通用版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版专项训练.pdf

1 通用版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版专项训练通用版带答案高中物理必修二第八章机械能守恒定律微公式版专项训练 单选题 1、某卫星在赤道上空轨道半径为1的圆形轨道上绕地球运行的周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方。假设某时刻，该卫星在A点变轨由半径为1的圆形轨道进入椭圆轨道，近地点B到地心距离为2。设卫星由A到B运动的时间为t，地球自转周期为0，不计空气阻力，则（）A=380 B=(1+2)21 1+221 C卫星在图中椭圆轨道由A到B时，机械能增大 D卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中，机械能不变 答案：A A赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方，则有地球转了圈，卫星转了圈，可得 3T0=8T =380 2 A 正确；B根据开普勒第三定律可知(1+22)3(2)2=132 解得 =(1+2)411+221 B 错误；C卫星在图中椭圆轨道由A到B时，只有万有引力做功，机械能守恒，C 错误；D卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中，卫星做向心运动，速度必须减小，高度降低，势能减小，因此机械能减小，D 错误。故选 A。2、有一辆质量为 170kg、输出功率为 1440W 的太阳能试验汽车，安装有约 6m2的太阳能电池板和蓄能电池，该电池板在有效光照条件下单位面积输出的电功率为 30W/m2。驾驶员的质量为 70kg，汽车最大行驶速度为90km/h。假设汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，则汽车（）A以最大速度行驶时牵引力大小为 60N B以额定功率启动时的加速度大小为 0.24m/s2 C保持最大速度行驶 1h 至少需要有效光照 8h D直接用太阳能电池板输出的功率可获得 6m/s 的最大行驶速度 答案：C A根据 P额Fvmax 3 可得 F额max1440903.6N57.6N 故 A 错误；B以额定功率启动时，由牛顿第二定律有 Ffma 而刚启动时速度v为零，则阻力Ff也为零，故刚启动时加速度趋近于无穷大，故 B 错误；C由能量守恒得 WPt1440W1h306Wt 解得 t8h 即保持最大速度行驶 1h 至少需要有效光照 8h，故 C 正确；D由题意，汽车行驶时受到的阻力与其速度成正比，设 Ffkv 达到最大速度时有 57.6k903.6 解得 k2.304 当直接用太阳能电池板输出的功率行驶且有最大速度时，则有 306kv 解得 v8.84m/s 4 故 D 错误。故选 C。3、如图甲所示，绷紧的水平传送带始终以恒定速率1运行，初速度大小为2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带。若从小物块滑上传送带开始计时，小物块在传送带上运动的v-t图象（以地面为参考系）如图乙所示。已知2 1，物块和传送带间的动摩擦因数为，物块的质量为m。则（）A2时刻，小物块离A处的距离最大 B0 2时间内，小物块的加速度方向先向右后向左 C0 2时间内，因摩擦产生的热量为12(2+1)+212 D0 2时间内，物块在传送带上留下的划痕为2+12(1+2)答案：C A初速度大小为2的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处滑上传送带，小物块在传送带上运动的 图象可知，1时刻，小物块离A处的距离达到最大，A 错误；B02时间内，小物块受到的摩擦力方向一直向右，所以小物块的加速度方向一直向右，B 错误；CD01时间内物体相对地面向左的位移 1=221 这段时间传送带向右的位移 2=11 因此物体相对传送带的位移 5 1=1+2=221+11 12时间内物体相对地面向右的位移 1=12(2 1)这段时间传送带向右的位移 2=1(2 1)因此物体相对传送带的位移 2=2 1=12(2 1)0 2时间内物块在传送带上留下的划痕为 =1+2=12(2+1)+212 02这段时间内，因此摩擦产生的热量 =12(2+1)+212 C 正确，D 错误。故选 C。4、在地球表面将甲小球从某一高度处由静止释放，在某行星表面将乙小球也从该高度处由静止释放，小球下落过程中动能k随时间平方2的变化关系如图所示。已知乙球质量为甲球的 2 倍，该行星可视为半径为R的均匀球体，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，则（）6 A乙球质量为22B该行星表面的重力加速度为22 C该行星的质量为22D该行星的第一宇宙速度为2 答案：C A小球在地球表面下落过程中任一时刻的速度大小为 =小球的动能为 k=1222 由图可知=122 解得甲球质量为 =22 则乙球质量为 乙=42 故 A 错误；B同理在行星表面有 2=12 22 解得=12 故 B 错误；7 C设该行星的质量为，则有 2=22 解得 =22 故 C 正确；D由=2 得 =可得该行星的第一宇宙速度为 =2 故 D 错误。故选 C。5、如图中a、b所示，是一辆质量m=6103kg 的公共汽车在t=0 和t=4s 末两个时刻的两张照片。当t=0 时，汽车刚启动（汽车的运动可看成匀加速直线运动）。图c是车内横杆上悬挂的拉手环经放大后的图像，测得=30，根据题中提供的信息，不可以估算出的物理量有（）8 A汽车的长度 B4s 末汽车的速度 C4s 末汽车合外力的功率 D4s 内汽车牵引力所做的功 答案：D A由图知，4s 内汽车的位移刚好等于汽车的长度，由 =122 对拉手环进行受力分析如上图所示，得到=tan30，=tan30 联立得到 =122=12 10 33 42 46m 故 A 错误；B由 =10 33 4m/s 23m/s 故 B 错误；C由 =6 103 10 33N 3.46 104N 所以 4s 末汽车的功率为 =3.46 104 23W=7.97 105W 故 C 错误；D因不知汽车的摩擦力，所以无法求汽车的牵引力，即不能估算 4s 内汽车牵引力所做的功，故 D 正确。故选 D。9 6、将一乒乓球竖直向上抛出，乒乓球在运动过程中，它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。已知乒乓球运动过程中，受到的空气阻力与速率平方成正比，重力加速度为。则乒乓球在整个运动过程中加速度的最小值、最大值为（）A0，4B0，5C，4D，5 答案：B 乒乓球最终匀速运动时，加速度最小为 0，而乒乓球刚向上抛出时，速度最大，阻力最大，加速度最大，设最大速度为0，则 +02=m 40=1202 乒乓球最终匀速运动时，速度为1，则 =12 此时的动能 0=1212 联立上式可解得 m=5 故选 B。7、全运会小轮车泥地竞速赛赛道由半径为R的14圆弧组成，如图所示，选手从赛道顶端A由静止无动力出发冲到坡底B，设阻力大小不变恒为f，始终与速度方向相反，且满足=，选手和车总质量为m，重力加速度为10 g，路程=2。则选手通过C点的速度为（）A1B223C3313D23 答案：D 根据圆的弧长计算公式可知，从A到C，选手和车运动的路程为 =2 1413=6 根据力的做功公式可知，克服阻力做功为=6=6 选手从A到C受到重力与阻力做功，所以由动能定理可得 sin903=122 0 解得 =23 故 D 正确，ABC 错误。故选 D。8、如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 拴接，另一端与物体 A 相连，物体 A 置于光滑水平桌面上（桌面足够大），A 右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体 B 相连。开始时托住 B，让 A 处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放 B，直至 B 获得最大速度。下列有关该过程的分析中正确的是（）11 AB 物体受到细线的拉力保持不变 BB 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量 CA 物体动能的增量等于 B 物体重力对 B 做的功与弹簧弹力对 A 做的功之和 DA 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于 B 物体重力对 B 做的功 答案：B A以 A、B 组成的系统为研究对象，根据牛顿第二定律可得 mBgkx(mA+mB)a 从开始到 B 速度达到最大的过程中，弹簧的伸长量x逐渐增加，则 B 加速度逐渐减小；对 B 根据牛顿第二定律可得 mBgTmBa 可知在此过程绳子上拉力逐渐增大，是变力。故 A 错误；B整个系统中，根据功能关系可知，B 减小的机械能转化为 A 的机械能以及弹簧的弹性势能，故 B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量。故 B 正确；C根据动能定理可知，A 物体动能的增量等于弹簧弹力和绳子上拉力对 A 所做功的代数和。故 C 错误；D根据机械能守恒定律可知，A 物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于 B 物体机械能的减少量，也就是等于 B 物体克服细绳拉力做的功。故 D 错误。故选 B。9、复兴号动车在世界上首次实现了速度 350km/h 自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果。12 已知一列质量为m的动车，以恒定功率P在平直轨道上行驶，当其达到最大速度vm时，其阻力f可表示为（）Af=PvmB=m C=mD=m22 答案：C 当动车达到最大速度vm时，动车受力平衡，即 =m 解得 =m 故选 C。10、如图，质量不同的 A、B 两小球分别用细线悬挂在等高的悬点O1、O2处。将两球拉至与悬点同一高度，使细线水平伸直，由静止释放。已知LALB，设悬点所在水平面为零势能面，不计空气阻力，则两球运动到最低点时（）AA 球动能大于 B 球动能 BA 球机械能与 B 球机械能不相等 CA 球加速度等于 B 球加速度 DA 球向心力等于 B 球向心力 13 答案：C A根据机械能守恒有 mgL12mv2 但由于不能明确质量关系，故无法确定两球的动能大小关系。故 A 错误；BA、B 两球在初始位置的动能重力与势能均为零，机械能相等都等于零，运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，故两球运动到最低点时机械能相等都等于零。故 B 错误；C根据机械能守恒解得 =2 而向心加速度 =2=2 故向心加速度与绳长无关，故两球的向心加速度相等。故 C 正确；D根据向心力公式 =2 可得，向心力 F2mg 因两球的质量不相等，故向心力不相等。故 D 错误。故选 C。11、如图甲所示，光滑水平面与光滑竖直半圆轨道平滑衔接，其中圆弧DE部分可以拆卸，弧CD（C点与圆心等高）部分对应的圆心角为 30，在D点安装有压力传感器并与计算机相连，在.A点固定弹簧枪，可以发射质量相同、速率不同的小球，通过计算机得到传感器读数与发射速率平方关系如图乙所示，重力加速度g取 10m/s2，则下列说法正确的（）14 A小球质量为 0.2kg B圆弧轨道半径为 0.5m C当传感器读数为 3.5N 时，小球在E点对轨道压力大小为 3N D若拆卸掉圆弧DE部分，小球发射速率平方v02=17.5 时，小球上升到最高点时与水平面间距离为78m 答案：B AB设小球在D点速度大小为vD，小球对传感器压力大小为F，由牛顿第二定律有 +sin30=2 由机械能守恒有 1202=(1+sin30)+122 整理得 =0272 在 02图像中是一次函数，则 72=3.5=3.517.5 解得 15 =0.1kg =0.5m 选项 A 错误，B 正确；C由图像可知，当传感器读数为 3.5N 时，02=35，设最高点速度为v，则有 1202=2+122 对E点压力N，有 +=2 联立各式解得 =2N 选项 C 错误；D若圆弧DE部分拆卸掉，小球发射速率平方02=17.5时，小球在D点做斜上抛运动，小球在D点速度大小=2.5m/s 则小球上升到最高点与水平面间距离 =(1+sin30)+(cos30)22=2732m 选项 D 错误。故选 B。12、如图所示，一质量为 1kg 的物体以 3m/s 的速度从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时的速度仍为 3m/s，则物体从A到B的过程中合外力做功为（）16 A4.5JB0C9JD无法计算 答案：B 由动能定理可知，合外力做功为 =122122=0 故选 B。13、如图所示，斜面倾角为 37，物体 1 放在斜面紧靠挡板处，物体 1 和斜面间动摩擦因数为 0.5，一根很长的不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质的小定滑轮，绳一端固定在物体 1 上，另一端固定在物体 2 上，斜面上方的轻绳与斜面平行。物体 2 下端固定一长度为h的轻绳，轻绳下端拴在小物体 3 上，物体 1、2、3 的质量之比为 4：1：5，开始时用手托住小物体 3，小物体 3 到地面的高度也为h，此时各段轻绳刚好拉紧。已知物体触地后立即停止运动、不再反弹，重力加速度为g10m/s2，小物体 3 从静止突然放手后物体 1 沿面上滑的最大距离为（）A3hB73hC2hD43h 答案：D 设 2 的质量为m，从开始放手到 3 触地过程中，设触地时 3 的速度为v1；则对整体根据功能关系可知 6mgh（4mgsin+4mgcos）h=12（10m）v12 此后 3 停止，设物体 2 继续向下运动距离s后速度减小为零，对 1、2 应用功能关系可知 mgs（4mgsin+4mgcos）s012（5m）v12 解得 17 =3 则 1 沿斜面上滑的最大距离为 Lh+s=43h 故 D 正确，ABC 错误。故选 D。14、在第 24 届北京冬季奥林匹克运动会上，我国 18 岁的小将谷爱凌以 1620 跳的高难度动作力压群芳，拿到了自由式滑雪女子大跳台金牌。下面相关叙述正确的是（）A裁判在对谷爱凌 1620 跳的动作进行裁定时可以将她看成质点 B教练员在分析谷爱凌起跳后能到达的最大高度时可以将她看成质点 C该项目不受天气环境的影响，随时可以进行比赛 D该项目在完成的过程中满足机械能守恒 答案：B A裁判在对谷爱凌的动作进行裁定时，谷爱凌的形状和大小不能忽略，不能看成质点，A 错误；B教练员在分析谷爱凌起跳后能到达的最大高度时，谷爱凌的形状和大小可以忽略，B 正确；C降雪带来的新增积雪，会使赛道表面松软，摩擦力增大，不利于选手发挥，C 错误；D该项目在完成的过程中有摩擦力、空气阻力等其他力做功，机械能不守恒，D 错误。故选 B。15、如图所示，弹簧下面挂一质量为m的物体，物体在竖直方向上做振幅为A的简谐运动，当物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，弹簧在弹性限度内，则物体在振动过程中（）18 A弹簧的最大弹性势能等于 2mgA B弹簧的弹性势能和物体动能总和不变 C物体在最低点时的加速度大小应为 2g D物体在最低点时的弹力大小应为mg 答案：A A因物体振动到最高点时，弹簧正好为原长，此时弹簧弹力等于零，物体的重力 mg=F回=kA 当物体在最低点时，弹簧的弹性势能最大等于 2mgA，故 A 正确；B由能量守恒知，弹簧的弹性势能和物体的动能、重力势能三者的总和不变，故 B 错误；C在最低点，由 F回=mg=ma 故 C 错误；D在最低点，由 F弹mg=F回 得 F弹=2mg 故 D 错误。19 故选 A。多选题 16、如图所示，左侧为一固定在水平桌面上的半径为R的半球形碗，碗口直径AB水平，O点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个足够长的固定光滑斜面。一根不可伸长的轻质细绳跨过碗口及竖直固定的轻质光滑定滑轮，细绳两端分别系有可视为质点的小球m1和物块m2，质量分别为m1、m2，且m1m2.开始时m1恰在A点，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接m1、m2的细绳与斜面平行且伸直，C点在圆心O的正下方。当m1由静止释放开始运动，则下列说法正确的是（）Am2沿斜面上滑过程中，地面对斜面的支持力始终保持恒定 B当m1运动到C点时，m1的速率是m2速率的2倍 C若细绳在m1到达C点时断开，m1可能沿碗面上升到B点 D在m1从A点运动到C点的过程中，m1与m2组成的系统机械能守恒 答案：ABD Am2沿斜面上滑过程中，m2对斜面的压力始终不变，斜面所受重力不变，且一直处于平衡状态，则地面对斜面的支持力也始终不变，A 正确；B小球m1到达最低点C时，m1、m2的速度大小分别为v1、v2，由运动的合成与分解得 1cos45=2 则 1=22 20 B 正确；Cm1由静止从A点运动到C点的过程中，除重力外，绳的拉力对m1做负功，m1的机械能一直在减小，所以细绳断开后，m1不能上升到B点，C 错误；Dm1从A点运动到C点的过程中，m1和m2组成的系统只有重力做功，机械能守恒，D 正确；故选 ABD。17、如图甲所示，一长木板静止在水平地面上，在t0 时刻，一小物块以一定速度从左端滑上长木板，之后长木板运动的 图像如图乙所示，已知小物块与长木板的质量均为m1kg，已知木板足够长，g取 10m/s2，则（）A小物块与长木板间动摩擦因数=0.5 B在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量 70J C小物块的初速度为v012m/s D02s 与 23s 物块和木板构成的系统机械能减少量之比为 17：1 答案：ACD A由题图乙可知，木板先做匀加速运动，再做匀减速运动，故可知地面对木板有摩擦力，在 02s 内，木板受物块向右的摩擦力和地面向左的摩擦力而做匀加速运动，加速度为 1=2 02m/s2=1m/s2 对木板，根据牛顿第二定律，有 f1 f2=1，f1=21 在 23s 内，木板与物块相对静止，受地面摩擦力做匀减速运动，加速度为 2=0 21m/s2=2m/s2 即加速度大小为 2m/s2，方向向左，对整体，根据牛顿第二定律，有 f2=22=4N 联立以上各式，解得 =0.5 故 A 正确；C对物块，在 02s 内，受木板的摩擦力作用而做匀减速运动，由牛顿第二定律，有 =解得 =5m/s2 由 =0 可得 0=+=2m/s+5 2m/s=12m/s 故 C 正确；BD最后木板与物块均静止，故在整个运动过程中，物块与木板构成的系统所产生的热量等于物块的初动能，即 Q12mv02121122J72J 2s3s 物块和木板一起减速，系统的机械能减少 Q12 2mv24J 22 故 02s 系统机械能减少 72J 4J=68J 则 02s 与 23s 系统机械能减少量之比为 17：1，故 B 错误，D 正确。故选 ACD。18、如图所示，位于竖直平面内的固定光滑圆环轨道与水平面相切于M点，与竖直墙相切于A点，竖直墙上另一点B与M的连线和水平面的夹角为 60，C是圆环轨道的圆心，已知在同一时刻，甲、乙两球分别由A、B两点从静止开始沿光滑倾斜直轨道AM、BM运动到M点，丙球由C点自由下落到M点，有关下列说法正确的是（）A甲球下滑的加速度大于乙球下滑的加速度 B丙球最先到达M点 C甲、乙、丙球同时到达M点 D甲、丙两球到达M点时的速率相等 答案：BD A设光滑倾斜轨道与水平面的夹角为，根据牛顿第二定律可得加速度 =sin=sin 可知乙球的加速度大于甲球的加速度。故 A 错误。BC对于AM段，位移 1=2 23 加速度 1=sin45=22 则根据 =122 得 1=211=4 对于BM段，位移 2=2 加速度 2=sin60=32 2=222=83 对于CM段，位移 3=加速度 3=则 3=2 知3最小，故 B 正确，C 错误。24 D根据动能定理得 =122 甲，丙高度相同，则到达M的速率相等，故 D 正确。故选 BD。19、滑板项目是极限运动历史的鼻祖，许多的极限运动项目均由滑板项目延伸而来。如图所示为滑板运动场地的示意图，场地是圆心角为=120的圆弧面，、等高，B为最低点，滑板与场地之间的动摩擦因数=32，且处处相同。现运动员和滑板车一起由A点以一定的初速度沿圆弧面向下滑，且恰能到达C点，重力加速度用g表示。下列说法中正确的是（）A运动员在C点时的加速度为34 B运动员在下滑过程中，重力的功率一直在增大 C运动员由A到B过程中与由B到C过程中摩擦力做的功相等 D运动员在整个运动过程中机械能一直在减少 答案：AD A对运动员在C点受力分析有 sin60 cos60=解得 =34 选项 A 正确；25 B在下滑到最低点B时，此时，则重力的功率为零，所以重力的功率先增大后减小，选项 B 错误；C运动员由A到C过程中，在同一等高处右边的速度始终大于左边的速度，则其对右边圆弧面的压力始终大于对左边圆弧面的压力，故运动员在右边圆弧面受到的摩擦力始终大于在左边圆弧面受到的摩擦力，因此右边摩擦力做的功大于左边摩擦力做的功，选项 C 错误；D由于摩擦力一直做负功，所以运动员的机械能一直在减少，选项 D 正确。故选 AD。20、用长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为 的光滑斜面体，斜面体放在水平面上，开始时小球与斜面接触且细绳恰好竖直，如图所示。现在用水平推力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行，则在此过程中（）A小球受到的斜面的弹力始终与斜面垂直，故对小球不做功 B细绳对小球的拉力始终与小球的运动方向垂直，故对小球不做功 C若水平面光滑，则推力做功为mgL（1sin）D由于缓慢推动斜面体，故小球所受合力可视为零，小球机械能不变 答案：BC A根据力做功的条件：1作用在物体上的力；2物体必须是在力的方向上移动一段距离，斜面弹力对小球做正功，故 A 错误；B细绳对小球的拉力始终与小球运动方向垂直，故对小球不做功，故 B 正确；C若取小球和斜面体整体为研究对象，根据能量守恒得F做的功等于系统机械能的增量，斜面体动能和势能不变，小球的动能不变，所以系统机械能的增量等于小球的重力势能增加量，所以F做功等于小球重力势能增量，26 p=(1 sin)故 C 正确；D用水平力F缓慢向左推动斜面体，所以小球的动能不变，重力势能在增加，所以小球在该过程中机械能增加，故 D 错误。故选 BC。21、如图甲，一足够长的传送带与水平面的夹角 30，皮带在电动机的带动下，速率始终不变。t0 时刻在传送带适当位置放上一具有初速度的小物块。取沿斜面向上为正方向，物块在传送带上运动的速度随时间的变化如图乙所示。已知小物块质量m1kg，g取 10m/s2，下列说法正确的是（）A传送带顺时针转动，速度大小为 2m/s B传送带与小物块之间的动摩擦因数 235 C0t2时间因摩擦产生热量为 27J D0t2时间内电动机多消耗的电能为 28.5J 答案：ABC A从vt图像可知，小物块最终随传送带一起匀速运动，说明传送带的速度为 2m/s，因为取沿斜面向上为正方向，所以传送带顺时针转动，故 A 正确；B小物块的加速度 a1m/s2 对物块受力分析，可得 27 mgcosmgsinma 解得 235 故 B 正确；C物块运动速度减为零后，反向加速经历时间 t2s 由vt图像可知 t23s 则物块向下运动过程中与传送带间的相对位移为 1=1+1=1 12m+1 2m=2.5m 物块向上运动过程中与传送带间的相对位移为 2=2 2=2 2m 2 22m=2m 所以传送带与物块的总相对位移为 =1+2=4.5m 所以产生内能为 Qmgcoss27J 故 C 正确；D物块增加的重力势能 Epmgsin(2 1)7.5J 物块动能的增量 28 Ek12mv212mv021.5J 则传送带多消耗的电能 W电QEpEk36J 故 D 错误。故选 ABC。22、如图所示，质量为m的物体相对静止在倾角为 的斜面上，斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l，物体相对斜面静止，则下列说法正确的是（）A重力对物体做正功 B合力对物体做功为零 C摩擦力对物体做负功 D支持力对物体做正功 答案：BCD A重力竖直向下，位移水平向右，故重力对物体不做功，故 A 错误；B合力为 0，故合力对物体做功为零，故 B 正确；C摩擦力沿斜面向上，与位移的夹角为钝角，故摩擦力对物体做负功，故 C 正确；D支持力垂直于斜面向上，与位移的夹角为锐角，故支持力对物体做正功，故 D 正确。故选 BCD。23、如图所示，AB为14圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R。一质量为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为，当它由轨道顶端A从静止开始下落，恰好运动到 C 处停止，那么（）29 A物体在BC段克服摩擦力所做的功 mgR B物体在BC段克服摩擦力所做的功mgR C物体在AB段克服摩擦力所做的功mgR D物体在AB段克服摩擦力所做的功(1 )答案：AD ABBC段物体受摩擦力大小为 =BC段摩擦力对物体做功为 f=所以物体在BC段克服摩擦力所做的功，故 A 正确，B 错误；CD对全程由动能定理可知 +f+f=0 解得 f=(1)所以AB段克服摩擦力做功为(1 )，故 C 错误，D 正确。故选 AD。24、如图所示，人通过滑轮将质量为m的物体，沿粗糙的斜面由静止开始匀加速地由底端拉上斜面，物体上升的高度为h时，速度为v。则在此过程中（）30 A物体所受的合力做功等于+122B物体所受的合力做功等于122 C人的拉力做功等于+122D人的拉力做功大于+122 答案：BD AB根据动能定理，物体所受的合力做功等于物体的动能变化量，即为122，故 A 错误，B 正确；CD根据动能定理 f=122 则人的拉力做功等于=+122+f 故 C 错误，D 正确。故选 BD。25、如图所示，半径为r的光滑圆环竖直固定，原长为r的轻弹性绳一端固定在圆环的最高点 A，另一端与套在圆环上、质量为m的小球相连，先将小球移至某点使弹性绳处于原长状态，然后由静止释放小球，当小球在弹性绳作用下速度达到最大时，绳与小球从连接处断开。已知在弹性限度内弹性绳的弹性势能与其形变量的关系为=12()2，弹性绳的劲度系数为=83，g为重力加速度，弹性绳始终在弹性限度内。则下列说法正确的是（）31 A绳与小球断开瞬间，弹性绳的弹性势能为35 B绳与小球断开瞬间小球的速度大小为155 C绳与小球断开后瞬间，小球对圆环的作用力大小为6325 D小球与绳断开后能运动到与圆心等高处 答案：BD A如图所示，小球在弹性绳作用下到达速度最大位置时，受重力、圆环的支持力和弹性绳的拉力，在该位置小球沿圆环的切向加速度为零，设此时弹性绳与竖直方向的夹角为，则弹性绳伸长量为 =2cos 受力分析有 sin=sin2，=解得 cos=45，=35 此时弹性绳的弹性势能为 p=1225 A 错误；B从释放小球到小球与绳刚断开有 32 (2cos2 cos60)p=122 解得 =155 B 正确；C设断开后瞬间圆环对小球的作用力为1，则有 1 cos2=2 解得 1=2225 C 错误；D以圆环最低点所在水平面为重力势能零势能面，断开瞬间小球的机械能为(2 cos60)p=5150 则断开后小球能运动到与圆心等高处，D 正确。填空题 26、放在水平地面上的一物块，受到方向不变的水平推力F的作用，F的大小与时间t的关系和物块速度v与时33 间t的关系如图 1、2 所示。取g=10m/s2，则物块的质量m为_kg；物块与地面之间的动摩擦因数 为_；整个过程中水平推力F做功为_J；摩擦力做功为_J；答案：0.5 0.4 28 -24 1由v-t图象看出，物体在 4s-6s 做匀速直线运动，则 f=F3=2N 由速度图象可知，2-4s 物体加速度为 =4 04 2m/s2=2m/s2 F2=3N 由牛顿第二定律得 F2-f=ma 代入解得 m=0.5kg 2由 f=N=mg 可得=0.4 3整个过程中水平推力F做功为 F=2 2+3 3=(3 4+2 8)J=28J 34 4摩擦力做功为 f=(2+3)=(2 4+2 8)J=24J 27、如图所示，一直角斜面体固定在水平地面上，左侧斜面倾角为60，右侧斜面倾角为30。A、B 两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上，两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态，滑轮两边的轻绳都平行于斜面。不考虑所有的摩擦，当剪断轻绳让物体从静止开始沿斜面滑下，则两物体的质量之比A:B是_，着地瞬间两物体所受重力做功的功率之比A:B是_。答案：1:3 1:1 1两物体均处于平衡状态，受力分析如图所示 绳子对 A、B 的拉力大小相等，对 A 有 Asin60=对 B 有 Bsin30=可得 A:B=1:3 2绳子剪断后，两个物体都是机械能守恒，有 =122 解得 35 =2 着地瞬间两物体所受重力的功率之比为 A:=Asin60:Bsin30=1:1 28、质量为M的凹槽固定在水平地面上，其内壁是半径为R的光滑半圆柱面，截面如图所示，O是半圆的圆心，A为半圆的最低点，OB水平。凹槽内有一质量为m的小滑块，用推力F推动小滑块由A点向B点缓慢移动，力F的方向始终沿圆弧的切线方向，在此过程中推力F的最大值为_，推力F所做的功为_。答案：mg mgR 1设小滑块受到内壁的支持力大小为N，由于F和N不为零时，方向始终垂直，根据平衡条件以及力的合成有 2+2=()2 当滑块到达B点时，N恰好为零，F具有最大值为mg。2滑块从A缓慢运动至B，动能变化量为零，根据动能定理有 =0 所以推力F做的功为=29、依据下面情境，判断下列说法对错。长征途中，为了突破敌方关隘，战士爬上陡峭的山头，居高临下向敌方工事内投掷手榴弹，战士在同一位置先后投出甲、乙两颗质量均为m 的手榴弹，手榴弹从投出的位置到落地点的高度差为h，在空中的运动可视为平抛运动，运动轨迹如图所示，重力加速度为g，以地面为零势能面。36 （1）手榴弹在运动过程中动能越来越大。()（2）手榴弹在运动过程中重力势能越来越大。()（3）重力对手榴弹做的功为。()（4）从投出到落地，每颗手榴弹的重力势能减少mgh。()（5）从投出到落地，每颗手榴弹的机械能变化量为mgh。()答案：正确 错误 正确 正确 错误（1）手榴弹在下落过程中，做加速运动，速度越来越来大，动能越来越大，故正确；（2）手榴弹在运动过程中，距地面的高度越来越低，所以重力势能越来越小，故错误；（3）根据功的定义式可得重力做功为 G=故正确；（4）根据功的定义式可得重力做功为 G=重力势能减少mgh，故正确；（5）手榴弹在下落过程中，只有重力做功，机械能守恒，故错误。30、一质量为 2kg 的物体静止在水平桌面上，在水平拉力F的作用下，沿水平方向运动 2s 后撤去外力，其v-t图像如图所示：37 （1）在 06s 内，合外力做的功为_J；（2）在t=4s 时，摩擦力的瞬时功率大小为_W；（3）在 06s 内，摩擦力做的功为_J。答案：0 1 6(1)106s 内，初末速度均为 0，由动能定理可得合外力做功为 0。(2)2根据牛顿第二定律在 26s 内 2=0262m/s2=0.5m/s2，f=2 联立可求得 f=1N 由图像，=4s时物体速度为 1m/s，摩擦力的瞬时功率大小为 f=f4=1 1W=1W(3)3在 06s 内，由图像面积求得物体位移 =6m 摩擦力做的功为 f=f=1 6 22J=6J