高中物理会考水平合格考备考知识清单《第八章机械能守恒定律》含解析答案
展开一、单选题
1.关于功率,下列说法正确的是( )
A.物体做功越快,其功率越大B.物体做功越多,其功率越大
C.实际功率一定等于额定功率D.由P=可知,机械的额定功率与时间成反比
2.质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地面的高度为h,如图所示。若以桌面为参考面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中重力势能的变化是( )
A.mgh,减少mg(H-h)
B.mgh,增加mg(H+h)
C.-mgh,增加mg(H-h)
D.-mgh,减少mg(H+h)
3.在离地面高为h处竖直上抛一质量为m的物块,抛出时的速度为v0,当它落到地面时速度为v,用g表示重力加速度,则在此过程中物块克服空气阻力所做的功等于( )
A.
B.
C.
D.
4.物体在两个相互垂直的力F1、F2作用下运动,力F1对物体做功6J,力F2对物体做功8J,则F1、F2的合力对物体做的功 为( )
A.14JB.10JC.2JD.-2J
5.竖直放置的轻弹簧下端固定在地面上,上端与轻质平板相连,平板与地面间的距离为H1,如图所示。现将一质量为m的物块轻轻放在平板中心,让它从静止开始往下运动,直至物块速度为零,此时平板与地面的距离为H2,则此时弹簧的弹性势能Ep为( )
A.mg H1B.mgH2
C.mg(H1-H2)D.mg(H1+H2)
6.如图所示,两个互相垂直的力和作用在同一物体上,使物体运动,物体通过一段位移时,力对物体做功,力对物体做功,则力和的合力对物体做功为( )
A.7JB.1JC.5JD.12J
7.如图所示,物体在与水平方向成60°角斜向上的500N拉力作用下,沿水平面向右前进了10m,撤去拉力后,小车又前进了20m才停下来,此过程中拉力做的功为( )
A.5000JB.2500JC.D.
8.关于力对物体做功与物体的动能变化关系,以下说法正确的是( )
A.某个力做正功,物体动能增加B.某个力做负功,物体动能增加
C.合外力做正功,物体动能增加D.合外力做负功,物体动能增加
9.如图所示,在一次蹦极运动中,人由高空跳下到最低点的整个过程中,下列说法中错误的是( )
A.重力对人做正功B.人的重力势能减小
C.橡皮绳的弹性势能增加D.橡皮绳对人做正功
10.如图所示,质量为m的木块放在光滑的水平桌面上,用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连,已知M=3m,让绳拉直后使砝码从静止开始下降。若砝码底部与地面的距离为ℎ,砝码刚接触地面时木块仍没离开桌面,此时木块的速率为( )
A.B.C.D.
11.如图所示,质量为50 kg的同学在做仰卧起坐运动。若该同学上半身的质量约为全身质量的,她在1 min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3 m,则她每次坐起克服重力做的功W和仰卧起坐的功率P约为( )
A.W=150 J,P=125 W
B.W=150 J,P=250 W
C.W=90 J,P=75 W
D.W=90 J,P=150 W
12.力对物体做功的功率,表述正确的是( )
A.力对物体做功越多,这个力的功率就一定越大
B.力对物体做功越少,这个力的功率就一定越小
C.力对物体做功的时间越短,这个力的功率就越大
D.功率是表示做功快慢的物理量,而不是表示做功大小的物理量
13.汽车在平直公路上由静止开始做匀加速直线运动,当汽车速度达到时关闭发动机,汽车继续运动一段时间后停止,其速度图像如图所示,若汽车加速行驶时其牵引力做功为,汽车在整个运动过程中克服阻力做功,则与的比值为( )
A.B.C.D.
14.力F1和F2作用在同一物体上,使物体运动一段位移,如果力F1对物体做功为6 J,物体克服力F2做功为9 J,则F1、F2的合力对物体所做的功为( )
A.3JB.C.15JD.
15.如图所示,物体沿曲面从A点无初速度滑下,滑至曲面的最低点B时,下滑的高度为5m,速度为6m /s,若物体的质量为1 kg,g取10 m/s2。则下滑过程中物体克服阻力所做的功为( )
A.50 JB.32 JC.18 JD.0
16.下列几个物理过程中,机械能一定守恒的是(不计空气阻力)( )
A.物体沿光滑曲面自由下滑的过程
B.气球匀速上升的过程
C.铁球在水中下下沉的过程
D.物体沿斜面加速下滑的过程
17.对公式P=Fv的理解,下列说法中正确的是( )
A.F一定是物体所受的合力B.P一定是合力的功率
C.此公式中F与v必须同方向D.此公式中F与v可以成任意夹角
18.质量为0.4kg的塑料球,从离桌面高0.5m处自由落下,与桌面碰撞后获得2m/s的速度,则碰撞时损失的机械能为(g取10m/s2)( )
A.0.8JB.1.2JC.2.0JD.2.5J
19.如图所示,距离地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,物体在下落过程中,下列说法正确的是( )
A.物体在c点比在a点具有的重力势能大
B.物体在c点比在a点具有的动能大
C.物体在a点比在b点具有的动能大
D.物体在a、b、c三点具有的动能一样大
20.一根长为2m、重为200N的均匀直木杆放在水平地面上,现将它的一端缓慢地从地面抬高0.5m,另一端仍放在地面上,则重力势能增加量为( )
A.50JB.100JC.200JD.400J
二、实验题
21.在“验证机械能守恒定律”的实验中,实验装置如图甲所示。
该实验中使用电火花计时器,它的工作电压是“交流220V”,纸带下端所挂重物应选图乙中的 重物比较合适(填所选重物的字母)。按照正确的操作得到如图丙所示的纸带。其中打O点时释放重物,A、B、C是打点计时器连续打下的三个点,该同学用毫米刻度尺测量O点到A、B、C各点的距离,并记录在图丙中(单位cm)。已知打点计时器打点时间间隔为0.02s,重物质量为0.5kg,当地重力加速g取9.80 m/s2。这三个数据中不符合有效数字读数要求的是 。现选取重物在OB段的运动进行数据处理,OB段动能增加量为 J,重力势能减少量为 J(计算结果均保留三位有效数字)。
22.某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律,频闪仪每隔0.05s闪光一次,如图所标数据为实际距离,该同学通过计算得到不同时刻的速度如下表。(当地重力加速度取9.8m/s2,小球质量m=0.2kg,结果保留3位有效数字)
(1)由频闪照片上的数据计算时刻小球的速度= m/s;
(2)从到时间内,重力势能增量= J,动能减少量= J;
(3)在误差允许范围内,若与近似相等,即可验证了机械能守恒定律。由上述计算得 (选填“>”、“<”或“=”),造成这种结果的主要原因是 。
三、解答题
23.如图所示,质量为20 kg的小孩坐在雪橇上,现用一个与水平方向成α=37°、大小为60 N的力F拉着雪橇沿水平地面从静止开始以a=0.5 m/s2的加速度做匀加速直线运动,已知雪橇的质量为20 kg。cs 37°=0.8。求2 s内、第3 s时拉力做功的功率。
24.如图所示,质量分别为3kg和5kg的物体A、B,用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧,轻绳正好拉直,且A物体底面与地接触,B物体距地面0.8m(g取10m/s2),求:
(1)放开B物体,当B物体着地时A物体的速度;
(2)B物体着地后A物体还能上升多高?
25.一架喷气式飞机,质量为,起飞过程中从静止开始滑行的路程为时(做匀加速直线运动),达到起飞速度,在此过程中飞机受到的平均阻力是飞机重力的k倍(),g取,求飞机受到的牵引力。
时刻
t2
t3
t4
t5
速度/(m· s-1)
4.99
4.48
3.98
参考答案:
1.A
【详解】A.功率是表示做功快慢的物理量,物体做功越快,其功率越大,故A正确;
B.由
可知物体做功越多,做功时间不确定,其功率不一定越大,故B错误;
C.实际功率不一定等于额定功率,故C错误;
D.公式
为比值定义,功率与功、时间无关,由机械本身决定,故D错误。
故选A。
2.D
【详解】以桌面为零势能参考平面,那么小球落地时的重力势能为
整个过程中小球的重力做正功,故重力势能减少,重力势能的减少量为
故选D。
3.C
【详解】物块在空中运动时,只有重力和空气阻力做功,由动能定理得
解得物块克服空气阻力所做的功
故选C。
4.A
【详解】功是标量,合力对物体做的功为
故选A。
5.C
【详解】选物块和弹簧组成的系统为研究对象,从物块开始运动到速度为零的过程中,只有重力和弹簧的弹力做功,系统的机械能守恒,弹性势能增加量应等于重力势能的减少量,即
Ep=mg(H1-H2)
C正确。
故选C。
6.A
【详解】功是标量,则力和的合力对物体做功为
A正确,BCD错误;
故选A。
7.B
【详解】此过程中拉力做的功为
故选B。
8.C
【详解】根据动能定理,物体动能的变化对应合外力做功。合外力做正功,物体动能增加;合外力做负功,物体动能减小。
故选C。
9.D
【详解】人由高空跳下到最低点的整个过程中,人存在竖直向下的位移,重力对人做正功,人的重力势能减少;橡皮绳的弹力与人运动方向相反,对人做负功,形变量增大,弹性势能增加,故ABC正确,D错误。
本题选错误的,故选D。
10.A
【详解】以木块和砝码组成的系统为研究对象,只有重力做功,系统的机械能守恒,则有
又
解得
故选A。
11.C
【详解】每次上半身重心上升的高度均为0.3 m,则她每次克服重力做的功
每次仰卧起坐的时间为
则相应的平均功率约为
故选C。
12.D
【详解】ABC.根据
单位时间内做功定义为功率,功率的大小与做功多少、做功的时间没有直接关系,故ABC错误;
D.功率是表示做功快慢的物理量,不表示做功多少,故D正确。
故选D。
13.A
【详解】汽车由静止开始到最终停止整个过程,根据动能定理可得
可得
故选A。
14.B
【详解】根据题干可知F1、F2做的功分别为W1=6J,W2=,因为功是标量,合力功等于各力做功代数和。因此
W=W1+W2=
B正确。
故选B。
15.B
【详解】对A到B过程运用动能定理得
解得
故选B。
16.A
【详解】A.物体沿光滑曲面自由下落的过程中,由于只有重力做功,机械能一定守恒;故A正确;
B.气球匀速上升的过程,气球动能不变,重力势能增大,机械能增大,故B错误;
C.铁球在水中下下沉的过程,由于铁球受到向上的浮力作用,浮力做负功,故机械能减小,故C错误;
D.物体沿斜面加速下滑的过程,如果有摩擦力作用,机械能不守恒;如果除重力外没有其它力做功,机械能守恒,所以物体沿斜面加速下滑的过程,机械能不一定守恒,故D错误。
故选A。
17.C
【详解】
公式P=Fv中的F可以是物体的合力,也可以是物体所受的某个力,但F、v必须同方向。
故选C。
18.B
【详解】根据机械能守恒定律得,小球碰地前的动能
Ek1=mgh=0.4×10×0.5J=2J
碰地后反弹的动能
由能量守恒定律可知,损失的机械能
ΔE=Ek1-Ek2=1.2J
故选B。
19.B
【详解】A.物体在下落过程中,重力势能减小,动能增大,所以物体在a点的重力势能大于在c点的重力势能,A错误;
BCD.由机械能守恒可知,位置越低重力势能越小,动能越大,物体在b点的动能大于在a点的动能,在c点的动能大于在b点的动能,B正确,CD错误。
故选B。
20.A
【详解】由几何关系可知在物体上升的过程中,物体的重心向上运动了
则重力势能增加量为
故选A。
21. C; 12.8; 0.616; 0.627
【详解】[1]纸带下端所挂重物应该体积小,质量大,从而受到的阻力较小,而C是重锤,C正确;
[2]刻度尺的读数需读到最小刻度的后一位,三个数据不符合有效数字读数要求的是:12.8;
[3][4]根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该段时间内的平均速度可以求出物体在B点的速度,则有
动能的增量
重力势能的减少量
22. 3.48 1.24 1.28 < 存在空气阻力
【详解】(1)[1]根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,则有
(2)[2]重力势能的增加量
[3]在t2时刻小球的速度
则从t2到t5时间内,动能的减小量为
(3)[4]由上述计算得
ΔEp < ΔEk
[5]由于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在,导致动能减小量没有全部转化为重力势能。
23.24 W;72 W
【详解】2 s内雪橇的位移
s=at2=1 m
拉力F做功
WF=Fscs α=60×1×0.8 J=48 J
平均功率
第3 s时雪橇的速度
v=at'=1.5 m/s
此时拉力的功率
P=Fvcs 37°=72 W
24.(1)2m/s;(2)0.2m
【详解】(1)解法一:由,对A、B组成的系统,当B下落时系统机械能守恒,以地面为零势能参考平面,
则
解得
解法二:由得
解得
解法三:由得
解得
(2)当B落地后,A以2m/s的速度竖直上抛,则A上升的高度由机械能守恒可得
解得
25.
【详解】以飞机为研究对象,它受到重力、支持力、牵引力和阻力作用,这四个力做的功分别为
WG=0,W支=0,W牵=Fx,W阻=-kmgx
由动能定理得
解得
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高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律导学案: 这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 机械能守恒定律导学案,共4页。
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