機械能選擇 教師版

2022-11-18 15:30:05 字數 5169 閱讀 4371

精品題庫試題

使用者:小小生成時間:2015.03.15 09:35:23

物理1.(2014課標全國卷ⅱ,17,6分)如圖,一質量為m的光滑大圓環,用一細輕杆固定在豎直平面內;套在大環上質量為m的小環(可視為質點),從大環的最高處由靜止滑下。重力加速度大小為g。

當小環滑到大環的最低點時,大環對輕杆拉力的大小為(  )

[答案]

[解析] 1.解法一以小環為研究物件,設大環半徑為r,根據機械能守恆定律,得mg·2r=mv2,在大環最低點有fn-mg=m,得fn=5mg,此時再以大環為研究物件,受力分析如圖,由牛頓第三定律知,小環對大環的壓力為fn'=fn,方向豎直向下,故f=mg+5mg,由牛頓第三定律知c正確。

解法二設小環滑到大環最低點時速度為v,加速度為a,根據機械能守恆定律mv2=mg·2r,且a=,所以a=4g,以整體為研究物件,受力情況如圖所示。

f-mg-mg=ma+m·0

所以f=mg+5mg,c正確。

2.(2014課標全國卷ⅱ,16,6分)一物體靜止在粗糙水平地面上。現用一大小為f1的水平拉力拉動物體,經過一段時間後其速度變為v。

若將水平拉力的大小改為f2,物體從靜止開始經過同樣的時間後速度變為2v。對於上述兩個過程,用wf1、wf2分別表示拉力f1、f2所做的功,wf1、wf2分別表示前後兩次克服摩擦力所做的功,則(  )

>4wf1,wf2>>4wf1,wf2=2wf1

<4wf1,wf2=<4wf1,wf2<2wf1

[答案]

[解析] 故wf2<4wf1;wf1=μmg·t,wf2=μmg·t,故wf2=2wf1,c正確。

3.(2014山東濰坊高三3月模擬考試理科綜合試題,20)如圖所示,足夠長粗糙斜面固定在水平面上,物塊a通過平行於斜面的輕繩跨過光滑輕滑輪與物塊b相連,b的質量為m.開始時,a、b均靜止且a剛好不受斜面摩擦力作用.現對b施加豎直向下的恒力f,使a、b做加速運動,則在b下降h高度過程中( )

a.a的加速度為

b.a的重力勢能增加mgh

c.繩的拉力對a做的功等於a機械能的增加

d.f對b做的功與摩擦力對a做的功之和等於a、b動能的增加

[答案] 3.20.bd

[解析] 3.:開始時,a、b及傳送帶均靜止且a不受傳送帶摩擦力作用,有magsinθ=mbg,則ma=。b下降h,則a 上公升hsinθ,則a重力勢能的增量為mbghsinθ=mgh.故b正確;根據功能關係可知繩的拉力及摩擦力對a做的功等於a機械能的增加,c項錯;將a、b視為整體,根據動能定理可得f對b做的功與摩擦力對a做的功之和等於a、b動能的增加,d項正確;將a、b視為整體,根據牛頓第二定律可得,a的加速度小於,a項錯。

4.(2014山東青島高三第一次模擬考試理綜物理,19)如圖所示在粗糙的桌面上有乙個質量為m的物塊,通過輕繩跨過定滑輪與質量為m的小球相連,不計輕繩與滑輪間的摩擦,在小球下落的過程中,下列說法正確的是( )

a.小球的機械能守恆

b.物塊與小球組成的系統機械能守恆

c.若小球勻速下降,小球減少的重力勢能等於物塊m與桌面間摩擦產生的熱量

d.若小球加速下降,小球減少的機械能大於物塊m與桌面間摩擦產生的熱量

[答案] 4.19. cd

[解析] 4.:在小球下落的過程中,繩子的拉力做負功,其機械能減少,故a錯誤;

由於物塊要克服摩擦力做功,物塊與小球組成的系統機械能不守恆,故b錯誤;

若小球勻速下降,系統的動能不變,則根據能量守恆可知,小球減少的重力勢能等於物塊m與桌面間摩擦產生的熱量,故c正確;若小球加速下降,則根據能量守恆可知,小球減少的機械能等於物塊m與桌面間摩擦產生的熱量及小球和物塊m增加的動能之和,所以小球減少的機械能大於物塊m與桌面間摩擦產生的熱量,故d正確。

5.(山東省濟南市2014屆高三上學期期末考試) 三角形傳送帶以1m/s的速度逆時針勻速轉動,兩邊的傳送帶長都是2m且與水平方向的夾角均為37°。現有兩個小物塊a、b從傳送帶頂端都以lm/s的初速度沿傳送帶下滑,物塊與傳送帶間的動摩擦因數都是0.

5,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。

下列判斷正確的是

a.物塊a先到達傳送帶底端

b.物塊a、b同時到達傳送帶底端

c.傳送帶對物塊a、b均做負功

d.物塊a下滑過程系統產生的熱量小於b下滑過程系統產生的熱量

[答案] 5.11.bcd

[解析] 5.根據題意可知物塊a、b均沿傳送帶加速下滑,對a、b受力分析並根據牛頓第二定律可得,物塊a、b沿傳動帶下滑的過程中,由得,故b項正確,a項錯;物塊a、b沿傳動帶下滑的過程中,物塊a、b受到沿傳送帶向上的滑動摩擦力作用,故傳送帶對物塊a、b均做負功,c項正確;物塊沿傳送帶下滑過程系統產生的熱量分別為  ,,由於,,,故有物塊a下滑過程系統產生的熱量小於b下滑過程系統產生的熱量,d項正確。

6.(山東省濟南市2014屆高三上學期期末考試) 如圖所示,半圓形軌道mon豎直放置且固定在地面上,直徑mn是水平的。一小物塊從m點正上方高度為h處自由下落,正好在m點滑入半圓軌道,測得其第一次離開n點後上公升的最大高度為。

小物塊接著下落從n點滑入半圓軌道,在向m點滑行過程中(整

個過程不計空氣阻力)

a.小物塊正好能到達m點

b.小物塊一定到不了m點

c.小物塊一定能衝出m點

d.不能確定小物塊能否衝出m點

[答案] 6.8.c

[解析] 6.物塊從m點正上方高度為h處自由下落,正好在m點滑入半圓軌道,測得其第一次離開n點後上公升的最大高度為過程中,由動能定理可得,解得該過程中克服摩擦力做功為;小物塊接著下落從n點滑入半圓軌道,在向m點滑行過程中由動能定理可得,由於該過程中物塊受到的滑動摩擦力減小,故該過程中物塊克服摩擦力做功,故,故小物塊一定能衝出m點,c項正確,a、b、d三項錯。

7.(2012山東理綜,16,易)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起,貨物由地面運動至最高點的過程中,v-t影象如圖所示. 以下判斷正確的是(  )

a. 前3 s內貨物處於超重狀態

b. 最後2 s內貨物只受重力作用

c. 前3 s內與最後2 s內貨物的平均速度相同

d. 第3 s末至第5 s末的過程中,貨物的機械能守恆

[答案]

[解析] 7.前3 s內貨物向上做勻加速直線運動,加速度方向豎直向上,貨物處於超重狀態,a正確;最後2 s內貨物的加速度a== m/s2=-3 m/s2,說明貨物還受拉力作用,b錯誤;物體做勻變速直線運動時,平均速度=,故前3 s內與最後2 s內貨物的平均速度都是3 m/s,c正確;第3 s末到第5 s末貨物做勻速直線運動,說明還受拉力作用,貨物的機械能不守恆,d錯誤.

8.(2011山東理綜,18,中)如圖所示,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動能的減少量等於球b動能的增加量

d. 相遇後的任意時刻,重力對球a做功功率和對球b做功功率相等

[答案] 8. c

[解析] 8.在相遇處,b球速度vb==,方向向下;此時va=0,之後a開始做自由落體運動,b球先落地,a錯誤,同時也看出b錯誤. 從開始運動到相遇的過程中,重力對a球做負功,對b球做正功,大小相等,均為mgh,根據動能定理判斷,c正確.

兩球相遇後,va9.(2011課標,15,中)一質點開始時做勻速直線運動,從某時刻起受到一恒力作用. 此後,該質點的動能可能(  )

a. 一直增大

b. 先逐漸減小至零,再逐漸增大

c. 先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小

d. 先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大

[答案] 9. abd

[解析] 9.當恒力方向與質點原來速度方向相同時,質點的動能一直增大,故a正確. 當恒力方向與質點原來速度方向相反時,速度先逐漸減小到零再逐漸增大,質點的動能也先逐漸減小至零再逐漸增大,故b正確.

當恒力方向與原來質點的速度方向夾角大於90°時,將原來速度v0分解為平行恒力方向的vy、垂直恒力方向的vx,如圖(1),vy先逐漸減小到零再逐漸增大,vx始終不變. v=,質點速度v先逐漸減小至vx再逐漸增大,質點的動能先減小至某一非零的最小值,再逐漸增大,故d正確. 當恒力方向與v0方向夾角小於90°時,如圖(2),vy一直增大,vx始終不變,質點速度v逐漸增大.

動能一直增大,沒有其他情況,故c錯誤.

圖(1圖(2)

10.(2010課標,16,中)如圖所示,在外力作用下某質點運動的v-t影象為正弦曲線. 從圖中可以判斷(  )

a. 在0~時間內,外力做正功

b. 在0~時間內,外力的功率逐漸增大

c. 在時刻,外力的功率最大

d. 在~時間內,外力做的總功為零

[答案]

[解析] 10. 由動能定理可知,在0~t1時間內質點速度越來越大,動能越來越大,外力一定做正功,故a項正確;在t1~t3時間內,動能變化量為零,可以判定外力做的總功為零,故d項正確;由p=fv知0、t1、t2、t3四個時刻功率為零,故b、c均錯.

11.(2008山東理綜,17,中)質量為1 500 kg的汽車在平直的公路上運動,v-t影象如圖所示. 由此可求(  )

a. 前25 s內汽車的平均速度

b. 前10 s內汽車的加速度

c. 前10 s內汽車所受的阻力

d. 15~25 s內合外力對汽車所做的功

[答案] 11. abd

[解析] 11.由影象可求前25 s內的位移,即影象與時間軸圍成區域的面積. 再由=可求平均速度,故a對.

前10 s影象的斜率即為前10 s 內的加速度,故b對. 前10 s汽車的牽引力大小未知,因此汽車所受阻力不能求,故c錯. 由動能定理,合外力所做的功與動能增量相等,故d對.

正確答案為a、b、d.

12.(2011課標,16,中)一綁緊跳運動員身繫彈性綁緊跳繩從水面上方的高台下落,到最低點時距水面還有數公尺距離. 假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質點,下列說法正確的是(  )

a. 運動員到達最低點前重力勢能始終減小

b. 綁緊跳繩張緊後的下落過程中,彈性力做負功,彈性勢能增加

c. 綁緊跳過程中,運動員、地球和綁緊跳繩所組成的系統機械能守恆

d. 綁緊跳過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關

[答案] 12. abc

[解析] 12. 運動員到達最低點前高度始終在降低,所以重力勢能始終減小,故a正確. 繩張緊後的下落過程,伸長量逐漸增大,彈力做負功,彈性勢能增加,故b正確.

在綁緊跳過程中,只有重力與系統內彈力做功,故機械能守恆,c正確. 重力勢能的改變與重力做功有關,重力做功只與始末位置高度差有關,與零勢能面的選取無關,故d錯誤.

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