1、一、单项选择题(本题共4小题,每小题5分,共20分在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1运动员跳伞将经历加速下降和减速下降两个过程,将人和伞看成一个系统,在这两个过程中,下列说法正确的是()A阻力对系统始终做负功B系统受到的合外力始终向下C重力做功使系统的重力势能增加D任意相等的时间内重力做的功相等解析:选A.下降过程中,阻力方向始终与运动方向相反,做负功,A对;加速下降时合力向下,减速下降时合力向上,B错;重力做功使重力势能减少,C错;由于任意相等的时间内下落的位移不等,所以,任意相等的时间内重力做的功不等,D错2在同一高度将质量相等的三个小球以大小相同的速度分别竖直上抛,竖
2、直下抛、水平抛出,不计空气阻力从抛出到落地过程中,三球()A运动时间相同B落地时的速度相同C落地时重力的功率相同D落地时的动能相同解析:选D.尽管高度、加速度相同,但竖直方向的初速度大小不同,因此运动时间不同,A错,由动能定理得:mghmvmv故落地时的动能相同,速度大小相等,故D正确,因平抛小球有水平方向初速度,所以落地时速度方向与其余两球不同,且竖直方向分速度大小与其余两球不同,B、C都错3小明和小强在操场上一起踢足球,足球质量为m.如图所示,小明将足球以速度v从地面上的A点踢起,当足球到达离地面高度为h的B点位置时,取B处为零势能参考面,不计空气阻力,下列说法中正确的是() A小明对足球
3、做的功等于mv2mghB小明对足球做的功等于mghC足球在A点处的机械能为mv2D足球在B点处的动能为mv2mgh解析:选D.由动能定理知,小明对足球做的功Wmv2,A、B错误;足球在A处的机械能为mv2mgh,C错误;由动能定理可得,mghEkBmv2,故EkBmv2mgh,D正确4如图所示,在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上,球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时,小球被弹出,小球落地时的速度方向与水平方向成60角,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g10 m/s2)() A10 JB15 JC20 J D25 J解析:选A.由hgt2和vygt得:v
4、y m/s,落地时,tan 60可得;v0 m/s,由机械能守恒得:Epmv,可求得:Ep10 J,故A正确二、双项选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分在每小题给出的四个选项中,有两个选项正确,全部选对的得7分,只选一个且正确的得4分,有选错或不答的得0分)5下列关于功和机械能的说法,正确的是()A在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关D运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量解析:选BC.物体重力势能的减少始终等于重力对物体所做的功,A项错误;
5、运动物体动能的减少量等于合外力对物体做的功,D项错误6在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到vmax后,立即关闭发动机至静止,其vt图象如图所示设汽车的牵引力为F,摩擦力为f,全程中牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则() AFf13 BW1W211CFf41 DW1W213解析:选BC.对汽车运动的全过程应用动能定理,有W1W20,得W1W211;由图象知牵引力与阻力作用距离之比为14,由Fs1fs20,知Ff41.7人们设计出磁悬浮列车,列车能以很大速度行驶列车的速度很大,是采取了下列哪些可能的措施()A减小列车的质量 B增大列车的牵引力C减小列车所受的阻力 D增大列
6、车的功率解析:选CD.当列车以最大速度行驶时,牵引力与阻力大小相等,有Pfv,故v,要增大速度,一方面增大列车的功率,另一方面减小列车所受的阻力,故C、D正确8质量相同的小球A和B分别悬挂在长为l和2l的不可伸长的绳上,将小球拉至如图所示同一水平位置后从静止释放,当两绳竖直时,则() A两球速度一样大B两球动能一样大C两球的机械能一样大D两球所受的拉力一样大解析:选CD.两小球运动过程中,满足机械能守恒定律,mghmv2,由于两绳绳长不同,所以两小球下落到最低点时的速度、动能不同,A、B错误由于初状态时两小球机械能相等,下落过程中,两小球的机械能不变,所以C项正确两小球下落到最低点时,拉力与重
7、力的合力充当向心力,Fmgm,结合mghmv2可得F3mg,D项正确三、非选择题(本题共5小题,共52分按题目要求解答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)9(6分)某探究学习小组的同学欲探究合外力做功和动能变化之间的关系,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带,用细线通过滑轮挂上空的沙桶时,释放沙桶,滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员,现在要完成该实验,则:(1)你认为还需要的实验器材有_(2)实验时为了保证滑块受
8、到的合力与沙桶的总重力大小基本相等,沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是_,实验时首先要做的步骤是_.(3)在(2)的基础上,某同学用天平称量滑块的质量为M.往沙桶中装入适量的细沙,用天平称出此时沙和沙桶的总质量为m.让沙桶带动滑块加速运动用打点计时器记录其运动情况,在打点计时器打出的纸带上取两点,测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2(v1”“”“实验中有摩擦力做功(5)在误差允许范围内机械能守恒11(12分)如图所示,在光滑的水平面上,质量m3 kg的物体,在水平拉力F6 N的作用下,从静止开始运动,求:(1)力F在3 s内对物体所做的功;(2)力F在3 s内对物体做功的平均功率;(
9、3)在3 s末,力F对物体做功的瞬时功率解析:(1)物体在3 s内做匀加速直线运动a(1分)sat2(1分)可得s9 m(1分)WFs6 N9 m54 J(2分)(2)由P(2分)可得:P18 W(2分)(3)3 s末的速度vat(1分)PFv(1分)可得P36 W(1分)答案:(1)54 J(2)18 W(3)36 W12(12分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上的某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动要求物块能通过圆形轨道最高点,且在该最高点与轨道间的压力不能超过5mg(g为重力加速度)求物块
10、初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围解析:设物块在圆形轨道最高点的速度为v,取地面为零势能面,由机械能守恒定律得mgh2mgRmv2(2分)物块在圆形轨道最高点受的力为重力mg和轨道的压力FN.重力与压力的合力提供向心力,则有mgFNm(2分)物块能通过最高点的条件是FN0(1分)由式得v(2分)由式得hR.(2分)按题目的要求,有FN5mg 由式得v(1分)由式得h5R.(1分)则h的取值范围是Rh5R.(1分)答案:Rh5R13(14分)一质量m0.6 kg的物体以v020 m/s的初速度从倾角30的斜坡底端沿斜坡向上运动当物体向上滑到某一位置时,其动能减少了Ek18 J,机械能减
11、少了E3 J不计空气阻力,重力加速度g10 m/s2,求:(1)物体向上运动时加速度的大小;(2)物体返回斜坡底端时的动能解析:(1)设物体运动过程中所受的摩擦力为f,向上运动的加速度的大小为a,由牛顿第二定律可知a(2分)设物体的动能减少Ek时,在斜坡上运动的距离为s,由功能关系可知Ek(mgsin f)s(2分)Efs(2分)联立式,并代入数据可得a6 m/s2.(2分)(2)设物体沿斜坡向上运动的最大距离为sm,由运动学规律可得sm(2分)设物体返回斜坡底端时的动能为Ek,由动能定理得Ek(mgsin f)sm(2分)联立式,并代入数据可得Ek80 J(2分)答案:(1)6 m/s2(2)80 J