1、章末定时练五(时间：60分钟)一、选择题(本题共8小题，在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1(2013汕头二模)下列说法正确的是()A若物体所受的合力为零，则物体的动能一定不变B若物体所受的合力不为零，则物体的动能一定改变C若物体的动能不变，则它所受的合力一定为零D若物体的动能改变，则它所受的合力一定为零解析物体所受的合力为零，则合力做的功一定为零，物体的动能一定不变，选项A正确；物体所受的合力不为零，但合力做的功可能为零，故物体的动能可能不变，选项B错误；物体的动能不变，则物体的速度大小不变，但速度方向可能改变，故合力可能不为零，选项C错误；物体的动能改变，则物体的速度一定改变
2、，故合力一定不为零，选项D错误答案A2质量为1 kg的物体静止于光滑水平面上t0时刻起，物体受到向右的水平拉力F作用，第1 s内F2 N，第2 s内F1 N下列判断正确的是 ()A2 s末物体的速度是2 m/sB2 s内物体的位移为3 mC第1 s末拉力的瞬时功率最大D第2 s末拉力的瞬时功率最大解析由牛顿第二定律得第1 s和第2 s内的加速度分别为2 m/s2和1 m/s2，第1 s末和第2 s末的速度分别为v1a1t12 m/s和v2v1a2t23 m/s，则选项A错误；2 s内的位移xt235 m，则选项B错误；第1 s末拉力的瞬时功率P1Fv14 W，第2 s末拉力的瞬时功率P2Fv2
3、3 W，则选项C正确，D错误答案C3如图1所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块()图1A速率的变化量不同B机械能的变化量不同C重力势能的变化量相同D重力做功的平均功率相同解析由题意根据力的平衡有mAgmBgsin ，所以mAmBsin 根据机械能守恒定律mghmv2，得v，所以两物块落地速率相等，选项A错；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能变化量都为零，选项B错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为Ep
4、WGmgh，选项C错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的平均功率为AmAg，B重力的平均功率BmBgcos，因为mAmBsin ，所以AB，选项D正确答案D4如图2所示，有一倾30的足够长斜坡，小孩在做游戏时，从该斜坡顶端将一足球沿水平方向踢出去，已知足球被踢出时的初动能为9 J，不计空气阻力，则该足够第一次落在斜坡上时的动能为()图2A12 J B21 J C27 J D36 J解析足球被踢出后开始做平抛运动，第一次落在斜坡上时对足球的位移进行分解有tan 30，得，足球第一次落在斜坡上时的动能为m(vv)21 J，只有选项B正确答案B5(2013昆明市质检)如图3所示，质量为m
5、的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是()图3A弹簧与杆垂直时，小球速度最大B弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大C小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mghD小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量大于mgh解析弹簧与杆垂直时，弹性势能最小，小球重力势能和动能之和最大，选项A错误，B正确由机械能守恒定律，小球下滑
6、至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加等于mgh，选项C、D错误答案B6(2013内江六中二模)如图所示，在足够长的光滑曲面上由静止释放一个物体，若以释放物体的时刻作为零时刻，用E、v、x，W分别表示物体的机械能、速率、位移和重力做的功，那么，下列四个图象分别定性描述了这些物理量随时间变化的规律，其中正确的图象是()解析物体在光滑曲面上下滑时，只受到重力和弹力作用，由于只有重力做功而弹力不做功，则物体的机械能守恒，不随时间发生变化，故A选项所描述的图象正确；由于物体在光滑曲面上下滑时，加速度的大小不断变化，物体并不做初速度为零的匀变速直线运动，则物体的速率时间图象不应是一条直线，故B选项所描述的
7、图象错误；由于物体在光滑曲面上下滑时，速度大小在不断增大，物体并不做匀速直线运动，则物体的位移时间图象也不应是一条直线，故C选项所描述的图象错误；由于物体在光滑曲面上下滑时，竖直方向的位移一直在增大，则物体重力做的功时间图象不应是平行于时间轴的一条直线，故D选项所描述的图象错误答案A7(2013重庆市九校联考)某滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB(均可看作斜面)，甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙橇从A点由静止开始分别沿AB和AB滑下，最后都停在水平沙面BC上，如图4所示设滑沙橇和沙面间的动摩擦因数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙橇上不动则下列说
8、法中正确的是()图4A甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程B甲在B点的动能一定等于乙在B点的动能C甲在B点的速率一定等于乙在B点的速率D甲滑行的水平位移一定小于乙滑行的水平位移解析由动能定理列方程计算可得两人最后都停在水平沙面BC上同一点，甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程，甲滑行的水平位移一定大于乙滑行的水平位移，甲在B点的动能一定大于乙在B点的动能，甲在B点的速率一定大于乙在B点的速率，选项A正确，B、C、D错误答案A8飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带，传送带的总质量为M，其俯视图如图5所示现开启电动机，传送带达到稳定运行的速度v后，将行李依次轻轻放到传送带上若有n件质量均
9、为m的行李需通过传送带运送给旅客假设在转弯处行李与传送带无相对滑动，忽略皮带轮、电动机损失的能量求从电动机开启，到运送完行李需要消耗的电能为()图5AMv2nmv2 BMv2nmv2Cnmv2 DMv2nmv2解析设行李与传送带间的动摩擦因数为，则传送带与行李间由于摩擦产生的总热量Qnmgl，由运动学公式得ll传l行vt，又vgt，联立解得Qnmv2，由能量守恒得EQMv2nmv2，所以EMv2nmv2，选项A正确，选项B、C、D错误答案A二、非选择题9某同学利用竖直上抛小球的频闪照片验证机械能守恒定律频闪仪每隔005 s闪光一次，如图6所标数据为实际距离，该同学通过计算得到不同时刻的速度如下
10、表(当地重力加速度取98 m/s2，小球质量m02 kg，结果保留三位有效数字)图6时刻t2t3t4t5速度(m/s)499448398(1)由频闪照片上的数据计算t5时刻小球的速度v5_m/s；(2)从t2到t5时间内，重力势能增量Ep_J，动能减少量Ek_J；(3)在误差允许的范围内，若Ep与Ek近似相等，即可验证了机械能守恒定律由上述计算得Ep_Ek(选填“”“”或“”)，造成这种结果的主要原因是_解析本题考查机械能守恒定律的验证，与教材实验有所不同，本题以竖直上抛为依托考查机械能守恒，要注意知识的迁移和变化(1)v5102 m/s348 m/s； (2)重力势能的增量Epmgh，代入数
11、据可得Ep124 J，动能减少量为Ekmvmv，代入数据可得Ek128 J；(3)由计算可得EpEk，主要是由于存在空气阻力答案(1)348(2)124128(3)存在空气阻力10(2013重庆双桥中学月考)某探究学习小组的同学欲以图7装置中的滑块为对象验证“动能定理”，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、垫块当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：图7(1)你认为还需要的实验器材有_、_。(两个)(2)实验时为了保证滑块(质量为M)受到
12、的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量m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和v2(v1v2)则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为_(用题中的字母表示)(4)要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出
13、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(v1v2)则最终需验证的数学表达式为_(用题中的字母表示)。解析(1)验证动能定理需要测量合外力做功和动能变化量，由动能的概念和功的概念可知需要测量位移和质量；(2)本题中是用绳子的拉力作为合外力，只有当mM时砝码的重力才约等于绳子的拉力，为了保证绳子的拉力为合外力，需要平衡木板的摩擦力；(3)重力势能的减小量等于动能的增加量mgLM(vv)；(4)如果以系统为研究对象，砝码重力势能的减小量等于整个系统动能的增大量mgL(mM)(vv)答案(1)天平刻度尺(2)mM平衡摩擦力(3)mgLM(vv)(4)mgL(mM)(vv)11(
14、2013重庆双桥中学月考)如图8所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道光滑半圆轨道半径为R，两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，CD之间距离可忽略粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h从A点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s已知小球质量m，不计空气阻力，求：(1)小球从E点水平飞出时的速度大小；(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力；(3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功图8解析 (1)小球从E点水平飞出做平抛运动，设小球从E点
15、水平飞出时的速度大小为vE，由平抛运动规律，svEt,4Rgt2联立解得vE(2)小球从B点运动到E点的过程，机械能守恒mvmg4Rmv解得v8gR在B点由牛顿第二定律得：Fmgm得F9mg由牛顿第三定律可知小球运动到B点时对轨道的压力为F9mg，方向竖直向下(3)设小球沿翘尾巴的S形轨道运动时克服摩擦力做的功为W，则mg(h4R)Wmv得Wmg(h4R)答案(1)(2)9mg，方向竖直向下(3)mg(h4R)12如图9所示，ABC为固定在竖直面内的光滑四分之一圆轨道，其半径为r10 m，N为固定在水平面内的半圆平面，其半径为R m，轨道ABC与平面N相切于C点，DEF是包围在半圆平面N周围且
16、垂直于N的光滑半圆形挡板，质量为M1 kg的滑块的上表面与平面N在同一水平面内，且滑块与N接触紧密但不连接，现让物体自A点由静止开始下滑，进入平面N后受到挡板DEF的约束并最终冲上滑块，已知m1 kg，物体与平面N之间的动摩擦因数为105、与滑块之间的动摩擦因数为204，滑块与地面之间是光滑的，滑块的竖直高度为h005 m，长L4 m(取g10 m/s2)图9(1)物体滑到C处时对圆轨道的压力是多少？(2)物体运动到F处时的速度是多少？(3)当物体从滑块上滑落后到达地面时，物体与滑块之间的距离是多少？解析(1)对物体从A处到C处，由机械能守恒定律得mgrmv，在C处有Fmgm联立解得F3mg3
17、0 N由牛顿第三定律可知，物体滑到C处时，对圆轨道的压力是30 N(2)对物体从C处到F处，由动能定理有1mgRmvmv，解得vF10 m/s(3)物体在滑块上运动，对物体由牛顿第二定律有：2mgma1，解得a14 m/s2对滑块由牛顿第二定律有：2mgMa2，解得a24 m/s2设经t时间物体刚要从滑块上滑落，此时物体的速度为v1，运动的位移为x1，滑块的速度为v2，运动的位移为x2x1vFta1t2，x2a2t2，x1x2L由以上三式得t s或2 s(不合题意舍去)则有v18 m/s，v22 m/s设物体从抛出到落地时间为t1，hgt，得t101 s这段时间内物体水平位移x3v1t108 m滑块水平位移x4v2t102 mxx3x406 m答案(1)30 N(2)10 m/s(3)06 m