高一暑假作業(yè)答案2015人教版:機(jī)械能守恒定律

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    一、選擇題(本題共6道小題)
    1.物體沿光滑固定斜面向下加速滑動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過程中,下述說法正確的是(  )
    A. 重力勢能逐漸減少,動(dòng)能也逐漸減少
    B. 重力勢能逐漸增加,動(dòng)能逐漸減少
    C. 由于斜面是光滑的,所以機(jī)械能一定守恒
    D. 重力和支持力對(duì)物體都做正功
    2.一根長L=2m,重力G=200N的均勻木桿放在水平地面上,現(xiàn)將它的一端從地面抬高1m,另一端仍擱在地面上,則物體重力勢能的變化量為(  )
    A. 50 J B. 100 J C. 200 J D. 400 J
    3.關(guān)于力對(duì)物體做功,下列說法正確的是(  )
    A. 靜摩擦力對(duì)物體一定不做功,滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體一定做功
    B. 靜摩擦力對(duì)物體可能做正功
    C. 滑動(dòng)摩擦力總是做負(fù)功
    D. 作用力的功與反作用力的功其代數(shù)和一定為零
    4如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧,一端系在豎直放置、半徑為R的光滑圓環(huán)頂點(diǎn)P,另一端連接一套在圓環(huán)上且質(zhì)量為m的小球.開始時(shí)小球位于A點(diǎn),此時(shí)彈簧處于原長且與豎直方向的夾角為45°,之后小球由靜止沿圓環(huán)下滑,小球運(yùn)動(dòng)的最低點(diǎn)B時(shí)的速率為v,此時(shí)小球與圓環(huán)之間的壓力恰好為零,已知重力加速度為g.下列分析正確的是(  )
    A.輕質(zhì)彈簧的原長為R
    B.小球過B點(diǎn)時(shí),所受的合力為
    C.小球從A到B的過程中,重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能
    D.小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢能為mgR-mv2
    5.汽車越來越多的進(jìn)人家庭,成為人們主要的代步交通工具,駕駛汽車需要考取駕駛證,考試中的一項(xiàng)內(nèi)容是半坡起步,設(shè)坡路的傾角為θ,一位考員從半坡由靜止以恒定功率P啟動(dòng),沿坡路向上行駛,車和人的總質(zhì)量為m,車所受阻力為支持力的k倍,坡路足夠長.重力加速度為g.下列說法正確的是(  )
    A.汽車先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻速運(yùn)動(dòng) B.汽車能達(dá)到的速度為 C.汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)的牽引力大小等于kmgcosθ+mgsinθ D.汽車牽引力做的功等于汽車機(jī)械能的增加量6.如圖所示,質(zhì)量為的物體以速度v1滑上水平傳送帶,傳送帶由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),始終保持以速度V2勻速運(yùn)動(dòng),v1大于v2,物體與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為,物體過一會(huì)兒能保持與傳送帶相對(duì)靜止,對(duì)于物體從開始滑上到相對(duì)傳送帶靜止這一過程,下列說法正確的(BCD)
    A.電動(dòng)機(jī)少做的功為m(v12-v22)
    B.運(yùn)動(dòng)時(shí)間為(v1-v2)/μg
    C.摩擦力對(duì)傳送帶做功為mv2(v1-v2)
    D.摩擦產(chǎn)生的熱量為m(v1- v2)2/2
    二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2道小題)7.如右上圖(C)所示,用重物自由下落的方法探究機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)中: (1)實(shí)驗(yàn)裝置中所用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接______電源.(只需填A(yù)、B、C或D) A、交流 B、直流 (2)本實(shí)驗(yàn)是為了探究重物的______總和是否保持不變. A、速度和下落的高度 B 、動(dòng)能和勢能 (3)本實(shí)驗(yàn)中,必須使用的測量工具是______ A、天平 B、彈簧測力計(jì) C、秒表 D、刻度尺
    8.某同學(xué)用如圖甲的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律:
    (1)安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),紙帶的兩個(gè)限位孔必須處在同一 線上;
    (2)接通電,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后,松開 ;
    (3)將紙帶上打出第一個(gè)點(diǎn)記為0,并在離0點(diǎn)較遠(yuǎn)的任意點(diǎn)依次選取幾個(gè)連續(xù)的點(diǎn),分別記為1,2,3,….量出各點(diǎn)與0點(diǎn)的距離h,算出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)的速度,分別記為v1至v6,數(shù)據(jù)如下表:
    代表符號(hào)v1v2v3v4v5v6數(shù)值(m/s)2.802.993.293.393.593.78表中有一個(gè)數(shù)據(jù)有較大誤差,代表符號(hào)為 。
    (4)修正數(shù)據(jù)后,該同學(xué)計(jì)算出各點(diǎn)對(duì)應(yīng)速度的平方值,并作v2–h圖象,如圖乙所示,若得出的直線斜率為k,則可測出重力加速度g= .與真實(shí)值相比,測出的g值 .(填“偏小”或“偏大”)
    三、計(jì)算題(本題共3道小題)9.質(zhì)量為1kg的物體靜止在水平面上,現(xiàn)對(duì)物體施以水平恒力F,1s末速度達(dá)到6m/s,此時(shí)撤去F,物體又運(yùn)動(dòng)了9 m而停止。求:
    (1)水平恒力F和滑動(dòng)摩擦力f的大小;
    (2)滑動(dòng)摩擦力f所做的總功和1s末拉力F的瞬時(shí)功率。
    10.把一個(gè)質(zhì)量為1 kg的物體放在水平面上,用8 N的水平拉力使物體從靜止開始運(yùn)動(dòng),物體與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2,物體運(yùn)動(dòng)2 s時(shí)撤掉拉力。(g取10 m/s2)
    求:(1)2 s末物塊的動(dòng)能。
    (2)2 s后物塊在水平面上還能向前滑行的距離。
    11.(計(jì)算)如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),一輕質(zhì)彈簧一端固定,靜止斜靠在光滑斜面上,另一自由端恰好與水平線AB齊平,一長為的輕質(zhì)L細(xì)線一端固定在O點(diǎn),另一端系一質(zhì)量為m的小球,O點(diǎn)到AB的距離為2L.現(xiàn)將細(xì)線拉至水平,小球從位置C由靜止釋放,到達(dá)O點(diǎn)正下方時(shí),細(xì)線剛好被拉斷.當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)恰好能沿斜面方向壓縮彈簧,不計(jì)碰撞時(shí)的機(jī)械能損失,彈簧的壓縮量為L(在彈性限度內(nèi)),求:
    (1)細(xì)線所能承受的拉力H;
    (2)斜面的傾角θ;
    (3)彈簧所獲得的彈性勢能Ep.
    試卷答案
    1.C機(jī)械能守恒定律;功的計(jì)算
    解:A、根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系得:
    wG=﹣△Ep物體沿光滑斜面向下加速滑動(dòng),重力做正功,所以重力勢能逐漸減少.
    由于物體加速滑動(dòng),所以動(dòng)能逐漸增加.故A、B錯(cuò)誤.
    C、由于斜面是光滑的,所以物體受重力和支持力,而支持力不做功,所以只有重力做功,所以機(jī)械能一定守恒,故C正確.
    D、重力做正功,支持力不做功,故D錯(cuò)誤.
    故選C.
    2.B重力勢能的變化與重力做功的關(guān)系
    解:由幾何關(guān)系可知在木桿的重心上升的高度為:h=m=0.5m;
    物體克服重力做功:WG=mgh=200×0.5J=100J;故物體重力勢能的變化量為△Ep=WG=100J
    故選:B.
    B功的計(jì)算
    A、恒力做功的表達(dá)式W=FScosα,滑動(dòng)摩擦力和靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)(趨勢)方向相反,但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同,也可以相反,物體受滑動(dòng)摩擦力也有可能位移為零,故可能做負(fù)功,也可能做正功,也可以不做功,故AC錯(cuò)誤、B正確.
    D、作用力和反作用力可能都做正功,做功的代數(shù)和不一定為零.比如兩個(gè)人滑冰,相互推開,在推開的過程中,作用力與反作用力都做正功.故D錯(cuò)誤.
    故選:B.
    4. D 解析:A、由幾何知識(shí)可知彈簧的原長為R,A錯(cuò)誤;B、根據(jù)向心力公式:小球過B點(diǎn)時(shí),則由重力和彈簧彈力的合力提供小球的向心力,F(xiàn)合=,B錯(cuò)誤;C、以小球和彈簧組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,在小球從A到B的過程中,只有重力和彈簧的彈力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,小球重力勢能減小轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和動(dòng)能.故C錯(cuò)誤. D、根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化與守恒:mgR=mv2+EP得:EP=mgR-mv2故D正確;故選:D.
    5.解:A、根據(jù)P=Fv知,v增大,牽引力減小,根據(jù)牛頓第二定律得,a=,知加速度減小,汽車先做變加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)加速度減小到零,做勻速直線運(yùn)動(dòng).故A錯(cuò)誤.
    B、當(dāng)汽車所受的合力為零,速度達(dá)到,此時(shí)有:F=mgsinθ+kmgcosθ,則速度,故B錯(cuò)誤.
    C、汽車勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),F(xiàn)=mgsinθ+kmgcosθ,故C正確.
    D、根據(jù)功能關(guān)系,除重力以外其它力做功等于機(jī)械能的增量,知牽引力和阻力做功的代數(shù)和等于機(jī)械能的增加量,故D錯(cuò)誤.
    故選:C.
    6.BCD 解析: A、D、傳送帶對(duì)物體做負(fù)功,使物體減速,因此電動(dòng)機(jī)少做的功為物體動(dòng)能的變化,也就是系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量,為m(v1- v2)2/2,故A錯(cuò)誤,D正確;B、物體運(yùn)動(dòng)到傳送帶上后做勻減速運(yùn)動(dòng)a= ,所以減速所用時(shí)間 ,故B正確;C、摩擦力對(duì)傳動(dòng)帶 ,故C正確;故選BCD
    7.A;B;D
    8.答案:(1)豎直(2)紙帶(或 “夾子”,不能寫“重物”)(3)v3 (4),偏小
    解析:(1)根據(jù)本實(shí)驗(yàn)要求可知:安裝打點(diǎn)計(jì)時(shí)器時(shí),紙帶的兩個(gè)限位孔必須處在同一豎直線上;(2)接通電,讓打點(diǎn)計(jì)時(shí)器正常工作后,松開紙帶或鐵夾,讓紙帶和重物一起作自由落體運(yùn)動(dòng)。(3)根據(jù)可知是的一組數(shù)據(jù)誤差較大;(4)由可得:;由于重物和紙帶下落過程中受到限位孔的阻力作用,速度值偏小,即測量值與真實(shí)值相比,測出的值偏小。
    9.(1)F=8N,f=2N(2)-24J 48W
    (1)撤去F之前,物體的加速度
    物體所受合力 ①
    撤去F之后,由得物體的加速度
    物體所受合力 ②
    聯(lián)立①②代入數(shù)據(jù)可得F=8N,f=2N
    (2)物體的總位移
    滑動(dòng)摩擦力f所做的總功
    1s末拉力F的瞬時(shí)功率
    10.(1)72J (2)36m
    11.(1)細(xì)繩所能承受的拉力是3mg;
    (2)斜面的傾角θ是45°;
    (3)彈簧所獲得的彈性勢能為
    考點(diǎn): 動(dòng)能定理;向心力;彈性勢能..
    專題: 動(dòng)能定理的應(yīng)用專題.
    分析: (1)C到D過程,小球的機(jī)械能守恒,可求出小球到D點(diǎn)時(shí)的速度,此時(shí)細(xì)繩受到的拉力達(dá)到,由牛頓第二定律求出拉力.
    (2)細(xì)繩在D點(diǎn)被拉斷后小球做平拋運(yùn)動(dòng),由題意,小球在運(yùn)動(dòng)過程中恰好沿斜面方向?qū)椈蓧嚎s,速度沿斜面向下方向.由平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)求出小球到達(dá)D時(shí)豎直方向的分速度,由tan 求出斜面的傾角.
    (3)根據(jù)能量守恒即可求得彈簧的彈性勢能
    解:(1)從C到最低點(diǎn)過程,小球的機(jī)械能守恒,則有:mgL=
    最低點(diǎn):T﹣mg=m 聯(lián)立解得:T=3mg,
    (2)細(xì)繩在最低點(diǎn)被拉斷后小球做平拋運(yùn)動(dòng),則小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)豎直方向的分速度為:
    2gL=
    vy= =
    故 ,則θ=45°
    (3)有能量守恒得:
    答:(1)細(xì)繩所能承受的拉力是3mg;
    (2)斜面的傾角θ是45°;
    (3)彈簧所獲得的彈性勢能為.