机械能同步练习三(含详解答案)doc

内化提升1在一种叫做“蹦极跳”的运动中，质量为m 的游戏者身系一根长为L 、弹性优良的轻质柔软橡皮绳， 从高处由静止开始下落1.5L 时到达最低点， 若在下落过程中不计空气阻力，则从橡皮绳开始拉紧，到游戏者到达最低点的过程中，以下说法错误的是 ()A 速度先增大后减小B 加速度先减小后增大1C动能增加了mgLD 重力势能减少了2mgL解析： 橡皮绳拉紧的开始阶段：mg F ma， a 向下减小，但速度增加，当mg F以后，又有： F mg ma ，a 向上增大，速度减小，故A、B 正确；重力在此过程中11做正功 2mgL，重力势能减少了2mgL，D 正确；因此过程初时刻动能为mgL，末时刻动能为0，动能减少了mgL，故 C 错误答案： C图 142如图 14 所示，一轻弹簧的左端固定，右端与一小球相连，小球处于光滑水平面上现对小球施加一个方向水平向右的恒力F ，使小球从静止开始运动，则小球在向右运动的整个过程中()A 小球和弹簧组成的系统机械能守恒B 小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大C小球的动能逐渐增大D 小球的动能先增大然后减小解析： 小球在向右运动的整个过程中，力F 做正功，由功能原理知小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大，选项A 错误，选项B 正确；弹力一直增大，当弹力等于F 时，小球的速度最大，动能最大，当弹力大于F 时，小球开始减速运动，速度减小，动能减小，选项C 错误，选项D 正确答案： BD图 153两个底面积都是S 的圆筒，放在同一水平面上，桶内装水，水面高度分别为h1 和 h2，如图 15 所示已知水的密度为.现把连接两桶的阀门打开，最后两桶水面高度相等，则这过程中重力所做的功等于 ()1 gS(h1 h2)2B gS(h1 h2)2A. 21 gS(h1h222C.42)D gSh图 16解析： 由于水是不可压缩的，把连接两桶的阀门打开到两桶水面高度相等的过程中，利h1 h2用等效法把左管高2以上部分的水等效的移至右管最后用功能关系，重力所做的功等于重力势能的减少量，阴影部分从左管移至右管所减少的重力势能为h1 h2h1 h2 12Ep(2) gS(2) 4 gS(h1 h2)所以重力做的功 WG1 gS(h1 h224)答案： C图 174如图 17 所示，质量为 M、长度为 l 的小车静止在光滑的水平面上质量为m 的小物块 (可视为质点 )放在小车的最左端现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动物块和小车之间的摩擦力为f.物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为 s.在这个过程中，以下结论正确的是()A 物块到达小车最右端时具有的动能为(F f)(l s)B 物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fsC物块克服摩擦力所做的功为f(l s)D 物块和小车增加的机械能为Fs解析：根据动能定理， 物块到达最右端时具有的动能为Ek1 Ek1 F (l s)f (l s) (F f) (l s)， A 正确物块到达最右端时，小车具有的动能可根据动能定理列式：Ek2 Ek2 fs，B 正确由功的公式，物块克服摩擦力所做的功为Wf f(l s)，C 正确物块增加的机械能 Ekm (F f)(l s)，小车增加的机械能EkM fs，物块和小车增加的机械能为Ekm EkMF (l s) fl .或直接由功能关系得结论，D 错误答案： ABC图 185沙河抽水蓄能电站自2003 年投入运行以来，在缓解用电高峰电力紧张方面，取得了良好的社会效益和经济效益抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时(如深夜 )，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电，如图18所示，蓄水池 (上游水库 )可视为长方体，有效总库容量(可用于发电 )为 V，蓄水后水位高出下游水面 H ，发电过程中上游水库水位最大落差为d.统计资料表明，该电站年抽水用电为2.4 108 kWh，年发电量为1.8 108 kWh.则下列计算结果正确的是(水的密度为 ，重力加速度为 g，涉及重力势能的计算均以下游水面为零势能面)()A 能用于发电的水的最大重力势能Ep VgHdB 能用于发电的水的最大重力势能Ep VgH 2C电站的总效率达 75%(电功率以 105 kW 计 )约 10 hD 该电站平均每天所发电能可供给一个大城市居民用电解析： 以下游水面为零势能面，则用于发电的水的重心位置离下游水面高为d(H )，故2有8d1.8 10其最大重力势能WEp Vg(H )，A 错，B 对；电站的总效率 100%8 100%2W2.4 10总W有 75%，故 C 对；设该电站平均每天发电可供一个大城市居民用电t 小时，则： Pt 365.代入数据得 t5 h，故 D 错答案： BC6一物体获得一竖直向上的初速度从某点开始向上运动，运动过程中加速度的方向始终竖直向下，大小为4 m/s2，则正确的说法是(g 取 10 m/s2)()A 上升的过程中物体的机械能不断增加，重力势能增加B 下降的过程中物体的机械能不断增加，重力势能减小C 整个过程中物体的机械能不变D 物体下落回到抛出点时的机械能和抛出时的机械能相等解析： 根据牛顿第二定律F 合 ma 即 mg F ma， F 6m 方向竖直向上，即物体在受到自身重力的同时还受到向上的F 6m 的拉力，上升过程中，F 做正功，物体机械能增加，重力做负功，重力势能增加，故A 正确；下降过程中F 做负功，物体机械能减小，重力做正功，重力势能减小，B 错误；运动过程中F 做功，故机械能变化，C 错；而从抛出到落回抛出点的整个过程中F 做功的代数和为零，即W 其他 0，所以落回抛出点时的机械能还等于抛出时的机械能，故答案： ADD 正确图 197一物块从如图19 所示的弧形轨道上的A 点由静止开始滑下，由于轨道不光滑，它仅能滑到 B 点由 B 点返回后，仅能滑到C 点，已知A、 B 高度差为h1， B、C 高度差为h2，则下列关系正确的是 ()A h1 h2B h1h2D h1、 h2 大小关系不确定解析： 由能的转化和守恒定律可知，物块由A 到 B 的过程中重力势能减少mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即WfAB mgh1，同理： WfBC mgh2，又随着小滑块最大高度的降低，运动过程中的同位置处滑块对轨道的压力变小，必有 WfABWfBC ，所以 mgh1mgh2，得：h1h2，C 项正确答案： C8(2009 年重庆模拟 )将一物体从地面竖直上抛， 设物体做上抛运动过程中所受的空气阻力大小恒定，物体在地面时的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，物体的机械能 E 与物体距地面高度h 的关系正确的是()解析：因有空气阻力做负功，所以物体的机械能减小，减小的机械能等于物体克服空气阻力做的功，E=f h，两者为一次函数关系，当物体落回原抛出点时机械能不为零，故A正确答案： A图 209如图 20 所示，传送带与水平面之间的夹角为 30，其上 A、 B 两点间的距离为 s 5 m，传送带在电动机的带动下以v 1 m/s 的速度匀速运动，现将一质量为m10 kg 的小物体 (可视为质点 )轻放在传送带的A 点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数 3/2 ，在传送带将小物体从 A 点传送到 B 点的过程中，求：(g 取 10 m/s2)(1)传送带对小物体做的功；(2)电动机做的功a 1g 2.5解析： (1)根据牛顿第二定律mgcosmgsinma 知，物块上升加速度为4m/s2，2当物块的速度为v1 m/s时，位移是vs2a 0.2 m，即物块将以v 1 m/s的速度完成4.8 m的路程，由功能关系得：W EkEp mgssin12mv2 255 J.(2) 电动机做功使小物体机械能增加，同时小物体与传送带间因摩擦产生热量Q，由 vvat 得 t a 0.4 s，v相对位移 s vt 2t 0.2 m，摩擦生热 Q mgs cos 15 J，故电动机做的功为W 电 W Q 270 J.答案： (1)255 J(2)270 J10如图 21 甲所示， AB 是一段位于竖直平面内的光滑轨道，高度为h，末端 B 处的切线方向水平一个小物体P 从轨道顶端 A 处由静止释放， 滑到 B 端后飞出， 然后落到地面上的 C 点，其落地点相对于B 点的水平位移为 OC l .现在轨道下方紧贴 B 点安装一水平传送l带，传送带的右端 B与B 点相距为 2.当传送带静止时，让物体P 再次由 A 点自静止释放，它离开轨道并在传送带上滑行一段后从传送带右端水平飞出，仍然落在地面上的C 点当驱动轮转动带动传送带以速度v 匀速向右运动 (其他条件不变 )时，物体 P 的落地点变为 D ，如图 21 乙所示(1) 求 P 滑至 B 点时的速度大小(2) 求 P 与传送带之间的动摩擦因数(3) 当传送带的速度 v gh时， OD 间的距离为多少？图 2112解析： (1)对 A B 过程： mgh 2mv0所以 v02gh.(2) 当传送带静止时，物体在空中运动的时间也为t，水平位移为l，因此物体从传送带右2端抛出的速度v1v02gh， t ll.22v02gh根据动能定理，物体在传送带上滑动时，有l1 212 mg2mv1 mv0.223h解得 2l .(3) 当 v gh时，物体先做减速运动，再做匀速运动，最终以速度gh飞出，所以 OD 间距离为ll2s2 vt 22 l.3hl2答案： (1)2gh(2) 2l(3)22 l图 2211如图 22 所示，已知轻弹簧发生弹性形变时所具有的弹性势能12.其中 k 为弹Ep kx2簧的劲度系数， x 为其形变量现有质量为m1 的物块与劲度系数为k 的轻弹簧相连并静止地放在光滑的水平桌面上，弹簧的另一端固定，按住物块m1，弹簧处于自然长度，在m1 的右端连一细线并绕过光滑的定滑轮接一个挂钩现在将质量为m2的小物体轻轻的挂在挂钩上设细线不可伸长，细线、挂钩、滑轮的质量及一切摩擦均不计，释放m1.求：(1) m1 速度达最大值时弹簧伸长的长度；(2) m1 的最大速度值解析： (1)F Tkx m1am2g FT m2 a由 得 m2g kx (m1 m2)a， m2g当 a 0 时， m1、m2 速率达最大值，所以x k .(2) 系统机械能守恒， 以弹簧原长处为弹性势能零点， m2 刚挂上时的位置为重力势能零点，1212则系统初态机械能为零，故有：2(m1m2)v 2kx m2gx 0将 式代入 式解得 v m2g，(m1m2)k故速度大小为vm2g.(m1 m2)k答案： (1)m2g(2)m2 gk(m1 m2) k