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1、第七章 机械能守恒定律一、本题包括10小题。每小题4分，共40分。每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。1关于弹性势能和重力势能，下列说法正确的是 ()A重力势能属于物体和地球这个系统，弹性势能是弹簧本身具有的能量B重力势能是相对的，弹性势能是绝对的C重力势能和弹性势能都是相对的D重力势能和弹性势能都是状态量2.跳伞运动员在刚跳离飞机，其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是（ ）A.空气阻力做正功 B.重力势能增加C.动能增加 D.空气阻力做负功3自由下落的物体，在第1 s内、第2 s内、第3 s内重力
2、的平均功率之比为()A111 B123 C135 D1494在粗糙水平地面上，使一物体由静止开始运动，第一次用斜向上的拉力，第二次用斜向下的推力，两次的作用力大小相等，力与水平方向的夹角相等，物体的位移也相等，则这两种情况下 ()A拉力和推力做功相等，物体末速度相等B拉力和推力做功相等，物体末速度不等C拉力和推力做功不等，物体末动能相等D拉力和推力做功不等，物体末动能不等图15如图1所示，弹簧固定在地面上，一小球从它的正上方A处自由下落，到达B处开始与弹簧接触，到达C处速度为0，不计空气阻力，则在小球从B到C的过程中（ ）A弹簧的弹性势能不断增大 B弹簧的弹性势能不断减小C系统机械能不断减小
3、D系统机械能保持不变6一汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变。汽车的发动机始终以额定功率输出，关于牵引力和汽车速度，下列说法中正确的是()A汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大C汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大D当牵引力等于阻力时，速度达到最大值图27将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，vt图象如图2所示。以下判断正确的是（）A前3 s内货物处于超重状态B最后2 s内货物只受重力作用C前3 s内与最后2 s内货物的平均速度相同D第3 s末至第5 s末的过程中，货物的机械能守恒8质量为2 t的汽车，发动机的牵引
4、功率为30 kW，在水平公路上，能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时的加速度大小为()A0.5 m/s2 B1 m/s2 C1.5 m/s2 D2 m/s29物体在合外力作用下做直线运动的vt图象如图3所示。下列表述正确的是()图3A在01 s内，合外力做正功B在02 s内，合外力总是做负功C在12 s内，合外力不做功D在03 s内，合外力总是做正功10某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关。现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器。若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分
5、别以速率v抛出小球，如图4所示。则小球能够击中触发器的是()图4二、本题共2小题，共14分。请将答案填在题中横线上。图511某探究学习小组的同学欲验证动能定理，他们在实验室组装了一套如图5所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、滑块、细沙。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的沙桶时，释放沙桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验。（1）你认为还需要的实验器材有 。（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙桶的总重力大小基本相等，细沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是 ，实验时首先要做的步骤是 。（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质
6、量为M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时细沙和沙桶的总质量为m。让沙桶带动滑块加速运动。用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）。则本实验最终要验证的数学表达式为 。（用题目中的字母表示）图612用如图6所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒，m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。图7给出的是实验中获取的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点（图中未标出），计数点间的距离如图乙所示。已知m150g、m2150g，则：
7、（取g =9.8m/s2，结果保留两位有效数字）图7（1）在纸带上打下计数点5时的速度v m/s；（2）在打点05过程中系统动能的增加量Ek J，系统势能的减少量Ep J，由此得出的结论是 ；图8（3）若某同学作出的图象如图8所示，则当地的实际重力加速度g m/s2。三、本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式及重要的演算步骤，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。图913.如图9所示，轻弹簧k一端与墙相连处于自然状态，质量为4 kg的木块沿光滑的水平面以5 m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：(1)弹簧的最大弹性势能；（2）木块被弹回速度增大
8、到3 m/s时弹簧的弹性势能。14在加拿大温哥华举行的冬季奥运会上，冰壶运动再次成为人们关注的热点，中国队也取得了较好的成绩。如图10所示，假设质量为m的冰壶在运动员的操控下，先从起滑架A点由静止开始加速启动，经过投掷线B时释放，以后匀减速自由滑行刚好能滑至圆形营垒中心O停下。已知AB相距L1，BO相距L2，冰壶与冰面各处动摩擦因数均为，重力加速度为g。求：(1)冰壶运动的最大速度；(2)在AB段运动员水平推冰壶做的功W。图10图1115如图11所示是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面，一根不可伸长的细绳两端分别系着物体A、B，质量分别为2m、m，由图示位置从静止开始释放A物体，当物体B达到
9、圆柱顶点时，求细绳对物体B所做的功。图1216如图12所示，光滑的水平轨道与光滑半圆轨道相切，圆轨道半径R0.4 m。一个小球停放在水平轨道上，现给小球一个v05 m/s的初速度，取g10 m/s2，求：(1)小球从C点飞出时的速度大小；(2)小球到达C点时，对轨道的作用力是小球重力的几倍？(3)小球落地时的速度大小。第七章 机械能守恒定律 章检测 答案 2014.61.ACD （通过率0.36） 解析：重力势能具有系统性，弹性势能是弹簧本身具有的能量，故A正确；重力势能和弹性势能都是相对的，且都是状态量，故B错，C、D正确。2.CD（通过率0.93）3.C（通过率0.75） 解析：第1 s内
10、、第2 s内、第3 s内的位移之比为135，平均速度之比为135，所以重力的平均功率之比为135，C选项正确。4.B （通过率0.84） 解析：拉力和推力的水平分力相同，位移相同，所以它们做功相同，但两种情况摩擦力不同，合力做的总功不同，故末速度不同。5.AD（通过率0.93） 解析：从B到C，小球克服弹力做功，弹簧的弹性势能不断增加，A正确，B错误；对小球、弹簧组成的系统，只有重力和系统内弹力做功，系统机械能守恒，C错误，D正确。6.CD （通过率0.91） 解析：汽车的发动机输出功率恒定，即P一定，则由公式PFv可得：v增大，F减小，但由于合外力方向与汽车运动方向一致，因此汽车速度仍在增大
11、，当汽车受到的牵引力和阻力相等时，汽车速度达到最大值，而后进行匀速运动。7.AC（通过率0.80）解析：由v-t图象可知，前3 s内，a2 m/s2，货物具有向上的加速度，故处于超重状态，选项A正确；最后2 s内加速度a3 m/s2，加速度方向向下，小于重力加速度，故吊绳拉力不为零，选项B错误；根据可知选项C正确；35 s内货物匀速上升，货物机械能增加，选项D错误。8.A（通过率0.95） 解析：当汽车达到最大速度时，即为牵引力等于阻力时，则有PFvFfvm，Ff N2103 N，当v10 m/s时，F N3103 N，所以a m/s20.5 m/s2。9.A（通过率0.93） 解析：根据物体
12、的速度图象可知，物体在01 s内做加速度为a12 m/s2的匀加速运动，合外力方向与速度方向相同，合外力做正功，F1ma12m(N)，位移x11 m，故合外力做功为W1F1x12m(J)，选项A正确；在13 s内做加速度为a21 m/s2的匀减速运动，合外力方向与速度方向相反，合外力做负功，F2ma2m(N)，位移x22 m，故合外力做功为W2F2x22m(J)，因此在03 s内合外力做的总功为零，故选项B、C、D均错。10.CD（通过率0.52） 解析：本题借助四种不同运动形式考查了机械能守恒定律。若小球恰好击中触发器，由机械能守恒可知：mv2mgh。在选项A情况中，小球不可以静止在最高处，
13、选项A错误；在选项B情况中，小球离开直轨道后，在重力作用下，做斜上抛运动其最高点的速度又为零，因此小球不可能击中比其轨迹最高点还高的触发器，选项B错误；在选项C中，小球不会脱离轨道，由机械能守恒可知，小球也恰好击中触发器，选项C正确；在选项D情况中，小球在圆管轨道的最高点的最小速度可以为零，由机械能守恒可知，小球也恰好击中触发器，选项D正确。11（1）天平、刻度尺 （2）细沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量平衡摩擦力（3）解析：（1）为了测出滑块的质量和沙桶（及细沙）的总质量，需要选用天平测量；为了对纸带进行数据处理，需要选用刻度尺。（2）由于沙桶（及细沙）的重力等于滑块受到的合外力的条件是沙桶
14、（及细沙）的质量远小于滑块的质量，且不计摩擦阻力（利用平衡摩擦力的方法）。所以要保证细沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，实验时首先要做的步骤是平衡摩擦力。（3）由动能定理可得。12.(1)2.40 (2)0.5760.588在误差允许的范围内，m1、m2组成的系统机械能守恒 (3)9.70解析：（1）v52.40 m/s。（2）动能的增加量Ek（m1m2）v520.576 J系统势能的减少量为Ep（m2m1）gh0.588 J，故在误差允许的范围内，两者相等，m1、m2组成的系统机械能守恒。（3）由（m1m2）v2（m2m1）gh得，即4.85 m/s2，g9.70 m/s2。13.（1）物体和弹簧构成系统的机械能守恒，当弹簧的弹性势能最大时，物体的动能为零。由
