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專題六 機(jī)械能 知識內(nèi)容 考試要求 困惑 必考 加試 追尋守恒量——能量 b 　 功 c c 功率 c c 重力勢能 c c 彈性勢能 b b 動能和動能定理 d d 機(jī)械能守恒定律 d d 能量守恒定律和能源 c d 1．如圖所示，無人機(jī)在空中勻速上升時，不斷增加的能量是 ( ) A．動能 B．動能、重力勢能 C．重力勢能、機(jī)械能 D．動能、重力勢能、機(jī)械能 2．快艇在運(yùn)動中受到的阻力與速度平方成正比（即f=kv2）。若油箱中有20L燃油，當(dāng)快艇以10m/s勻速行駛時，還能行駛40km。假設(shè)快艇發(fā)動機(jī)的效率保持不變，則快艇以20m/s勻速行駛時，還能行駛 ( ) A．80km B．40km C．10km D．5km 3．如圖所示，輕質(zhì)彈簧下懸掛一個小球，手掌托小球使之緩慢上移，彈簧恢復(fù)原長時迅速撤去手掌使小球開始下落。不計空氣阻力，取彈簧處于原長時的彈性勢能為零。撤去手掌后，下列說法正確的是 ( ) A．剛撤去手掌瞬間，彈簧彈力與小球重力大小相等 B．小球速度最大時，彈簧的彈性勢能為零 C．彈簧的彈性勢能最大時，小球的速度為零 D．小球運(yùn)動到最高點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能最大 4．蹦床運(yùn)動是運(yùn)動員從蹦床反彈起來后在空中表演技巧的運(yùn)動。如圖所示，當(dāng)運(yùn)動員從最高處下降至最低處的過程中(不計空氣阻力)，運(yùn)動員 ( ) A．動能一直增大 B．所受重力始終做正功 C．動能一直減小 D．重力勢能只轉(zhuǎn)變成動能 5．某同學(xué)站在陽臺上，從同一位置以相同的速率把a(bǔ)、b、c三個小球分別豎直向上、豎直向下和水平拋出。若空氣阻力可忽略，則三個小球落到水平地面時的速率 ( ) A．a(chǎn)球最大 B．b球最大 C．c球最大 D．一樣大 6．質(zhì)量為m的小陶同學(xué)助跑跳起后，手指剛好能摸到籃球架的球框。該同學(xué)站立舉臂時，手指觸摸到的最大高度為h1。已知籃球框距地面的高度約為h2。則在助跑、起跳和摸框的整個過程中，該同學(xué)重力勢能的增加量最接近 ( ) A．mgh1 B．mgh2 C．mg(h2－h(huán)1) D．mg(h2＋h1) 7．某同學(xué)的質(zhì)量為50kg，所騎自行車的質(zhì)量為15kg，設(shè)該同學(xué)在平直路面上正常騎行時腳踏自行車的功率為40W。若人與車受到的阻力是其重力的0.02倍，則正常騎行自行車時的速率約為 ( ) A．3m/s B．4m/s C．13m/s D．30m/s 8．我國科學(xué)家正在研制航母艦載機(jī)使用的電磁彈射器。艦載機(jī)總質(zhì)量為3.0104kg，設(shè)起飛過程中發(fā)動機(jī)的推力恒為1.0105N；彈射器有效作用長度為100m，推力恒定。要求艦載機(jī)在水平彈射結(jié)束時速度大小達(dá)到80m/s。彈射過程中艦載機(jī)所受總推力為彈射器和發(fā)動機(jī)推力之和，假設(shè)所受阻力為總推力的20%，則下列說法不正確的是 ( ) A．彈射器的推力大小為1.1106N B．彈射器對艦載機(jī)所做的功為1.1108J C．彈射器對艦載機(jī)做功的平均功率為8.8107W D．艦載機(jī)在彈射過程中的加速度大小為32m/s2 9．如圖所示，裝有足夠多沙子的圓桶上方有大小相同的實(shí)心鋼球和木球，現(xiàn)從同一高度由靜止釋放，不計空氣阻力，下列說法正確的是 ( ) A．鋼球陷入沙子中的深度比木球大 B．鋼球到達(dá)沙子表面的速度比木球大 C．鋼球陷入沙子全過程的速度變化量比木球大 D．鋼球陷入沙子全過程克服阻力做的功與木球相等 10．“低碳世博”是2010年上海世博會的核心理念，“低碳”要求我們節(jié)約及高效利用能源。關(guān)于能源與能量，下列說法正確的是 ( ) A．能量被使用后就消滅了，所以要節(jié)約能源 B．自然界中石油、煤炭等能源可供人類長久使用 C．人類應(yīng)多開發(fā)與利用風(fēng)能、太陽能、核能等能源 D．人類不斷地開發(fā)和利用新的能源，所以能量可以被創(chuàng)生 11．如圖所示為“風(fēng)光互補(bǔ)路燈”系統(tǒng)，在有陽光時通過太陽能電池板發(fā)電，有 風(fēng)時通過幾力發(fā)電機(jī)發(fā)電，二者皆備時同時發(fā)電，并將電能輸至蓄電池儲存 起來，供路燈照明使用。該系統(tǒng) ( ) A．只可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能 B．只可以實(shí)現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為電能 C．可以實(shí)現(xiàn)太陽能轉(zhuǎn)化為風(fēng)能 D．可以同時實(shí)現(xiàn)太陽能、風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能 12．如圖所示為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置，在該實(shí)驗(yàn)中 ( ) A．需要用秒表測量重物下落的時間 B．需要用刻度尺測量重物下落的高度 C．釋放紙帶時，重物應(yīng)盡量遠(yuǎn)離計時器 D．該計時器的工作電壓為交流10V以下 13．“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。實(shí)驗(yàn)中，要求通過調(diào)整木板的傾角來平衡摩擦阻力，判斷摩擦阻力已被平衡的方法是__________。（填字母） A．釋放小車后，小車能夠運(yùn)動 B．輕推一下小車，小車能夠勻速運(yùn)動 C．釋放小車后，拖著紙帶的小車能夠運(yùn)動 D．輕推一下小車，拖著紙帶的小車能夠勻速運(yùn)動 14．如圖所示是“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)中，通過改變橡皮筋的條數(shù)來改變橡皮筋對小車做的功。下列做法正確的是__________。（填字母） A．實(shí)驗(yàn)中不需要平衡阻力 B．釋放小車后開啟打點(diǎn)計時器 C．需要測量橡皮筋對小車做功的數(shù)值 D．每次都要從同一位置由靜止釋放小車 15．在下列學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，需要用到打點(diǎn)計時器的實(shí)驗(yàn)有__________。（填字母） A．“探究求合力的方法” B．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系” C．“探究做功與物體速度變化的關(guān)系” D．“探究作用力與反作用力的關(guān)系” 16．甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。 小車 （1）圖1中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材__________；乙同學(xué)需在圖中選用的器材__________。（填字母） （2）乙同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②，紙帶________的加速度大（選填“①”或“②”），其加速度大小為_____________。 17．在“探究做功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，如圖所示是某同學(xué)所獲紙帶的一部分。已知打點(diǎn)計時器所接電源的頻率為50 Hz，則A點(diǎn)到C點(diǎn)的時間為 _________s，在_________點(diǎn) （填“A”或“C”）對應(yīng)橡皮筋彈性勢能較大。 18．在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，將夾有紙帶的重物由靜止釋放，所打紙帶如圖所示（圖中數(shù)據(jù)單位是cm），相鄰點(diǎn)跡間的時間間隔為0.02s。 （1）紙帶的_________（填“左”或“右”）端與重物相連； （2）打點(diǎn)計時器打B點(diǎn)時，重物下落的速度vB=_________ m/s。 19．“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)，已有鐵架臺、鐵夾、電源、紙帶、打點(diǎn)計時器，還必須選取的器材是圖中的__________。 （填字母） 某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)過程中，①在重 錘的正下方地面鋪海綿；②調(diào)整打 點(diǎn)計時器的兩個限位孔連線為豎直； ③重復(fù)多次實(shí)驗(yàn)。以上操作可減小實(shí)驗(yàn)誤差的是__________。（填序號） 20．現(xiàn)有30包大米，每包質(zhì)量均為5kg，要你盡可能快地把它們搬上12m高處的庫房，你會怎樣做？你是一包一包地搬，還是一次都把它們搬上去？若你每次只搬1包，你將要為克服自身重力而消耗大量的能量；若你想一次都搬上去，則可能寸步難行?，F(xiàn)在假設(shè)你身體可以提供的用于搬動物體的功率如圖所示，圖中曲線表示了你搬動物體的功率與被搬物體質(zhì)量之間的關(guān)系。問： （1）圖中A點(diǎn)的物理意義是什么？ （2）要盡可能快地把大米搬上庫房，每次應(yīng)搬幾包大米？ （3）估算用最大功率完成這一工作所用的時間，并說明理由。 21．如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)傾角θ=37的直軌道AB，與傾角可調(diào)的足夠長的直軌道BC順滑連接?，F(xiàn)將一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊，從高為hl=0.6m處靜止釋放，沿軌道AB滑下，并滑上傾角也為37的軌道BC，所能達(dá)到的最大高度是h2=0.3m。若物塊與兩軌道間的動摩擦因數(shù)相同，不計空氣阻力及連接處的能量損失。已知sin37=0.6，求： （1）物塊從釋放到第一次速度為零的過程中，重力所做的功； （2）物塊與軌道間的動摩擦因數(shù)； （3）若將軌道BC調(diào)成水平，物塊仍從軌道AB上高為h1=0.6m處靜止釋放，其在軌道 BC上滑行的最大距離。 22．如圖所示是跳臺滑雪的示意圖，雪道由傾斜的助滑雪道AB、水平平臺BC、著陸雪道CD及減速區(qū)DE組成，各雪道間均平滑連接。A處與水平平臺間的高度差h＝45m，CD的傾角為30。運(yùn)動員自A處由靜止滑下，不計其在雪道ABC滑行和空中飛行時所受的阻力，運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn)。 （1）求運(yùn)動員滑離平臺BC時的速度大??； （2）為保證運(yùn)動員落在著陸雪道CD上，雪道CD的長度至少為多少？ （3）若實(shí)際的著陸雪道CD長度為150m，運(yùn)動員著陸后滑到D點(diǎn)時具有的動能是著陸瞬間動能的80%。在減速區(qū)DE滑行s=100m后停下，求運(yùn)動員在減速區(qū)所受平均阻力是其重力的多少倍？ 23．如圖所示，在豎直平面內(nèi)固定一半徑R=2m、圓心角為120的光滑圓弧軌道BEC，其中點(diǎn)E是最低點(diǎn)。在B、C兩端平滑、對稱地連接長度均為S=m的AB、CD兩段粗糙直軌道，直軌道上端A、D與最低點(diǎn)E之間的高度差均為h=2.5m。現(xiàn)將質(zhì)量m=0.01kg的小物塊由A點(diǎn)靜止釋放，物塊與直軌道間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.25。求： （1）小物塊從靜止釋放到第一次過E點(diǎn)時重力做的功； （2）小物塊第一次通過E點(diǎn)時的動能； （3）小物塊在E點(diǎn)時受到支持力的最小值。 24．如圖1所示，游樂場的過山車可以底朝上在豎直圓軌道上運(yùn)行，可抽象為圖2的模型。傾角為45的直軌道AB、半徑R=10m的光滑豎直圓軌道和傾角為37的直軌道EF分別通過水平光滑銜接軌道BC、C′E平滑連接，另有水平減速直軌道FG和EF平滑連接，EG間的水平距離l=40m?，F(xiàn)有質(zhì)量m=500kg的過山車，從高h(yuǎn)=40m處的A點(diǎn)靜止下滑，經(jīng)BCDC′EF最終停在G點(diǎn)，過山車與軌道AB、EF間的動摩擦因數(shù)均為μ1=0.2，與減速直軌道FG間的動摩擦因數(shù)μ2=0.75。過山車可視為質(zhì)點(diǎn)，運(yùn)動中不脫離軌道，求： （1）過山車運(yùn)動至圓軌道最低點(diǎn)C時的速度大小； （2）過山車運(yùn)動至圓軌道最高點(diǎn)D時對軌道的作用力； （3）減速直軌道FG的長度x。（已知sin37=0.3，cos37=0.8） 圖2 圖1 25．如圖所示為某種彈射小球的游戲裝置，水平面上固定一輕質(zhì)彈簧及長度可調(diào)節(jié)的豎直細(xì)管AB。細(xì)管下端接有一小段長度不計的圓滑彎管，上端B與四分之一圓弧彎管BC相接。每次彈射前，推動小球?qū)椈蓧嚎s到同一位置后鎖定。解除鎖定，小球即被彈簧彈出，水平射入細(xì)管A端，再沿管ABC從C端水平射出。已知彎管BC的半徑R=0.30m，小球的質(zhì)量m=50g，當(dāng)調(diào)節(jié)豎直細(xì)管AB的長度L至L0=0.90m時，發(fā)現(xiàn)小球恰好能到達(dá)管口C端。不計小球運(yùn)動過程中的機(jī)械能損失。 （1）求每次彈射時彈簧對小球所做的功W； （2）當(dāng)L取多少時，小球落至水平面的位置離直管AB最遠(yuǎn)？ L/m 0 0.3 0.6 0.9 FN/N （3）調(diào)節(jié)L時，小球到達(dá)管口C時管壁對球的作用力FN隨相應(yīng)變化?？紤]到游戲裝置的實(shí)際情況，L不能小于0.15m。請在坐標(biāo)紙上作出FN隨長度L變化的關(guān)系圖線。（取管壁對球的作用力FN方向向上為正，并要求在縱軸上標(biāo)上必要的刻度值。） 參考答案 1．C 2．C 3．C 4．B 5．D 6．C 7．A 8．C 9．A 10．C 11．D 12．B 13．D 14．D 15．BC 16．（1）AB，BDE （2）①，2.50m/s2 17．0.08s，A 18．（1）左 （2）0.98 19．B，②③ 20．（1）當(dāng)一次搬15kg的物體時，人的功率達(dá)到最大值50W （2）3包（因總功一定，要使時間最短，只要每次的功率最大） （3）大于360s 21．（1）0.3J （2）0.25 （3）1.6m 22．（1）30m/s （2）120m （3）0.84 23．（1）0.25J （2）J （3）0.2N 24．（1）8m/s （2）7000N，方向豎直向上 （3）30m 25．（1）0.6J （2）0.3m （3）FN=L－（0.15m≤L≤0.90m），圖略