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章末检测 一、单项选择题1.(2018徐州期中)高台跳水被认为是世界上最难、最美的运动项目之一。一运动员在十米跳台跳水比赛中,触水时重力的功率约为()A.7000 WB.700 WC.70 WD.7 W答案A运动员在跳水过程中看做自由落体运动,故落水时的速度为v=2gh=102 m/s,运动员的体重约为50 kg,故重力的瞬时功率约为P=mgv=7 000 W,故A项正确,B、C、D项错误。2.(2018课标)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能一定()A.小于拉力所做的功B.等于拉力所做的功C.等于克服摩擦力所做的功D.大于克服摩擦力所做的功答案A受力分析,找到能影响动能变化的是哪几个物理量,然后观测这几个物理量的变化即可。木箱受力如图所示,木箱在移动的过程中有两个力做功,拉力做正功,摩擦力做负功,根据动能定理可知即WF-Wf=12mv2-0,所以动能小于拉力做的功,故A项正确;无法比较动能与摩擦力做功的大小,C、D项错误。3.(2018苏北四市一调)如图所示,物块固定在水平面上,子弹以某一速率从左向右水平穿透物块时速率为v1,穿透时间为t1;若子弹以相同的速率从右向左水平穿透物块时速率为v2,穿透时间为t2。子弹在物块中受到的阻力大小与其到物块左端的距离成正比。则()A.t1t2B.t1v2D.v1v1+v02;若子弹以相同的速率从右向左水平穿透物块时,子弹受到的阻力越来越小,则子弹做加速度减小的减速运动,所以平均速度v2v1+v02v1。子弹穿过物块的时间t=dv,所以可知t1v2v3,A错误,B项正确;物块下滑过程中克服摩擦力做功为W=mgL cos 。L cos 即为底边长度,由题图可知1和2底边相等且小于3,故摩擦生热关系为Q1=Q2Q3,C错误,D项正确。9.(2018无锡期末)如图,质量分别为m1、m2的两物块A、B通过一轻质弹簧连接,静止放置在光滑水平面上,弹簧开始时处于原长,运动过程中始终处在弹性限度内。t1=0时刻在A上施加一个水平向左的恒力F,t2=t时刻弹簧第一次恢复到原长状态,此时A、B速度分别为v1和v2。则t1到t2时间内()A.A、B和弹簧组成的系统的机械能先增大后减小B.当A的加速度为零时,B的加速度为Fm1+m2C.当弹簧的弹性势能最大时,两物块速度相等D.物块B移动的距离为m1v12+m2v222F答案CD在t1到t2时间内,A向左运动,力F做正功,则A、B和弹簧组成的系统的机械能一直增大,A错误;当A的加速度为零时,弹簧弹力大小等于拉力F,那么B的加速度为Fm2,B错误;当两物块速度相等时,两者之间距离最大,则弹簧的弹性势能最大,C正确;弹簧第一次恢复原长时,设物块B移动的距离为x,则A的位移也是x,F作用的位移也是x,由动能定理知Fx=12m1v12+12m2v22,得x=m1v12+m2v222F,D正确。三、非选择题10.(2018苏州一模)某实验小组利用如图甲所示的实验装置测量小物块与水平面之间的动摩擦因数。弹簧左端固定在挡板上,带有遮光条的小物块将弹簧右端压缩至C处由静止释放,小物块运动一段距离后与弹簧分离,接着通过P处光电计时器的光电门,最后停在水平面上的B处。已知重力加速度为g。(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d,其读数刻度如图乙所示,则d=mm。(2)为了测量动摩擦因数,还需要测量的物理量(写出需要测量的物理量及其符号)是:;。由此可得动摩擦因数=。(用测量的量表示)(3)若已经测得物块与水平面间的动摩擦因数为,物块质量为m,只需再测出物块释放处到最终停止处的距离s,即可测出物块释放时弹簧的弹性势能,试写出弹性势能Ep的表达式。答案(1)4.20(2)遮光条通过光电门的时间t光电门到物块停止处的距离xd22gxt2(3)Ep=mgs解析(1)主尺的刻度4 mm,游标尺上的第10个刻度与主尺的刻度对齐,读数是0.0210 mm=0.20 mm,总读数4 mm+0.20 mm=4.20 mm;(2)实验的原理:根据遮光条的宽度与滑块通过光电门的时间即可求得滑块的速度v=dt;B到C的过程中,摩擦力做功,根据动能定理得-mgx=0-12mv2;联立以上两个公式得动摩擦因数的表达式=d22gxt2;还需要测量的物理量是,遮光条通过光电门的时间t;光电门到物块停止处的距离x;(3)根据功能关系,释放物体后,弹簧的弹性势能减小,通过摩擦力做功,转化为内能,则有Ep=Wf=mgs。11.(2018徐州期中)如图所示,轻质弹簧一端固定在墙壁上的O点,另一端自由伸长到A点,OA之间的水平面光滑。固定曲面在B处与水平面平滑连接。A、B之间的距离s=1 m。质量m=0.2 kg的小物块开始时静置于水平面上的B点,物块与水平面间的动摩擦因数=0.4。现给物块一个水平向左v0=5 m/s的初速度,g取9.80 m/s2。(1)求弹簧被压缩到最短时所具有的弹性势能Ep;(2)求物块返回B点时的速度大小;(3)若物块能冲上曲面的最大高度h=0.2 m,求物块沿曲面上滑过程所产生的热量。答案(1)1.7 J(2)3 m/s(3)0.5 J解析(1)从开始向左运动经过AB到将弹簧压到最短的过程中,根据动能定理有-mgs-Ep=-12mv02代入数据解得Ep=1.7 J(2)从开始运动到向右返回B点的过程中,根据动能定理有-mg2s=12mv12-12mv02代入数据解得v1=3 m/s(3)从向右返回B到运动至最高点的过程中,根据能量守恒定律有:Q+mgh=12mv12解得Q=0.5 J12.(2018苏锡常镇四市调研)如图所示,长为3l的不可伸长的轻绳,穿过一长为l的竖直轻质细管,两端拴着质量分别为m、2m的小球A和小物块B,开始时B先放在细管正下方的水平地面上。手握细管轻轻摇动一段时间后,B对地面的压力恰好为零,A在水平面内做匀速圆周运动。已知重力加速度为g,不计一切阻力。(1)求A做匀速圆周运动时绳与竖直方向的夹角;(2)求摇动细管的过程中手所做的功;(3)轻摇细管可使B在管口下的任意位置处于平衡,当B在某一位置平衡时,管内一触发装置使绳断开,求A做平抛运动的最大水平距离。答案(1)45(2)1-24mgl(3)2l解析(1)如图,对小球A有T=2mgT cos =mg,=45(2)如图T sin =mv2lsinv=22glW=12mv2+mg(l-l cos )=mgl1-24(3)设拉A的绳长为x(lx2l),T sin =mv2xsinv=22gx,t=2(2l-22x)gs=vt=x(22l-x)x=2l时,sm=2l8
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