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1、单元检测五功和能机械能及其守恒定律（时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题（本题4小题，每小题6分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得6分，选错或不答的得0分）1（2012新疆模拟）在新疆旅游时，最刺激的莫过于滑沙运动。某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为2v0，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L，斜面倾角为，人的质量为m，滑沙板质量不计，重力加速度为g。则下列说法错误的是（）A若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为3v0B若人在斜面顶端被其他人推了一把，沿斜面以v0的初速
2、度下滑，则人到达斜面底端时的速度大小为v0C人沿沙坡下滑时所受阻力Ffmgsin 2mv/LD人在下滑过程中重力功率的最大值为2mgv0sin 2（2012湖北重点中学联考）如图是汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m的物体从井中拉出，绳与汽车连接点距滑轮顶点高h，开始绳绷紧，滑轮两侧的绳都竖直，汽车以v0向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30，则（）A从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mghB从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mghmvC在绳与水平夹角为30时，拉力功率为mgv0D在绳与水平夹角为30时，绳对滑轮的作用力为mg3（2012湖北武汉外国语学校、钟祥一中联
3、考）商场很多电梯是台式的，顾客站在匀速上行的台式扶梯上上楼，若顾客站着不动时，扶梯对他做功为W1，做功功率为P1，若他在扶梯上相对扶梯向上匀速走动时，扶梯对他做功为W2，做功功率为P2，则下列说法中正确的是（）AW1W2，P1P2 BW1W2，P1P2CW1W2，P1P2 DW1W2，P1P24（原创题）2012年8月8日英国伦敦举行的奥运会上，刘翔虽然在110米跨栏中意外摔伤，但是他的奥运精神激励了中华儿女。他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，右脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心。如图所示，假设刘翔的质量为m，在起跑时前进的时间s内，重心升高h，获得的速度为v，克服阻力做功为W阻，则
4、在此过程中（）A刘翔的机械能增加了mv2B刘翔的重力做功为W重mghC刘翔自身做功为W人mv2mghD刘翔自身做功为W人mv2mghW阻二、多项选择题（本题4小题，每小题8分，共32分。在每小题给出的四个选项中有多个选项正确，全选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错或不答的得0分）5如图所示，斜面AB、DB动摩擦因数相同。可视为质点的物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端，下列说法正确的是（）A物体沿斜面DB滑动到底端时动能较大B物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大C物体沿斜面DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多D物体沿两斜面滑动过程中克服摩擦力做的功相同6质量m1 kg的物体做直线运动
5、的vt图象如图所示，根据图象可知，下列说法中正确的是（ ）A物体在08 s内的平均速度方向与1 s末的速度方向相反B物体在02 s内的速度变化比24 s内的速度变化慢C物体在24 s内合外力做的功为零D物体在2 s末速度方向发生改变7（改编题）中国跳水“梦之队”在伦敦奥运会包揽了女子跳水金牌，吴敏霞凭借个人实力平了伏明霞、郭晶晶世界纪录。如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B位置）。对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（）A运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零
6、B在这个过程中，运动员的动能一直在减小C在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加D在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功8（2012福建师大附中期中）已知一足够长的传送带与水平面的倾角为，以一定的速度匀速运动。某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块（如图a所示），以此时为t0时刻记录了小物块之后在传送带上运动速度随时间的变化关系，如图b所示（图中取沿斜面向上的运动方向为正方向，其中两坐标大小v1v2）。已知传送带的速度保持不变。（g取10 m/s2）则（）图a图bA0t1内，物块对传送带做负功B物块与传送带间的动摩擦因数为，tan C0t2内，传送带对物块做功
7、为WmvmvD系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小三、非选择题（共44分）9（10分）（2012江苏单科）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验。实验中，当木块A 位于水平桌面上的O 点时，重物B 刚好接触地面。将A 拉到P 点，待B 稳定后静止释放，A 最终滑到Q 点。分别测量OP、OQ 的长度h 和s。改变h，重复上述实验，分别记录几组实验数据。（1）实验开始时，发现A 释放后会撞到滑轮。请提出两个解决方法。（2）请根据下表的实验数据作出sh关系的图象。h/cm20.030.040.050.060.0s/cm19.528.539.048.056.5（3
8、）实验测得A、B 的质量分别为m 0.40 kg、M 0.50 kg。根据sh图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数_。（结果保留一位有效数字）（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致的测量结果_（选填“偏大”或“偏小”）。10（17分）如图甲，质量m2 kg的物体静止在水平面上，物体跟水平面间的动摩擦因数0.2。从t0时刻起，物体受到一个水平力F的作用而开始运动，F随时间t变化的规律如图乙，6 s后撤去拉力F。（取g10 m/s2）求：图甲图乙（1）第4 s末物体的速度；（2）物体运动过程中拉力F做的功。11（17分）（2012广东汕头期末测试）如图所示，粗糙水平面与半径R1.5 m的光滑圆弧轨道相
9、切于B点，静止于A处m1 kg的物体在大小为10 N、方向与水平面成37角的拉力F作用下沿水平面运动，到达B点时立刻撤去F，物体沿光滑圆弧向上冲并越过C点，然后返回经过B处的速度vB15 m/s。已知sAB15 m，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8。求：（1）物体到达C点时对轨道的压力；（2）物体与水平面的动摩擦因数。参考答案 1A解析：对人进行受力分析如图所示，根据匀变速直线运动的规律有：（2v0）202aL，vv2aL，可解得：v1v0，所以A错误，B正确；根据动能定理有：mgLsin FfLm（2v），可解得Ffmgsin 2mv/L，C正确；重力功率的最大值为
10、Pm2mgv0sin ，D正确。2B解析：由动能定理可知，拉力对物体做功Wmghmv2，根据运动的合成与分解vv0cos 30v0，代入得Wmghmv，所以选项B正确，选项A错；汽车以v0向右匀速运动，物体加速向上，所以拉力大小不等于物体的重力，选项C错；同理选项D错。3B解析：顾客在题中两种情况下的机械能的增加量相等，若顾客站着不动时，他增加的机械能等于扶梯对他做的功，若他在扶梯上相对扶梯向上匀速走动，他增加的机械能等于扶梯对他做的功和他体内消耗的化学能，可知W1W2；两种情况下，扶梯对他的作用力均与其重力等大反向，扶梯向上运动的速度相同，所以做功功率相等，即P1P2，所以只有选项B正确。4
11、D解析：刘翔的机械能增加量为mv2mgh，选项A错误；刘翔的重力做负功，大小为mgh，选项B错误；由动能定理W人mghW阻mv20，得W人mv2mghW阻，选项C错误，选项D正确。5BD解析：已知斜面AB、DB动摩擦因数相同，设斜面倾角为，底边为x，则斜面高度为hxtan ，斜面长度L，物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端，由动能定理有：mghmgLcos mv2，可知物体沿斜面AB滑动到底端时动能较大，故A错误，B正确；物体沿斜面滑动过程中克服摩擦力做的功WfmgLcos mgx相同，故C错误，D正确。6ABC解析：根据vt图象的“面积”求位移，在08 s内物体的位移为x32 m5
12、2 m2 m，平均速度0.25 m/s，而1 s末的速度为正值，它们符号不同，表示速度方向不同，所以选项A正确；vt图象斜率的绝对值大小表示速度变化的快慢，显然物体在02 s内的速度变化比24 s内的速度变化慢，选项B正确；物体在24 s内动能变化为零，根据动能定理可知，其合外力做功为零，选项C正确；2 s末前后瞬间，速度均取正值，这表示速度方向不变，选项D错误。7CD解析：运动员到达最低点时，其所受外力方向向上，合力一定大于零，选项A错误；从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，运动员的动能先增大后减小，跳板的弹性势能一直在增加，选项B错误，C正确；从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，由动能
13、定理可知运动员所受重力对他做的功与跳板的作用力对他做的功之和等于动能的变化，即运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功，选项D正确。8AD解析：0t1内，物块沿斜面向下运动，其势能和动能都减小，所以其机械能减小，除重力外，其他外力对物体做负功，即物块对传送带做负功，选项A正确；根据图b可知，在t1时刻，物块的速度减为零，之后在传送带的作用下做加速运动，所以其合力方向沿斜面向上，即mgcos mgsin ，tan ，选项B错误；0t2内，传送带对物块做的功W加上物块重力做的功WG等于物块动能的增加量，即WWGmvmv，根据vt图象的“面积”法求位移可知，WG0，所以选项C错误；在0t2
14、时间内，物块与传送带之间有相对滑动，系统的一部分机械能会通过“摩擦生热”转化为热量，即内能，其大小QFfs相对，该过程中，物块受到的摩擦力Ff大小恒定，设0t1内物块的位移大小为s1，t1t2内物块的位移大小为s2，则s相对s1s2，对0t1内和t1t2内的物块运用动能定理有：（Ffmgsin ）s10mv，（Ffmgsin ）s2mv，所以Ffs1mvmgsin s1，Ffs2mvmgsin s2，所以QFfs相对Ff（s1s2）mvmvmgsin （s1s2）mvmv，故选项D正确。9答案：（1）减小重物B的质量；增加细线的长度（或增大木块A 的质量；降低重物B的起始高度）（2）见解析图（3）0.4（4）偏大考点：力学实验、测定动摩擦因数解析：（1）重物B减少的重力势能转化成系统的内能和物体AB的动能，木块A释放后会撞到滑轮，说明重物B减少的重力势能太多，转化成系统的内能太少，可以通过减小重物B的质量；增加细线的长度（或增大木块A的质量；降低重物B的起始高度）解决。（2）（3）由能的转化和守恒定律可得：Mghmgh（Mm）v2，mv2mgs，又A、B的质量分别为m0.40 kg、M 0.50 kg，可知Mv2mgs，在sh图象上任取一组数据代入可以求得0.4。（4）若考虑滑轮轴的摩擦，有一部分机械能转化成滑轮轴的内能，实际计算时忽略了这部分能量，由于摩擦产生使内能比实际变大
