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1、机械能守恒定律单元测试本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分。共100分考试用时90分钟。第卷(选择题 共40分)一、本题共10小题,每小题4分,共40分在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分1下面的实例中,机械能守恒的是 ( )A小球自由下落,落在竖直弹簧上,将弹簧压缩后又被弹簧弹起来B拉着物体沿光滑的斜面匀速上升C跳伞运动员张开伞后,在空中匀速下降D飞行的子弹击中放在光滑水平桌面上的木块2一个质量为1kg的弹性小球,在光滑水平面上以5m/s的速度垂直撞到墙上,碰撞后小球沿相反方向运动,反弹后的
2、速度大小与碰撞前相同。则碰撞前后小球速度变化量的大小v和碰撞过程中墙对小球做功的大小W为( )Av =0Bv =10m/sCW=25JDW=18J 3质点所受的力F随时间变化的规律如图所示,力的方向始终在一直线上。已知t=0时质点的速度为零。在右图所示的t1、t2、t3和t4各时刻中,质点动能最大的时刻是 ( )At1Bt2Ct3Dt44在足球比赛中,红队球员在白队禁区附近主罚定位球,并将球从球门右上角贴着球门射入,球门高为h,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则红队球员将足球踢出时对足球做的功为 ( )ABCD5质量为m的物体,在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中正确
3、的是( )A物体重力势能减少 B物体的机械能减少C物体的动能增加mgh D重力做功mgh6如图,一小物块初速v1,开始由A点沿水平面滑至B点时速度为v2,若该物块仍以速度v1从A点沿两斜面滑动至B点时速度为v2,已知斜面和水平面与物块的动摩擦因数相同,则 ( )Av2v2Bv2v2Cv2v2D无法比较7如图所示,长为L的长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块,现缓慢地抬高A端,使木板以左端为轴转动,当木板转到与水平面的夹角为时小物块开始滑动,此时停止转动木板,小物块滑到底端的速度为v,则在整个过程中( )A木板对物块做功为B静擦力对小物块做功为mgLsinC支持力对小物块做功为m
4、gLsinD滑动摩擦力对小物块做功为8在一次演示实验中,一个压紧的弹簧沿一粗糙水平面射出一个小球,测得弹簧压缩的距离d和小球在粗糙水平面滚动的距离s如下表所示。由此表可以归纳出小球滚动的距离s跟弹簧压缩的距离d之间的关系,并猜测弹簧的弹性势能EP跟弹簧压缩的距离d之间的关系分别是(选项中k1、k2是常量)( )实验序号1234d(cm)0.501.002.004.00s(cm)4.9820.0280.10319.50As=k1d,EP=k2dBs=k1d,EP=k2d2Cs=k1d2,EP=k2dDs=k1d2,Ep=k2d29汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0。
5、t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。下面几个关于汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t变化的图像中正确的是( )10竖直上抛一个小球,从抛出到落回原抛出点的过程中,它的速度、重力势能、位移、加速度随时间变化的函数图像正确的是(不计空气阻力,以竖直向上为正方向,如图中的曲线为抛物线,抛出点为零势能点,重力加速度为g) ( ) 第卷(非选择题 共60分)二、本题共4小题,共20分把答案填在题中的横线上或按题目要求作答11在平直公路上以速度v行驶的自行车,在骑车人停止蹬车后,又前进了距
6、离s才停下,为了测出自行车以速度v行驶时骑车人的功率,还需要测出的物理量是_ _。写出骑车人功率的表达式_ _。Y cy12物体在水平拉力F作用下,沿水平方向做直线运动。拉力F与时间 t 的关系以及物体的速度 v 与时间t 的关系如图所示。则拉力在第3 s末的功率是 W,在 08 s 内摩擦力对物体做的功是 J。13在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz。查得当地的重力加速度为g9.80ms2,某同学选择了一条理想的纸带,用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺的读数如图所示。图中O点是打点计时器打出的第一个点,A、B、C、D分别是每打两个点取出的计数点,则重物由O点
7、运动到B点时,求;(重物质量为m)则重力势能减小量为 ,动能的增加量是为 ,根据计算的数据可得出什么结论? 产生误差的主要原因是 。 14如图光滑水平轨道与光滑圆弧轨道相切,轻弹簧的一端固定在轨道的左端,OP是可绕O点转动的轻杆,且摆到某处就能停在该处;另有一小钢球。现在利用这些器材测定弹簧被压缩时的弹性势能。还需要的器材是 、 。 (2)以上测量实际上是把对弹性势能的测量转化为对 能的测量,进而转化为对 和 的直接测量。 (3)为了研究弹簧的弹性势能与劲度系数和形变量的关系,除以上器材外,还准备了两个轻弹簧,所有弹簧的劲度系数均不相同。试设计记录数据的表格。三、本题共4小题,满分40分.解答
8、应写出必要的文字说明、方程式和重要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。15(10分)如图所示,质量为m的物体,用长为L的轻绳悬挂于O点,(1)现用水平拉力把小球从最底位置P点缓慢地移动到Q点,此时轻绳与竖直方向的夹角为,求拉力做的功;(2)在Q点撤去拉力,让小球从静止开始下摆,求小球经过P点时绳子所受的拉力。16(10分)在跳水比赛中,有一个单项是“3m跳板”,其比赛过程可简化为:运动员走上跳板,跳板被压缩到最低点,跳板又将运动员竖直向上弹到最高点,运动员做自由落体运动,竖直落入水中。将运动员视为质点,运动员质量m=60kg,g=10ms2。最高点A、
9、跳板的水平点B、最低点C和水面之间的竖直距离如图所示求: (1)跳板被压缩到最低点C时具有的弹性势能多大? (2)运动员入水前速度大小? 17(10分)一根内壁光滑的细金属管,形状如图所示,为四分之三圆弧,放置在竖直平面内,一小钢球自A正上方,距A高度不同处无初速释放,第一次小钢球落入A后恰能抵达B,第二次落入A后,从B射出后又恰能进入A,那么两次小钢球下落的高度(以A为参考面)之比h1:h2等于多少?18(10分)如图所示,绷紧的传送带在电动机带动下,始终保持v0 =4m/s的速度匀速运行,传送带与水平地面的夹角=30,现把一质量m=10kg的工件轻轻地放在传送带底端,由传送带送至h=2m的
10、高处。已知工件与传送带间动摩擦因数,g取10m/s2。 (1)试通过计算分析工件在传送带上做怎样的运动? (2)工件从传送带底端运动至高h=2m处的过程中摩擦力对工件做了多少功?30v0h参考答案1A 符合机械能守恒条件的只有A项。2B 速度为矢量,运算依据平行四边形定则。功是标量。3B 4C 由动能定律得,所以C项正确。5BD 6C 两图中物体滑动时摩擦力做功都等于,为AB间的水平距离。 7ACD 8D 从表格中的数据分析得到d增大几倍,s增加几倍的平方,排除AB项;弹力做功转化为摩擦力做功,摩擦力做功之比与s,所以弹力做功正比与s或正比于d2。9AD 10AD 11人与车的总质量m,。12
11、3,-18。13(1)重力势能的减小量为:J (2)重锤下落到B点时的速度为m/s重锤下落到B点时增加的动能为J (3)在实验误差允许的范围内,重锤减小的重力势能等于其动能的增加,验证了机械能守恒定律。重锤减小的重力势能略大于其增加的动能,其原因是重锤在下落时要受到阻力作用(对纸带的摩擦力、空气阻力),必须克服阻力做功,减小的重力势能等于增加的动能加上克服阻力所做的功。14(1)天平、刻度尺(2)重力势能、质量、上升高度(3)见下图表小球的质量m= kg,弹簧A压缩量x(m)上升高度h(m)E=mgh(J)压缩量x= cm,小球的质量m= Kg弹簧ABC劲度系数k(N/m)上升高度h(m)E=
12、mgh(J)15,(1)由动能定理得:,即 (2)设到P点的速度为,绳子所受拉力为F。QP过程,由机械能守恒得:在P点, ,解得:16(1)设最高点A与高低点C之间的高度差为h,则 h=h1+h2=1.2m+0.8m=2m 设跳板被压缩到最低点C时的弹性势能为Ep,根据机械能守恒, 有Ep=mgh E0=60102J=1.2103J (2)设最高点与水面之间的高度差为H,则 H=h1+h3=1.2m+3m=4.2m 运动员做自由落体运动,设运动员入水前的速度为, 则=ms=2ms9.2ms17没弯管的半径为R 当小球恰能到达B点时vB=0,据机械能守恒定律mgh1=mgR h1=R当小球恰能到达A点时,设小球经过B点的速度为v0, 则:v0t=R 1/2gt2=Rmgh2=mgR+1/2mv02 由式得:h2=5/4R, h1:h2=4:518假设工件在传送带上一直做匀加速运动,末速度为。根据动能定理:,解得: 假设不成立,即工件在传送带上先匀加速,再匀速运动。工件最后随传送带做匀速运动, 末速为根据动能定理:,解得: