重力做功与重力势能12

重力做功与重力势能12 2014-2015学年度???学校8月月考卷 第I卷(选择题) 请点击修改第I卷的文字说明 评卷人 得分 一、选择题(题型注释) 1(如图所示，一端可绕O点自由转动的长木板上方向一个物块，手持木板的另一端，使木板从水平位置沿顺时针方向缓慢旋转，则在物体相对于木板滑动前( ) A. 物块对木板的压力不变 B. 物块的机械能不变 C. 木板对物块的摩擦力不做功 D. 物块受到的静摩擦力增大 【答案】CD 【解析】 2(一个物体在竖直下落过程中，如果重力做功20J，克服空气阻力做功8J。则物体在此过程中 A. 重力势能减小20J B. 动能增加28J C. 机械能减小8J D. 机械能减小12J 【答案】AC 【解析】重力势能的变化只与重力做功有关，重力做功多少重力势能就减小多少，A对;合力做功12J，由动能定理可知动能增加12J，B错;机械能的变化由除了重力以外其他力做功来判断，所以机械能减小8J，C对;D错; 3(对重力势能理解正确的是( ) ,.重力势能的大小与零势面的选取无关 ,.重力势能的变化与重力做功有关 ,.重力势能是矢量 ,.处在同一位置上的两个物体重力势能相同 【答案】B 【解析】重力势能的大小跟零势能面的选取有关，重力势能的变化量与零势能面的选取无关，跟重力做功有关，重力势能虽然有正负，但正负 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示大小不表示方向，所以是标 Emgh,量，根据可得处在同一位置上的两个物体的重力势能不一定相同，所以B正p 确。 4(自由下落的物体在下落过程中，对重力做功和重力势能变化的描述正确的是 A(重力做正功，重力势能增加 B(重力做正功，重力势能减少 C(重力做负功，重力势能减少 D(以上说法均正确 【答案】B 【解析】 试题分析:下落过程中重力方向竖直向下，位移竖直向下，故重力做正功，重力做正功，重力势能减小，故B正确 故选B 考点:考查了重力做功与重力势能 点评:重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增大 5(如图7-5-7所示，质量为m的物体静止在地面上，物体上面连一轻弹簧.用手拉着弹 试卷第1页，总33页 簧上端将物体缓慢提高h，若不计物体动能的改变和弹簧重力，则人做的功( ) 图7-5-7 A.等于mGh B.大于mGh C.小于mGh D.无法确定 【答案】B 【解析】用手拉弹簧向上提物体的过程中，除物体的重力势能增加了mgh外，弹簧的弹性势能也增加了，拉力做的功应等于增加的重力势能mgh再加上增加的弹性势能，所以选项B正确. 6(一个物体以一定的初速度竖直上抛，不计空气阻力，设物在抛出点的重力势能为零， E那么如图6-3-13所示，表示物体的动能随高度h变化的图像?、物体的重力势能EpK E随速度v变化的图像?、物体的机械能E随高度h变化的图像?、物体的动能随速K度v的变化图像?，可能正确的是( ) A.??? B.???? C.??? D.??? EEEEkkp hvvh? ? ? ? 图6-3-13 【答案】B 1122vmv,mgh，mv【解析】设物体的初速度为，质量为m，由机械能守恒定律得，0022 12E,mv,mgh所以，物体的动能与高度h的关系为，图像?正确. K02 1122Emvmv,,物体的重力势能与速度v的关系为，则,v图像为开口向下的抛物Ep0p22 线(第一象限中的部分)，图像?可能正确.由于竖直上抛运动过程中机械能守恒，所以， 12EEmv,E,h图像为一平行h轴的直线，?图像正确.由知，,v图像为一开口向KK2 上的抛物线(第一象限中部分)，所以，?图像可能正确. 7(跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内,运动员在空中运动时受到的空气阻力不能忽略，下列说法中正确的是 A(空气阻力做正功 B(空气阻力不做功 C(重力势能增加 D(动能增加 【答案】D 【解析】 8(一质量均匀的不可伸长的绳索(其重不可忽略),A、B两端固定在天花板上，如图7-5-7所示，今在最低点C施加一竖直向下的力将绳索拉至D点，在此过程中，绳索的重心位置将( ) 试卷第2页，总33页 图7-5-7 A.逐渐升高 B.逐渐降低 C.先降低后升高 D.始终不变 【答案】A 【解析】向下的力将绳索的最低点由C点拉至D点，拉力做功使绳索的重力势能增加，故绳索的重心升高.A选项正确. 9(关于重力做功和重力势能，下列说法中正确的有 A. 重力做功与路径无关 B. 当物体克服重力做功时，物体的重力势能一定减小 C. 重力势能为负值说明物体在零势能参考平面以下 D. 重力势能的大小与零势能参考面的选取有关 【答案】ACD 【解析】重力做功只与初末位值有关，与路径无关，A对;重力做正功，重力势能减小，B错;重力势能大小与零势能面的选取有关，CD对; 10(如图所示，质量为m的足球在水平地面的位置1被踢出后落到水平地面的位置3，在空中达到的最高点位置2的高度为h，已知重力加速度为g。下列说法正确的是( ) A. 足球由1运动到2的过程中，重力做的功为mgh B. 足球由1运动到3的过程中，重力做的功为2mgh C. 足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh D.如果没有选定参考平面，就无法确定重力势能变化了多少 【答案】C 【解析】本题考查的是有空气阻力的抛体的运动，足球由1运动到2的过程中，重力做负功大小为mgh，足球由1运动到3的过程中，重力做的功为0，足球由2运动到3的过程中，重力势能减少了mgh ;重力势能的变化与参考面无关，ABD错误，C正确; 11(一根粗细均匀的长直铁棒重600N，平放在水平地面上。现将一端从地面抬高0.5m，而另一端仍在地面上，则( ) A(铁棒的重力势能增加了300J B(铁棒的重力势能增加了150J C(铁棒的重力势能增加量为0 D(铁棒重力势能增加多少与参考平面选取有关，所以无法确定 【答案】B mghJ,150【解析】一端从地面抬高0.5m，重心升高0.25m，重力势能增加，AC错B对。重力势能与参考平面选取有关，但重力势能变化与参考平面选取无关，D错。 12(两个质量相等的小铁块A和B，分别从两个高度相同的光滑斜面和光滑圆弧斜坡的顶点由静止滑向底部，如图所示，下列说法中正确的是( ) 试卷第3页，总33页 A(下滑过程重力所做的功相等 B(它们到达底部时动能相等 C(它们到达底部时速度相等 D(它们分别在最高点时的机械能总和跟到达最低点时的机械能总和相等 【答案】ABD 12mgh,mv【解析】重力做功只与高度差有关，与路径无关，W=mgh，A对;由动能定理2可知B对;但由于到达底端速度大小相等，方向不同，则C错;在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，D对; 13(如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设离桌面高H处重力势能为零，则小球落地前瞬间的重力势能为 A. mgh B. mgH C. mg(H h) D. -mg(H+h) 【答案】D 【解析】 试题分析:离桌面高H处重力势能为零，到达地面时重力势能为- mg(H+h)，故选D 考点:考查重力势能的计算 点评:本题难度较小，重力势能的大小与零势能面的确定有关 14(一棵树上有一个质量为0.3kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上A先落到地面C最后滚入沟底D(A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示(以地面C为零势能面，g取 210m/s，则该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是 A(15.6J和9J B(9J和,9J C(15.6J和,9J D(15.6J和,15.6J 【答案】C 【解析】本题考查的是重力势能的问题，从A到D， 试卷第4页，总33页 mghhJJ()0.3105.215.6,,，，,， AD ,,,，，,,mghJ0.3103.09.0; D处的重力势能D 15(关于重力做功与重力势能，以下叙述中正确的是: A(重力对物体做功正功，物体的重力势能减少 B(物体克服重力做功，物体的重力势能减少 C(重力对物体不做功，物体的重力势能一定为零 D(物体克服重力做功，物体的重力势能一定为负值 【答案】A 【解析】 16(如图所示，桌面高为h，质量为m的小球从高出桌面h的A点下落到地面上的B12 点，在此过程中小球的重力势能 A(增加mg(h+h) 12 B(减少mg(h+h) 12 C(减少mgh 1 D(增加mgh 2 【答案】B 【解析】 17(物体在运动过程中克服重力做功为100J，则下列说法中正确的是 ( ) A.物体的重力势能一定增加了100J B.物体的重力势能一定减小了100J C.物体的动能一定增加100J D.物体的动能一定减小100J. 【答案】A 【解析】物体在运动过程中克服重力做功100J，则物体的重力势能一定增加了100J，但物体的动能不一定减小100J，动能可能转化为重力势能的同时还有一部分转化为其他能量，选A. 18(关于重力势能，以下说法中正确的是( ) A.某个物体处于某个位置，重力势能的大小是唯一确定的 B.只要重力做功，重力势能就一定变化 C.物体做匀速直线运动时，重力势能一定不变 D.重力势能为0的物体，不可能对别的物体做功 【答案】B 【解析】 试题分析:重力势能的大小与零参考面的选择有关，所以某个物体处于某个位置，重力势能的大小不是唯一确定的，选项A 错误;只要重力做功，重力势能就一定变化;重力做正功，重力势能减小，反之增加，选项B 正确;物体在水平方向做匀速直线运动时，重力势能才不变，选项C 错误;重力势能为0的物体，但重力势能的变化不一定为零，所以也可能对别的物体做功，选项 D错误。 考点:重力势能及重力势能的变化。 试卷第5页，总33页 219(质量为m的物体，在距地面h高处以g的加速度由静止竖直下落到地面，下列说3 法中正确的是 2mghmghA(重力对物体做功 B(重力对物体做功 3 12mghmghC(物体克服阻力做功 D(物体克服阻力做功 33 【答案】BC 22gmg【解析】本题考查对力所做的功的理解。加速度为，即物体所受合外力为，33 11mghmgmgh阻力为，则物体克服阻力做功重力做功; 33 20(如图5-5-7所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连一弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力F作用下物体处于静止状态，当撤去F后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中下列说法正确的是( ) 图5-5-7 A.弹簧的弹性势能逐渐减少 B.弹簧的弹性势能逐渐增加 C.弹簧的弹性势能先增加再减少 D.弹簧的弹性势能先减少再增加 【答案】D 【解析】当力F作用在物体上时，弹簧处于压缩状态，具有弹性势能，当撤去力F后，物体向右运动.随着物体向右运动，弹簧的压缩量逐渐减小，弹性势能减少，当弹簧恢复原长时，弹性势能为零，但物体的运动速度仍然向右，继续向右运动，弹簧被拉长，弹性势能增加，所以正确选项为D. 21( 如图所示，两个质量相同的小球A、B分别用细线悬在等高的O、O点。A球的悬线比12 B球的悬线长，把两球的悬线拉至水平后无初速释放，则经过最低点时( ) A(A球的机械能等于B球的机械能 B(A球的动能等于B球的动能 C(重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率 D(细线对A球的拉力等于细线对B球的拉力 【答案】ACD 【解析】小球下落过程中，仅有重力做功，机械能守恒，两球释放位置等高，且质量相等，所以具有相同的机械能，故A正确 到最低点A球减少的重力势能较大，所以A球的动能大于B球的动能，故B错误 因为竖直速度为零，所以重力对A球的瞬时功率等于重力对B球的瞬时功率，均为零， 试卷第6页，总33页 故C正确 221mvmv2,,mgl,mv,2mgTmg从水平位置到最低点，，，因为在最低点，ll2 所以拉力均为3mg，故D正确 故选ACD 22(如图所示，质量m=O(5kg的小球，从距桌面h=1(2m高处的A点下落到地面上的1 B点， 桌面高h=0(8m(以桌面为重力势能的参考平面，下列说法正确的是( ) 2 A(小球在A点时的重力势能为6J B(小球在A点时的重力势能为10J C(小球在B点时的重力势能为0 D(小球在B点时的重力势能为4J 【答案】A 【解析】 EmghJJ,,，，,0.5101.26试题分析:以桌面为参考平面，A点的重力势能为:，PA1 EmghJJ,,，，,,,0.5100.84()B点的重力势能为:，A正确; PB2 考点:考查了重力势能 23(用火箭将质量为m的卫星送入距离地球表面高度为h的轨道，并使卫星具有速度v(相对于地面)，假设卫星的重力随高度的变化可以忽略，则关于外力对卫星做功的情况，以下判断正确的是 mghA(卫星克服重力做功为 12mgh，mvB(卫星克服重力做功为 2 12mvC(火箭的推力对卫星做功为 2 12mvD(合外力对卫星做功为 2 【答案】AD 【解析】本题考查的是做功问题，用火箭将质量为m的卫星送入距离地球表面高度为h mgh的轨道，并使卫星具有速度v，卫星克服重力做功为;火箭的推力对卫星做功为 1122mgh，mvmv;合外力对卫星做功为;故BC错误;AD正确; 22 24(如图5-4-8所示，重物A质量为m，置于水平地面上，其上表面竖直立着一根轻质弹簧.弹簧长为L，劲度系数为k，下端与物体A相拴接.现将弹簧上端点P缓慢地竖直提起一段高度h使重物A离开地面.这时重物具有的重力势能为(以地面为零势能面)( ) 试卷第7页，总33页 图5-4-8 A.mg(L-h) B.mg(h-L+mg/k) C.mg(h-mg/k) D.mg(h-L-mg/k) 【答案】C 【解析】P点移动的高度与重物A升高的高度不同，对物体A进行正确的受力分析是找出二者升高高度之间的关系的关键. mg 提起物体A刚离开地面时，对物体A有:mg=kΔx，所以Δx=，此时物体Ak mg在弹簧的拉力作用下，P点升高的高度为h，则物体A升高的高度为h′=h-Δx=h-，k mg重物A具有的重力势能为E=mgh′=mg(h-Δx)=mg(h-).正确选项为C. pk 25(相同质量的两个物体，分别在地球表面(不计空气阻力)和月球表面以相同的初速度竖直上抛(下列说法正确的是 A(它们具有相同的惯性 B(在上升到最高点的过程中，它们受到大小相同的冲量 C(在最高点，它们的重力势能相同 D(落回抛出点时，重力作功的瞬时功率相同 【答案】ABC 【解析】 26(一实心铁球与一实心木球质量相等，将它放在同一水平地面上，下列结论正确的是( ) A(铁球的重力势能大于木球的重力势能 B(铁球的重力势能等于木球的重力势能 C(铁球的重力势能小于木球的重力势能 D(木球的重力势能不会大于铁球的重力势能 【答案】C 【解析】 试题分析:重力势能大小为mgh，由于两球质量相同，木球重心较高，因此木球重力势能较大，故选C 考点:考查重力势能大小 点评:本题难度较小，本题中应注意h为重心距离零势能面的高度差 10m27(跳水运动员从高的跳台上跳下(不计阻力)，在下落的过程中( ) A.运动员克服重力做功 试卷第8页，总33页 B.运动员的机械能在减少 C.运动员的动能减少，重力势能增加 D.运动员的动能增加，重力势能减少 【答案】D 【解析】 试题分析:由机械能守恒条件判机械能是否守恒，由重力做功情况判断重力势能的变化及动能的变化。跳水运动员从台上跳下后下落过程中，运动方向与重力的方向是相同的，重力做正功;A错误;由于不计阻力，只有重力做功，机械能守恒;B错误;运动员下落的过程，是重力势能转化为动能的过程，所以下落过程中，动能增加，重力势能减少;D正确 考点:重力做功与重力势能的变化 点评:难度较小, 注意机械能守恒的条件是只有重力做功，动能与重力势能相互转化，机械能总量不变 28(质量为2 kg的小物体从高为3 m、长为6 m的斜面顶端由静止开始下滑，如图7-5-10 2所示，滑到底端时速度为6 m/s，取g=10 m/s.则物体在斜面上下滑到底端的过程中 „( ) 图7-5-10 A.重力对物体做功60 J B.物体克服摩擦力做功36 J C.合力对物体做功36 J D.物体的重力势能增加60 J 【答案】AC 【解析】依据重力做功与重力势能变化间的关系及动能定理综合分析求解.由W=mgh=-ΔE，可求得重力做功60 J，物体重力势能减少60 J.由动能定理Gp 12W,W,,E,，2，6J,36J可知，物体克服摩擦力所做的功fk合2 W,W,36J,24J，合力所做的功为W=36 J. 合fG 29(把一个物体竖直向上抛出去，该物体上升的最大高度是h，若物体的质量为m，所受的空气阻力恒为f, 则在从物体被抛出到落回地面的全过程中( ) A(重力所做的功为零 B(重力所做的功为2mgh C(空气阻力做的功为零 D(空气阻力做的功为-2fh 【答案】AD 【解析】 试题分析:物体被抛出到落回抛出点的全过程中，初末位置相同，高度差为零，所以重 ,fh力做功为零(故A正确，B错误(在上升的过程中，空气阻力做功为，在下降的过 ,2fh程中，空气阻力做功为-fh，则整个过程中空气阻力做功为(故C错误，D正确( 故选AD( 考点:动能定理的应用;功能关系( 点评:解决本题的关键知道重力做功与路径无关，由初末位置的高度差决定(阻力做功 试卷第9页，总33页 与路径有关( m30(若物体沿不同的路径?和?从A滑到B，如图所示，则重力所做的功( ) A(沿路径?重力做功大 B(沿路径?重力做功大 C(沿路径?和?重力做功一样大 D(条件不足不能判断 【答案】C 【解析】物体m沿不同的路径?和?从A滑到B，初末位置一样，路径不同， 根据重力做功的特点只跟始末位置有关，跟路径无关得:w=mgh，故选C( G 点评:重力在物理中称为保守力，它和电场力一样做功只跟始末位置有关，跟路径无关( 31(质量为M的物体放在水平地面上，上面固定一根原长为L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手竖直向上拉弹簧的上端P，如图7-5-8所示，当P点位移为H时，物体离开地面一段距离，则物体在此过程中增加的重力势能是( ) 图7-5-8 MMgH,A.MgH B. k 22MgMg()()MgHMgH，,C. D. kk 【答案】D 【解析】当P点上升高度H时，只有当弹簧弹力等于重力时物体才会离开地面.此时， MgH,弹簧的伸长量为Δx=Mg/k，物体上升的高度为h=H-Δx=,物体增加的重力势能k 2Mg()MgH,为ΔE=Mgh=.故D选项正确. pk 32(某物体在力F的作用下从光滑斜面的底端运动到斜面的顶端，动能的增加量为ΔEk，重力势能的增加量为ΔEp，则下列说法不正确的是 ((( A(重力所做的功等于,ΔEp B(力F所做的功等于ΔEk，ΔEp C(合外力对物体做的功等于ΔEk D(合外力对物体所做的功等于ΔEk，ΔEp 【答案】D 【解析】克服重力所做的功等于重力势能的变化量，重力势能变化量为Δep，A对;由动能定理W-mgh=Δek，W=mgh+Δek=ΔEk，Δep，B对;合外力对物体做功等于物体动能的变化量为ΔEk ;C对;D错; 33(一个人站在阳台上，以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、0 试卷第10页，总33页 水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速率( ) A.上抛球最大 B.下抛球最大 C.平抛球最大 D.三球一样大 【答案】D 【解析】 试题分析:三个小球的起始点相同，下落高度相同，所以重力做功相同，又知道初动能 1122相同，所以根据动能定理可得，落地动能相同，所以落地速率相mghmvmv,,022 同，故选D 考点:考查了重力做功 点评:关键是知道重力做功和路径无关，只与始末位置高度有关 34(物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表重力势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面，t和v分别代表时间与速度，下列所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是( ) 【答案】B 【解析】 11222EEmvEmgt,,,,试题分析:重力势能，势能与时间的图象也为开口向下P22 12EEmv,,的抛物线，所以A错误;，所以势能与速度的图象为开口向下的抛物P2 EEE,,线，所以B正确;由机械能守恒定律:，故势能与动能的图象为倾斜的直PK Emgh,EEmgh,,线，C错误;由动能定理:，则，故势能与h的图象也为倾KP 斜的直线，D错误( 故选B( 考点:重力势能;自由落体运动( 点评:本题考查物体机械能守恒时，各个物理量之间的关系，要找物理量之间的关系一定要推导出它们的关系式在进一步的判断它们的关系( 35(“极限挑战”有一个项目:选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上。如图所示，已知选手(可视为质点)的质量为m，站在鸿沟边沿抓住长为L的绳由静止开始摆动，初始时绳与竖直方向的夹角为α。不考虑空气阻力和绳的质量，若选手摆到最低点时速度为v，则选手由静止开始到摆到最低点的过程中，下列说法正确的是 试卷第11页，总33页 A(摆到最低点时重力的功率为mgv mg(1cos),,B(重力做正功，重力势能减少，减少量为 C(绳拉力的平均功率一定大于零 D(重力的功率先增大后减小 【答案】D 【解析】 试题分析:由于摆到最低点时，速度方向和重力方向垂直，所以重力的瞬时功率为0， mgL(1cos),,A错误;下降过程中重力做正功，重力势能减小，减小量为，B错误;由于绳子的拉力从始至终都与速度方向垂直，所以拉力不做功，功率为零，C错误;向下运动过程中，竖直方向的速度先变大后变小，最后在最低点时，选手的竖直方向的速度为0，所以选手重力做功的功率先变大后减小，D正确; 考点:考查了功率的计算 36(黄珊汕在2010年广州亚运会女子蹦床决赛中，由于表现出色获得金牌。当她从接触蹦床面到运动至最低点的过程中(忽略空气阻力的影响)，以下说法正确的是( ) A(黄珊汕重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 B(蹦床的弹性力做负功，弹性势能增加 C(黄珊汕的动能始终减小 D(黄珊汕到达最低点前重力势能始终减小 【答案】BD 【解析】 试题分析:重力势能的改变取决于位置的变化和零势能面的选取无关，故A错误;在运动员下降过程中，弹力方向与运动方向相反，弹力做负功，弹性势能增加，故B正确;在刚接触蹦床时，重力大于弹力，运动员继续加速;因弹力增加，故加速度减小，但运动员的速度增加，直到弹力等于重力为止，此后做减速运动，故动能先增大后减小，故C错误;运动员下降，重力做正功，重力势能减小，故D正确; 故选BD( 考点:机械能守恒定律;重力势能( 点评:本题需明确重力做功与重力势能的关系;同时需结合力和运动的关系进行过程分析，才能得出正确的结论( 37(如图所示，两个完全相同的小球A、B，在同一高度处以相同大小的初速度v分别0水平抛出和竖直向上抛出，则( )。 A(两小球落地时的速度相同 B(两小球落地时，重力的瞬时功率相同 C(从开始运动至落地，重力对两小球做功相同 试卷第12页，总33页 D(从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同 【答案】C 【解析】 试题分析:由于两个球完全相同，并且都是只受重力的作用，所以两个球的机械能守恒，那么在落地的时候，两个球的速度的大小都是相同的，但是方向不同，A错误，根据机械能守恒可知，落地时两个球的速度的大小是相同的，但是它们的速度的方向是不同的，竖直上抛的小球落地时速度的方向是竖直向下的，但是平抛的小球落 地时的速度与水 Pmgvcos,,,平方向有一定的夹角，所以在两小球落地时，重力的瞬时功率(为速度与竖直方向的夹角的大小)是不同的，所以B错误;重力做功的大小只与物体的初末的位置有关，两个球从同一个地方抛出，最后又都落到了地面上，它们的高度差是相同的，所以重力对两小球做功相同，所以C正确;重力对于两个球做的功的大小相同，但 WP,是它们运动的时间不同，所以重力的平均功率的不同，所以D错误; t 故选C( 考点:功率、平均功率和瞬时功率; 点评:在解答本题时一定要注意平均功率和瞬时功率的计算方法的不同( o,38(如图所示，倾角=30的粗糙斜面固定在水平地面上，长为l、质量为m、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。用细线将质量为M的物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中 1A(软绳重力势能减少了mgl 8 1B(物块重力势能减少了Mgl 2 C(软绳的机械能增加 D(物块的机械能增加 【答案】C 【解析】 试题分析:设软绳长度为L，重心在绳子中点，则有初位置重心到斜面顶端的高度为llsin,，末位置重心到斜面顶端的高度为，绳子重心下降的高度22 ll1 h,,,(1sin),mghmgl ,，所以软绳重力势能减少，选项A错。对物块，244 lMgl初末位置下降高度为，减少重力势能，选项B错。对软绳，除重力外，还有细线拉力对软绳做正功，所以软绳机械能增加，选项C对。对物块，除物块重力外细线拉力对物块做负功，所以物块机械能减少，选项D错。 试卷第13页，总33页 考点:重力势能 机械能守恒 39(质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面,绳A较长。分别捏住两绳中点缓慢提起,直到全部离地,两绳中点被提升的高度分别为h、h,上述过程中克服重力做功分AB 别为W、W。若( ) AB A、h,h，则一定有W,W ABAB B、h,h，则可能有W,W ABAB C、h,h，则可能有W,W ABAB D、h,h，则一定有W,W ABAB 【答案】B 【解析】 试题分析:据题意，要分析克服重力做功大小，据W=mgh，关键是看两根软绳的重心上G 升高度大小，如果h=h，一定是B绳的重心上升高度较大，所以一定有W,W，A选项ABAB错误;如果h>h，两根软绳重心上升的高度可能A绳的较大、也可能B绳的较大、也AB 可能相等，所以克服重力做功也可能W,W，B选项正确而D选项错误;如果h,h，ABAB则一定是B绳的重心上升高度较高，那么一定有W,W，所以C选项错误。 AB 考点:本题考查对克服重力做功的理解，并着重考查对重心高度变化对重力做功的影响。 40(下列关于重力势能与重力做功的说法正确的是 ( ) A(重力势能具有绝对性，且只能是物体和地球共同具有的 B(重力做功的大小与物体的运动路径有关 C(零势能点选取不同，重力势能及重力势能的变化都会发生变化， D(重力势能增加了2J，其重力一定做了-2J的功 【答案】D 【解析】 试题分析:重力势能的大小和零势能点的选取有关，所以重力势能具有相对性，且只能是物体和地球共同具有的，A错误;重力做功和路径无关，只和始末高度差有关，B错误;零势能点的选取会影响到重力势能的大小，但是不会影响到重力势能变化量的大小，因为重力势能变化和重力做功有关，而重力做功和高度差有关，与零势能点的选取无关，C错误;重力做了多少功，就有多少重力势能发生变化，重力做正功，重力势能减小，重力做负功，重力势能增加，故D正确 故选D 考点:考查了重力做功和重力势能 点评:重力做正功，重力势能减小;重力做负功，重力势能增加;重力做的功等于重力势能的减小量( 41(如图所示,桌面高为h，质量为m的小球从离桌面高H处自由下落，不计空气阻力。假设以桌面为参考平面，则小球落到地面之前瞬间的机械能为( ) A.0 B.mgh C.mgH D.mg(H+h) 【答案】C 【解析】 试题分析:以桌面为参考平面，则小球开始时的重力势能为mgH，动能为零，所以机械能为mgH;当物体下落时，因为机械能守恒，所以小球落到地面之前瞬间的机械能为mgH，选项C 正确. 考点:机械能守恒定律;重力势能; 试卷第14页，总33页 42(质量为m的滑块沿着高为h，长为l的粗糙斜面匀速下滑，在滑块从斜面顶端滑至底端的过程中，下列几种说法中: ?重力对滑块所做的功为mgh ?滑块的机械能守恒 ?滑块的重力势能减少了mgh ?滑块克服摩擦力所做的功为mgh 上述说法中正确的是( ) A(??? B(??? C(??? D(??? 【答案】C 【解析】 WmgsinLmgh,,,•试题分析:设斜面长为L，则重力对滑块所做的功(重力做正 mgh功，所以重力势能减小了，故??正确(运动过程中阻力做功，所以滑块的机械 mghW,,0，能不守恒，?错误;滑块匀速下滑，动能的变化量为零，根据动能定理得，f Wmgh,则滑块克服摩擦力所做的功(故?正确( f 故选C 考点:动能定理的应用;重力势能的变化与重力做功的关系( 点评:动能定理是求功的一种方法(本题中也可以根据匀速运动合力为零，确定合力对滑块所做的功为零( 43(如图是位于武威市凉州植物园的摩天轮，高度为128m，目前此高度是位列世界第九、中国西部第一，直径约为118m。若一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周 2运动旋转一圈需30分钟。如果以地面为零势能面，取g=10m/s，则他到达最高处时的( )。 4A(重力势能为5.9×10J，角速度为0.2rad/s 4B(重力势能为6.4×10J，角速度为0.2rad/s 4-3C(重力势能为5.9×10J，角速度为3.5×10rad/s 4-3D(重力势能为6.4×10J，角速度为3.5×10rad/s 【答案】D 【解析】 4Emgh,,，，,，5010128J6.410J试题分析:游客处于最高处时，其重力势能为，p 223.14,，,3根据圆周运动公式可知其角速度，所以只,,,，rad/s3.510rad/s,T3060， 有选项D正确; 考点:圆周运动、重力势能 试卷第15页，总33页 44(一个质量为2千克的物体从离地45米处自由下落，整个下落过程中，重力的平均 2功率是___________。落地时重力瞬时功率为_________。(g=10m/s) 【答案】300W 600W 【解析】 45(质量为0.5kg的小球，从桌面以上高h=1.2m的A点下落到地面的B点，桌面高12h=0.8m，g取10m/s。以桌面为参考平面小球在B点的重力势能为______J，A到B过2 程中重力做功为______J。以地面为参考平面小球在A点重力势能为______J，A到B过程中小球重力势能变化为______J。 【答案】-4J,10J,10J,10J 【解析】分析:根据重力势能表达式E=mgh即可求解，注意式中h为物体相对零势能p 点的高度，因此重力势能大小和零势能点的选取有关(从A到B的过程中小球重力势能的变化等于负的重力所做的功，与参考平面的选取无关( 解答:解:以桌面为参考平面，B点的重力势能为:E=mgh=0.5×10×(-0.8)J=-4J PB2 从A到B的过程中W=mgh=-0.5×10×2J=10J GAB 以地面为参考平面，A点的重力势能为:E=mg(h+ h)=0.5×10×(1.2+0.8)J=10J PA12 从A到B的过程中W=mgh=0.5×10×2J=10J GAB 故答案为:-4J,10J,10J,10J 点评:本题比较简单，直接考查了重力势能和重力做功大小的计算，正确理解公式中物理量的含义是正确应用公式的前提( 46(质量为m的小球(可视为质点)从地面上方H高处无初速释放，落在地面后出现一个深为h的坑，如图所示，在此过程中，物体重力势能减少____________，合力对物体做的总功为_______( 2【答案】等于 mωR 【解析】 47(如图1—5所示，一桌子放在水平地面上，桌面离地面高度为h，一质量为m的小球从离桌面H高处由静止释放，当以地面为参考平面时，小球刚好落到地面时的机械能为 ，下落的过程中重力势能的改变量为 ;若以水平桌面为重力势能参考平面，则小球刚好落到地面时的机械能为 ，下落的过程中重力势能的改变量为 。 【答案】mg(H+h)，,mg(H+h)，mg(H,h)，,mg(H,h) 【解析】因小球在下落过程中只有重力做功机械能守恒，所以小球刚好落到地面时的机械能为E= mg(H+h)，重力势能的改变量的大小等于重力做的功，由W=mg(H+h)求得重G力势能的改变量为 ,mg(H+h)，同理可求以水平桌面为重力势能参考平面，则小球刚好落到地面时的机械能为mg(H,h)，下落的过程中重力势能的改变量为,mg(H,h)。 48(物体因被举高而具有的能量叫做______ 【答案】势能 试卷第16页，总33页 E,mgh【解析】物体因被举高而具有的能量叫做势能， p 故答案为:势能 049(质量为2kg的物体沿倾角为30的斜面由静止开始下滑，1秒内下滑了2m，则其重力势能改变了__ __ __J，1秒末重力的瞬时功率为___ ___w。 【答案】20J 40W 【解析】 0WhmglJ,,,mgsin3020试题分析:重力做功为:，所以重力势能减小了20J， 0PmgvW,,sin30401s末重力的瞬时功率为: 考点:考查了功率功的计算 点评:当力和速度方向存在夹角时，需要将两者之一投影到另外一个物理量方向上，计算功率 50(一个质量为1kg的球，从1.8m高的地方落到水平面上，又被弹回到距水平面1.25m的高处，在这个过程中，重力对球做的功为 J，小球的重力势能变化了 J，取 2g=10m/s。 【答案】5.5，5.5 【解析】 WmghJ,,5.5试题分析:过程中重力做功为,重力做了多少功，就有多少重力势能发生变化，故重力势能变化为5.5J 考点:考查了重力做功和重力势能的关系 点评:重力做功是重力势能的量度，重力做正功，重力势能减小，重力做负功重力势能增加， 51(一个单摆摆长为l，摆球质量为m，最大摆角为α，重力加速度为g。规定平衡位置为零势能处，则摆球摆动的周期等于___ ________，摆动过程中摆球的最大重力势能等于_____ ______，摆球的最大速度等于__ _____ ____。 lmgl(1cos),,2(1cos)gl,,2,【答案】 ，， g 【解析】 lT,2,试题分析:根据单摆周期公式可得 ，当在最大摆幅处时，小球上升的高度g hl,,(1cos),mgl(1cos),,为，所以重力势能为，在最低点速度最大，重力势能转 12vgl,,2(1cos),,,,化为动能，所以有mglmv(1cos)，解得 2 考点:考查了单摆周期以及重力做功与重力势能变化 52(跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50kg，他一分钟跳绳180次。假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的2 / 5，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是__________W(g取10m/s2)。 【答案】75W 【解析】跳一次的时间是t0 = 60 / 180 s = 1 / 3 s 人跳离地面作竖直上抛，到最高点时间为 试卷第17页，总33页 112，，(1,)s,0.1s235t = 12mg(gt),252此过程克服重力做功W = W 跳绳时克服重力做功的平均功率 W25P,,1t0 3W = 75W 53(把一根长为l、质量为m的均匀木棒，从平卧在水平地面的位置缓缓竖直.此过程中棒的重力势能增加__________. 1mgl【答案】 2 l1mg,,mgl【解析】正确地分析棒的重心的升高，是解答此题的切入点.ΔE=. p2254(如图5-5-10所示，质量为m的物体A静止在地面上，其上表面竖直连接着一根长L、劲度系数为k的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端P将物体缓慢提高h,则物体的重力势能增加了_________，人对弹簧拉力所做的功_________物体克服重力所做的功(填“大于”“小于”或“等于”).若弹簧的上端P点升高了H，物体恰已离开地面，则物体的重力势能增加了________;人对弹簧拉力所做的功__________mgH(填“大于”“小于”或“等于”). 图5-5-10 mgH,【答案】mgh 大于 mg() 小于 k 【解析】因将物体缓慢提高h，物体的重心升高h，故物体的重力势能增加了mgh，克服重力所做的功等于(重力势能的增加)mgh;由功能关系，人对弹簧拉力所做的功等于物体重力势能的增加mgh和弹簧弹性势能的增量之和.所以人做的功应大于mgh.在缓慢拉物体上升过程中，物体所受弹簧向上的拉力kx与重力mg平衡.由此求出弹簧伸长 mgmgx,H,的长度.现弹簧的上端P升高了H，物体升高的高度为h′=H-x=.故物kk mgH,体的重力势能增加了mgh′=mg().因为人对弹簧的拉力F是变力，物体离地以k 前，F,mg;物体离地以后，F=mg，所以人的拉力F做的功小于mgH. 55(如图5-5-5所示，一小球自弹簧正上方自由下落，从小球落到弹簧到弹簧压缩到最底点的过程中，小球的重力势能将_____________，弹簧的弹性势能将_____________. 试卷第18页，总33页 图5-5-5 【答案】减小 增大. 【解析】所术的过程中，高度降低，重力势能减小，弹簧形变量增大，弹性势能增大. 56(右图中，桌面高0.8m，墙上架子A距桌面高0.5m。把质量m=1.6kg的物体，从地面搬到墙上架子A上的整个过程中，以桌面为参考平面，在下表的空白处按要求填入数 2据。(g取10m/s) 物体在A物体在物体到达物体重物体克物体重 点的重地面的桌面时的力做的服重力力势能 力势能 重力势重力势能 功 做的功 的变化 能 【答案】8.0J、—12.8J、0J、—20.8J、20.8J、20.8J 【解析】 57(如图如图5-5-7所示，在光滑水平面上有A、B两物体，中间连一弹簧，已知m=2m，ab今用水平恒力F向右拉B，当A、B一起向右加速运动时，弹簧的弹性势能为E，如p1果水平恒力F向左拉A，当A、B一起向左加速运动时，弹簧的弹性势能为E，则p2E____________E. p1p2 图5-5-7 图5-5-8 【答案】, F【解析】当F向右拉B时，有F=(m+m)a，弹簧拉A的力F=ma=，同理，abT1am，mAB F当F向左拉A时，F=，因为m=2m，所以F=2F，由F=kx知，当FT2abT1T2Tm，mAB 向右拉B时弹簧的伸长量大，所以E1,E2. pp 试卷第19页，总33页 58(将重为50 N的物体沿着竖直方向向上匀速吊起10 m高，此过程中物体的重力势能 2变化了_________J，拉力对物体做功_________J.若物体以1 m/s的加速度上升10 m高，此过程中物体的重力势能变化了_________J，拉力对物体做了_________J的功(g取10 2m/s). 【答案】500 500 500 550 【解析】本题应用牛顿第二定律与重力做功结合处理. 物体重力势能增加了ΔE=mgh=50×10 J=500 J p 拉力做功W=Fh=mgh=500 J 若物体匀加速上升，但重力势能仍增加了500 J G,a因为F-G= g a，g1，10G,,50，N所以F=G+G?a/g==55 N g10 从而W=Fh=55×10 J=550 J. F 59(如图6-3-16所示，一小定滑轮距离地面高刚好为一链条的长度L，有一个人用轻绳跨过滑轮系住链条的一端，用力将全部堆放在地面上的链条向上拉动，当链条有L/4长度跨过滑轮时，人不再用力 L拉绳，这时链条继续运动，最后刚好静止在滑轮上，不计滑轮的摩擦，链条的质量为m，则人的拉力做功为 . 图6-3-16 3mgL 【答案】 4 【解析】 链条最后刚好静止在滑轮上,应是定滑轮的左右两端各有链条的一半，所以链3L34L条的重心升高(如右图)，拉力做的功等于链条增加的重力势能，即4 3 ,,WmgL F4 60(如图5-5-6所示，质量相等的两木块中间有一弹簧，今用力F缓慢向上提A，直到B恰好离开地面.设原来弹簧的弹性势能为E，B刚要离开地面时，弹簧的弹性势能为p1 E，则E________E. p2p1p2 图5-5-6 【答案】= mgmgAB【解析】开始时弹簧的压缩量x=，B刚好离开地面时，弹簧的伸长量x=，12kk因为m=m，所以x=x，即E1=E2. ab12pp 试卷第20页，总33页 61(利用如图实验装置探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题( (1)实验操作步骤如下，请将步骤B补充完整: A(按实验要求安装好实验装置; B(使重物靠近打点计时器，接着先________，后________，打点计时器在纸带上打下一系列的点; C(图为一条符合实验要求的纸带，O点为打点计时器打下的第一点(分别测出若干连续点A、B、C„„与O点之间的距离h、h、h„„. 123 (2)已知打点计时器的打点周期为T，重物质量为m，重力加速度为g，结合实验中所测得的h、h、h，可得重物下落到B点时的速度大小为________，纸带从O点下落到B123 点的过程中，重物增加的动能为________，减少的重力势能为________( (3)取打下O点时重物的重力势能为零，计算出该重物下落不同高度h时所对应的动能E和重力势能E，建立坐标系，横轴表示h，纵轴表示E和E，根据以上数据在图中绘kpkp 出图线?和图线?.已求得图线?斜率的绝对值为k ，图线?的斜率的绝对值为k(则12可求出重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为________(用k和1k表示)( 2 2hh,mh,hk,k，，313112mgh【答案】(1)接通电源 放开纸带 (2) (3)(k122k2T8T1用mg表示也可) 试卷第21页，总33页 【解析】 试题分析:(1)应当先接通电源，后让纸带运动;(2)B点的瞬时速度 2hhmhh,，，,123131Emvv,,,,，所以重物动能的增加量，重力势能kBB222T8T 12mgh,fh,mv的减小量为?E=mgh((3)(根据动能定理得，，图线斜p22 12mv2,k率k,mg，图线斜率，知k-f=k，则阻力f=k-k( 112121h k,k12所以重物和纸带下落过程中所受平均阻力与重物所受重力的比值为 k1考点:本题考查探究重物下落过程中动能与重力势能的转化问题 62(将一个物体以初动能E竖直向上抛出，设所受阻力大小恒定，落回地面时物体的0 动能为E/2。若将它以初动能4E竖直向上抛出，则它在上升到最高点的过程中，重力00 势能变化了 ;落回地面时的动能为 。 【答案】3E2E 0 0 【解析】 评卷人 得分 四、计算题(题型注释) 63((8分)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑雪坡由AB和BC组成，AB是倾角为37?的斜坡，BC是半径为R,5 m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于C，如图所示，AB竖直高度差h,8.8 m，运动员连同滑雪装备总质量为80 kg，从A点由静止滑下通过C点后飞落(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g取10 m/s2，sin37?,0.6，cos37?,0.8)(求: (1)运动员到达C点的速度大小; (2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小( 【答案】 (1)14 m/s (2)3936 N 【解析】(1)由A?C过程，应用动能定理 12得:mg(h，ΔR),mv 2 又ΔR,R(1,cos37?)， 可解得:v,14 m/s. (2)在C点，由牛顿第二定律得: 2vcFC,mg,m R 解得:FC,3936 N. 试卷第22页，总33页 由牛顿第三定律知，运动员在C点时对轨道的压力大小为3936 N. 本题考查重力做功的计算，重力是保守力，重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关，在C点合力提供向心力，在由A到C的过程中，应用动能定理，重力做功等于动能的变化量，在C点由支持力和重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可求得支持力大小 64((10分)如图，一位滑雪者质量为60kg，从竖直高度为20m赛道顶端由静止滑下( 2忽略阻力的情况下，滑雪者由顶端滑到赛道底端的过程中(g取l0m/s)( 求: (1)重力做多少功? (2)滑到底端时速度大小是多少? 【答案】1200J 20m/s 【解析】 065(质量m=10kg的物块A与质量m=2kg的物块B放在倾角θ=30的光滑斜面上处AB 于静止状态.轻质弹簧一端与物块B连接.另一端与固定档板连接.弹簧的劲度系数k=400N/m.现给物块A施加一个平行于斜面向上的F.使物块A沿斜面向上做匀加速运动. 2已知力F在前0.2s内为变力.0.2s后为恒力.求:(g=10m/s) (1)力F的最大值与最小值; (2)力F由最小值到最大值的过程中.物块A所增加的重力势能。 F,100NF,60N【答案】(1)， maxmin EJ,5(2) P 0(m，m)gsin30ABx,,0.15【解析】(1) (2分) 1k 12x,x,at (1分) 122 0kx,mgsin30,ma (1分) BB2 20a,5m/sF,mgsin30,maF,100N AAmaxmax ，，F,m，maF,60N (2分) minABmin 试卷第23页，总33页 120E,mg,atsin30,5J(2) (2分) PA2 66((10分)如图，质量m=50kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v=5m/s的02速度斜向上起跳，最终落入水中。若忽略运动员的身高。取g=10m/s，求: (1)运动员在跳台上时的重力势能(以水面为参考平面); (2)运动员起跳时的动能; (3)运动员入水时的速度大小。 【答案】1)5000J 2)625J 3)15.8m/s 【解析】 67(一条长为l、质量为m的均匀链条放在光滑水平桌面上，其中有三分之一悬在桌边，如图所示，在链条的另一端用水平力缓慢地拉动链条，当把链条全部拉到桌面上时，需要做多少功, 1【答案】mgl 18 【解析】 1111试题分析:悬在桌边的l长的链条重心在其中点处，离桌面的高度h,×l,l. 2336 1它的质量是m′,m，当把它拉到桌面时，增加的重力势能就是外力需要做的功，故3 有 111W,ΔE,mg×l,mgl. p1836 考点:考查机械能守恒或动能定理 点评:本题难度较小，如果应用机械能守恒定律解决本题，首先应规定零势能面，确定初末位置，列公式时要注意系统中心的变化，可以把整体分成两段来分析 68((12分) 如左图所示，质量m=1kg的物体B置于倾角θ=37?的固定斜面上，用轻 试卷第24页，总33页 绳通过光滑的滑轮与物体A相连。t=0时同时释放A、B，物体A拉动B沿斜面向上运动，已知斜面足够长，A落地后不再反弹，物体B运动的部分v-t图如图所示 求:(1)物体A的质量; (2)物体B在上升过程中，和斜面摩擦产生的热量; (3)若物体B到达最高点时，剪断绳子。取地面为零势能参考平面，物体B向下滑动过程中在何位置时具有的动能和势能相等。 【答案】(1)3kg;(2)240J;(3)7.5m。 【解析】 试题分析:(1)从v-t图像中可得0-4s内B在拉力作用下，沿斜面向上做加速度为 20,022a=m/s=5m/s的加速运动，故有:对A有:mg,T=ma (1) 114 对B有:T,mgsinθ,μmgcosθ=ma (2) BBB12从v-t图像中可得在4-5s内A下落到底，故B做加速度大小为a=10m/s的减速运动， 2 对B有:mgsinθ，μmgcosθ=ma (3) BBB2 联立三式可得m=3kg。 (2)由T,mgsinθ,μmgcosθ=ma可得f=μmgcosθ=4N， BBB1B 1根据v-t图像围成的面积表示位移可得，B物体加速阶段的位移为x=×4×20m=40m， 12 220物体做减速的位移为x==20m，所以产生的热量为Q,μmgcosθ(x+x)=240J 2B122，10 (3)在最高点距离地面的高度为:H=(x+x)sinθ，动能和势能相等时， 12 H,h1122有:mgh=mv，mg(H,h)= mv+f，代入数据可得，h=7.5m 22sin, 考点:牛顿第二定律，动能与重力势能。 69((18分)如图所示，固定在地面上的光滑圆弧面底端与车C的上表面平滑相接，在圆弧面上有一滑块A，其质量m=2kg，在距车的水平面高h=1.25m处由静止下滑，车A C的质量为m=6kg(在车C的左端有一质量m=2kg的滑块B，滑块B与A均可视作质点，CB 滑块A与B碰撞后立即粘合在一起共同运动，最终没有从车C上滑落(已知滑块A、B 2与车C的动摩擦因数均为μ=0.5，车C与水平面间的摩擦忽略不计，取g=10m/s(求: A B h C (1)滑块A滑到圆弧面底端时的速度大小; (2)滑块A与B碰撞后瞬间的共同速度大小; (3)车C的最短长度( 【答案】(1)5(m/s)(2)2.5(m/s)(3)L=0.375(m) 试卷第25页，总33页 【解析】(1)设滑块A滑到圆弧末端时的速度大小为v，由机械能守恒定律有: 1 12mgh=mv ?(3分) AA12 代入数据，由?式解得:v=5(m/s) (2分) 1 (2)设A、B碰撞后瞬间的共同速度为v，滑块A与B组成的系统动量守恒，由动量守2 恒定律可得: mv=(m+m)v ?(3分) A1AB2 代入数据，由?式解得:v=2.5(m/s) (2分) 2 (3)设车C的最短长度为L，滑块A与B最终没有从车C上滑出，三者的最终速度相同，设其共同速度为v，根据动量守恒和能量守恒定律可得: 3 (m+m)v =(m+m+m)v?(3分)ks5u AB2ABC3 1122μ(m+m)gL=(m+m)v-(m+m+m)v ?(3分) ABAB2ABC322 联立??式可解得:L=0.375(m) (2分) 本题考查机械能守恒和动量守恒定律的应用，A由最高点滑到最低点过程中只有重力做功，机械能守恒，A、B碰撞瞬间，小车不参与碰撞，以A、B为系统动量守恒，求得碰后速度，AB结合为一个整体，当与C相对静止时系统速度相同，且减小的动能完全用于克服摩擦力做功，由能量守恒定律可求解 70(一个质量为0.4 kg的物体，在12m高处由静止下落，若空气阻力为1.5 N，求: (1)落到地面的过程中物体所受重力做了多少功,物体的重力势能改变多少, (2)物体所受合外力做了多少功,物体的动能改变多少, 2(3)物体的落地速度大小,(g取10m/s) Wmgh,,，，,0.4101248(J)？【答案】(1) 重力势能减小48 J。 G ,,,,,，，,，,EWmghfhJ0.410121.51230？ 动能增(1)由动能定理有:k合 加30 J。 12,,,Emv0(3)由 k2 2,E230，kv,,,56(m/s) m0.4 【解析】本题考查动能定理和重力做功，合力做正功动能增大，由动能公式可求得末速度 71((13分)如图所示，AB为竖直半圆轨道的竖直直径，轨道半径R=0.5 m。轨道A端 2与水平面相切。光滑小球从水平面以初速度v向A滑动，取g=10 m/s。 0 (1)若小球经B点时，对轨道的压力恰好为零，求小球落在水平面时到A点的距离。 (2)若小球在B点的速度V=4m/s，求小球经A点的瞬间对圆轨道的压力。 B 试卷第26页，总33页 【答案】? 1m;?31N 【解析】(13分)(1)由牛顿第二定律 2vBNmgm，,小球经过B点方程为:， ----------(1分) BR vgR,N又=0所以 --------------------(2分) BB s,vt小球过B点后做平抛运动， ; ----------(1分) B 122R,gt ---------------------------------------(2分) 2 可得s=1m --------------------------------------(1分) 2211mv,mg2R，mv(2)由机械能守恒: ---------------(2分) AB22 2 vANmgm,,小球经A点的瞬间: --------- (2分) AR 得:N=31N ----------------------------------(1分) A 又由牛顿第三运动定律可知小球对轨道的压力 ,N,N,31N，方向竖直向下------- (1分) A 72(如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆环轨道处于竖直平面内，半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端点A，一质量为m=0.10kg的小球，以初速度v=7.0m/s在水平地面02上向左做加速度a=3.0m/s的匀减速直线运动，运动4.0m后，冲上竖直半圆环，最后小球落在C点，求 (1)小球到达A点的速度; (2)通过计算判断小球能否到达B点; 2(3)若小球能到达B点，求A、C间的距离(取重力加速度g=10m/s)。 若小球不能到达B点，为了使小球能从C点到达B点，小球在C点的初速度至少为多少, 【答案】(1)v=5m/s(2)能(3)1.2m A 【解析】 22vvas,,2试题分析:(1) v=5m/s (2分) AA0 2vB1mgm,(2)物体恰好做圆周运动时在最高点B应满足 Rvms,2/ (1分) B1 假设物体能达到圆环的最高点B，由机械能守恒定律得 试卷第27页，总33页 1122vms,3/mvmgRmv,， 得 (2分) 2BAB22 ?v,v ?小球能到达圆环的最高点B (1分) BB1 12(3)小球从B点做平抛运动 2Rgt,2 xvtm,,1.2 (2分) ACB 考点:考查机械能守恒定律，平抛运动，匀变速直线运动等规律应用 点评:解决多过程问题首先要理清物理过程，然后根据物体受力情况确定物体运动过程中所遵循的物理规律进行求解;小球能否到达最高点，这是我们必须要进行判定的，因为只有如此才能确定小球在返回地面过程中所遵循的物理规律( 73(某娱乐场所欲建一大型娱乐设施，为论证其可行性，专家评委对所 规划 污水管网监理规划下载职业规划大学生职业规划个人职业规划职业规划论文 的项目先进行理想化分析，若该设施关键部分可简化为模型如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形光滑导轨在B点相切,半圆形导轨的半径R为5m.一个质量为10kg的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右的速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨之后沿导轨向上运动，恰能到达最高点C.(不计空气阻力，AB间足够长)试求: 第18题 图 物体在A点时弹簧的弹性势能。 (2)物体到达B点时对轨道的压力的大小。 【答案】1) 1225J2)588N 【解析】(14分) 2vmgm,解:1)由分析知m在最高点C时:„„„„?(2分) R v=7m/s„„„„?(1分) 12mvm从A到C过程系统机械能守恒:E=2mgR+ „„„ ?(3分) p2 5mgR则E==1225J„„„?(1分) p2 2)m从B到C过程由动能定理，得 1122mvmv,2mgR=„„„„?(3分) B22 2vBmgm,m在B点:F- „„„„?(2分) NR F=588N „„„ ?(1分) N 试卷第28页，总33页 即物体在B点对轨道压力大小为588N „„„?(1分) 本题考查的是对机械能守恒定律与动能定理以及圆周运动的综合问题的处理，根据机械能守恒定律得到弹性势能;再根据动能定理和圆周运动中的向心力问题计算出物体对轨道的压力; 74((16分)如图所示，在距水平地面高为0.4m处，水平固定一根长直光滑杆，在杆上P点固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套有一质量m=2kg小球A。半径R,0.3m的光滑半圆形细轨道，竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m=2kg的小球B。用一条不可伸长的柔软细绳，通过定滑轮将两小球连接起来。杆和半圆形轨道在同一竖直面内，两小球均可看作质点， 2且不计滑轮大小的影响，g取10m/s。现给小球A一个水平向右的恒力F,55N。求: (1)把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，力F做的功; (2)把小球B从地面拉到P点正下方C点过程中，重力对小球B做的功; (3)把小球B从地面拉到P点正下方C点时，A小球速度的大小; (4)把小球B从地面拉到P点正下方C点时，小球B速度的大小; (5)小球B被拉到离地多高时与小球A速度大小相等。 【答案】(1)22J;(2)-6J;(3)0;(4)4m/s;(5)0(225m 【解析】 试题分析:(1)小球B被拉到C点过程中，已知拉力为恒力，则拉力做功为: wFx, xPBPC,, 据勾股定理可知PB=0.5m，而PC=0.1m，所以 W=22J (2)小球B被拉到C点过程中，重力对小球B做负功，即: wmgRJ,,,,6 G (3)小球B拉到C位置时，B球沿绳方向速度为0，则此时A球的速度也为0; (4)小球B被拉到C点时的速度据动能定理得: 12wwmv,, FG2 vms,4/解得: (5)当绳与轨道相切时两球速度相等，由相似三角形知识得， POR, Rh 0.3所以hmm,，,0.30.225 0.4 考点:本题考查机械能守恒定律、功和动能定理。 575(如图所示，一根长为L=1.5m的绝缘细直杆MN，竖直固定在场强为E=1.0×10N/C、与水平方向成θ=37?角的倾斜向上的匀强电场中(杆的下端M固定一个带电小球A， ,6,6电荷量Q= +4.5×10C;另一带电小球B穿在杆上可自由滑动，电荷量q= +1.0×10C， ,2质量m=1.0×10kg，与杆之间的动摩擦因数μ=0.1(现将小球B从杆的上端N静止释 试卷第29页，总33页 9222放，小球B开始运动((静电力常量k=9.0×10N?m/C(取g=10m/s，sin37?=0.6， cos37?=0.8) E B N A M θ (1)小球B开始运动时的加速度为多大? (2)小球B的速度最大时，距M端的高度h为多大? (3)若小球B在下落过程的最大速度为0.77m/s，则从开始下落到速度达到最大的过程 中，小球B的电势能改变了多少, 2,21.4m/s3.1510J，【答案】(1)(2)1.125m(3) 【解析】 试题分析:(1)开始运动时小球B受重力、库仑力、杆的弹力、电场力和摩擦力，沿杆 方向运动，由牛顿第二定律得 QqmgkqEqEma,,,,sincos,,, 2L 解得: kQqqEqEsincos,,,， ag,,,2Lmm 代入数据解得 2a,1.4m/s (2)小球B速度最大时合力为零，即 kQq，，,qEqEmgsincos,,, 2h 解得 kQqh, mgqEqEsincos,,,,, 代入数据解得 h=1.125m WW (3)小球B从开始运动到速度为v的过程中，设重力做功为，电场力做功为，库12 WW仑力做功为，摩擦力做功，根据动能定理有:(或者把匀强电场和A电荷对B的34 作用力统称为电场力，得到正确答案照常给分) 12WWWWmv，，，, 12342 试卷第30页，总33页 WWmgqELh，,,,()(cos),, 14 设小球的电势能改变了ΔE，则 P ,EWW=-， ，，P23 12,,,,,, (cos)()mgqELhmv2 ,2,3.1510J， 考点:电场力做功与电势能的关系 点评:对小球B进行受力分析，运用牛顿第二定律求出开始运动时的加速度大小(根据受力情况分析小球B的运动情况，找出小球B速度最大时的位置特点(由于A对B的库仑力做功是变力功，所以运用动能定理求解电场力做功( 76(如图所示，为供儿童娱乐的滑梯的示意图，其中AB为斜面滑槽，与水平方向的夹 1角为θ=37?;长L的BC水平滑槽，与半径R=0(2m的圆弧CD相切;ED为地面(已4 知儿童在滑槽上滑动时的动摩擦因数μ=0(5，在B点由斜面转到水平面的运动速率不 200变，A点离地面的竖直高度AE为H=2 m((取g=10 m/s,sin37=0(6, cos37=0(8)试求: (1)儿童在斜面滑槽上滑下时的加速度大小,(要求作出儿童在斜面上运动时的受力分析图) (2)儿童从A处由静止开始滑到B处时的速度大小,(结果可用根号表示) (3)为了使儿童在娱乐时不会从C处平抛滑出，水平滑槽BC的长度L至少为多少, 【答案】(14分) (1)设儿童下滑的加速度大小为a，则有 受力分析图„„„„„„1分 mgsin37?-μmgcos37?=ma ?„„„„„„2分 12解得:a=2 m/s( ?„„„„„„1分 1 (2)因为H=2 m，圆弧CD的半径R=0(8 m， H-RL,,3m所以AB的长度 ?„„„„„„2分 10sin37 2设儿童滑到B点的速率为v，则:v=2aL， ?„„„„„„2分 BB1 1200mg(H,R),umgcos37(Lsin37),mv,0(或依动能定理: ) B12 vms,23/由???解得: ?„„„„„„2分 B 试卷第31页，总33页 2vCmgm,(3)设儿童在C点恰做平抛运动滑出时的速率为v，则: ?„„1分 CRf=umg=ma?„„„„„„1分 2 22 -2aL?v-v?„„„„„„1分 2CB 1122-umgL,mv,mv(或用动能定理:„„2分) cB22 由??解得:L?1 m(„„1分 【解析】本题考查的是牛顿运动定律与圆周运动相结合的题。应用动能定理是本题最简便的方法， 77((12分)一质量为60kg的探险者在丛林探险时，看见一头狮子正走向一头幼小的羚羊(探险者立即把绳子的一端绕在一根粗壮的树枝上，另一端系在自己的身上，拉紧绳子从静止开始荡向低处，并在最低点抓住质量为20kg的羚羊，抓住羚羊前瞬间的速度大小为16m/s，随后刚好荡到另一根树枝上，脱离了危险(已知悬挂点与人之间的绳长为24m，起荡点与最低点的高度差为12.8m，探险者抓住羚羊后瞬间的速度是抓住羚 2羊前瞬间速度的3/4。运动过程中探险者和羚羊均可看作质点。(g取10m/s)求: (1)探险者从起荡点下摆到最低点过程中，重力势能改变了多少, (2)探险者下摆到最低点瞬间，重力的功率多大, (3)探险者在最低点抓住羚羊前、后绳子承受的拉力分别是多大, 【答案】(1)7680J (2)0 (3)F,1240N F,1280N 12 【解析】 试题分析:(1)重力做的功为: WMgh,,7680J (1分)[来源:学科网] 则重力势能减少了7680J (2分) (2)探险者下摆到最低点瞬间， 重力方向与速度方向垂直， 所以重力的功率为零。(2分) (3)设探险者质量为M，羚羊的质量为m， 抓住羚羊前瞬间速度为v，抓住羚羊后瞬间速度为v， 12 绳长L，抓住羚羊前瞬间拉力为F， 1 抓住羚羊后瞬间拉力为F 2 探险者抓住羚羊前瞬间，对整体研究，根据牛顿第二定律得: 2v1FMgM,, (2分) 1L 代入得F,1240N (1分) 1 探险者抓住羚羊后瞬间，对整体研究，根据牛顿第二定律得: 试卷第32页，总33页 2v2FMmgMm,(，),(，) (2分) 2L v=12m/s (1分) 2 代入数据得F,1280N (1分) 2 考点:本题考查重力势能、功率和圆周运动。 评卷人 得分 五、作图题(题型注释) 评卷人 得分 六、简答题(题型注释) 评卷人 得分 七、综合题 试卷第33页，总33页