1.在下面列舉的各個實例中,除A外都不計空氣阻力,哪些情況機械能是守恒的( )
A.跳傘員帶著張開的降落傘在空氣中勻速下落 B.拋出的手榴彈或標槍做斜拋運動
C.拉著一個物體沿著光滑的斜面勻速上升 D.飛行的子彈擊中放在光滑水平桌面上的木塊
2.一人站在陽臺上,以相同的速率分別把三個球豎直向下拋出、豎直向上拋出、水平拋出,不計空氣阻力,則三球落地時的速率( )
A.上拋最大 B.下拋球最大
C.平拋球最大 D.三球一樣大
3.如圖所示,AB為eq \f(1,4)圓弧軌道,BC為水平直軌道,圓弧的半徑為R,BC的長度也是R。一質量為m的物體,與兩個軌道間的動摩擦因數(shù)都為μ,當它由軌道頂端A從靜止開始下落時,恰好運動到C處停止,那么物體在AB段克服摩擦力所做的功為( )
A.eq \f(μmgR,2) B.eq \f(mgR,2)
C.mgR D.(1-μ)mgR
4.如圖所示,具有一定初速度的物塊,沿傾角為30°的粗糙斜面向上運動的過程中,受一個恒定的沿斜面向上的拉力F作用,這時物塊的加速度大小為4m/s2,方向沿斜面向下,那么在物塊向上運動過程中,正確的說法是( )
A. 物塊的機械能一定增加
B. 物塊的機械能一定減小
C. 物塊的機械能一定不變
D. 物塊的機械能可能增加也可能減小
5.刀削面是西北人喜歡的面食之一,因其風味獨特,馳名中外。刀削面全憑刀削,因此得名。如圖所示,將一鍋水燒開,拿一塊面團放在鍋旁邊較高處,用一刀片飛快地削下一片片很薄的面片兒,面片兒便飛向鍋里,若面團到鍋的上沿的豎直距離為0.8m,最近的水平距離為0.5m,鍋的半徑為0.5m。要想使削出的面片兒落入鍋中,則面片兒的水平速度不符合條件的是(g取10m/s2) ( )

從空中以40 m/s的初速度平拋一質量為1kg的物體,物體在空中運動3 s落地,不計空氣阻力,取
g=10 m/s2,則物體落地前瞬間,重力的瞬時功率為 ( )
A. 300 W B. 400 W
C. 500 W D. 700 W
二、多選題:(共24分)
7.如圖所示,從某高度水平拋出一小球,經(jīng)過時間t到達地面時,速度與水平方向的夾角為θ,不計空氣阻力,重力加速度為g.下列說法正確的是( )
A. 小球水平拋出時的初速度大小為
B. 小球在t時間內的位移方向與水平方向的夾角為
C. 若小球初速度增大,則θ減小
D. 若小球初速度增大,則平拋運動的時間變長
8.如圖:質量為m的物體P置于傾角為θ1的固定光滑斜面上,輕細繩跨過光滑定滑輪分別連接著P與小車,P與滑輪間的細繩平行于斜面,小車以速率v水平向右做勻速直線運動。當小車與滑輪間的細繩和水平方向的夾角為θ2時,重力加速度為g,下列判斷正確的是 ( )
A. P做減速運動 B. P的速率為vcsθ2
C. 繩的拉力等于mgsinθ1 D. 繩拉力大于mgsinθ1
9.如圖所示,O1、O2是皮帶傳動的兩輪,O1半徑是O2的2倍,O1上的C點到軸心的距離等于半徑的一半,則( )
A. vA:vB=1:2 B. vA:vC=2:1
C. ωA:ωB=1:2 D. ωA:ωC=1:2
10.如圖所示長木板A靜止放在光滑的水平地面上,物體B以水平速度沖上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,則從B沖到木板A上到相對板A靜止的過程中,下述說法中正確是( )
A. 物體B動能的減少量大于系統(tǒng)損失的機械能
B. 物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內能的增加量
C. 物體B損失的機械能等于木板A獲得機械能
D. 物體B克服摩擦力做的功等于木板A增加的機械能與系統(tǒng)增加的內能之和
三、實驗題:(每空3分,共15分)
11.如圖甲所示為用電磁式打點計時器驗證機械能守恒定律的實驗裝置.
(1)若已知打點計時器的電源頻率為50 Hz,當?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80 m/s2,重物質量為0.2 kg.實驗中得到一條點跡清晰的紙帶如圖乙所示,打P點時,重物的速度為零,A、B、C為另外3個連續(xù)點,根據(jù)圖中的數(shù)據(jù),可知重物由P點運動到B點,重力勢能少量ΔEp=________ J.(計算結果保留3位有效數(shù)字)
(2)現(xiàn)有器材是:打點計時器;低壓電源;紙帶;帶夾子的重物;刻度尺;天平;導線;秒表,鐵架臺.其中該實驗不需要的器材是 .
(3打B點時重物的速度為vB= m/s (計算結果保留3位有效數(shù)字),若PB的距離用h表示,
當兩者間的關系式滿足 時,說明下落過程中重物的機械能守恒(已知重力加速度為g).
(3)實驗中發(fā)現(xiàn)重物增加的動能略小于減少的重力勢能,其主要原因是______
A.重物的質量過大 B.重物的體積過小
C.電源的電壓偏低 D.重物及紙帶在下落時受到阻力
三、計算題:
12.(12分)如圖所示,擺球質量為m,懸線的長為l,把懸線拉到水平位置后放手.設在擺球運動過程中空氣阻力f的大小不變,求擺球從A運動到豎直位置B時,重力mg、繩的拉力T、空氣阻力f各做了多少功?
13.(12分)質量為2 000 kg、額定功率為80 kW的汽車,在平直公路上行駛中的最大速度為20 m/s.若汽車從靜止開始做勻加速直線運動,加速度大小為2 m/s2,運動中的阻力不變.求:
(1)汽車所受阻力的大小;
(2)3 s末汽車的瞬時功率;
(3)汽車做勻加速運動的時間;
(4)汽車在勻加速運動中牽引力所做的功;
14.(13分)如圖所示,一小球自平臺上水平拋出,恰好落在臨近平臺的一傾角為α=53°的光滑斜面頂端,并剛好沿光滑斜面下滑,已知斜面頂端與平臺的高度差h=0.8m,重力加速度g取10m/s2,sin53°=0.8,cs53°=0.6,求:
(1)小球水平拋出的初速度v0是多少?
(2)斜面頂端與平臺邊緣的水平距離s是多少?
(3)若斜面頂端高H=19.2m,且小球離開平臺后剛好落在斜面底端,那么小球離開平臺時的速度多大?
高一物理答案
1-6:BDDADA 7 AC 8BD 9BC 10AD
11 (1)9.82×10-2 (2)天平,秒表 (3)1.52,v=2gh (4)D
12WG=mgl WT=0 Wf=-Ffπl(wèi)
【解析】因為拉力FT在運動過程中始終與運動方向垂直,故不做功,即WT=0.
重力在整個運動過程中始終不變,小球在重力方向上的位移為AB在豎直方向上的投影OB,且OB=l,所以重力做功WG=mgl.空氣阻力雖然大小不變,但方向不斷改變,且任何時刻都與運動方向相反,即沿圓弧的切線方向,因此屬于變力做功問題.如果將分成許多小段弧,使每一小段弧小到可以看成直線,在每一小段弧上Ff的大小、方向可以認為是不變的(即為恒力),這樣就把變力做功的問題轉化為了恒力做功的問題,如圖所示.因此Ff所做的總功等于每一小段弧上Ff所做功的代數(shù)和.即Wf=-(FfΔl1+FfΔl2+…)=-Ffπl(wèi),故重力mg做的功為mgl,繩子拉力FT做的功為零,空氣阻力Ff做的功為-Ffπl(wèi).
13 (1)4 000 N (2)4.8×104W (3)5 s (4)2×105J
【解析】(1)以最大速度行駛時,根據(jù)P=Fv,得F=4 000 N.而此時牽引力和阻力大小相等.
(2)3 s時的速度v=at=6 m/s,而牽引力由F-Ff=ma得F=8 000 N,故此時的功率為P=Fv=4.8×104W.
(3)設勻加速運動的時間為t,則t時刻的速度為v=at,這時汽車的功率為額定功率.由P=Fv,將F=8 000 N和v=at代入得t=5 s.
(4)勻加速運動階段牽引力為恒力,牽引力所做的功W=Fl=Fat2=8 000××2×52J=2×105J
14.答案:(1)3m/s (2)1.2m (3)7.8m/s
【解析】(1)由題意可知:小球落到斜面上并沿斜面下滑,說明此時小球速度方向與斜面平行,否則小球會彈起,如圖所示。
所以vy=v0tan53°,=2gh
代入數(shù)據(jù),得vy=4m/s,v0=3m/s
(2)由vy=gt1得t1=0.4s
s=v0t1=3×0.4m=1.2m
(3)設小球離開平臺后落在斜面底端的時間是t2,落點到平臺的水平距離為x。
則x=s+Htan37°=15.6m,
H+h=g,x=v′0t2,
代入數(shù)據(jù)求得v′0=7.8m/s

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