机械能单元测试题2

2009—2010学年下学期《机械能守恒定律》检测题一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)．1.关于“节约能源”，下面的说法中正确的是（）A.浪费能源，只是浪费个人的金钱，所以节约能源是毫无意义的B.浪费能源，只是浪费个人的金钱，对整个社会和自然界来讲，反正能量是守恒的，所以就社会而言，节约能源毫无意义C.从能量转化的角度看，自然界中宏观过程是有方向性的，能源的利用受这种方向性的制约，且能源的利用过程对环境有污染，所以“节约能源”对人类社会发展有很大的影响D.上述说法都是错误的2.在验证机械能守恒定律的实验中，由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带通过时受到较大阻力，这样的结果会有（）A.mgh21mv2B.mgh21mv2C.mgh=21mv2D.以上都有可能3.质量为m的物体，在距地面为h的高处，以g/3的恒定加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中不正确的是（）A．物体的重力势能减少mgh/3B．物体的机械能减少2mgh/3C．物体的动能增加mgh/3D．重力做功mgh4.（2010·安徽高考）伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点。如果在E或F处钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小（）A.只与斜面的倾角有关B.只与斜面的长度有关C.只与下滑的高度有关D.只与物体的质量有关5.如图所示，用同种材料制成的一个轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为R，水平放置的BC段长为R。一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为μ，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，物块在AB段克服摩擦力做功为（）A.μmgRB.(1－μ)mgRC.πμmgR/2D.mgR6.质量不等但有相同初动能的两物体，在动摩擦因数相同的水平地面上滑行，直到停止，则A．质量大的物体滑行距离大B．质量小的物体滑行距离大C．它们滑行的时间相同D．物体克服摩擦做的功相等7.半径为r和R（r＜R）的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速地释放，在下滑过程中两物体（）A．机械能均逐渐减小B．机械能均逐渐增大C．经最低点时动能相等D．机械能总是相等的8.在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项。质量为m的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（）A．他的动能减少了FhB．他的重力势能增加了mghC．他的机械能减少了()FmghD．他的机械能减少了Fh9．（2010·长沙联考）如图所示，轻质弹簧上端悬挂于天花板，下端系有质量为M的圆板，处于平衡状态．开始一质量为m的圆环套在弹簧外，与圆板距离为h，让环自由下落撞击圆板，碰撞时间极短，碰后圆环与圆板共同向下运动，使弹簧伸长。那么（）A．碰撞过程中环与板系统的机械能守恒B．碰撞过程中环与板的总动能减小转化为弹簧的弹性势能C．碰撞后新平衡位置与下落高度h无关D．碰撞后环与板共同下降的过程中，它们动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量10．（2010·辽宁模拟）一个高尔夫球静止于平坦的地面上。在t=0时球被击出，飞行中球的速率与时间的关系如图所示。若不计空气阻力的影响，根据图象提供的信息可以求出（）A．高尔夫球在何时落地B．高尔夫球可上升的最大高度C．人击球时对高尔夫球做的功D．高尔夫球落地时离击球点的距离二、填空题(本大题共3小题，11、12每小题6分，13题8分，共20分)11.在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.8m/s2.实验选用重锤质量为0.1kg，从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离接近。纸带上连续的点A、B、C、D至第1个点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少J（保留小数点后两位）。其动能增加J（保留小数点后两位）。单位：cmh12.一同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系。实验装置如图所示，在离地面高为h的光滑水平桌面上，沿着与桌子右边缘垂直的方向放置一轻质弹簧，其左端固定，右端与质量为m的小刚球接触。将小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，使小球沿水平方向射出桌面，小球在空中飞行落到位于水平地面的记录纸上留下痕迹。（1）若测得某次压缩弹簧释放后小球落点P痕迹到O点的距离为s，则释放小球前弹簧的弹性势能表达式为；（2）该同学改变弹簧的压缩量进行多次测量得到下表一组数据：弹簧压缩量x/cm1.001.502.002.503.003.50小球飞行水平距离s/m2.013.004.01[4.966.016.97结合（1）问与表中数据，弹簧弹性势能与弹簧压缩量x之间的关系式应为；13．（2010·北京丰台模拟）（1）某同学用如图所示的实验装置进行“探究功与速度变化的关系”实验，他想用钩码的重力表示小车受到的合外力，为了减小实验误差，除了要求钩码的重力远小于小车的重力外，在实验中应该采取的必要措施是。（2）打点计时器使用50Hz的交流电。如图所示为钩码质量为0.03kg时实验得到的一条纸带，在纸带上选择起始点O及A、B、C、D和E五个计数点，可获得各计数点到O的距离S及对应时刻小车的瞬时速度v，请将C点的测量结果填在表中的相应位置。表：纸带的测量结果测量点S/cmv/(m·s-1)O0.000.35A1.510.40B3.200.45C纸带运动方向图7-120cm123456789101112OABCDED7.150.54E9.410.60（3）实验测得小车的质是为0.22Kg。此同学研究小车运动过程中A点到E点对应的拉力对小车做的功为0.023J，小车的动能变化为J，这样在实验允许的误差范围内就说明“合外力对物体做的功等于物体动能的变化”。三、解答题(本大题共4小题，每小题10分，共40分，应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。)14．（2010·四川内江模拟）面对能源紧张和环境污染等问题，混合动力汽车应运而生。所谓混合动力汽车，是指拥有两种不同动力源（如燃油发动机和电力发动机）的汽车，既省油又环保。车辆在起步或低速行驶时可仅靠电力驱动；快速行驶或者需急加速时燃油发动机启动，功率不足时可由电力补充；在制动、下坡、怠速时能将机械能转化为电能储存在电池中备用。假设汽车质量为M，当它在平直路面行驶时，只采用电力驱动，发动机额定功率为P1，能达到的最大速度为v1；汽车行驶在倾角为θ的斜坡道上时，为获得足够大的驱动力，两种动力同时启动，此时发动机的总额定功率可达P2。已知汽车在斜坡上行驶时所受的阻力是在平直路面上的k倍，重力加速度为g。求汽车在斜坡道上能达到的最大速度。15.如图所示,光滑水平面右端B处连接一个竖直的半径为R=0.5m的光滑半圆轨道.在距离B为x的A点,用水平恒定推力F=20N将质量为m=2kg的小球从静止开始推到B处后撤去水平推力,质点沿半圆轨道运动到最高点C处后又正好落回A点.则距离x的值应为多少？（g=10m/s2）16.一列火车质量是1000t，由静止开始以额定功率沿平直轨道向某一方向运动，经1min前进900m时达到最大速度。设火车所受阻力恒定为车重的0.05倍，g取10m/s2，求：(1)火车行驶的最大速度；(2)火车的额定功率；(3)当火车的速度为10m/s时火车的加速度。17．（2010·北京海淀模拟）如图所示，水上滑梯由斜槽AB和水平槽BC构成，AB与BC圆滑连接，斜槽AB的竖直高度H=15m，BC面高出水面的距离h=0.80m。一个质量m=50kg的游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下，g取10m/s2。（1）若忽略游戏者下滑过程中所受的一切阻力，求游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下到斜槽底端B点的速度大小；（2）若由于阻力的作用，游戏者从滑梯顶端A点由静止滑下到达滑梯末端C点时的速度大小vC=15m/s，求这一过程中游戏者克服阻力做的功；（3）若游戏者滑到滑梯末端C点以vC=15m/s的速度水平飞出，求他从C点水平飞出到落入水中时，他在空中运动过程中水平方向的位移。ABC参考答案1.C2.A3.A4.C5.B6.BD7.D8.D9.C10.ABD11.2mm0.55J0.54J12.（1）hmgsEP42（2）hmgxEP241013.(1)平衡摩擦力（2）5.05～5.070.49（3）0.02214.答案：11122sinkPMgvvPv解析：在平直路面行驶，汽车以功率P1匀速行驶时速度最大，设驱动力为F1，阻力为f，则：P1=F1v1①F1=f②）设汽车上坡时驱动力为F2，能达到的最大速度为v2，则：P2=F2v2③F2=Mgsinθ＋kf④由①②③④式解得：11122sinkPMgvvPv⑤15.答案：2m16.答案：（1）30m/s（2）1.5×107W（3）1m/s2解析：(1)根据动能定理：221mfmvsFPt，由题意可得：P=Fvm=Ffvm=kmgvm，联列以上两式代入数据解得火车行驶的最大速度为：vm=30m/s(2)火车的额定功率为：P=kmgvm=0.05×1000×103×10×30W=1.5×107W(3)由牛顿第二定律：makmgvP，解得当火车的速度为10m/s时火车的加速度3710000110105.1kgvmPam/s21005.0m/s2=1m/s217.答案：（1）vB=17m/s（2）1.9×103J（3）6.0m（1）设游戏者滑至B点的速度为vB，游戏者在下滑过程中机械能守恒有：mgH=212Bmv解得：vB=17m/s（写成103m/s，17.3m/s均得分）（2）设游戏者克服阻力做功为Wf，根据能量关系有：mgH-Wf=212Cmv解得：Wf=mgH－212Cmv=1.9×103J（说明：1875J同样得分。）（3）根据运动学公式，游戏者从C点飞出到落入水中的运动时间t=2hg=0.40s，游戏者在水平方向运动的距离x=vCt=6.0m.