1.下列關(guān)于動(dòng)能的說(shuō)法中,正確的是( )
A. 物體的動(dòng)能不變,則其速度也一定不變
B. 物體的速度不變,則其動(dòng)能也不變
C. 物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能一定變化
D. 物體的動(dòng)能不變,所受的合外力必定為零
2.如圖所示,質(zhì)量為m的小球從高為h處的斜面上的A點(diǎn)滾下,經(jīng)過(guò)水平面BC后,再滾上另一斜面,當(dāng)它到達(dá)高為的D點(diǎn)時(shí),速度為零,在這個(gè)過(guò)程中,重力做功為( )
A. B. C. mgh D. 0
3.汽車(chē)在水平公路上以額定功率做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),速度為3m/s時(shí)的加速度為6m/s時(shí)的3倍,若汽車(chē)受到的阻力不變,由此可求得( )
A. .汽車(chē)的速度
B. 汽車(chē)受到的阻力
C. 汽車(chē)的額定功率
D. 速度從3m/s增大到6m/s所用的時(shí)間
4.2014年國(guó)際泳聯(lián)世界跳水系列賽北京站女子3米板決賽中,吳敏霞以402.30分的成績(jī)獲得冠軍.現(xiàn)假設(shè)她的質(zhì)量為m,她進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)水對(duì)她的阻力大小恒為F,那么在她減速下降高度為h的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?( )
A. 她的動(dòng)能減少了Fh B. 她的重力勢(shì)能減少了mgh
C. 她的機(jī)械能減少了(F﹣mg)h D. 她的機(jī)械能減少了Fh
5.如圖所示,將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的環(huán),環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑定滑輪與直桿的距離為d.現(xiàn)將環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放,當(dāng)環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(shí)(圖中B處),下列說(shuō)法不正確的是(重力加速度為g)( )
A. 環(huán)剛釋放時(shí)輕繩中的張力等于2mg
B. 環(huán)到達(dá)B處時(shí),重物上升的高度為(﹣1)d
C. 環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比為
D. 環(huán)減少的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能
6.如圖所示,一輕彈簧左端固定在長(zhǎng)木板m2的左端,右端與小木塊m1連接,且m1、m2及m2與地面之間接觸面光滑,開(kāi)始時(shí)m1和m2均靜止,現(xiàn)同時(shí)對(duì)m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2,從兩物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以后的整個(gè)過(guò)程中,對(duì)m1、m2和彈簧組成的系統(tǒng)(整個(gè)過(guò)程中彈簧形變不超過(guò)其彈性限度),錯(cuò)誤的說(shuō)法是( )
A. 由于F1、F2等大反向,故系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B. 由于F1、F2分別對(duì)m1、m2做正功,故系統(tǒng)動(dòng)能不斷增加
C. 由于F1、F2分別對(duì)m1、m2做正功,故系統(tǒng)機(jī)械能不斷增加
D. 當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí),m1、m2的動(dòng)能
二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2道小題)7.如圖所示,是驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置.物體A和B系在輕質(zhì)細(xì)繩兩端跨過(guò)光滑定滑輪,讓A、B由靜止釋放.已知重力加速度為g.
(1)實(shí)驗(yàn)研究的對(duì)象是 (選填“A”或“B”或“AB”).
(2)實(shí)驗(yàn)中除了已知重力加速度g,還需測(cè)量的物理量是 .
A.物體A和B的質(zhì)量 B.遮光片的寬度d
C.光電門(mén)1、2間的距離h D.遮光片通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間t1、t2
(3)若實(shí)驗(yàn)滿(mǎn)足表達(dá)式 ,則可驗(yàn)證機(jī)械能守恒 .
8.如圖為“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材:鐵架臺(tái)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、紙帶、帶鐵夾的重物、天平.回答下列問(wèn)題:
(1)為完成此實(shí)驗(yàn),除了所給的器材,還需要的器材有 (填入正確選項(xiàng)前的字母)
A.刻度尺 B.秒表 C.0~12V的交流電源 C.220V的交流電源
(2)實(shí)驗(yàn)中產(chǎn)生誤差的原因有 (寫(xiě)出兩個(gè)原因)
三、計(jì)算題(本題共3道小題)9.質(zhì)量M=6.0×103kg的客機(jī),從靜止開(kāi)始沿平直的跑道滑行,當(dāng)滑行距離S=7.2×102m時(shí),達(dá)到起飛速度v=60m/s.
(1)若不計(jì)滑行中所受的阻力,則飛機(jī)受到的牽引力為多大?
(2)若滑行過(guò)程中受到的平均阻力大小為f=3.0×103N,牽引力與第1問(wèn)中求得的值相等,則要達(dá)到上述起飛速度,飛機(jī)的滑行距離應(yīng)為多大?
10.用額定電壓U=100V,額定功率是P=1000W的直流電動(dòng)機(jī)豎直提升一重物,已知電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻r=1Ω,重物的質(zhì)量m=30kg,重力加速度g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力.
(1)求重物勻速上升時(shí)的速度;
(2)若電動(dòng)機(jī)以額定功率運(yùn)行,由靜止開(kāi)始提升重物,經(jīng)過(guò)t=5s的時(shí)間重物非常接近速度上升,求重物5s上升的高度H.
11..如圖所示,一質(zhì)量為2kg的鉛球從地面2m高處自由下落,現(xiàn)入沙坑2cm深處,求:
(1)小球落地時(shí)的速度;
(2)沙子對(duì)鉛球的平均阻力.(g=10m/s2)
試卷答案
1.B動(dòng)能
解:A、在勻速圓周運(yùn)動(dòng)中,動(dòng)能不變,速度時(shí)刻改變,A錯(cuò)誤
B、速度不變,是指大小和方向都不變,所以動(dòng)能不變,B正確
C、物體在合外力作用下做變速運(yùn)動(dòng),如勻速圓周運(yùn)動(dòng),則動(dòng)能不變,故C錯(cuò)誤;
D、物體的動(dòng)能不變,說(shuō)明物體所受的合外力不做功或做功的代數(shù)和為零,所以合外力不一定為零,D錯(cuò)誤
2.B功的計(jì)算
解:AD間的高度差為,則重力做功為.
則B正確,ACD錯(cuò)誤,
3.解:設(shè)額定功率為P,則速度為3m/s時(shí)的牽引力,速度為6m/s時(shí),牽引力為.
根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)1﹣f=3(F2﹣f),解得f=.
因?yàn)闋恳εc阻力相等時(shí),速度,則F=f=,知速度為12m/s.因?yàn)楣β饰粗,無(wú)法求出阻力,該運(yùn)動(dòng)為變加速運(yùn)動(dòng),無(wú)法求出運(yùn)動(dòng)的時(shí)間.故A正確,B、C、D錯(cuò)誤.
故選:A.
4.解:A、運(yùn)動(dòng)員進(jìn)水過(guò)程中合力對(duì)他做功為(mg﹣F)h,由動(dòng)能定理可知,她的動(dòng)能減少了(F﹣mg)h.故A錯(cuò)誤.
B、重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做功為mgh,她的重力勢(shì)能減小了mgh,故B正確.
C、運(yùn)動(dòng)員克服阻力做功為Fh,她的機(jī)械能減少了Fh,故C錯(cuò)誤,D正確.
故選:BD.5.解:A、環(huán)剛開(kāi)始釋放時(shí),重物在瞬間加速度為零,則繩子的張力等于重物的重力,即T=2mg.故A正確.
B、環(huán)到達(dá)B時(shí),繩子收縮的長(zhǎng)度等于重物上升的高度,所以h=.故B正確.
C、對(duì)B的速度沿繩子方向和垂直于繩子方向分解,在沿繩子方向上的分速度等于重物的速度,有:vcos45°=v重物,所以.故C錯(cuò)誤.
D、環(huán)和重物組成的系統(tǒng),只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒.環(huán)減少的機(jī)械能等于重物增加的機(jī)械能;故D正確.
本題選錯(cuò)誤的;故選:C.
6.解:A、彈簧彈力以及物體之間的摩擦力屬于內(nèi)力,系統(tǒng)所受外力F1和F2的合力為零故系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由于開(kāi)始的過(guò)程中系統(tǒng)中有兩拉力均做正功,因此機(jī)械能不守恒,故A錯(cuò)誤;
B、D、分別對(duì)m和M動(dòng)態(tài)分析可知,開(kāi)始時(shí)二者都做加速運(yùn)動(dòng),隨距離的增大,彈簧的彈力增大,二者的加速度都減小,當(dāng)加速度a=0時(shí)速度,即當(dāng)彈簧彈力大小與F1、F2大小相等時(shí),系統(tǒng)的動(dòng)能,此后彈簧的彈力大于拉力,二者都做減速運(yùn)動(dòng),直到速度為0.故B錯(cuò)誤,D正確;
C、二者的速度都減小為0后,由于彈力仍然大于拉力,二者之間的距離開(kāi)始減小,彈簧的彈力做正功,拉力做負(fù)功,系統(tǒng)機(jī)械能開(kāi)始減小.故C錯(cuò)誤;
本題選擇錯(cuò)誤的,故選:ABC.
7.解:(1、2)通過(guò)連接在一起的A、B兩物體驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律,即驗(yàn)證系統(tǒng)的勢(shì)能變化與動(dòng)能變化是否相等,A、B連接在一起,A下降的距離一定等于B上升的距離;A、B的速度大小總是相等的.不需要測(cè)量A、B兩物塊的質(zhì)量mA和mB,但需要知道兩光電門(mén)之間的距離h,遮光片的寬度d,及遮光片通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間t1、t2.
(3)A下降h的同時(shí),B上升h,它們的重力勢(shì)能的變化:△EP=(mA﹣mB)gh;
A與B動(dòng)能的變化:△Ek=(mA+mB)(()2﹣()2)
需要驗(yàn)證的是:(mA﹣mB)gh=(mA+mB)(()2﹣()2)
故答案為:(1)AB; (2)ABCD; (3)(mA﹣mB)gh=(mA+mB)(()2﹣()2),定律.
【點(diǎn)評(píng)】: 此題為一驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)題.要求根據(jù)物理規(guī)律選擇需要測(cè)定的物理量,運(yùn)用實(shí)驗(yàn)方法判斷系統(tǒng)重力勢(shì)能的變化量是否與動(dòng)能的變化量相同是解題的關(guān)鍵.
8.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律
解:(1)通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器計(jì)算時(shí)間,故不需要秒表,打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)該與交流電源連接,需要刻度尺測(cè)量紙帶上兩點(diǎn)間的距離.故A、C正確,B、D錯(cuò)誤.
故選:AC.
(2)該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生的誤差有:紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦;米尺測(cè)量下落高度時(shí)有誤差;重物下落過(guò)程中受到空氣阻力等等.
故答案為:(1)AC(2)紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間有摩擦;米尺測(cè)量下落高度時(shí)有誤差
9.(1)飛機(jī)受到的牽引力為1.5×104N;
(2)飛機(jī)的滑行距離應(yīng)為900m.
牛頓第二定律;勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度與時(shí)間的關(guān)系;勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的位移與時(shí)間的關(guān)系.
版解:(1)由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式:2as=v2
得:a=
根據(jù)牛頓第二定律:F=Ma=6×103×2.5N=1.5×104N.
(2)由牛頓第二定律:F﹣f=Ma,
得:a=
根據(jù)v2=2as′
得:s′=.
答:(1)飛機(jī)受到的牽引力為1.5×104N;
(2)飛機(jī)的滑行距離應(yīng)為900m.
10.解:(1)根據(jù)功率公式有:P=UI
解得:I=
則電動(dòng)機(jī)的輸出功率為:P0=P﹣I2r=1000﹣100×1=900W;
而機(jī)械功率P0=mgv
解得:v==3m/s
所以勻速提升時(shí),速度為3m/s
(2)當(dāng)對(duì)重物的拉力等于重力時(shí),速度,速度為3m/s,
由動(dòng)能定理得:
解得:H=14.55m
答:(1)重物勻速上升時(shí)的速度為3m/s;
(2)重物5s上升的高度為14.55m.
11.(1)小球落地時(shí)的速度為2m/s;
(2)沙子對(duì)鉛球的平均阻力為2020N.
動(dòng)能定理的應(yīng)用
解:(1)從鉛球開(kāi)始下落到落地過(guò)程中,由動(dòng)能定理得:
mgH=mv2﹣0,
解得鉛球落地時(shí)的速度為:
v=m/s;
(2)從鉛球開(kāi)始下落到鉛球陷入沙坑的整個(gè)過(guò)程中,由動(dòng)能定理可得:
mg(H+h)﹣Ffh=0﹣0,
代入數(shù)據(jù)解得:Ff=2020N;
答:(1)小球落地時(shí)的速度為2m/s;
(2)沙子對(duì)鉛球的平均阻力為2020N.