试题能量专题

1机械能守恒定律习题三一．选择题1．如图甲所示，用竖直向上的力F拉静止在水平地面上的一物体，物体在向上运动的过程中，其机械能E与位移x的关系如图乙，其中AB为曲线。下列说法正确的是（）A．0～x1过程中物体所受拉力最小B．x1～x2过程中，物体的加速度先增大后减小C．0～x3过程中，物体的动能先增大后减小D．0～x2过程中，物体克服重力做功的功率一直增大2．如图所示，木块B上表面是水平的，木块A置于B上，一起以某一初速度沿光滑斜面向上冲，上冲过程中A与B保持相对静止，在向上运动的过程中（）A．因AB的运动情况相同所以相互间没有摩擦力B．木块A处于超重状态C．A的机械能不发生变化D．A对B做负功3．水平传送带在电动机的带动下始终以速度v匀速运动。某时刻在传送带上A点处轻轻放上一个质量为m的小物体，经时间t小物体的速度与传送带相同，相对传送带的位移大小为x，A点未到右端，在这段时间内（）A．小物体相对地面的位移大小为xB．传送带上的A点对地的位移大小为xC．由于物体与传送带相互作用产生的内能为mv2D．由于物体与传送带相互作用电动机要多做的功为mv24．如图所示，一个长为L，质量为M的长方形木板，静止在光滑水平面上，一个质量为m的物块（可视为质点），以水平初速度v0，从木板的左端滑向另一端，设物块与木板间的动摩擦因数为，当物块与木板达到相对静止时，物块仍在长木板上，物块相对木板的位移为d，木板相对地面的位移为s。则在此过程中（）A．摩擦力对物块做功为)(dsmgB．摩擦力对木板做功为mgsC．木板动能的增量为mgsD．系统由于摩擦而产生的热量为mgd5．质量为m的物体，在距地面h高处以31g的加速度由静止竖直下落到地面。下列说法中正确的是A．重力做功31mghB．物体的动能增加32mghC．物体的机械能减少32mghD．物体克服阻力做功31mgh26．如图所示，物体以100J的初动能从斜面底端向上运动，当它通过斜面某一点M时，其动能减少80J，机械能减少32J，如果物体能从斜面上返回底端，则物体到达底端时的动能为（）A.36JB.24JC.20JD.12J7．将一质量为m的小球从空中O点以初动能Ek斜向上抛了，飞行一段时间后，小球到达最高P点时的速度v0变为水平，不计空气阻力，则（）A.小球抛出时的竖直分速度为202vmEKB.从O点到P点，小球上升的高度为gvmgEK220C.从O点到P点过程中，小球运动的平均速度为mEvK220D.从O点到P点过程中，小球运动的平均速度为mEvk243208．在滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和（均可看作斜面）．甲、乙两名旅游者分别乘两个相同完全的滑沙撬从A点由静止开始分别沿AB和滑下，最后都停在水平沙面BC上，如图所示．设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动．则下列说法中正确的是（）A．甲在B点的速率一定大于乙在点的速率B．甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程C．甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移D．甲在B点的动能一定大于乙在点的动能9．A、B、C、D四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使小球进入右侧竖直面上的不同轨道。如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道到达最高点时，速度为零的是()10．如图所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点（形变在弹性限度内），然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后又下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图像如图所示，则3A．运动过程中小球的机械能守恒B．t2时刻小球的加速度为零C．t1～t2这段时间内，小球的动能在逐渐减小D．t2～t3这段时间内，小球的动能与重力势能之和在增加11．如图所示，光滑轨道ABCD是大型游乐设施过山车轨道的简化模型，最低点B处的入、出口靠近但相互错开，C是半径为R的圆形轨道的最高点，BD部分水平，末端D点与右端足够长的水平传送带无缝连接，传送带以恒定速度v逆时针转动，现将一质量为m的小滑块从轨道AB上某一固定位置A由静止释放，滑块能通过C点后再经D点滑上传送带，则A．固定位置A到B点的竖直高度可能为2RB．滑块在传送带上向右运动的最大距离与传送带速度v有关C．滑块可能重新回到出发点A处D．传送带速度v越大，滑块与传送带摩擦产生的热量越多12．如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上，a、b通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g。则A．a落地前，轻杆对b一直做正功B．a落地时速度大小为C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg13．如图，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法中正确的是（）A.小球在上升过程中处于失重状态B.弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能C.小球从抛出点到筒口的时间与小球抛出时的初速度方向有关D.小球从抛出点到筒口的时间与小球抛出时的初速度方向无关14．如图所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程中木块动能增加了5J，那么此过程中系统产生的内能可能为（）A．16JB．11.2JC．5.6JD．3.4J二、实验题15．一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。实验装置如下图甲所示，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。重力加速度为g（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；4（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/×102cm2.013.004.014.986.016.99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；（3）完成实验后，该同学对上述装置进行了如下图乙所示的改变：（I）在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹O；（II）将木板向右平移适当的距离固定，再使小球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放，撞到木板上得到痕迹P；（III）用刻度尺测量纸上O点到P点的竖直距离为y。若已知木板与桌子右边缘的水平距离为L，则（II）步骤中弹簧的压缩量应该为。16.几位同学在网上查到在弹性限度内弹簧的弹性势能Ep与弹簧的形变量x之间的关系为221kxEp，于是他们设想，让弹簧的弹性势能全部释放出来推动物体沿不光滑的水平面运动，测量对应弹簧不同压缩量下物体滑行的距离，就可以定性地验证这一结论，他们设计了如下实验：将带有挡板的表面处处粗糙程度相同的木板固定在水平桌面上，将一根很轻的弹簧(约14cm),一端固定在挡板上，将一个做有标记的物块紧贴弹簧放置在弹簧原长处，并在木板侧面平行木板固定一长条硬纸板，将物块的标记位置记录在纸板上，记作O，并以O为坐标原点，以平行木板方向建立x轴，在x轴上O点的左侧用刻度尺自O点向左每间隔1cm做出刻度线，记作x0=-1cm、-2cm。并将刻度尺固平行固定在木板侧面，并使其0雇刻线与O点重合，在进行实验时，使弹簧的压缩量以1cm递增，释放物块，并记录物块最终停止运动时标记所在的位置，用刻度尺测量出该位置距离O点的距离，记作x1，记录的数据如图所示；据此请回答：(1)第1、2组数据中的x1为负，表示的物理意义为___________________________________。(2)分析第3、4、5、组数据，于是他们得出结论______________________________________。(3)漏掉的第6组数据中的x1值，请你帮他们填在表中相应位置。(4)第9组数据明显有偏差的原因最可能是__________________________________________。(5)若上述关系式成立，且弹簧的劲度系数已测出为k，则我们可以用表中的合适数据来求出物块与木板间的动磨擦因数μ，则还需要的一个测量工具是_________________，须测量的物理量为______________________(并用字母表示)，则μ值的表达式为_____________________(用有关物理量的字母表示)。次数n/123456789x0/cm-1-2-3-4-5-6-7-8-9x1/cm-0.90-0.200.602.405.0012.6017.5821.00012345678910012345678910012345678910012345678910O5三、计算题17如图所示，倾角为的传送带以4m/s的速度沿图示方向匀速运动。已知传送带的上、下两端间的距离为L=7m。现将一质量m=0．4kg的小木块放到传送带的顶端，使它从静止开始沿传送带下滑，已知木块与传送带间的动摩擦因数为μ=0．25，取g=10m/s2。求：（1）木块从顶端滑到底端所需要的时间;（2）木块从顶端滑到底端传送带对木块做的功；（3）木块从顶端滑到底端产生的热量。18．地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20s达到最高速度72/kmh，再匀速运动80s，接着匀减速运动15s到达乙站停住。设列车在匀加速运动阶段牵引力为6110N，匀速阶段牵引力的功率为3610kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功。（1）求甲站到乙站的距离；（2）燃油公交车牵引力每做1焦耳功，排放气体污染物6310克，如果使用燃油公交车作为交通工具，从甲站到乙站牵引力做的功与地铁列车牵引力的功相同，求公交车排放气体污染物的质量。619．如图所示，在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，A放在水平地面上，B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，C放在固定的足够长光滑斜面上。用手按住C，使细线恰好伸直但没有拉力，并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行。已知A、B的质量均为m，C的质量为M（2Mm），细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态。释放C后它沿斜面下滑，当A恰好要离开地面时，B获得最大速度（B未触及滑轮，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度大小为g）。求：（1）释放物体C之前弹簧的压缩量；（2）物体B的最大速度mv；（3）若C与斜面的动摩擦因数为，从释放物体C开始到物体A恰好要离开地面时，细线对物体C所做的功。7机械能守恒定律习题三答案1．C2.C3．AD4．ACD5．C6．C7．ABD8．AB9.A10．D11.CD12．BD13．AD14．ABC15．（1）hmgsEP42（2）hmgxEP2410（3）yhLx20016.物块停止运动时，弹簧没有恢复原长或弹簧的弹性势能没有全部释放出来。在弹性限度内，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量的平方成正比。8.40压缩9cm时，弹簧已明显超过弹性限度。弹簧秤物块的重力mg)(20120xxmgkx17.（1）刚开始时，由牛顿第二定律mgsin370＋μmgcos370=ma1解得a1＝8m/s2该过程所用时间0110.5vtsa＝位移大小201112vsma二者速度大小相同后，mgsin370＋μmgcos370=ma2解得：a2＝4m/s2位移大小s2＝L-s1＝6m所用时间s2＝v0t2＋22221ta得：t2＝1s。（另一个解t2＝－3s舍去）所以总时间