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新人教高三物理机械能守恒定律同步练习题及答案

这里的学习方法 绝对能进名校 不看后悔

时间:2015-10-22 23:50来源:未知 作者:暗夜 点击:
本文精心为教师们整理了关于新人教高三物理机械能守恒定律同步练习题及答案,希望通过文的阅读,能使大家在以后的教学中起到更重的作用。
 

本文精心为教师们整理了关于新人教高三物理机械能守恒定律同步练习题及答案,希望通过文的阅读,能使大家在以后的教学中起到更重的作用。

新人教高三物理机械能守恒定律同步练习题及答案

第Ⅰ卷(选择题,共50分)

一、选择题:本卷共10小题,每小题5分,共50分,每小题有一个或多个选项正确,全部选对得5分,选不全的得3分,有选错或不答的得0分。

1.质量为m的物体,在距地面h高处以g3的加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中不正确的是

(  )

A.物体的重力势能减少mgh3 B.物体的机械能减少2mgh3

C.物体的动能增加mgh3 D.重力做功mgh

2.从合肥开往南京、上海的动车组开始运行,动车组的最大优点是列车的运行速度快.提高列车运行速度的一个关键技术问题是提高机车发动机的功率.动车组机车的额定功率是普通机车的27倍,已知匀速运动时,列车所受阻力与速度的平方成正比,即f=kv2,则动车组运行的最大速度是普通列车的 (  )

A.1倍 B.2倍 C.3倍 D.9倍

3.从某一高处水平抛出一个物体,物体着地时的速度方向与水平方向成θ角.不计空气阻力,取地面为重力势能的参考平面,则物体抛出时的动能与重力势能之比为 (  )

A.sin2θ B.cos2θ C.tan2θ D.cot2θ

4.汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动.能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是 (  )

5.如图甲所示,足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角,在杆上套有一个光滑小环,沿杆方向给环施加一个拉力F,使环由静止开始运动,已知拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示,重力加速度g取10 m/s2.则以下判断正确的是 (  )

A.小环的质量是1 kg

B.细杆与地面间的倾角是30°

C.前3 s内拉力F的最大功率是2.25 W

D.前3 s内小环机械能的增加量是5.75 J

6.如图所示,一块木板可绕过O点的光滑水平轴在竖直平面内转动,木板上放有一木块,木板右端受到竖直向上的作用力F,从图中实线位置缓慢转动到虚线位置,木块相对木板不发生滑动.则在此过程中(  )

A.木板对木块的支持力不做功

B.木板对木块的摩擦力做负功

C.木板对木块的摩擦力不做功

D.F对木板所做的功等于木板重力势能的增加

7.质量为1 kg的物体以某一初速度在水平地面上滑行,由于受到地面摩擦阻力作用,其动能随位移变化的图线如图所示,g=10 m/s2,则物体在水平地面上 (  )

A.所受合外力大小为5 N

B.滑行的总时间为2 s

C.滑行的加速度大小为1 m/s2

D.滑行的加速度大小为2.5 m/s2

8.如图所示,A、B两物体用一根跨过定滑轮的细绳相连,置于固定斜面体的两个斜面的相同高度,处于静止状态,两斜面的倾角分别是53°和37°,若不计摩擦,剪断细绳后下列说法中正确的是(  )

A.两物体着地时的速度相同

B.两物体着地时的动能相同

C.两物体着地时的机械能相同

D.两物体着地时所受重力的功率相同

9.如图所示,一个质量为m的圆环套在一根固定的水平长直杆上,环与杆的动摩擦因数为μ.现给环一个向右的初速度v0,同时对环施加一个竖直向上的作用力F,并使F的大小随v的大小变化,两者关系F=kv,其中k为常数,则环在运动过程中克服摩擦所做的功大小可能为…(  )

A.12mv20

B.0

C.12mv20+m3g22k2

D.12mv20-m3g22k2

10.如图所示,木箱高为L,其底部有一个小物体Q(质点),现用力竖直向上拉木箱,使木箱由静止开始向上运动.若保持拉力的功率不变,经过时间t,木箱达到最大速度,这时让木箱突然停止,小物体会继续向上运动,且恰能到达木箱顶端.已知重力加速度为g,不计空气阻力,由以上信息,可求出的物理量是(  )

A.木箱的最大速度

B.时间t内拉力的功率

C.时间t内木箱上升的高度

D.木箱和小物体的质量

第Ⅱ卷(非选择题,共50分)

二、实验题:本题共2小题,共12分。把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答。

11.(6分)与普通自行车相比,电动自行车骑行更省力.下表为某一品牌电动自行车的部分技术参数.在额定输出功率不变的情况下,质量为60 kg的人骑着此电动自行车沿平直公路行驶,所受阻力恒为车和人总重的0.04倍.当此电动车达到最大速度时,牵引力为________N,当车速为2 m/s时,其加速度为________ m/s2.(g=10 m/s2)

规格 后轮驱动直流永磁铁电机

车型 14电动自行车 额定输出功率 200 W

整车质量 40 kg 额定电压 48 V

最大载重 120 kg 额定电流 4.5 A

12.(6分)在“验证机械能守恒定律”的实验中,选出一条纸带如图所示.其中O点为起始点,A、B、C为从合适位置开始选取的三个点,打点计时器通一50 Hz的交流电,用最小刻度为mm的刻度尺,测得OA=11.13 cm,OB=17.69 cm,OC=25.9 cm.记录的这三个数据中不符合有效数字要求的是________,应写成________ cm.在记数点A和B之间、B和C之间还各有一个点未画出.重锤的质量是0.5 kg.根据以上数据,打B点时,重锤的重力势能比开始减少了________J,这时它的动能是________J.(g=9.8 m/s2,结果取三位有效数字)

三、计算题:本题共3小题,共38分。解答时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。

13.(10分)某弹性小球从距地面高度H处静止下落,假设小球与地面发生弹性碰撞(没有损失能量),但由于空气阻力的影响,小球只能上升34H.现为了使小球与地面碰撞后还能上升原来的高度H,则必须给小球多大的初速度v0?

14.(13分)如图所示,水平传送带正以2 m/s的速度运行,两端水平距离l=8 m,把一质量m=2 kg的一个物块轻轻放到传送带的A端,物块在传送带的带动下向右运动,若物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.1,则把这个物块从A端传送到B端的过程中,不计物块的大小,g取10 m/s2,求:

(1)摩擦力做功的平均功率;

(2)摩擦力做功的最大功率.

15.(15分)如图所示,半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直面内.小球A、B质量分别为m、3m.A球从左边某高处由静止释放,并与静止于轨道最低点的B球相撞,碰撞后A球被反向弹回,且A、B球能达到的最大高度均为14R.重力加速度为g.问:

(1)碰撞刚结束时B球对轨道的压力大小;

(2)通过计算说明,碰撞过程中A、B球组成的系统有无机械能损失?若有损失,求出损失了多少?

参考答案

1.A解析:由物体的受力分析知,mg-f=ma=mg3,则f=2mg3,向上,对物体做负功,机械能减少.重力势能变化由重力做功引起,重力做正功mgh,则重力势能减少mgh.机械能变化由外力引起,外力即f做功-2mgh3,机械能减少2mgh3.动能变化由合外力做功引起,合外力为mg3,做功为mgh3,动能增加mgh3.

2.C解析:列车以最大速度行驶时的功率P=f•v=kv3,所以动车组机车的额定功率是普通机车的27倍时,动车组的最大行驶速度为普通列车的3倍,故C项正确.

3.D解析:根据平抛运动知识可以求出水平速度和竖直速度之间的关系,即vyvx=tanθ.求出动能和重力势能分别为Ep=mgh=mg•vy•t2=12mv2y,Ek=12mv20=12mv2x,则EkEp=(vxvy)2=cot2θ,故D项对.

4.AD解析:由P=Fv可判断,开始时汽车做匀速运动,则F0=f,P=F0v0,v0=P/f,当汽车功率减小一半P′=P/2时,汽车开始做变减速运动,其牵引力为F1=P′/v=P/2v=F0/2,加速度大小为a=(f-F1)/m=f/m-P/(2mv),由此可见,随着汽车速度v减小,其加速度a也减小,最终以v=v0/2做匀速运动,故A项正确;同理,可判断出汽车的牵引力由F1=F0/2最终增加到F0,所以,D项也正确.

5.AD解析:设小环的质量为m,细杆与地面间的倾角为α,由题图乙知,小环在第1 s内的加速度a=0.51 m/s2=0.5 m/s2,由牛顿第二定律得:5-mgsinα=ma,4.5=mgsinα,得m=1 kg,A项正确;sinα=0.45,B项错误;分析可得前3 s内拉力F的最大功率以1 s末为最大,Pm=F•v=5×0.5 W=2.5 W,C项错误;前3 s内小环沿杆上升的位移x=0.52×1 m+0.5×2 m=1.25 m,前3 s内小环机械能的增加量ΔE=12mv2+mgxsinα=5.75 J,故D项正确.

6.C解析:由于摩擦力是静摩擦力,并且和运动方向始终垂直,所以摩擦力不做功,物体重力势能增加,动能不变,所以弹力对木块做正功,故A、B两项错,C项对;力F对木板所做的功等于木板和木块重力势能的增加,故D项错.

7.D解析:根据题中图象可知物体受到的摩擦力为2.5 N,加速度为2.5 m/s2,根据匀变速直线运动的规律可以求出时间为4 s.

8.D解析:两物体着地时速度的大小相同,但方向不同,故A项错;由于两侧斜面的角度不同并开始时处于静止状态,所以质量不同,落地时的动能和机械能也不同,故B、C两项错;物体的重力沿斜面方向的合力大小相等,着地时速度大小也相等,且也沿斜面方向,所以着地时所受重力的功率相同,故D项对.

9.ABD解析:分情况进行讨论,如果开始时重力和F相等,则圆环做匀速运动,动能不变,A项正确;如果重力大于F,则减速过程中摩擦力逐渐增大,最终静止,B项正确;如果开始时重力小于F,则做减速运动时摩擦力逐渐减小到零,D项正确.

10. AC解析:最大速度vm=2gL,此时F=(M+m)g,P=Fvm,由动能定理,Pt-(M+m)gh=12(M+m)v2m,质量约去,可以求得高度h.

11.(6分)40 0.6

12.(6分)25.9 cm(或OC段) 25.90 0.867 0.852

13.(10分)解析:静止下落时,由动能定理可得:

mg•14H-f•74H=0

解得:f=17mg

以初速度v0下落时,由动能定理可得:

-f•2H=0-12mv20,解得v0=47gH.

答案:47gH

14.(13分)解析:物体刚放到传送带上时,由于与传送带有相对运动,物块受向右的滑动摩擦力,物块做加速运动,摩擦力对物块做功,求出物块在摩擦力作用下的位移和运动时间,由P=Wt和P=Fv分别求出平均功率和最大功率.

(1)物块受向右的摩擦力f=μmg=0.1×2×10 N=2 N,加速度a=fm=μg=0.1×10 m/s2=1 m/s2

当物块与传送带相对静止时的位移x=v22a=222×1 m=2 m

摩擦力做功为:W=fx=2×2 J=4 J

相对静止后物块与传送带之间无摩擦力,此后物块匀速运动到B端,物块由A端到B端所用的时间为

t=va+l-xv=21 s+8-22 s=5 s

则物块在被传送过程中所受摩擦力的平均功率为

P=Wt=45 W=0.8 W.

(2)当物块在传送带上加速到与传送带速度相同时,摩擦力的功率最大,则

Pm=fv=2×2 W=4 W.

答案:(1)0.8 W (2)4 W

15.解析:(1)因A、B球能达到的最大高度均为14R,由机械能守恒定律,得到碰撞后小球的速度大小为

12mv2=14mgR,vA=vB=gR2

设B球受到的支持力大小为N,根据牛顿第二定律:

N-3mg=3mv2BR,得N=92mg.

由牛顿第三定律,小球B对轨道的压力大小为:N′=N=92mg.

(2)设A球碰前的速度方向为正方向,碰撞过程满足动量守恒定律,

mv0=-mvA+3mvB

代入vA与vB的值,有:v0=2gR

碰前系统的机械能E1=12mv20=mgR

碰后系统的机械能为E2=14mgR+34mgR=mgR

故E1=E2,无机械能损失.

答案:(1)92mg

(2)无机械能损失

这就是我们精心为大家准备的新人教高三物理机械能守恒定律同步练习题及答案,希望对大家有所帮助!

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