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1、机械能守恒定律同步测试一、选择题(每题4分,共32分)1一个人站在高出地面h处,抛出一个质量为m的物体物体落地时的速率为v,不计空气阻力,那么人对物体所做的功为()Amgh Bmgh Cmv2 D mv2-mgh2从同一高度以相同的速率分别抛出质量相等的三个小球,一个竖直上抛,一个竖直下抛,另一个平抛,那么它们从抛出到落地()运行的时间相等 加速度相同 落地时的速度相同 落地时的动能相等以上说法正确的选项是ABCD3水平面上甲、乙两物体,在某时刻动能相同,它们仅在摩擦力作用下停下来图77-27中的aa、b分别表示甲、乙两物体的动能E和位移s的图象,那么图727假设甲、乙两物体与水平面动摩擦因数
2、相同,那么甲的质量较大假设甲、乙两物体与水平面动摩擦因数相同,那么乙的质量较大假设甲、乙质量相同,那么甲与地面间的动摩擦因数较大假设甲、乙质量相同,那么乙与地面间的动摩擦因数较大以上说法正确的选项是()ABCD4当重力对物体做正功时,物体的()A重力势能一定增加,动能一定减小 B重力势能一定增加,动能一定增加C重力势能一定减小,动能不一定增加 D重力势能不一定减小,动能一定增加5自由下落的小球,从接触竖直放置的轻弹簧开始,到压缩弹簧有最大形变的过程中,以下说法中正确的选项是()A小球的动能逐渐减少 B小球的重力势能逐渐减少C小球的机械能守恒 D小球的加速度逐渐增大6一个质量为m的物体以aa2g
3、的加速度竖直向下运动,那么在此物体下降h高度的过程中,物体的重力势能减少了2mgh 动能增加了2mgh机械能保持不变 机械能增加了mgh以上说法正确的选项是()ABCD7如图77-28所示,将悬线拉至水平位置无初速释放,当小球到达最低点时,细线被一与悬点同一竖直线上的小钉B挡住,比拟悬线被小钉子挡住的前后瞬间,图7-28小球的机械能减小 小球的动能减小悬线的张力变大 小球的向心加速度变大以上说法正确的选项是()ABCD8如图77-29所示,B物体的质量是A物体质量的1/2,在不计摩擦阻力的情况下,A物体自H高处由静止开始下落以地面为参考平面,当物体A的动能与其势能相等时,物体距地面的高度是()
4、图7-29AHBHHCHHDHH二、非选择题(共28分)9(4分)某地强风的风速约为v20 m/s,设空气密度为r 1.3 kg/m3如果把通过横截面积S20 m2的风的动能全部转化为电能,那么利用上述量计算电功率的公式应为P_,大小约为_W(取一位有效数字) 10(4分)如图77-30所示,将一根长L0.4 m的金属链条拉直放在倾角q 30的光滑斜面上,链条下端与斜面下边缘相齐,由静止释放后,当链条刚好全部脱离斜面时,其速度大小为_m/s(g取10 m/s2)图7-3011(6分)如图77-31所示,轻杆两端各系一质量均为m的小球A、B,轻杆可绕O的光滑水平轴在竖直面内转动,A球到O的距离为
5、L1,B球到O的距离为L2,且12,轻杆水平时无初速释放小球,不计空气阻力,求杆竖直时两球的角速度为_图7-3112(7分)如图77-32所示,质量为m的物体以某一初速v0从A点向下沿光滑的轨道运动,不计空气阻力,假设物体通过最低点B的速度为3,求:(1)物体在A点时的速度;图7-32(2)物体离开C点后还能上升多高13(7分)如图77-33所示,以速度v012m/s沿光滑地面滑行的光滑小球,上升到顶部水平的跳板上后由跳板飞出,当跳板高度h多大时,小球飞行的水平距离s最大?这个距离是多少?(g10 m/s2)图7-33参考答案一、选择题(每题4分,共32分)1解析:设物体抛出时的初速度为v0,
6、因不计空气阻力,故物体在运动过程中仅有重力做功,故机械能守恒,根据机械能守恒定律,有mv02mghmv2那么人对物体所做的功为人mv02mv2-mgh应选项D正确答案:D2解析:三个小球在运动过程中加速度均为重力加速度g,对;因初速度方向不同,运行时间不同,错;根据机械能守恒定律知对;因速度是矢量,三小球落地的速度方向不一样,故速度不相同故错D选项正确答案:D3解析:由动能定理得:EE0-fs,故图中斜率大小代表滑动摩擦力大小故faafb当k相同时,由fkmg知,maamb,对,错;当m相同时,aab,对,错故A选项正确答案:A4解析:重力做正功,重力势能一定减少;但物体受力情况不详,无法判定
7、物体运动速度的变化情况,无法判断物体动能的变化情况故C选项正确答案:C5B6D7解析:悬线被钉子挡住的前、后瞬间,重力和悬线拉力F均不对小球做功,故小球的机械能及动能均不变,故、均错对最低点的小球,有:向心加速度av2/R,挡住前以O为圆心做圆周运动;挡住后以B为圆心做圆周运动,故挡住后半径R变小,a变大,对根据牛顿第二定律,有:F-mgma,a变大,F变大,对应选项C正确答案:C8解析:设当A的动能等于A的势能时,A离地高度为h,A和B的共同速率为v另外A的质量mA2m,B的质量mBm此题A、B运动过程中,A、B系统的机械能守恒,即A减少的势能等于A、B两物体增加的动能之和2mg(H-h)2
8、(mv2)mv22mg(H-h)2mgh(2mgh)hH,应选项B正确答案:B二、非选择题(共28分)9解析:功率的意义是单位时间内转化的能量:PW/ tE/t因此只要求出单位时间内通过截面S的动能,那么可求出P的表达式设空气在时间t内截面S的质量为m,那么mr V体r Svt在t内通过截面S的风的动能为Ekmv2/2r Sv3t/2因为风的动能全部转化为电能,所以其电功率为PEk/tr Sv3/2,把量代入得P105 W答案:r Sv3/2;1105 10解析:链条下滑的过程中,仅有重力做功,机械能守恒mg(sinq +)mv2 v m/s答案:11解析:设杆竖直时A、B两球的速度分别为vA
9、、vB,A、B系统机械能守恒,选初始位置为零势能面,得0mg2mvB2-mg1mvA2又vAw L1,vBw L2,解得w 答案:12解析:以物体为研究对象不计空气阻力,仅有重力做功,全过程中机械能守恒(1)从A到B,根据机械能守恒定律,有mv02mg3RmvB2v0(2)从B经C到最高点,根据机械能守恒定律,有mvB2mg(RhC)hC3.5R答案:(1)(2)3.5R13解析:由光滑地面至顶部水平跳板的过程中,仅有重力做功,机械能守恒根据机械能守恒定律,有mv02mv2mgh得:v小球由跳板飞出后做平抛运动,根据平抛运动的规律知,小球飞行的距离s为:svt2可见,当满足条件h3.6m时小球飞出后的水平距离最大,其值为sm7.2 m答案:3.6 m;7.2 m