減少，物體的高度一定下降，所以重力一定做正功，D錯，C正確2B設DO之間的水平距離為L，斜面與水平面的夾角為，高度為h，則物體由D到A的過程，根據動能定理得：mghmgcos mg(Lhcot )0mv，解得v0，可見要使物體能滑到A點且速度剛好為零，所具有的初速度與斜面傾角無關，故B正確3D根據能量守恒定律：mghmgs，代入數據得s3.0 m，又因為d0.50 m，所以最后停在B點，故選D.4D由Fm知，Ekmv2，r越大，Ek越小r增大，衛(wèi)星在升高過程中要克服萬有引力做功，引力勢能增大綜上所述D

11、對，A、B、C錯5B物體m受重力和支持力向上做加速運動，設支持力做的功為W1，由動能定理得W1WGmv2，所以支持力做的功大于mv2；鋼索拉力做的功設為W2，則由動能定理得W2(Mm)gH(Mm)v2，W2(Mm)gH(Mm)v2，故只有B正確6C對b球，由gt2得t，vbgt，以后以初速度勻加速下落對a球，v0tgt2得v0.在處，vav0gt0，以后從處自由下落故落地時間tbPa，選項D錯誤7AB人托著一個物體沿水平方向勻速前進時，人對物體只有支持力，垂直于運動方向不做功，A正確；若加速前進，則人對物體的摩擦力對物體做功，B正確；功雖有正功和負功之分，但功是標量，C、D均錯8AC9AC物體

12、下落過程合力Fmamg，由動能定理可知，合力的功等于動能的增加量，即EkWFhmgh.物體所受阻力為f，則mgfma，所以fmg，機械能的減少量等于物體克服阻力所做的功，Efhmgh.重力勢能的減少是重力做功引起的，故EpWGmgh，由此可知，A、C選項正確10AC由于摩擦力做功，機械能不守恒，任一時間內小球克服摩擦力所做的功總是等于小球機械能的減少轉動過程重力做功，繩的張力總與小球運動方向垂直，不做功11(1)左(2)B(3)1.891.70解析由題意知，O點為第一個點，所以紙帶的左端與重物相連，為了減小誤差和便于求重物動能的增加量，可取圖中O點到B點來驗證機械能守恒定律，此過程中重力勢能的

13、減少量EpmghOB1.009.819.25102 J1.89 J.打B點時重物的瞬時速度vB m/s1.845 m/s.所以動能增量Ekmv1.001.8452 J1.70 J.12(1)接通電源釋放小車關閉電源(2)5.055.080.480.50(答案在此范圍內都對)解析(1)將小車停在打點計時器附近后，需先接通電源，再釋放小車，讓其拖動紙帶，等打點計時器在紙帶上打下一系列點后，關閉打點計時器電源(2)從紙帶上可知C點的速度就是BD的平均速度，vC102 m/s0.49 m/s.13(1)2.16 m/s(2)5.2102 m/s2(3)16 m/s解析(1)由牛頓第二定律Ffma1，又

14、PFv1，所以v1 m/s2.16 m/s(2)由牛頓第二定律，有Ffma2，又PFv2，所以a2 m/s25.2102 m/s2(3)當Ff時，火車達到最大速度，由Pfvmax得vmax m/s16 m/s.14(1)0.8 m/s(2)0.16 m解析(1)以A、B物體構成的系統(tǒng)為對象，B物體所受重力mBg做正功，A物體所受的摩擦力對系統(tǒng)做負功，設B落到地面時的速度為v，由動能定理得mBgsmAgs(mAmB)v20代入數據，解得v0.8 m/s.(2)設B物體落地后A物體能滑行的距離為s，則根據動能定理得mAgs0mAv因vAv0.8 m/s，故s m0.16 m.15(1)受力如解析圖所示mgtan (2)mg(32cos )，方向豎直向上解析(1)受力圖見右圖根據平衡條件，應滿足Tcos mg，Tsin F.聯立解得拉力大小Fmgtan .