2005学年度高三物理练习题

(五)机械能

班级＿＿＿姓名＿＿＿＿学号＿＿＿得分＿＿＿

(本卷g取10米/秒2)

一、选择题(每小题中有一个或几个选项是正确的，请把正确的选项用字母填写在括号内) 1．如图所示，在用力F推动斜面体沿水平面匀速滑行的过程中，物块G始终静止在斜 面上。在此过程中，对斜面体做正功的力是……………………………………………( ) (A)只有推力F。

G F (B)推力F以及物块C对斜面体的静摩擦力。 (C)推力F以及C对斜面体的正压力。

(D)推力F以及水平面对斜面体的滑动摩擦力。

2．质量为2kg的物体，沿水平面做直线运动，其动能跟随位移变化的图线如右图所示，关于此物体的下述判断中，正确的是……………………………………………………… ( )

Ek/J (A)物体所受合外力大小一定等于4N，方向与初速度方向相反。

100 (B)物体与地面之间的动摩擦因数一定等于0.2。 (C)物体做匀减速直线运动，初速度v0=10m/s。 s/m (D)物体运动至速度为零时，经历的时间为5s。 O 25 3．起重机的钢索将重物由地面吊到空中某一高度，其速度—时间图象如图所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可以是图乙四个中的……………………………………… ( ) v P P P P t t t t t O O t1 t2 t3 O t1 t2 t3 O t1 t2 t3 O t1 t2 t3 t1 t2 t3 （A） （B） （C） （D）

甲 乙

4．如图所示，一物块以初速v0从A点沿圆轨道下滑，到达B点后速度仍为v0。若物块以初速度v（v> v0）仍从A点下滑，则到达B点的速度将………………………………( ) (A)大于v。 A v0 (B)等于v。

(C)小于v。 B (D)以上情况都可能。

5. 列车在功率恒定的机车牵引下，从车站出发5分钟，速度到达72km/h，则在这段时间内列车行驶的距离为…………………………………………………………………………( ) (A) 一定小于3km。 (B) 一定等于3km。 (C) 一定小于3km。 (D)不能确定。

6．如图所示，一原长为l0的轻质弹簧下端固定在水平地面上，其上端与一质量为m的重物

连接，当重物静止时，弹簧保持竖直方向，长度为ll。现用力缓慢竖直向下将重物压至D点，此时弹簧的长度为l2，外力的大小为F。然后撤去外力F，重物将从静止开始沿竖直方向在D、C之间做简谐运动，B点是D、C的中点。已知重物运动到D点时弹簧的弹性势能为EPD，运动到B点时物体的动能为EkB。则外力将重物压至D点的过程中所做的功为……( ) (A)EkB。 C

F B (B)EPD。

D

(C)F(l0－l2)。 (D)F(l1－l2)。 7. 如图所示，相同质量的物体由静止起从底边长相等，倾角不同的斜面顶端下滑到底面，下列说法中正确的是………………………………………………………………………( ) (A)若物体与斜面间动摩擦因数相同，则物体损失的机械能也相同。 (B)若物体与斜面间动摩擦因数相同，则物体到达底端时动能相同。

(C)若物体到达底端时动能相同，则物体与倾角小的斜面间动摩擦因数较小。 (D)若物体到达底端时动能相同，则物体与倾角小的斜面间动摩擦因数较大。 8．潮汐发电是利用每天两次涨潮、落潮的水位差来工作的，潮差越大、海水流量越大，发电功率就越大。我国可供开发的潮汐能发电的总装机量为3.6×107KW。1980年8月在浙江江厦建成了我国第一座潮汐电站，装机量为3.0×103KW，年平均发电量为1.07×107KW·h，其规模居世界第二位,设此电站涨潮和落潮时平均潮差为6m,电站总能量的转换效率为50％，则下列说法中正确的是……………………………………………………………………( ) (A)此电站相当于平均每天满负荷工作约12.0h。 (B)此电站相当于平均每天满负荷工作约9.8h。

(C)此电站每次涨、落潮时水流量约为15.7×105m3。 (D)此电站每次涨、落潮时水流量约为8.8×105m3。

9. 如图所示，质量为m的物体静止在光滑平台上，系在物体上的绳子跨过光滑的定滑轮被小车牵引着。当小车从平台边缘以速度v0匀速向右行至绳与水平方向夹角为45º的过程中，小车对物体所做的功为…………………………………………………………………( ) (A) (C)

2122mv0。 mv0。 (B) 22122。 mv0。 (D) mv04

二、填空题

1．质量为m的物体以初速v0沿倾角为θ的斜面上滑，滑回原处时速度大小为3v0/4，则物体上滑的最大高度为 ，物体所受阻力大小为 。

2．一次消防救火结束后，某消防队员从一平台上安全跳下，下落H高度后双脚触地，接着他用弯曲双腿的办法缓冲，使自身重心又下降了h。已知该消防队员自身重力为G，则在着地过程中，地面对他双脚的平均作用力为 。

3．物体在水平拉力F作用下，沿水平方向做直线运动，拉力F与时间t的关系以及物体的速度v与时间t的关系如图所示，由图可知0～8s内拉力对物体做的功是 ；拉力在第3s末的功率是 ；物体受到的阻力大小是 。

F/N 3 2 1 O 2

4

6

8

2 v/m·s -1

s1 s2 t/s t/s 1 2

4

6

8

O 第3题图

第5题图

4．雪豹的心脏每跳一次输送2×10-4m3的血液，设雪豹心脏主动脉内径为2cm，血压(可看作心脏压送血液的压强)的平均值为3×104Pa，心跳每分钟60次，则雪豹心脏的平均功率为＿＿＿＿W，血液从心脏流出的平均速度约＿＿＿＿m/s。

5. 如图所示，一质量为m的人坐在汽车车厢的地板上，人与地板之间的动摩擦因数为μ，汽车由静止开始加速，达到最大速度v后开始做匀速直线运动，到某时刻一共前进了sl，在这一过程中人相对于原位置一共向后滑动了s2后与汽车保持相对静止。这一过程中汽车克服人对汽车的摩擦力做的功为＿＿；如果人一直坐在座位上不动，此过程中汽车对人做的功为＿＿＿＿。

6. 如图所示，右端封闭的U形管装有4h长的水银，右端比左端高h。打开封闭端，当两边水银面相平时水银流动的速度大小为 。

7. 如图所示，长为1.8m的轻绳，上端悬挂在离地面3.6m高的天花板上，下端系一个质量为2kg的小球。现将球拉到天花板，放手后球自由下落，在轻绳绷紧时，绳断球落地，从放手到球落地整个时间为1.2s。若小球与绳作用时间及绳的伸长均可忽略不计，则小球克服绳的拉力所损失的机械能为＿＿＿＿J。

8. 如图所示，滑板少年在滑台h高处，沿左侧光滑斜坡CA从静止开始下滑，经过较为粗糙的水平面AB后滑上另一右侧光滑斜坡BD，水

C D 平面处AB长为S，如果滑板少年始终不用力蹬滑板，在往复运动过程中，经过n次水平面后，最终恰好静止在AB中点，则水平面与滑块间动摩擦h h' 因数为＿＿＿＿，该少年滑上右侧光滑斜坡的最

A B 大高度为＿＿＿＿＿。 三、计算题

1. 静止在水平地面上的粗细均匀的木棒长为L，质量为M，可绕固定转轴O自由转动。现用一始终垂直棒的作用力F作用于棒的一端，将木棒缓慢拉至竖直位置。则在拉起过

F 程中拉力F做的功为多少？

下面是某同学的解： O 棒在拉力F作用下转过1/4圆弧，故F做的功 W=F×2πL/4=FπL/2

你认为上述解法是否正确？若正确，请说明理由；若错误，请给出正确结果，并说明理由。

h 2. 如右图所示，半径为r，质量不计的轻圆盘盘面在竖直面上。圆心处有一个垂直于盘面的光滑水平固定轴O，在与轴O同一水平高度的盘的边缘固定一个质量为m的小球A，在O轴正下方r／2处固定r O A

r一个质量也为m的小球B，放开盘让其自由转动。求：(1)当A球转

2到最低点时，其线速度是多少?(2)在转动过程中，半径OA向左偏离B 竖直方向的最大角度是多少?

3．如图所示，一个竖直放置半径为R的半圆形轨道ABC，B是最低点，AC与圆心O在同一水平高度，圆弧AB表面是光滑的，圆弧BC表面是粗糙的。现有一根长也为R、质量不计的细杆EF，上端连接质量为m的小球E，下端连接质量为2m的小球F。E球从A点静止释放, 两球一起沿轨道下滑，当E球到达最低点B时速度刚好为零。 求：(1)在下滑过程中，F球经过B点的瞬时速度大小。(2)在E球从A运动到B的过程中，两球克服摩擦力做功的大小。

A E F O C

v1(523)gR，W=(2-3)mgR 3 B

4．电动机通过一条绳子吊起一个质量为8kg的物体，绳的拉力不能超过120N，电动机的功率不能超过1200W，要将此物体由静止起用最快的方式将物体吊高90m(已知物体在到达90m高度前已开始以最大速度匀速上升)所需时间为多少?

答案

一、 选择题 1 B 2 ACD 3 C 4 C 5 C 6 A 7 AC 8 BD 9 C W1.07107详解：第8题：(t=9.8h;涨潮、落潮时，水流均冲动水轮机发电。

P3653103365设每次涨潮时水的流量为V，则E势×50%=E电，365×4mgh×50%=1.07×107×103×3600J, 365×4×1×103×V×10×6×0.5=1.07×107×103×3600, V=8.8×105m3) 第9题：小车匀速行驶时，铅印的斜绳一方面增长，另一方面绕着滑轮逆时针方向转动。把车速沿着绳子和垂直绳子方向分解，物体的速度等于沿绳子方向的分速度，vxv0cos452v0。由动能定理： 2WEk二、 填空题

1212212mvxm(v0)mv0 2224225v07mgsinH1. ， 2. G(1+) 3. 18J, 3W, 2N

g25h4. 6, 0.(P=

60W0PV31042104=6W, S=πr2 =3.14×(1×10-2)2=3.14×10－4m2 606021042104－43

每秒压送血液量为vS=2×10m/s, v=0.m/s)

603.141045.

121mvmgs2，mv2 6. v22gh(设水银总的质量为7m，则水银减少的势能为7gh) 7. 36(球由天花板处下落至7hh1

mg· ,根据机械能守恒定律有 ×7mv2 = mg· , v222

绳拉直，作自由落体运动，得t1=0.6s。绳断到球落地也是0.6s，且h也是1.8m，说明球仍作自由落体运动，初速为零。克服绳的拉力做功所损失的机械能Emgh=36J) 8. (2h2n11

1, mgh－mgh'=μmgs○2) )，h()h，n=1、2、3……( mgh=μmg(n+)s○22n1s2n1Lcosθ (θ为棒与水2三、 计算题

1. 上述解法不正确。 因为棒在缓慢拉动过程中有力矩平衡。由FL=Mg

平面夹角)可知：当θ逐渐增大，所以F逐渐减小，F是变力，不可直接用W=Fs。

正确解法：利用动能定理 WF－Mg

LL=0 所以WF=Mg 22rv112122. (1)以最低点为零势能点：mgr+mgr= mgr+mvA+mvB,vBA,

222221

得vA0.8gr (2) mgr(1－cosθ)+ mgr(1+cosθ)= mgr+mgr, θ=arcsin0.6=37º

2

5231R

3. (1)机械能守恒定律：mgR+2mgR(1－cos30º)=×3mv2+mg·，v=gR 22311

(2)动能定理：0－×3mv2=－mgR+Wf，W=Wf=(2－3)mgR

224. 要使物体的速度变化最快，即a最大。物体上升的最大加速度为a=

Fmmg m120802

m/s=5 m/s2。随着物体速度的增大，电动机的输出功率增大，受最大输出功率的8Pm1200=10m/s时，必须减小拉力，电动机以恒定功率工作，物Fm120，当物体达到v1体做加速度减小的加速运动。当物体速度为v2Pm1200=15m/s时，速度达到最大值，mg80物体开始作匀速运动。

物体上升分三个阶段：匀加速运动——加速度减小的加速运动——匀速运动。

v1011122 t11=2s，h1=at2=×5×22=10m, h2=90－10=80m, Pt2=mg h2+m(v2v1),

222a5t2=5.75s, t=t1+ t2=(2+5.75)s=7.75s