1、第七章 机械能守恒定律一、选择题(共 13 小题，每小题 4 分，共 52 分。在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分。)1.物体做自由落体运动，E k 代表动能，E p 代表势能，h 代表下落的距离，以水平地面为零势能面(不计一切阻力) 。下列图象能正确反映各物理量之间关系的是( )答案 B2.放在光滑水平面上的物体，仅在两个方向垂直的水平力的共同作用下开始运动，若这两个力分别做了 6 J 和 8 J的功，则该物体的动能增加了( )A.48 J B.14 JC.10 J D.2 J答案 B3.(201711 月选考)如图所示，质量为 60 kg 的某运动
2、员在做俯卧撑运动，运动过程中可将她的身体视为一根直棒。已知重心在 c 点，其垂线与脚、两手连线中点间的距离 oa、ob 分别为 0.9 m 和 0.6 m。若她在 1 min 内做了 30 个俯卧撑，每次肩部上升的距离均为 0.4 m，则克服重力做的功和相应的功率约为( )A.430 J，7 W B.4 300 J，70 WC.720 J，12 W D.7 200 J，120 W答案 B4.质量为 2 kg 的物体做自由落体运动，下落前 2 s 内重力所做的功及前 2 s 内重力做功的平均功率分别为(g 取 10 m/s2)( )A.400 J；200 W B.200 J；200 WC.200
3、 J；400 W D.400 J；400 W答案 A5.质量为 5 t 的汽车，在水平路面上以加速度 a2 m/s2 启动，受到的阻力为 2103 N，则汽车启动后第 2 s 末的瞬时功率为( )A.48 kW B.24 kWC.22 kW D.11 kW答案 A6.如图所示，小车在与水平方向成 角的恒力 F 作用下，沿水平地面向右运动一段距离 l，此过程中力 F 对小车所做的功为( )A.Fl B.Flsin C.Flcos D.Fltan 答案 C7.总质量约为 3.8 吨“嫦娥三号”探测器在距月面 3 m 处关闭反推发动机，让其以自由落体方式降落在月球表面。4条着陆腿触月信号显示， “嫦
4、娥三号”完美着陆月球虹湾地区。月球表面附近重力加速度约为 1.6 m/s2，4 条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧，在软着陆后，每个轻弹簧获得的弹性势能大约是( )A.28 500 J B.4 560 J C.18 240 J D.9 120 J答案 B8.某运动员臂长为 L，将质量为 m 的铅球推出，铅球出手时的速度大小为 v0，方向与水平方向成 30角，则该运动员对铅球所做的功是( )A. B.mgL mv12 20C. mv D.mgLmv12 20 20答案 A9.如图是“神舟” 系列航天飞船返回舱返回地面的示意图，假定其过程可简化为打开降落伞一段时间后，整个装置匀速下降，为确保安全着
5、陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则( )A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B.返回舱在喷气过程中减速的主要原因是空气阻力C.返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D.返回舱在喷气过程中处于失重状态答案 A10.如图甲所示，质量 m0.5 kg，初速度 v010 m/s 的物体，受到一个与初速度方向相反的外力 F 的作用，沿粗糙的水平面滑动，经 3 s 撤去外力，直到物体停止，整个过程物体的 vt 图象如图乙所示，g 取 10 m/s2，则( )A.物体与地面间的动摩擦因数为 0.2B.02 s 内 F 做的功为 8 JC.07 s 内由于摩擦产生的热量
6、为 25 JD.07 s 内物体滑行的总位移为 29 m答案 D11.某同学用频闪相机拍摄了运动员跳远比赛时助跑中某点、起跳点、最高点、落地点四个位置的照片，简化图如图所示。则运动员起跳瞬间消耗的体能最接近( )A.4 J B.40 J C.400 J D.4 000 J答案 C12.一小石子从高为 10 m 处自由下落，不计空气阻力，经一段时间后小石子的动能恰等于它的重力势能( 以地面为参考平面)，g10m/s 2，则该时刻小石子的速度大小为( )A.5 m/s B.10 m/s C.15 m/s D.20 m/s答案 B13.质量为 m 的小球被系在轻绳的一端，在竖直平面内做半径为 R 的
7、圆周运动，如图所示，运动过程中小球受到空气阻力的作用。设某一时刻小球通过轨道的最底点，此时绳子所受拉力为 7mg，此后小球继续做圆周运动，经过半个圆周恰能通过最高点，则在此过程中小球克服空气阻力所做的功为( )A. B. mgR8 mgR4C. D.mgRmgR2答案 C二、非选择题(本题共 6 小题，共 48 分)14. (5 分) 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有_ 。( 填入正确选项前的字母)A.米尺 B.秒表C.012 V 的直流电源 D.01
8、2 V 的交流电源(2)实验中误差产生的原因有_。( 写出两个原因)答案 (1)AD (2) 纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦、空气阻力用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差计算势能变化时，选取初末两点距离过近15.(5 分) 如图所示是某同学探究动能定理的实验装置。已知重力加速度为 g，不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：a.将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门 A 和 B，砂桶通过滑轮与小车相连。b.调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为 m。c.某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动。d.测得挡光片通过光电门 A 的时间为
9、 t1，通过光电门 B 的时间为 t2，挡光片宽度为 d，小车质量为 M，两个光电门 A 和 B 之间的距离为 L。e.依据以上数据探究动能定理。(1)根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是_。A.实验时，先接通光电门，后剪断细绳B.实验时，小车加速运动的合外力为 FMgC.实验过程中不需要测出斜面的倾角D.实验时，应满足砂和砂桶的总质量 m 远小于小车质量 M(2)小车经过光电门 A、B 的瞬时速度为 vA_、v B_。如果关系式_在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。答案 (1)AC(2) mgL M( )2 M( )2dt1 dt2 12 dt2 12 dt116.(8 分
10、) 如图所示，QB 段是半径为 R1 m 的光滑圆弧轨道， AQ 段是长度为 L1 m 的粗糙水平轨道，两轨道相切于 Q 点，Q 在圆心 O 的正下方，整个轨道位于同一竖直平面内。物块 P 的质量 m1 kg(可视为质点)，P 与 AQ间的动摩擦因数 0.1，若物块 P 以速度 v0 从 A 点滑上水平轨道，到 C 点又返回 A 点时恰好静止。(g 取 10 m/s2)求：(1)v0 的大小；(2)物块 P 第一次刚通过 Q 点时对圆弧轨道的压力。答案 (1)2 m/s (2)12 N，方向竖直向下17.(8 分) 高一年级某“ 机器人”社团对自制的一辆电动遥控小车的性能进行研究，他们让小车在
11、水平直轨道上由静止开始始终以额定功率运动，经过 t5 s 时小车达到最大速度，小车在运动过程中的部分 vt 图象如图所示。已知小车质量为 m1 kg，在运动过程中受到的阻力大小恒为车重的 0.1 倍，g 取 10 m/s2。求：(1)小车的额定功率；(2)小车在 05 s 内的位移大小。答案 (1)4 W (2)12 m18.(10 分) 如图，一个小球沿光滑固定轨道从 A 点由静止开始滑下。已知轨道的末端水平，距水平地面的高度h3.2 m，小球落地点距轨道末端的水平距离 x4.8 m ，取 g10 m/s 2，求：图 12(1)小球离开轨道时的速度大小；(2)A 点离地面的高度 H。答案 (
12、1)6 m/s (2)5 m19.(12 分) 如图所示，游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行，可抽象为图 14 的模型。倾角为 45的直轨道 AB，半径 R10 m 的光滑竖直圆轨道和倾角为 37的直轨道 EF，分别通过水平光滑衔接轨道 BC、CE 平滑连接，另有水平减速直轨道 FG 与 EF 平滑连接，EG 间的水平距离 l40 m。现有质量 m500 kg 的过山车，从高h40 m 处的 A 点静止下滑，经 BCDCEF 最终停在 G 点。过山车与轨道 AB、EF 的动摩擦因数均为 10.2，与减速直轨道 FG 的动摩擦因数 20.75，过山车可视为质点，运动中不脱离轨道，取 g10 m/s 2，求：(1)过山车运动至圆轨道最低点 C 时的速度大小；(2)过山车运动至圆轨道最高点 D 时对轨道的作用力；(3)减速直轨道 FG 的长度 x。( 已知 sin 370.6，cos 37 0.8)答案 (1)8 m/s (2)710 3 N 方向竖直向上 (3)30 m10
