高中物理粤教版必修二同步练习：滚动检测10机械能和能源-Word版含答案.docx

滚动检测10　机械能和能源

(本栏目对应同学用书P125)
(时间：50分钟　满分：100分)
一、单项选择题(每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，共4个小题，每小题4分，共计16分)

图1
1．如图1所示，一物体以确定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功W1；若该物体从A′沿两斜面滑到B′，摩擦力做的总功为W2，已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则(　　)
A．W1＝W2
B．W1>W2
C．W1<W2
D．不能确定W1、W2的大小关系
【答案】A
【解析】物体以确定的速度沿水平面由A点滑到B点时．W1＝－μmgs.物体从A′沿两斜面滑到B′时，设两斜面长分别为s1、s2.
则W2＝－μmgs1cos θ1－μmgs2cos θ2＝－μmgs.
2．关于摩擦力做的功，以下说法正确的是(　　)
A．滑动摩擦力阻碍物体的相对运动，所以确定做负功
B．静摩擦力虽然阻碍物体间的相对运动，但不做功
C．静摩擦力和滑动摩擦力不愿定都做负功
D．一对相互作用力，若作用力做正功，则反作用力确定做负功
【答案】C
【解析】摩擦力可以是动力，故摩擦力可以做正功；一对相互作用力，可以都做正功，也可以都做负功，或一个力做功，另一个力不做功．
3．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
【答案】D
【解析】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：mgh＝mv－mv故落地时的动能速度的大小相同，故D正确，故落地速度方向是不同的，B、C都错．
4．质量为1 500 kg的汽车在平直的大路上运动，v－t图象如图2所示．由此下列选项中不行求的是(　　)

图2
A．前25 s内汽车的平均速度
B．前10 s内汽车的加速度
C．前10 s内汽车所受的阻力
D．15～25 s内合力对汽车所做的功
【答案】C
【解析】由图象可求得前25 s内的位移l，即图象与时间轴围成区域的“面积”，再由＝可求平均速度，故A错误；前10 s图象的斜率即为前10 s内的加速度，故B错误；汽车的牵引力大小未知，因此汽车所受阻力不能求，故C正确；由动能定理可得合力在15～25 s内所做的功，故D错误．
二、双项选择题(每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对得6分，只选1个且正确得3分，错选或不选得0分，共5个小题，共计30分)

图3
5．如图3所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B之间有相互的力，则对力做功的状况的下列说法中正确的是(　　)
A．A、B都克服摩擦力做功
B．A、B间弹力对A、B都不做功
C．摩擦力对B做负功，对A不做功
D．弹力对A不做功，对B做正功
【答案】BC

【解析】A、B间相互作用力f1与f2，FAB与FBA，如图所示，A没有位移，f2、FBA对A不做功，B有位移，f1做负功，FAB与位移成90°，不做功，B、C对，A、D错．
6．甲、乙两个质量相同的物体，用大小相等的力F分别拉两个物体在水平面上从静止开头移动相同的距离s.如图4所示，甲在光滑面上，乙在粗糙面上，则下面说法中正确的是(　　)

图4
A．力F 对甲、乙两个物体做的功一样多
B．力对甲做功多
C．甲、乙两个物体获得的动能相同
D．甲物体获得的动能比乙大
【答案】AD
【解析】物体在力F作用下位移相等，因此力F对两个物体做功一样多，A对．在粗糙平面运动过程中，摩擦力做负功，合力做功小于对甲物体做功，故甲物体获得的动能大，D对．

图5
7．如图5所示，a、b的质量均为m，a从倾角为45°的光滑固定斜面顶端无初速地下滑，b从斜面顶端以初速度v0平抛，对二者的运动过程以下说法正确的是(　　)
A．都做匀变速运动
B．落地前的瞬间速率相同
C．整个运动过程重力对二者做功的平均功率相同
D．整个运动过程重力势能的变化相同
【答案】AD
【解析】b做平抛运动，所以只受重力作用，做加速度为g的匀变速运动；a从光滑的斜面下滑a＝gsin 45°，故A选项正确；由运动的性质可知vb＝，va＝，故B选项错；a、b的质量相同，整个运动过程下落的高度相同，重力对a、b做的功相同，所以重力势能的变化相同，D选项正确；两球运动的时间ta＝ ＝2 ，tb＝ .又由P＝知，C选项错．

图6
8．如图6所示，卷扬机的绳索通过定滑轮用力F拉位于粗糙斜面上的木箱，使之沿斜面加速向上移动．在移动过程中，下列说法正确的是(　　)
A．F对木箱做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和．
B．F对木箱做的功等于木箱克服摩擦力和克服重力所做的功之和
C．木箱克服重力做的功等于木箱增加的重力势能
D．F对木箱做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力做的功之和
【答案】CD
【解析】木箱在斜面上运动时受重力、支持力、拉力和摩擦力四个力的作用，其中支持力不做功，重力和摩擦力做负功，拉力做正功，从功与能的关系可知，拉力F对木箱做的功，等于木箱增加的机械能和木箱克服摩擦力做功之和；重力做功转变了木箱的重力势能，克服重力做多少功，重力势能就增加多少．

图7
9．如图7所示，P、Q是竖直固定在水平桌面上的挡板，质量为m的小物块N在靠近P板处以确定初速向Q板运动．已知物块与桌面的动摩擦因数为μ，P和Q相距s，物块经过与Q板碰撞n次后(碰撞过程无能量损失)，最终静止于Q、P的中点，则整个过程中，摩擦力做功可能为(　　)
A．－μ B．－μmg·s
C．－μmg·s D．－μmg·s
【答案】BC
【解析】小物块在P、Q间来回运动的过程中，受滑动摩擦力大小为f＝μmg，方向变化，但方向始终与速度方向相反，总做负功，小物块从动身至停在PQ中点所经受的路程为s′，若小物块与Q相碰次数为n，则s′＝2ns－(碰Q后停止)或s′＝2ns＋(碰P后停止)，
故摩擦力做功W＝－fs′＝－μmgs，或W＝－μmgs.
三、非选择题(本题共3小题，各18分，共计54分，解答时应写出必要的文字说明、方程式重要解题步骤，有数值计算的题要注明单位)
10．在用重物下落来验证机械能守恒时，某同学依据正确的操作选得纸带如图8所示．其中O是起始点，A、B、C、D、E是打点计时器连续打下的5个点，打点频率为50 Hz.该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C、D、E各点的距离，并记录在图中．(单位：cm)

图8
(1)这五个数据中不符合有效数字读数要求的是______(填A、B、C、D或E)点读数．
(2)该同学用重物在OC段的运动来验证机械能守恒，OC距离用h来表示，他用vC＝计算与C点对应的物体的瞬时速度，得到动能的增加量，这种做法________．(填“对”或“不对”)
(3)如O点到某计数点的距离用h表示，重力加速度为g，该点对应重物的瞬时速度为v，则试验中要验证的等式为________．
(4)若重物质量m＝2.00×10－1 kg，重力加速度g＝9.80 m/s2，由图中给出的数据，可得出从O到打下D点，重物重力势能的削减量为________J，而动能的增加量为________J.
【答案】(1)B　(2)不对　(3)＝gh　(4)0.380　0.376
【解析】(1)B
(2)这种做法不对，用这种方法实际是用机械能守恒来验证机械能守恒．
(3)＝gh
(4)重力势能的削减量
ΔEp＝mgh＝2.00×10－1×9.8×0.194 1 J＝0.380 J，
动能的增加量ΔEk＝m·2＝0.376 J.
11．火车在运行中保持额定功率2 500 kW，火车的总质量是1 000 t，所受阻力恒为1.56×105 N．求：
(1)火车的加速度是1 m/s2时，速度是多大？
(2)火车的速度是12 m/s时，加速度是多少？
(3)火车的最大速度是多少？
【答案】(1)2.16 m/s　(2)5.2×10－2 m/s2 (3)16 m/s

【解析】
(1)依据牛顿其次定律，得F－f＝ma，又由于P＝Fv，
所以v＝＝＝ m/s≈2.16 m/s.
(2)依据牛顿其次定律，得F1－f＝ma1，
又由于P＝F1v1，
所以a1＝＝＝ m/s2≈5.2×10－2 m/s2.
(3)依据牛顿其次定律，得F－f＝ma，
当F＝f时，火车速度最大．
所以vmax＝＝ m/s≈16 m/s，

图9
12．如图9所示，一质量为m的滑块从高为h的光滑圆弧形槽的顶端A处无初速度地滑下，槽的底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度恒为v0，两轮轴心间距为l，滑块滑到传送带上后做匀加速运动，滑到传送带右端C时，恰好加速到与传送带的速度相同，求：
(1)滑块到达底端B时的速度大小vB；
(2)滑块与传送带间的动摩擦因数μ；
(3)此过程中，由于克服摩擦力做功而产生的热量Q.
【答案】(1)vB＝　(2)μ＝ (3)Q＝
【解析】
(1)滑块在由A到B的过程中机械能守恒，可得mgh＝mv，解得vB＝；
(2)滑块在由B到C的过程中，应用动能定理得μmgl＝mv－mv，
解得μ＝；
(3)Q＝f·l相对＝μmgl相对，
又v0＝vB＋μgt，
得l相对＝v0t－t＝＝
故Q＝.