遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律單元測(cè)試 新人教版必修2
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1、遼寧省大連市高中物理 第七章 機(jī)械能守恒定律單元測(cè)試 新人教版必修2 一、選擇題 1.1.若不計(jì)空氣的阻力,以下實(shí)例中運(yùn)動(dòng)物體機(jī)械能守恒的是 ( ) A. 物體沿斜面勻速下滑 B. 物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng) C. 物體做自由落體運(yùn)動(dòng) D. 用細(xì)繩拴著小球,一端為圓心,使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng) 【答案】BCD 【解析】 A物體沿著斜面勻速下滑,動(dòng)能不變,勢(shì)能減小,它們的總和即機(jī)械能減小,所以物體的機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤; B、物體做豎直上拋運(yùn)動(dòng)時(shí),物體只受到重力的作用,機(jī)械能守恒,故B正確; C、物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí),物體只受到重力的作用,機(jī)械能守恒,故C正確;
2、D、細(xì)繩的拉力與速度方向始終垂直,不做功,只有重力對(duì)小球做功,其機(jī)械能守恒,故D正確; 故選BCD。 【點(diǎn)睛】物體機(jī)械能守恒的條件是只有重力或者是彈簧的彈力做功,機(jī)械能是動(dòng)能與勢(shì)能的總和,根據(jù)機(jī)械能守恒的條件和機(jī)械能進(jìn)行分析判斷。 2.2.下面關(guān)于功率的說(shuō)法中正確的是 ( ) A. 做功多的汽車,功率一定大; B. 功率大的汽車做功一定快; C. 功率是描述做功快慢的物理量,所以-10kW的功率小于5kW的功率; D. 以上說(shuō)法都不對(duì)。 【答案】B 【解析】 【詳解】根據(jù)P=W/t知,做功多,功率不一定大。故A錯(cuò)誤。功率反映做功快慢的物理量,功率大,汽車做
3、功快。故B正確,D錯(cuò)誤。功率是反映做功快慢的物理量,-10kW的功率大于5kW,負(fù)號(hào)不表示大小。故C錯(cuò)誤。故選B。 3.3.討論力F在下列幾種情況下做功的多少:( ) ?① 用水平推力F推質(zhì)量是m的物體在光滑水平面上前進(jìn)了s. ?② 用水平推力F推質(zhì)量為2m的物體沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平面前進(jìn)了s. ?③ 斜面傾角為θ,與斜面平行的推力F,推一個(gè)質(zhì)量為2m的物體沿光滑斜面向上推進(jìn)了s. A. ③ 做功最多 B. ② 做功最多 C. 做功相等 D. 不能確定 【答案】C 【解析】 【詳解】①水平推力F推質(zhì)量是m的物體在光滑水平面上前進(jìn)了s,力F做功W1=F
4、s;②用水平推力F推質(zhì)量為2m的物體沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平面前進(jìn)了s,力F做功W2=Fs;③面傾角為θ,與斜面平行的推力F,推一個(gè)質(zhì)量為2m的物體沿斜面向上推進(jìn)了s,力F做功W3=Fs;故選C. 【點(diǎn)睛】此題考查的是對(duì)做功包含的兩個(gè)必要條件的理解,根據(jù)功的定義式W=Flcosθ,即功等于運(yùn)動(dòng)物體受到的力和在力的方向上通過(guò)的距離的乘積;掌握功的公式即可求解. 4.4.如圖所示,一物體從A點(diǎn)沿粗糙面AB與光 滑面AC分別滑到同一水平面上的B點(diǎn)與C點(diǎn),則下列說(shuō) 法中正確的是 ( ) A. 沿AB面重力做功多; B. 沿兩個(gè)面重力的功相同; C. 沿AB面重力勢(shì)能減少多; D.
5、 沿AC面重力勢(shì)能減少多。 【答案】B 【解析】 【詳解】根據(jù)重力做功公式W=mgh,知沿AB面和AC面h相同,m也相同,則沿兩個(gè)面重力的功相同,故A錯(cuò)誤,B正確。根據(jù)重力做功多少物體的重力勢(shì)能就減少多少,可得物體沿兩個(gè)面減少的重力勢(shì)能相同,故CD錯(cuò)誤。故選B。 5.5.物體機(jī)械能守恒的條件是“只有重力對(duì)物體做功”,這句話的意思是( ). A. 物體只能受重力的作用,而不能受其他力的作用; B. 物體除受重力作用以外,可以受其他力的作用,但其他力不做功或其他力做功代數(shù)和為零; C. 只要物體受到的重力對(duì)物體做了功,物體的機(jī)械能就守恒,與其他力做不做功無(wú)關(guān); D. 以上說(shuō)法
6、都正確。 【答案】B 【解析】 【詳解】只有重力對(duì)物體做功,可能是物體只受重力或也受其他力,但其他力不做功或做功之和為零,故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選B。 【點(diǎn)睛】本題考查了機(jī)械能守恒的判斷,知道機(jī)械能守恒的條件、根據(jù)題意進(jìn)行分析即可正確解題.如果物體只受重力或只受彈力,物體的機(jī)械能一定守恒,除重力與彈力外,如果物體還受其它力的作用,但其它力不做功或其它力所做功的代數(shù)和為零,則系統(tǒng)機(jī)械能守恒. 6.6.一個(gè)小物塊從斜面底端沖上足夠長(zhǎng)的斜面后又返回到斜面底端。已知小物塊的初動(dòng)能為E,它返回到斜面地端時(shí)速度為v,克服摩擦力做功為E/2,若小物塊一2E的動(dòng)能沖上斜面,則有( ) A.
7、返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為3E/2 B. 返回斜面底端時(shí)的動(dòng)能為E C. 返回斜面底端時(shí)的動(dòng)速度為 D. 小物塊兩次往返克服摩擦力相同 【答案】BC 【解析】 【詳解】以初動(dòng)能為E沖上斜面并返回的整個(gè)過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理得:mv2-E=-?①;設(shè)以初動(dòng)能為E沖上斜面的初速度為v0,則以初動(dòng)能為2E沖上斜面時(shí),初速度為v0,加速度相同,根據(jù)2ax=v2-v02可知第二次沖上斜面的位移是第一次的兩倍,所以上升過(guò)程中克服摩擦力做功是第一次的兩倍,整個(gè)上升返回過(guò)程中克服摩擦力做功是第一次的兩倍,即為E。以初動(dòng)能為2E沖上斜面并返回的整個(gè)過(guò)程中運(yùn)用動(dòng)能定理得:mv′2-2E=-E②,所以返回斜面底
8、端時(shí)的動(dòng)能為E,故A錯(cuò)誤,B正確;由①②得:v′=v,故C正確,第二次沖上斜面的位移是第一次的兩倍,所以上升過(guò)程中克服摩擦力做功是第一次的兩倍,整個(gè)上升返回過(guò)程中克服摩擦力做功是第一次的兩倍,故D錯(cuò)誤。故選BC。 【點(diǎn)睛】本題考查功能關(guān)系。該題考查了動(dòng)能定理的直接應(yīng)用,注意以不同的初動(dòng)能沖上斜面時(shí),運(yùn)動(dòng)的位移不同,摩擦力做的功也不同。 7.7.關(guān)于摩擦力對(duì)物體做功,下述幾種論斷正確的是( ) A. 滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功; B. 靜摩擦力不可能對(duì)物體做功; C. 滑動(dòng)摩擦力既可對(duì)物體做負(fù)功,也可以對(duì)物體做正功; D. 靜摩擦力對(duì)物體一定做負(fù)功。 【答案】C 【解析】
9、 【詳解】恒力做功的表達(dá)式W=FScosα,滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反,但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同,也可以相反,還可以與運(yùn)動(dòng)方向垂直,故可能做負(fù)功,也可能做正功,也可以不做功,故A錯(cuò)誤,C正確;恒力做功的表達(dá)式W=FScosα,靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反,但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同,也可以相反,還可以與運(yùn)動(dòng)方向垂直,故可能做負(fù)功,也可能做正功,也可以不做功,故BD錯(cuò)誤;故選C。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵要分清相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向與運(yùn)動(dòng)方向的關(guān)系,前者是相對(duì)與與物體接觸的另一個(gè)物體,而后者是相對(duì)與參考系;同時(shí)要明確恒力做功的求法. 8.8.質(zhì)量是5t的汽車,在水平路面上由靜止以加速度a=2 m
10、/s2。開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),所受阻力是l03N,汽車起動(dòng)后第1 s末發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬時(shí)功率是 ( ) A. 2 kW B. 11 kW C. 20 kW D. 22 kW 【答案】D 【解析】 試題分析:由牛頓第二定律可知,瞬時(shí)速度為at=2m/s,瞬時(shí)功率為Fv=22kW,故選D 考點(diǎn):考查瞬時(shí)功率的計(jì)算 點(diǎn)評(píng):本題難度較小,對(duì)于機(jī)車啟動(dòng)的類型題,首先應(yīng)明確機(jī)車啟動(dòng)的方式 9.9.質(zhì)量為m的物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,現(xiàn)用與水平面成角的力拉物體,使物體沿水平面勻速前進(jìn)s,這個(gè)力對(duì)物體做的功為 ( ) A. B. C. D.
11、 【答案】C 【解析】 【詳解】對(duì)物體受力分析,根據(jù)共點(diǎn)力平衡可知:Fcosθ-μ(mg-Fsinθ)=0,解得:;故拉力做功為:W=Fscosθ= ,故選C. 10. 質(zhì)量相同的小球A和B分別懸掛在長(zhǎng)為L(zhǎng)和2L的不伸長(zhǎng)繩上。先將小球拉至同一水平位置(如圖示)從靜止釋放,當(dāng)二繩豎直時(shí),則( ) A. 兩球速度一樣大 B. 兩球的動(dòng)能一樣大 C. 兩球的機(jī)械能一樣大 D. 兩球所受的拉力一樣大 【答案】CD 【解析】 試題分析:A球和B球在下落過(guò)程中只有重力做功,所以機(jī)械能守恒,設(shè)釋放時(shí)的水平面為零勢(shì)能點(diǎn),所以兩球的機(jī)械能在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中總為零,故兩球的機(jī)械能相等
12、,C正確。過(guò)程中A球的重力做功為mgl,B球的重力做功為2mgl,所以在豎直方向上A球的動(dòng)能為mgl,B球的動(dòng)能為2mgl,AB錯(cuò)誤,在豎直方向是,得繩子對(duì)A球的拉力為3mg,,得繩子對(duì)B球的拉力為3mg,所以兩球所受的拉力一樣大,D正確,故選CD 考點(diǎn):考查圓周運(yùn)動(dòng)和機(jī)械能 點(diǎn)評(píng):本題難度較小,不能被表面的現(xiàn)象迷惑,一定要根據(jù)所學(xué)知識(shí)推導(dǎo)判斷 11.11.汽車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到v0的過(guò)程中,平均速度為v1;若汽車從靜止開始滿功率行駛,速度達(dá)到v0的過(guò)程中平均速度為v2,兩次經(jīng)歷時(shí)間相同,則 A. v1=v2 B. v1>v2 C. v1<v2 D.
13、 條件不足,無(wú)法確定 【答案】C 【解析】 【詳解】汽車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng),速度達(dá)到v0的過(guò)程中的平均速度為v1,v1=;汽車由靜止開始以額定功率行駛,根據(jù)P=Fv,速度不斷變大,牽引力不斷減小;根據(jù)牛頓第二定律,有:F-f=ma,故a=,故加速度不斷減?。蛔鱲-t圖象,如圖①所示,圖線②表示勻加速直線運(yùn)動(dòng); v-t圖象中,圖象與時(shí)間軸包圍的面積表示位移,故圖線①表示的位移大于圖形②對(duì)應(yīng)的位移,故v2>v1;故選C。 【點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵作出v-t圖象,然后根據(jù)圖線與時(shí)間軸包圍的面積表示位移得到恒定功率啟動(dòng)位移大,平均速度大. 12.12.假如一做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的軌
14、道半徑增大到原來(lái)的4倍,仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則該衛(wèi)星運(yùn)行的線速度變?yōu)樵瓉?lái)的( ) A. 4倍 B. 2倍 C. 倍 D. 倍 【答案】D 【解析】 【詳解】衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)由萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有:;線速度知,軌道半徑增加4倍,線速度減小為原來(lái)的;故選D。 【點(diǎn)睛】本題考查萬(wàn)有引力公式的應(yīng)用;熟練掌握萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力,掌握向心力和萬(wàn)有引力公式是正確解題的關(guān)鍵. 13.13.關(guān)于重力勢(shì)能,下列說(shuō)法中正確的是 ( ) A. 物體的位置一旦確定,它的重力勢(shì)能的大小也隨之確定; B. 物體與零勢(shì)面的距離越大,它的重力勢(shì)能也越大; C. 一個(gè)物體的
15、重力勢(shì)能從—5J變化到—3J,重力勢(shì)能減少了; D. 重力勢(shì)能的減少量等于重力對(duì)物體做的功。 【答案】D 【解析】 試題分析:重力勢(shì)能具有相對(duì)性,某個(gè)物體處于某個(gè)位置,相對(duì)不同的參考平面具有不同的重力勢(shì)能,故A錯(cuò)誤;重力勢(shì)能Ep=mgh,h為相對(duì)于零勢(shì)能面的高度差;重力勢(shì)能的大小與質(zhì)量和高度兩個(gè)因素有關(guān),故B錯(cuò)誤;重力勢(shì)能可以為負(fù),一個(gè)物體的重力勢(shì)能從-5J變化到-3J,說(shuō)明物體克服重力做功重力勢(shì)能變大,故C錯(cuò)誤;只要重力做功,高度一定變化,故重力勢(shì)能一定變化,重力做功做多少功重力勢(shì)能變化多少,故D正確;故選D。 考點(diǎn):重力勢(shì)能 【名師點(diǎn)睛】本題考查了重力勢(shì)能的概念以及影響重力勢(shì)能
16、大小的兩個(gè)因素,分析重力勢(shì)能變化時(shí),兩個(gè)因素缺少一個(gè)而得出的結(jié)論都是錯(cuò)誤的。 14.14.在下列幾種情況中,甲乙兩物體的動(dòng)能相等的是 ( ) A. 甲的速度是乙的2倍,甲的質(zhì)量是乙的; B. 甲的質(zhì)量是乙的2倍,甲的速度是乙的; C. 甲的質(zhì)量是乙的4倍,甲的速度是乙的; D. 甲的速度是乙的4倍,甲的質(zhì)量是乙的。 【答案】C 【解析】 【詳解】由動(dòng)能公式Ek=mv2可知:甲的速度是乙的2倍,甲的質(zhì)量是乙的,則甲的動(dòng)能是乙的2倍,故A錯(cuò)誤;甲的質(zhì)量是乙的2倍,甲的速度是乙的,由動(dòng)能公式可知,甲的動(dòng)能是乙的一半,故B錯(cuò)誤;甲的質(zhì)量是乙的4倍,甲的速度是乙的,由動(dòng)能公式
17、可知,甲乙的動(dòng)能相等,故C正確; 甲的速度是乙的4倍,質(zhì)量是乙的倍,由動(dòng)能公式可知,甲的動(dòng)能是乙的8倍,故D錯(cuò)誤;故選C。 15.15.質(zhì)量不同而具有相同動(dòng)能的兩個(gè)物體,在動(dòng)摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行到停止,則( ) A. 質(zhì)量大的滑行的距離大; B. 質(zhì)量大的滑行的時(shí)間大; C. 質(zhì)量大的滑行的加速度??; D. 它們克服阻力做的功一樣多。 【答案】D 【解析】 【詳解】設(shè)質(zhì)量為m的物體,滑行距離為S.由動(dòng)能定理得:-μmgS=0-Ek,得 S=,Ek、μ相同,則質(zhì)量m越大,S越小。故A錯(cuò)誤。根據(jù)牛頓第二定律得 μmg=ma,得 a=μg,可知,加速度相等。物體運(yùn)動(dòng)的逆
18、過(guò)程是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),則有 S=at2,得 t=,因此質(zhì)量大的滑行的距離短,滑行的時(shí)間也短。故BC錯(cuò)誤;克服阻力做的功 Wf=μmgS=Ek,所以克服阻力做的功相等,故D正確。故選D。 【點(diǎn)睛】要判斷某個(gè)物理量與一些因素的具體關(guān)系,可以通過(guò)物理規(guī)律先表示出這個(gè)物理量,再進(jìn)行比較.在本題中,滑行距離的表示可以運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解,也可以運(yùn)用動(dòng)能定理求解.關(guān)于克服阻力做的功的表示可以運(yùn)用功的定義式也可以運(yùn)用動(dòng)能定理求解,我們可以去比較一下哪種方法更簡(jiǎn)便. 16.16.下列運(yùn)動(dòng)中能滿足機(jī)械能守恒的是 ( ) A. 物體沿光滑圓弧面從下向上滑動(dòng); B.
19、 吊車將貨物勻速吊起; C. 物體沿粗糙斜面勻速下滑; D. 外力對(duì)物體所做的功等于0時(shí),機(jī)械能一定守恒。 【答案】A 【解析】 【詳解】物體沿光滑圓弧面從上向下自由滑動(dòng)時(shí),圓弧面對(duì)物體不做功,只有重力做功,機(jī)械能守恒,故A正確。貨物勻速上升,動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加,則兩者之和即機(jī)械能必定增加,故B錯(cuò)誤。物體沿粗糙斜面勻速下滑,動(dòng)能不變,重力勢(shì)能減小,則兩者之和即機(jī)械能必定減小,故C錯(cuò)誤。外力對(duì)物體所做的功等于0,由動(dòng)能定理可知?jiǎng)幽懿蛔?,但重力?shì)能可能變化,機(jī)械能不一定守恒,故D錯(cuò)誤。故選A。 【點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握機(jī)械能守恒的條件和機(jī)械能的概念,知道機(jī)械能守恒的條件是只有重力
20、或彈簧的彈力做功. 17.17.某同學(xué)身高1.8 m,在運(yùn)動(dòng)會(huì)上他參加跳高比賽,起跳后身體橫著越過(guò)了1.8 m高度的橫桿.據(jù)此可估算出他起跳時(shí)豎直向上的速度大約為(g取10 m/s2) ( ) A. 2 m/s B. 4 m/s C. 6 m/s D. 8 m/s 【答案】B 【解析】 【詳解】運(yùn)動(dòng)員是站著起跳,橫著過(guò)桿,所以豎直方向的位移應(yīng)該是重心上升的高度,不是1.8m,而是0.9m左右 豎直上升階段:由: 得: ,故B正確;ACD錯(cuò) 故選B 【點(diǎn)睛】運(yùn)動(dòng)員起跳過(guò)桿的過(guò)程可以看做是豎直上拋運(yùn)動(dòng),注意運(yùn)動(dòng)員是站著起跳,橫著過(guò)桿,所以豎直方向的
21、位移是0.9m左右,代入豎直上拋運(yùn)動(dòng)即可. 18.18.質(zhì)量為m的物體以速度離開桌面,如圖所示,當(dāng)它經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí),所具有的機(jī)械能是(以桌面為零勢(shì)能面,不計(jì)空氣阻力) ( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【詳解】物體離開桌面后只有重力做功,機(jī)械能守恒,則它經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的機(jī)械能與剛離開桌面時(shí)的機(jī)械能相等。取桌面為零勢(shì)能面,則剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能等于物體的動(dòng)能,所以為mv02,故D正確。故選D。 【點(diǎn)睛】本題就是對(duì)機(jī)械能守恒的考查,物體的整個(gè)過(guò)程的機(jī)械能守恒,求任何一個(gè)地方的機(jī)械能都是相等的. 二、填空題 19.19.以初速度v0豎直
22、上拋一小球。若不計(jì)空氣阻力,在上升過(guò)程中,從拋到小球動(dòng)能減少一半所經(jīng)過(guò)的時(shí)間是_________。 【答案】 【解析】 根據(jù)得,當(dāng)小球動(dòng)能減為原來(lái)一半時(shí)的速度為, 則運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為:。 點(diǎn)睛:求出動(dòng)能減小為一半時(shí)的速度,根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間公式求出經(jīng)歷的時(shí)間。 20.20.物體從高為h的斜面頂端由靜止開始沿斜面滑下,又在水平面上滑行一段路程s后停下,若用外力將物體沿原路重新拉回到出發(fā)點(diǎn),外力至少要做功___________ 【答案】2mgh 【解析】 【詳解】物體滑下時(shí),由動(dòng)能定理可得:mgh-Wf=0;物體被拉回到出發(fā)點(diǎn)的過(guò)程中,由動(dòng)能定理可知:WF-Wf-mgh=0
23、;解得WF=2mgh; 【點(diǎn)睛】本題考查動(dòng)能定理的應(yīng)用,要注意正確選擇研究過(guò)程,確定好初末狀態(tài),列出動(dòng)能定理的關(guān)系即可求解. 21.21.如圖所示,一根原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)彈簧,下端固定在水平桌面上,上端固定一個(gè)質(zhì)量為m的物體A,A靜止時(shí)彈簧的壓縮量為ΔL1,在A上再放一個(gè)質(zhì)量也是m的物體B,待A、B靜止后,在B上施加一豎直向下的力F,使彈簧再縮短ΔL2,這時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為EP。突然撤去力F,則B脫離A向上飛出的瞬間彈簧的長(zhǎng)度應(yīng)為____________。這時(shí)B的速度是_____________。 【答案】 (1). L, (2). 【解析】 【詳解】分離瞬間加速度相
24、同,相互作用力為零,而此時(shí)B物體只受重力,加速度為重力加速度,故A物體加速度也為重力加速度,彈簧長(zhǎng)度為原長(zhǎng)L. 從撤除力到A、B分離,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,則有:Ep=2mg(2△L1+△L2)+?2mv2 解得:v= 【點(diǎn)睛】本題主要考查了機(jī)械能守恒定律的應(yīng)用,知道在分離的瞬間,AB加速度相同,速度相同,兩物體之間的作用力為零. 三、計(jì)算題 22.22.某人將質(zhì)量為0.02 kg的玻璃球,豎直拋向水泥地面,結(jié)果球回跳高度超出拋點(diǎn)5 m,則拋球時(shí)的初速度為多大? 此人對(duì)玻璃球做了多少功?(不考慮空氣阻力) 【答案】10m/s 1J 【解析】 【詳解】若不考慮空氣阻力及碰撞地
25、面時(shí)的機(jī)械能損失,由能量守恒關(guān)系可知,拋出小球時(shí)的動(dòng)能等于超出拋出點(diǎn)的重力勢(shì)能,即, 解得; 人對(duì)玻璃球做的功: 23.23.如圖所示,讓擺球從圖中的A位置由靜止開始下擺,正好擺到最低點(diǎn)B位置時(shí)線被拉斷.設(shè)擺線長(zhǎng)l=1.6 m,懸點(diǎn)到地面的豎直高度為H=6.6 m,不計(jì)空氣阻力,求: (1)擺球落地時(shí)的速度。 (2)落地點(diǎn)D到C點(diǎn)的距離(g=10 m/s2)。 【答案】(1)vD=10.8 m/s (2)4 m 【解析】 (1)球從A到B受重力和線的拉力,只有重力做功,球從B到D 做平拋運(yùn)動(dòng),也只有重力對(duì)球做功,故球從A到D運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中
26、機(jī)械能守恒,取地面為參考面,則? ? (2)在球從A到B的過(guò)程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律(取B點(diǎn)所在的水平面為參考面)得 解得???v?B=4 m/s 然后小球做平拋運(yùn)動(dòng) 水平方向上: 豎直方向上: 則解得s=v?Bt=4×1 m=4 m 故本題答案是:(1) (2)4m ?點(diǎn)睛:做多過(guò)程問(wèn)題時(shí),受力分析是關(guān)鍵,根據(jù)受力分析判斷運(yùn)動(dòng)性質(zhì),運(yùn)動(dòng)規(guī)律 24.24.如圖,繃緊的傳送帶,始終保持大小為4m/s的速度勻速水平運(yùn)動(dòng),一個(gè)質(zhì)量m=1kg的物塊,無(wú)初速地放在皮帶上A點(diǎn)處。若物塊與皮帶間動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.2,A、B間距離S=6m,試求:物塊從A到
27、B的過(guò)程中,皮帶對(duì)物塊的摩擦力做的功。 【答案】8J 【解析】 【分析】 小物塊無(wú)初速地放到皮帶上,先受到向前的滑動(dòng)摩擦力做勻加速直線運(yùn)動(dòng),根據(jù)牛頓第二定律求出加速度,由速度位移關(guān)系公式求出物塊速度與傳送帶相同時(shí)通過(guò)的位移,判斷此時(shí)物塊是否到達(dá)了B點(diǎn),再由動(dòng)能定理求解摩擦力做功. 【詳解】小物塊開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)過(guò)程:加速度.物塊速度達(dá)到與傳送帶相同時(shí),通過(guò)的位移為m=4m<s=6m,說(shuō)明此時(shí)物塊還沒(méi)有到達(dá)B點(diǎn),此后物塊做勻速直線運(yùn)動(dòng),不受摩擦力.由動(dòng)能定理得,摩擦力對(duì)物塊所做的功為Wf=mv2=×1×42J=8J 【點(diǎn)睛】本題是關(guān)于傳送帶的模型;解題的關(guān)鍵要分析物塊的受力情
28、況和運(yùn)動(dòng)情況,此題中的物體先做加速運(yùn)動(dòng),后做勻速運(yùn)動(dòng),問(wèn)題清楚后才能解答,不能盲目代公式. 25.25.如圖所示,質(zhì)量為m=2kg的小球系在輕彈簧的一端,另一端固定在懸點(diǎn)O處,將彈簧拉至水平位置A處(彈簧無(wú)形變)由靜止釋放,小球到達(dá)距0點(diǎn)下方h處的B點(diǎn)時(shí)速度為2 m/s.求小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中彈簧彈力做的功(h=0.5 m). 【答案】-6J 【解析】 【詳解】對(duì)A到B過(guò)程應(yīng)用動(dòng)能定理:設(shè)彈簧做功W,則mgh+W=mvB2-0 代入數(shù)據(jù)可得:W=-6J 也就是說(shuō)彈簧做功-6J; 【點(diǎn)睛】選取研究過(guò)程,運(yùn)用動(dòng)能定理解題。動(dòng)能定理的優(yōu)點(diǎn)在于適用任何運(yùn)動(dòng)包括曲線運(yùn)動(dòng)。 動(dòng)能定理的應(yīng)用范圍很廣,可以求速度、力、功等物理量,特別是可以去求變力功。
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