1、专题五机械能第1讲功和功率一、单项选择题1.(2015年浙江温州八校联考)如图K511甲所示为一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼，如图乙所示为一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼.下列关于两人受到的力做功判断正确的是() 甲 乙图K511A.甲图中支持力对人做正功B.乙图中支持力对人做正功C.甲图中摩擦力对人做负功D.乙图中摩擦力对人做负功2.(2015年广东深圳一模)一汽车的额定功率为P，设在水平公路行驶所受的阻力恒定，最大行驶速度为vm.则()A.若汽车以额定功率启动，则做匀加速直线运动B.若汽车匀加速启动，则在刚达到额定功率时的速度等于vmC.无论汽车以哪种方式启动，加速度与
2、牵引力成正比D.汽车以速度vm匀速行驶，若要减速，则要减少牵引力3.一滑块在水平地面上沿直线滑行，t0时其速度为1 m/s.从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平作用力F，力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图K512甲和乙所示.设在第1 s内、第2 s内、第3 s内力F对滑块做的功分别为W1、W2、W3，则以下关系式正确的是()图K512A.W1W2W3 B.W1W2W3C.W1W3W2 D.W1W2W34.一根质量为M的直木棒，悬挂在O点，有一只质量为m的猴子抓着木棒，如图K513所示.剪断悬挂木棒的细绳，木棒开始下落，同时猴子开始沿木棒向上爬.设在一段时间内木棒沿竖直方向下落，猴子对
3、地的高度保持不变，忽略空气阻力，则下列四个图象中能正确反映猴子做功的功率随时间变化的关系的是()图K513 ABC D5.(2014年广东十校联考)完全相同的两辆汽车，都拖着完全相同的拖车以相同的速度在平直公路上匀速齐头并进，某一时刻两拖车同时与汽车脱离之后，甲汽车保持原来的牵引力继续前进，乙汽车保持原来的功率继续前进，则一段时间后(假设均未达到最大功率)()A.甲车超前，乙车落后 B.乙车超前，甲车落后C.它们仍齐头并进 D.甲车先超过乙汽车，后乙车又超过甲车6.如图K514甲所示，静止于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系
4、如图乙所示，图线为半圆.则小物块运动到x0处时F做的总功为()图K514A.0 B.Fmx0 C.Fmx0 D.x7.(2015年江苏徐州模拟)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图象如图K515所示.若已知汽车的质量，则根据图像所给的信息，不能求出的物理量是() 图K515A.汽车的功率 B.汽车行驶的最大速度C.汽车所受到的阻力 D.汽车运动到最大速度所需的时间二、多项选择题8.静止在粗糙水平面上的物体A受方向始终水平向右、大小先后为F1、F2、F3的拉力作用做直线运动，t4 s时停下，其vt图象如图K516所示，已知物体A与水平面间
5、的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是()图K516A.全过程中拉力做的功等于物体克服摩擦力做的功B.全过程拉力做的功等于零C.一定有F1F32F2D.可能有F1F32F29.如图K517所示，小球A沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，而质量相同的小球B以同样大小的初速度从等高处竖直上抛，则()图K517A.两小球落地时速度的大小相同B.两小球落地时，重力的瞬时功率相同C.从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同D.从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同10.(2015年广东揭阳一中、金山中学、广大附中联考)汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开始启动，经过一段
6、时间t达到最大速度v，若所受阻力始终不变，则在t这段时间内()A.汽车牵引力恒定B.汽车牵引力做的功为PtC.汽车加速度不断减小D.汽车牵引力做的功为mv2三、非选择题11.一辆汽车质量为1103 kg，最大功率为2104 W，在水平路面上由静止开始做直线运动，最大速度为v2，运动中汽车所受阻力恒定.发动机的最大牵引力为3103 N，其行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系如图K518所示.试求：(1)根据图线ABC判断汽车做什么运动？(2)v2的大小.(3)整个运动过程中的最大加速度.(4)匀加速运动过程的最大速度是多大？当汽车的速度为10 m/s时发动机的功率为多大？图K518第2讲动能、动
7、能定理一、单项选择题1.(2015年河北邯郸摸底)如图K521所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的跳板(A位置)上，随跳板一同向下运动到最低点(B位置).对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程中，下列说法正确的是()图K521A.运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零B.在这个过程中，运动员的动能一直在减小C.在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加D.在这个过程中，运动员所受重力对她做的功大于跳板的作用力对她做的功2.(2015年山东青岛检测)如图K522所示，相同材料制成的滑道ABC，其中AB段为曲面，BC段为水平面.现有质量为m的木块，
8、从距离水平面h高处的A点由静止释放，滑到B点过程中克服摩擦力做功为mgh；木块通过B点后继续滑行2h距离后，在C点停下来，则木块与曲面间的动摩擦因数应为()图K522A. B. C. D.3.物体A和B质量相等，A置于光滑的水平面上，B置于粗糙的水平面上，开始时都处于静止状态，在相同的水平力F作用下移动相同的位移，则()A.力F对A做功较多，A的动能较大B.力F对B做功较多，B的动能较大C.力F对A和B做功相同，A和B的动能相同D.力F对A和B做功相同，但A的动能较大4.(2015年安徽江淮十校联考)一物块沿倾角为的斜坡向上滑动.当物块的初速度为v时，上升的最大高度为H，如图K523所示；当物
9、块的初速度为2v时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为g.物块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为()图K523A.tan 和2H B.tan 和4H C.tan 和2H D.tan 和4H5.水平粗糙的地面上放着质量为0.5 kg的足球，一小孩用10 N的力踢球，使球沿水平面向前运动了2 m，这时速度大小为6 m/s并与竖直墙壁碰撞，碰撞后足球沿相反方向以大小相等的速度反弹回来，下列说法正确的是()A.小孩对足球做的功为20 J B.小孩对足球做的功为9 JC.墙对足球做的功为0 D.墙对足球做的功为18 J6.(2015年浙江宁波模拟)质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，
10、力随坐标x的变化情况如图K524所示.物体在x0处，速度为1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x16 m处时，速度大小为() 图K524A.2 m/s B.3 m/s C.4 m/s D. m/s7.如图K525所示，一块长木板B放在光滑的水平面上，再在B上放一物体A，现以恒定的外力拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参考系，A、B都向前移动一段距离.在此过程中() 图K525A.外力F做的功等于A和B动能的增量B.B对A的摩擦力所做的功，等于A的动能增量C.A对B的摩擦力所做的功，等于B对A的摩擦力所做的功D.外力F对B做的功等于B的动能的增量二、多项选择题8.质量不同
11、而具有相同动能的两个物体，在动摩擦因数相同的水平面上滑行直到停止，则()A.质量大的物体滑动距离大B.质量大的物体滑行距离小C.质量大的物体做功多D.它们运动的加速度一样大9.(2015年山西忻州四校联考)如图K526所示，足够长的传送带以恒定速率逆时针运行，将一物体轻轻放在传送带顶端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段物体与传送带相对静止，匀速运动到达传送带底端.下列说法正确的是()图K526A.第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体做负功B.第一阶段摩擦力对物体做的功大于第一阶段物体动能的增加量C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量D
12、.全过程物体与传送带间的摩擦生热等于从顶端到底端全过程机械能的增加量10.(2014年广东执信中学期中)如图K527所示，水平传送带长为s，以速度v始终保持匀速运动，质量为m的货物无初速度放到A点，货物运动到B点时恰达到速度v，货物与皮带间的动摩擦因数为，当货物从A点运动到B点的过程中，以下说法正确的是()图K527A.摩擦力对物体做功为mv2 B.摩擦力对物体做功为mgsC.传送带克服摩擦力做功为mgs D.因摩擦而生的热能为2mgs三、非选择题11.(2015年广东揭阳一中、金山中学、广大附中联考)如图K528所示，半径为r0.4 m的1/4圆形光滑轨道AB固定于竖直平面内，轨道与粗糙的水
13、平地面相切于B点，CDE为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，DE段被弯成以O为圆心、半径R0.2 m的一小段圆弧，管的C端弯成与地面平滑相接，O点位于地面，OE连线竖直.可视为质点的物块b，从A点由静止开始沿轨道下滑，经地面进入细管(b横截面略小于管中空部分的横截面)，b滑到E点时受到细管下壁的支持力大小等于所受重力的1/2.已知物块b的质量m0.4 kg，g取10 m/s2.(1)求物块b滑过E点时的速度大小vE.(2)求物块b滑过地面BC过程中克服摩擦力做的功Wf.(3)若将物块b静止放在B点，让另一可视为质点的物块a，从A点由静止开始沿轨道下滑，滑到B点时与b发生弹性正碰，已
14、知a的质量Mm，求物块b滑过E点后在地面的首次落点到O点的距离范围.图K528第3讲机械能守恒定律及其应用一、单项选择题1.如图K531所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去力F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是() 图K531A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.物体的机械能不变C.弹簧的弹性势能先增加后减少D.弹簧的弹性势能先减少后增加2.(2015年广东惠东高级中学月考)如图K532所示，轻弹簧一端固定在挡板上.质量为m的物体以初速度v0沿水平面开始运动，起始点A与轻弹簧自由端口距离为s，物体与
15、水平面间的动摩擦因数为，物体与弹簧相碰后，弹簧的最大压缩量为x，则弹簧被压缩最短时，弹簧具有的弹性势能为()图K532A.mgsB.mvmg(sx)C.mvmgxD.mg(sx)3.如图K533所示，在水平桌面上的A处有一个质量为m的物体以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B处时，其动能为()图K533A.mvmgH B.mvmghC.mgHmgh D.mvmg(Hh)4.如图K534所示，m1m2，滑轮光滑，且细绳质量不计，忽略空气阻力，在m1下降距离d(m2未升高到与滑轮接触)的过程中()图K534A.m2的机械能守恒 B.m1的机械能增加C.m1和m2总的机械能减少 D.m1和m2
16、总的机械能守恒5.(2014年新课标卷)如图K535，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大圆环上质量为m的小圆环(可视为质点)，从大圆环的最高处由静止滑下.重力加速度大小为g.当小圆环滑到大圆环的最低点时，大圆环对轻杆拉力的大小为() 图K535A.Mg5mg B.Mgmg C.Mg5mg D.Mg10mg6.(2015年湖北重点中学联考)如图K536所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地面低h的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则() 图K536A.物体在海平面的重力势能为mghB.重力对物体做的功为mghC.物体在海平面上的机械能为
17、mvmghD.物体在海平面上的动能为mvmgh二、多项选择题7.(2015年广东深圳一模)如图K537所示，一质点在重力和水平恒力作用下，速度从竖直方向变为水平方向，在此过程中，质点的()图K537A.机械能守恒 B.机械能不断增加C.重力势能不断减小 D.动能先减小后增大8.(2015年广东广州检测)如图K538所示，一滑块从固定斜面上匀速下滑，取斜面底为零势面，能正确描述滑块的动能Ek、势能Ep、机械能E、下滑位移s与时间t关系的是()图K538 A B C D9.一颗子弹水平射入置于光滑水平面上的木块并留在其中，A、B用一根弹性良好的弹簧连在一起，如图K539所示，则在子弹射入木块A并压
18、缩弹簧的整个过程中，对子弹、两木块和弹簧组成的系统()图K539A.系统机械能守恒 B.系统机械能不守恒C.仅对A、B组成的系统机械能守恒D.子弹穿入木块A并相对A静止后，系统的机械能守恒10.(2015年江苏模拟)如图K5310所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD平滑连接在一起，斜面足够长.在圆弧轨道上静止着N个半径为r(rR)的光滑刚性小球，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是()图K5310A.N个小球在运动过程中始终不会
19、散开B.第N个小球在斜面上能达到的最大高度为RC.第1个小球到达最低点的速度vD.第1个小球到达最低点的速度v三、非选择题11.(2015年广东广州检测)如图K5311所示，光滑的水平导轨MN右端N处与水平传送带理想连接，传送带水平长度L0.8 m，皮带以恒定速率v逆时针匀速运动.传送带的右端平滑连接着一个固定在竖直平面内、半径为R0.4 m的光滑半圆轨道PQ；质量为m0.2 kg，且可视为质点的滑块A置于水平导轨MN上，开始时滑块A与墙壁之间有一压缩的轻弹簧，系统处于静止状态.现松开滑块A，弹簧伸展，滑块脱离弹簧后滑上传送带，从右端滑出并沿半圆轨道运动到最高点Q后水平飞出，又正好落回N点.已
20、知滑块A与传送带之间的动摩擦因数，取g10 m/s2.求：(1)滑块A到达Q点时速度的大小.(2)滑块A在半圆轨道P处对轨道的压力.(3)压缩的轻弹簧的弹性势能Ep.图K5311第4讲功能关系能量转化与守恒定律一、单项选择题1.一质量均匀、不可伸长的绳索，重为G，A、B两端固定在天花板上，如图K541所示.现在最低点C处施加一竖直向下的力，将最低点缓慢拉至D点.在此过程中()图K541A.绳的机械能守恒B.绳的机械能增大C.绳的机械能减小D.绳的重力做了正功，重力势能减小2.运动员把原来静止的足球踢出去，使足球获得的能量为200 J，则运动员踢球过程中，运动员消耗的体能为()A.等于200 J
21、 B.大于200 JC.小于200 J D.无法判断3.水流从高处落下，对水轮机做了3108 J的功，关于这句话的正确含义，可理解为()A.水流在对水轮机做功前，具有3108 J的能量B.水流在对水轮机做功时，具有3108 J的能量C.水流在对水轮机做功后，具有3108 J的能量D.在水流对水轮机做功的过程中，其能量减少了3108 J4.一子弹以水平速度v射入放在光滑水平地面上的木块且不穿出，关于子弹克服阻力做的功W，下列说法正确的是()A.W等于子弹和木块系统增加的内能B.W等于子弹和木块系统减少的机械能C.W等于木块增加的动能和系统损失的机械能之和D.W等于木块增加的动能5.(2015年山
22、东潍坊模拟)如图K542所示，ABCD是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧，B、C在水平线上，其距离d0.50 m.盆边缘的高度为h0.30 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑.已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC面与小物块间的动摩擦因数为0.10.小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停下的位置到B的距离为() 图K542A.0.50 m B.0.25 m C.0.10 m D.06.如图K543所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行.将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传
23、送带顶端.下列说法中正确的是()图K543A.第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B.第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量C.第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量D.物体从底端到顶端全过程机械能的增加量等于全过程物体与传送带间的摩擦生热7.(2015年山西大学附中月考)如图K544所示，建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一电动机相连，通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升.摩擦及空气阻力均不计.则()图K544A.升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的动能B.升降机匀加速上升过程中，
24、升降机底板对人做的功等于人增加的机械能C.升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能D.升降机上升的全过程中，升降机拉力做的功大于升降机和人增加的机械能二、多项选择题8.如图K545所示，A、B两物体质量分别为mA5 kg和mB4 kg，与水平地面之间的动摩擦因数分别为A0.4和B0.5，开始时两物体之间有一压缩的轻弹簧(不拴接)，并用细线将两物体拴接在一起放在水平地面上.现将细线剪断，则两物体将被弹簧弹开，最后两物体都停在水平地面上.下列判断正确的是()图K545A.在弹簧弹开两物体以及脱离弹簧后两物体的运动过程中，整个系统机械能守恒B.在两物体被弹开的过程中，A、B两物体
25、的动能先增大后减小C.A比B先停止运动D.A与B同时停止运动9.关于功和能，下列说法不正确的是()A.功和能的单位相同，它们的物理意义也相同B.做功的过程就是物体能量的转化过程C.做了多少功，就有多少能量发生了转化D.各种不同形式的能量可以互相转化，但在转化过程中，能的总量不一定守恒10.(2015年浙江温州八校联考)如图K546所示，一质量为M的斜面体静止在水平地面上，质量为m的木块沿粗糙斜面加速下滑h高度，速度大小由v1增大到v2，所用时间为t，木块与斜面体之间的动摩擦因数为.在此过程中()图K546A.斜面体受水平地面的静摩擦力为零B.木块沿斜面下滑的距离为tC.如果给质量为m的木块一个
26、沿斜面向上的初速度v2，它将沿斜面上升到h高处速度变为v1D.木块与斜面摩擦产生的热量为mghmvmv三、非选择题11.(2015年广东惠东高级中学月考)小物块A的质量为m，物块与坡道间的动摩擦因数为，水平面光滑；坡道倾角为，顶端距水平面高度为h；物块从坡道进入水平滑道时，在底端O点处无机械能损失，重力加速度为g.将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定在墙上，另一自由端恰位于坡道的底端O点，如图K547所示.物块A从坡道顶端由静止滑下，求：(1)物块滑到O点时的速度大小.(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能.(3)物块A被弹回到坡道时上升的最大高度.图K547实验五探究动能定理一、单项选择题1
27、.(2015年天津一中月考)关于“探究动能定理”的实验中，下列叙述正确的是() A.每次实验必须设法算出橡皮筋对小车做功的具体数值B.每次实验中，橡皮筋拉伸的长度没有必要保持一致C.放小车的长木板应该尽量使其水平D.先接通电源，再让小车在橡皮筋的作用下弹出2.关于功与物体速度变化的关系，正确的探究结论是()A.Wv B.Wv2C.Wv3 D.W3.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，若画出Wv的图象，则应为下图中的哪一个() A B C D4.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，若木板水平放置，小车在两条橡皮筋作用下运动，当小车速度最大时，关于橡皮筋所处的状态与小车所在的位置(视小
28、车为质点)，下列说法正确的是()A.橡皮筋处于原长状态B.橡皮筋仍处于伸长状态C.小车在两个铁钉的连线处D.小车已过两个铁钉的连线5.在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列4条纸带哪一条是在该实验中正确操作可能得到的纸带() A B C D6.在探究功与速度变化的关系的实验中，我们并不需要测出橡皮筋做的功到底是多少，只需测出以后各次实验时橡皮筋对小车做的功是第一次实验的多少倍，使用的方法是()A.用同样的力对小车作用，让小车通过的距离为s、2s、3s、进行第1次、第2次、第3次、实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W、 B.让小车通过相同的距离，第1次力为F、第2次力为2F、第3次力
29、为3F、实验时，力对小车做的功就是W、2W、3W、 C.选用同样的橡皮筋，在实验中每次橡皮筋拉伸的长度保持一致，当用1条、2条、3条、同样的橡皮筋进行第1次、第2次、第3次、实验时，橡皮筋对小车做的功就是W、2W、3W、 D.利用弹簧测力计测量对小车的拉力F，利用直尺测量小车在力的作用下移动的距离s，便可求出每次实验中力对小车做的功，可控制为W、2W、3W、7.在“探究功与物体速度变化关系”的实验中，甲、乙两位同学的实验操作均正确.甲同学根据实验数据作出了功和速度的关系图线，即Wv图，如图S51甲，并由此图线得出“功与速度的平方一定成正比”的结论.乙同学根据实验数据作出了功与速度平方的关系图线
30、，即Wv2图，如图乙，并由此也得出“功与速度的平方一定成正比”的结论.关于甲、乙两位同学的分析，你的评价是() 甲 乙图S51A.甲的分析不正确，乙的分析正确B.甲的分析正确，乙的分析不正确C.甲和乙的分析都正确D.甲和乙的分析都不正确二、多项选择题8.如图S52所示，在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中，下列说法正确的是()图S52A.为减小实验误差，长木板应水平放置B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加C.小车在橡皮筋拉力作用下做匀加速直线运动，当橡皮筋恢复原长后做匀速直线运动D.应选择纸带上点距均匀的一段计算小车的速度9.某实验小组采用实验装置探究功与速度变化的
31、关系，小车在橡皮筋的作用下弹出后，沿木板滑行.实验中木板略微倾斜，这样做是为了()A.使释放小车后，小车能匀加速下滑B.增大小车下滑的加速度C.使橡皮筋做的功等于合力对小车做的功D.使橡皮筋松弛后小车能做匀速运动10.在做“探究功与物体速度变化关系”的实验时，下列有关此实验的操作及数据处理，正确的是()A.此实验不需要平衡摩擦力B.每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要相同C.可以通过改变小车的质量来改变拉力做功的数值D.通过打点计时器打下的纸带来测定小车加速过程中获得的最大速度三、非选择题11.某实验小组利用拉力传感器和速度传感器探究“动能定理”.如图S53所示，他们将拉力传感器固定在小
32、车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与钩码相连，用拉力传感器记录小车受到拉力的大小.在水平桌面上相距50.0 cm的A、B两点各安装一个速度传感器，记录小车通过A、B两处时的速度大小.小车中可以放置砝码.图S53(1)实验主要步骤如下：测量_和拉力传感器的总质量M1；把细线的一端固定在拉力传感器上，另一端通过定滑轮与钩码相连；正确连接所需电路.将小车停在C点，然后_，小车在细线拉动下运动，记录细线拉力及小车通过A、B点时的速度.在小车中增加砝码，或_，重复步骤的操作.(2)下表是他们测得的一组数据，其中M是M1与小车中砝码质量之和，|vv|是两个速度传感器记录速度的平方差，可以据此计算出动
33、能变化量E，F是拉力传感器受到的拉力，W是F在A、B间所做的功.表格中E3_J，W3_J.次数M/kg|vv|/(m2s2)E/JF/NW/J10.500.760.190.400.2020.501.650.410.840.4230.502.40E31.22W341.002.401.202.421.2151.002.841.422.861.43(3)根据上表，请在图S54中作出EW图线.图S54实验六验证机械能守恒定律一、单项选择题1.在用落体法验证机械能守恒定律的实验中，下列说法正确的是()A.需要用天平称出物体的质量B.操作时应该先释放纸带再接通打点计时器电源C.选用下落物体时，质量小的较好
34、D.选用下落物体时，质量大的较好2.在利用重锤自由下落验证机械能守恒定律的实验中，产生误差的主要原因是()A.重锤下落的实际高度大于测量值B.重锤下落的实际高度小于测量值C.重锤实际末速度大于理论值gtD.重锤实际末速度小于理论值gt3.如图S61所示，是用落体法验证机械能守恒定律时得到的一条纸带，我们选中n点来验证机械能守恒定律，下面举出一些计算n点速度的方法，其中正确的是()图S61A.n点是第n个点，则vnngTB.n点是第n个点，则vn(n1)gTC.vnD.vn4.(2015年广东惠东高级中学月考)在“验证机械能守恒定律”实验中，纸带将被释放瞬间的四种情景如照片所示，其中最合适的是(
35、) A B C D二、多项选择题5.某位同学做“验证机械能守恒定律”的实验，下列操作步骤中错误的是()A.把打点计时器固定在铁架台上，用导线连接到低压直流电源B.将连有重锤的纸带穿过限位孔，将纸带和重锤提升到一定高度C.先释放纸带，再接通电源D.更换纸带，重复实验，根据记录处理数据6.在“验证机械能守恒定律”的实验中，下列说法正确的是()A.重锤的重力应远大于重物所受的空气阻力和纸带所受打点计时器的摩擦力B.实验时用天平测量物体的质量C.打点计时器应接在电压为46 V的直流电源上D.测下落高度时，须从起始点算起，且选取的各点应距起始点适当远一些三、非选择题7.(2014年广东华附、省实、深中、
36、广雅四校联考)在用落体法验证机械能守恒定律时，某小组按照正确的操作选得纸带如图S62所示.其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点.用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图中.(已知当地的重力加速度g9.80 m/s2，重锤质量为m，计算结果均保留三位有效数字)图S62(1)图中的三个测量数据中不符合有效数字读数要求的是_段的读数，应记作 _cm.(2)甲同学用重锤在OB段的运动来验证机械能守恒定律， 他用AC段的平均速度作为B点对应的即时速度vB，则求得该过程中重锤的动能增加量Ek_m, 重力势能的减少量Ep_m.这样验证的系统误差总是使Ek_Ep(填“”“”“”
37、或“”).(4)上述两种处理方法中，你认为合理的是_同学所采用的方法.(填“甲”或“乙”) 8.(2015年福建南侨中学模拟)在验证机械能守恒的实验中，某同学利用图S63甲中器材进行实验，正确地完成实验操作后，得到一条点迹清晰的纸带，如图乙所示.在实验数据处理中，某同学取A、B两点来验证实验.已知打点计时器每隔0.02 s打一个点，g取9.8 m/s2，图中测量结果记录在下面的表格中. 甲 乙图S63项目x1/cmA点瞬时速度/(ms1)x2/cmB点瞬时速度/(ms1)AB两点间距离/cm数据3.920.9812.8050.00(1)观察纸带，可知连接重物的夹子应夹在纸带的_端；(填“左”或
38、“右”)(2)将表格中未填项目填写完整；(3)若重物和夹子的总质量为0.6 kg，那么在A到B运动过程中，动能的增加量为_J，重力势能的减少量为_J.9.(2014年广东十二校联考)某研究性学习小组在做“验证机械能守恒定律”的实验中，已知打点计时器所用电源的频率为50 Hz.查得当地的重力加速度g9.80 m/s2.测得所用重物的质量为1.00 kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带，把第一个点记作O，每两个计数点之间有四个点未画出，另选连续的3个计数点A、B、C作为测量的点，如图S64所示.经测量知道A、B、C各点到O点的距离分别为50.50 cm、86.00 cm、130.50 cm.图S64
39、根据以上数据，计算出打B点时重物的瞬时速度vB_m/s；重物由O点运动到B点，重力势能减少了_J，动能增加了_J.根据所测量的数据，还可以求出物体在下落的过程中所受到的阻力为_N.(以上计算结果均保留两位有效数字)10.有关“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图S65所示的甲或乙方案来进行.图S65图S66(1)比较这两种方案，_(填“甲”或“乙”)方案好些，理由是_.(2)图S66是该实验中得到的一条纸带，测得每两个计数点间的距离如图所示，已知每两个计数点之间的时间间隔T0.1 s，物体运动的加速度a_.该纸带是采用_(填“甲”或“乙”)实验方案得到的，简要写出判断依据：_.专题提升五动能
40、定理的解题例析1.(2015年海南卷)如图Z51，一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高；质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下，滑到最低点Q时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中，克服摩擦力所做的功为()图Z51A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR2.(2015年河北衡水中学三模)如图Z52所示，有两条滑道平行建造，左侧相同而右侧有差异，一个滑道的右侧水平，另一个的右侧是斜坡.某滑雪者保持一定姿势坐在雪橇上不动，从h1高处的A点由静止开始沿倾角为的雪道下滑，最后停在与A点水平距离为s的水平雪道上.接着改用另一个滑道，还从与A点等高的位置由
41、静止开始下滑，结果能冲上另一个倾角为的雪道上h2高处的E点停下.若动摩擦因数处处相同，且不考虑雪橇在路径转折处的能量损失，则()图Z52A.动摩擦因数为tan B.动摩擦因数为C.倾角一定大于 D.倾角可以大于3.(2015年河北衡水中学三模)如图Z53所示，质量为0.1 kg的小物块在粗糙水平桌面上滑行4 m后以3.0 m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5，桌面高0.45 m，若不计空气阻力，取g10 m/s2，则()图Z53A.小物块的初速度是5 m/sB.小物块的水平射程为1.2 mC.小物块在桌面上克服摩擦力做8 J的功D.小物块落地时的动能为
42、0.9 J4.(2015年山西3月模拟)用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时，在计算机上得到06 s内物体的加速度随时间变化的关系如图Z54所示.下列说法正确的是()图Z54A.06 s内物体先向正方向运动，后向负方向运动B.06 s内物体在4 s时的速度最大C.物体在24 s内速度不变D.04 s内合力对物体做的功等于06 s内合力做的功5.(多选，2015年河北保定元月调研)如图Z55所示，内壁光滑半径大小为R的圆轨道竖直固定在桌面上，一个质量为m的小球静止在轨道底部A点.现用小锤沿水平方向快速击打小球，击打后迅速移开，使小球沿轨道在竖直面内运动.当小球回到A点时，
43、再次用小锤沿运动方向击打小球，通过两次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点.已知小球在运动过程中始终未脱离轨道，在第一次击打过程中小锤对小球做功W1，第二次击打过程中小锤对小球做功W2.设先后两次击打过程中小锤对小球做功全部用来增加小球的动能，则的值可能是()图Z55A. B. C. D.16.(2015年浙江卷)如图Z56所示，用一块长L11.0 m的木板在墙和桌面间架设斜面，桌子高H0.8 m，长L21.5 m.斜面与水平桌面的倾角可在060间调节后固定.将质量m0.2 kg的小物块从斜面顶端静止释放，物块与斜面间的动摩擦因数10.05，物块与桌面间的动摩擦因数为2，忽略物块在斜面与桌面交接
44、处的能量损失.(重力加速度取g10 m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(1)求角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示)(2)当角增大到37时，物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数2；(已知sin 370.6，cos 370.8)(3)继续增大角，发现53时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离xm.图Z567.(2015年北京西城模拟)一小孩自己不会荡秋千.爸爸让他坐在秋千板上，将小孩和秋千板一起拉到某一高度，此时绳子与竖直方向的偏角为37，然后由静止释放.已知小孩的质量为25 kg，小孩在最低点时离系绳子的横梁2.5 m.重力加速度g10 m/s2.sin37
45、0.6，cos370.8.忽略秋千的质量，可把小孩看做质点.(1)假设小孩和秋千受到的阻力可以忽略，当摆到最低点时，求：a.小孩的速度大小；b.秋千对小孩作用力的大小.(2)假设小孩和秋千受到的平均阻力是小孩重力的0.1倍，求从小孩被释放到停止经过的总路程.8.如图Z57所示是某公司设计的“2009”玩具轨道，是用透明的薄壁圆管弯成的竖直轨道，其中引入管道AB及“200”管道是粗糙的，AB是与“2009”管道平滑连接的竖直放置的半径为R0.4 m的圆管轨道，已知AB圆管轨道半径与“0”字型圆形轨道半径相同.“9”管道是由半径为2R的光滑圆弧和半径为R的光滑圆弧以及两段光滑的水平管道、一段光滑的
46、竖直管道组成，“200”管道和“9”管道两者间有一小缝隙P.现让质量m0.5 kg的闪光小球(可视为质点)从距A点高H2.4 m处自由下落，并由A点进入轨道AB，已知小球到达缝隙P时的速率为v8 m/s，g取10 m/s2.求：(1)小球通过粗糙管道过程中克服摩擦阻力做的功.(2)小球通过“9”管道的最高点N时对轨道的作用力.(3)小球从C点离开“9”管道之后做平抛运动的水平位移.图Z57专题五机械能第1讲功和功率1A解析：甲图中，人匀速上楼，不受静摩擦力，摩擦力不做功，支持力向上，与速度方向为锐角，则支持力做正功，故A正确，C错误；乙图中，支持力与速度方向垂直，支持力不做功，摩擦力方向与速度
47、方向相同，做正功，故BD错误2D解析：当汽车以额定功率启动时，由PFv可知，牵引力随着速度的增大而减小，故不能做匀加速直线运动，故A错误；汽车匀加速启动时，刚达到额定功率时加速度不为零，此后还要继续加速，故没有达到最大速度，故B错误；因汽车受到阻力，故加速度和牵引力与阻力的合力成正比，故C错误；汽车匀速行驶时，牵引力等于阻力，故要减速时，应减少牵引力，故D正确，故选D.3B解析：在第1 s内，滑块的位移为s111 m0.5 m，力F做的功为W1F1s110.5 J0.5 J；第2 s内，滑块的位移为s211 m0.5 m，力F做的功为W2F2s230.5 J1.5 J；第3 s内，滑块的位移为
48、s311 m1 m，力F做的功为W3F3s321 J2 J；所以W1W2W3，故应选B.4B5A解析：拖车与汽车脱离之前，牵引力等于摩擦力，脱离之后，汽车受到的摩擦力f减小，因为甲汽车的牵引力F保持不变，所以其将做匀加速直线运动，加速度大小为a，而乙汽车保持原来的功率不变做加速运动，根据PFv可知，其牵引力会随其速度的逐渐增大而减小，其加速度大小也会从a逐渐减小，可见，甲车的速度较大，甲车超前，乙车落后选项A正确6C解析：F为变力，但Fx图象包围的面积在数值上表示拉力做的总功由于图线为半圆，又在数值上Fmx0，故所求WFFmx0Fmx0.7D8AC解析：根据动能定理WFWf0，即WFWf，A正
49、确，B错误；第1 s内，F1mgma1，第1 s末到第3 s末，F2mg0；第4 s内，mgF3ma2，因为a1a2，所以F1F32F2，C正确，D错误9AC10.BC11解：(1)题图中图线AB段牵引力F不变，阻力Ff不变，汽车做匀加速直线运动，图线BC的斜率表示汽车的功率P，P不变，则汽车做加速度减小的加速运动，直至达到最大速度v2，此后汽车做匀速直线运动(2)当汽车的速度为v2时，牵引力为F11103 N，v2 m/s20 m/s.(3)汽车做匀加速直线运动时的加速度最大阻力Ff N1000 Na m/s22 m/s2.(4)与B点对应的速度为v1 m/s6.67 m/s当汽车的速度为1
50、0 m/s时处于图线BC段，故此时的功率最大，为Pm2104 W.第2讲动能、动能定理1C解析：从接触跳板到最低点，弹力一直增大，合力先减小后增大，故A错误加速度的方向先向下后向上，速度先和加速度同向再和加速度反向，可知速度先增大后减小，动能先增大后减小，故B错误形变量一直在增大，弹性势能一直在增加，故C正确根据动能定理，重力做正功，弹力做负功，动能在减小，所以运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功，故D错误，故选C.2A3.D4D解析：以速度v上升过程中，由动能定理可知mgHmgcos 0mv2，以速度2v上升过程中，由动能定理可知mghmgcos 0m(2v)2，联立解得tan
51、 ，h4H，故D正确5C6.B7.B8.BD9AC解析：对物体受力分析，受到重力、支持力和摩擦力，摩擦力开始时方向向下，对物体做正功；当与传送带相对静止时，摩擦力方向向上，故摩擦力做负功，故A正确；根据动能定理，第一阶段合力做的功等于动能的增加量，由于重力和摩擦力都做功，故第一阶段摩擦力对物体做的功小于第一阶段物体动能的增加量，故B错误；除重力外其余力做的功是机械能变化的量度，由于支持力不做功，故物体从顶端到共速过程机械能的增加量等于此过程摩擦力对物体所做的功，故C正确；全过程物体与传送带间的摩擦生热也就是第一阶段摩擦生热，根据答案C的分析可知全过程物体与传送带间的摩擦生热不等于从顶端到底端全
52、过程机械能的增加量，选项D错误10AB11解：(1)物块b滑过E点时重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得mgNm代入 Nmg联立解得vE m/s1 m/s.(2)物块b从A点到E点的过程中，由动能定理得mg(rR)Wfmv解得Wf0.6 J.(3)物块a从A滑到B的过程机械能守恒，设物块a滑到B点时速度为v，则有Mv2Mgr解得v2 m/s设碰撞后物块a、b的速度分别为va、vb，碰撞过程由动量守恒和机械能守恒得MvMvamvbMv2Mvmv联立解得vbv因为Mm，由上式可知，碰撞后vvb2v，即2 m/svb4 m/s物块b从B点到E点的过程中，由动能定理得mgRWfmvE2mv
53、物块b离开E点后做平抛运动，设时间为t，首次落点到O点的距离为x，则有xvEtRgt2由以上三式联立解得0.2 mx1 m.第3讲机械能守恒定律及其应用1D2B解析：物体受到的滑动摩擦力大小为fmg，对物体与弹簧及地面组成的系统，由能量守恒定律可得：Epmg(sx)mv，解得Epmvmg(sx)，所以选项B正确，ACD错误故选B.3B4.D5.C6B解析：以地面为零势能面，海平面在地面以下h处，高度为h，所以物体在海平面的重力势能是mgh，A错重力做功和路径无关，和初末位置高度差有关，从地面到海平面，位移竖直向下为h，重力也向下，重力对物体做功mgh，B对从地面到海平面过程只有重力做功，机械能
54、守恒，在海平面机械能等于在地面机械能，在地面重力势能为0，动能为mv，机械能为E0mvmv，C错海平面机械能同样Emv，而海平面重力势能为mgh，所以EmvEk(mgh)，得动能Ekmvmgh，D错7BD解析：除重力外还有恒力做功，机械能不守恒，故A错误；除重力做功外，还有水平恒力对物体做正功，故物体的机械能增加，所以B正确；从M到N，物体在竖直方向上上升，故物体的重力势能不断增加，故C错误；因为质点速度方向恰好改变了90，可以判断合力方向应为右下方，产生的加速度不变，且与初速度的方向夹角要大于90小于180才能出现末速度与初速度垂直的情况，因此合力先做负功，当达到速度与合力方向垂直后，合力做
55、正功，动能先减小后增大，故D正确故选BD.8BD9.BD10AD解析：在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球有向前压的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；把N个小球看成整体，则小球运动过程中只有重力做功，机械能守恒，弧AB的长度等于小球全部到斜面上的长度，而在圆弧上的重心位置比在斜面上的重心位置可能高也可能低，所以第N个小球在斜面上能达到的最大高度可能比R小，也可能比R大，故B错误；同样对整体在AB段时，重心低于，所以第1个小球到
56、达最低点的速度v，故C错误，D正确故选AD.11解：(1)滑块B从Q飞出后做平抛运动，有LvQt2Rgt2由式解得vQ2 m/s.(2)滑块B从P运动到Q过程中满足机械能守恒，有mv2mgRmv在P点由牛顿第二定律得Nmg由式解得N12 N.(3)皮带转动方向和滑块A运动方向相反，A在皮带上做匀减速运动弹簧松开之后，其弹性势能转化成滑块A的动能Epmv滑块从N点到P点运动过程中，由动能定理有mvmvmgL联立式，解得Ep2.5 J.第4讲功能关系能量转化与守恒定律1B解析：外力对绳索做了功，由于绳索不可伸长，故绳索的重力势能增加，故B正确2B3.D4.C5.D6C解析：第一阶段摩擦力对物体做正
57、功，第二阶段摩擦力对物体仍做正功，选项A错误；第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加量和重力势能的增加量，选项B错误；第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加量，选项C正确；物体从底端到顶端全过程机械能的增加量大于全过程物体与传送带间的摩擦生热，选项D错误7BC解析：根据动能定理可知，合外力对物体做的功等于物体动能的变化量，所以升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功和重力做功之和等于人增加的动能，故A错误B正确；升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于克服重力做的功，过程中动能不变，增加的重力势能即为增加的机械能，C正确；升降机上升的全过程中，升降
58、机拉力做的功等于升降机和人增加的机械能，D错误8BD9.AD10BD解析：以物体为研究对象，受力分析可知，物体受重力、斜面的作用力而加速下滑，则合外力一定沿斜面向下；根据二力的合成可知，斜面体对物块的作用力只能斜向右上方；再对斜面体分析可知，斜面体受物体向左下的作用力，故斜面体受到的摩擦力水平向右，选项A错误木块沿斜面下滑的距离stt，故B正确上滑时重力和摩擦力都做负功，比下滑时合外力做功多，则上升h高处时速度小于v1，选项C错误由能量守恒定律得：mghmvmvQ，则木块与斜面增加的内能Qmghmvmv，故D正确11解：(1)设物块滑到O点时的速度大小为v，由动能定理得mghmv2，得v.(2
59、)在水平滑道上由能量守恒定律得mv2Ep解得Epmgh.(3)设物块A能够上升的最大高度为h1，物块A被弹回过程中由能量守恒定律得Epmgh1解得h1.实验五探究动能定理1D解析：由“探究动能定理”的实验原理知，用完全相同的橡皮筋，且释放小车位置相同时功即为倍数关系，设一根橡皮筋做功为W，则两根为2W，三根为3W而无需求出其具体数值，故A错误；为满足倍数关系，每次实验中，小车必须由同一位置释放，即橡皮筋拉伸的长度必须保持一致，故B错误；为使橡皮筋拉力所做的功即为合力所做的功，须将木板倾斜以平衡摩擦力，故C错误；实验中应先接通电源，再释放小车，故D正确2B3.B4.B5.D6.C7A解析：根据甲
60、图，得到Waxn，式子中a为常系数，n为指数；当n1时，图线为直线；当n1时，图线向下弯曲；当n1时，图线向上弯曲；甲图图线向上弯曲，故表达式Wavn中n为大于1的任意数值，而乙图中，W与v2成正比8BD9.CD10. BD11(1)小车释放小车改变钩码的个数(2)0.600.61(3)如图D83所示图D83实验六验证机械能守恒定律1D2.D3.C4D解析：在验证机械能守恒定律的实验中，为了纸带有效地使用，应让重物紧靠打点计时器，手拉着纸带的上方，为了减小阻力的影响，应保持纸带竖直，所以正确选项为D.5AC6.AD7(1)OC15.70(2)1.201.22(4)甲8(1)左(2)3.20(3
61、)2.782.94解析：(1)重物刚开始运动，速度较小，点迹比较密集，故夹子应夹在纸带的左端；(2)vB3.20 m/s；(3)在A到B运动过程中，动能的增加量Ekmvmv2.78 J，重力势能的减少量EpmghAB2.94 J.94.08.48.00.80解析：根据匀变速直线运动中中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度可以求出某点的瞬时速度大小，则打B点时重物的瞬时速度为vB cm/s4.0 m/s重力势能的减小量等于其重力做功大小，因此有EpmghOB19.886.0102 J8.4 J根据动能表达式，则有动能的增加量Ekmv14.02 J8.0 J设x186.0050.5035.50
62、cm，x2130.5086.0044.50 cm根据haT2将h(44.5035.50)9.00 cm，T0.1 s，代入解得a9.0 m/s2.根据牛顿第二定律，则有mgFma，得Fmgma1.00(9.89.0)N0.8 N.10(1)甲该方案摩擦阻力小，误差小，操作方便(2)4.8 m/s2乙物体的加速度比重力加速度小得多解析：(1)机械能守恒的前提是只有重力或弹力做功，实际操作的方案中应该使摩擦力越小越好，所以甲方案更好(2)处理纸带数据时，为减小误差一般采用逐差法，得a102 m/s24.8 m/s2(4.74.9 m/s2均可)该纸带是采用乙实验方案得到的，这是因为物体运动的加速度
63、比重力加速度小很多专题提升五动能定理的解题例析1C2B解析：第一次停在BC上的某点，由动能定理得mgh1mgcosmgs0mgh1mg0mgh1mgs0A错误，B正确在AB段由静止下滑，说明mgcosmgsin；若，则雪橇不能停在E点，所以C、D错误3D4.D5AB解析：第一次击打，小球运动的最高高度为R，即W1mgR，第二次击打，小球才能运动到圆轨道的最高点，而恰好过最高点的条件为mgm，即v高，小球从静止到到达最高点的过程，由动能定理得W1W2mg2Rmv0，得W1W2mgR，则，故选A、B.6解：(1)为使小物块下滑mgsin 1mgcos 满足的条件tan 0.05(2)克服摩擦力做功
64、Wf1mgL1cos 2mg(L2L1cos )由动能定理得mgL1sin Wf0代入数据得20.8(3)由动能定理得mgL1sin Wfmv2代入数据得v1 m/sHgt2，t0.4 s，x1vt，x10.4 m，xmx1L21.9 m7解：(1)a.根据机械能守恒定律得：mgL(1cos37)mv2可得v m/s.b以小孩为研究对象，根据牛顿第二定律得：Fmgm可得：F350 N.(2)对全程，根据动能定理得：mgL(1cos37)fs0其中f0.1mg可得：s5 m.8解：(1)小球从初始位置到达缝隙P的过程中，由动能定理有mg(H3R)Wfmv20代入数据得Wf2 J.(2)设小球到达最高点N时的速度为vN，对由PN过程由动能定理得mg4Rmvmv2在最高点N时，根据牛顿第二定律有FNmgm联立解得FNmmg35 N由牛顿第三定律得FNFN35 N所以小球在最高点N时对轨道的作用力为35 N.(3)小球从初始位置到达C点的过程中，由动能定理有mg(HR)Wfmv0解得vC4 m/s6.93 m/s小球从C点离开“9”管道之后做平抛运动，竖直方向2Rgt2，解得t0.4 s水平方向DEvCt2.77 m所以平抛运动的水平位移为2.77 m.
