内容正文:
章末强化练(四) 机械能及其守恒定律
[对应学生用书P150]
(时间:90分钟 满分:100分)
一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.)
1.如图所示,在水平的船板上有一人拉着固定在岸边树上的绳子,用力使船向前移动.关于力对船做功的下列说法中正确的是( )
A.绳的拉力对船做了功
B.人对绳的拉力对船做了功
C.树对绳子的拉力对船做了功
D.人对船的静摩擦力对船做了功
D [绳的拉力、人对绳子的拉力和树对绳子的拉力都没有作用于船,没有对船做功.只有人对船的静摩擦力作用于船,且船发生了位移,故对船做了功,且做正功,故选项A、B、C错误,选项D正确.]
2.升降机中有一质量为m的物体,当升降机以加速度a匀速上升h高度时,物体增加的重力势能为( )
A.mgh B.mgh+mah
C.mah D.mgh-mah
A [要分析重力势能的变化,只需要分析重力做功.物体随升降机上升了h,物体克服重力做功W=mgh,故物体的重力势能增加了mgh,A正确.]
3.物体在恒定阻力作用下,以某初速度在水平面上沿直线滑行直到停止.以a、Ek、x和t分别表示物体运动的加速度大小、动能、位移的大小和运动的时间.则以下各图像中,能正确反映这一过程的是( )
C [物体在恒定阻力作用下运动,其加速度不变,选项A、B错误;由动能定理,-fx=Ek-Ek0,解得Ek=Ek0-fx,故选项C正确,D错误.]
4.一小球从如图所示的弧形轨道上的A点,由静止开始滑下.由于轨道不光滑,它仅能滑到B点.由B点返回后,仅能滑到C点,已知A、B高度差为h1,B、C高度差为h2,则下列关系正确的是( )
A.h1=h2 B.h1<h2
C.h1>h2 D.h1、h2大小关系不确定
C [由能的转化和守恒定律可知,小球由A到B的过程中重力势能减少mgh1,全部用于克服摩擦力做功,即WAB=mgh1,同理,WBC=mgh2,又随着小球最大高度的降低,每次滑过的路程越来越短,必有WAB>WBC,所以mgh1>mgh2,得h1>h2,故C正确.]
5.如图所示是半径为r的竖直光滑圆形轨道,将一玩具小车放到与轨道圆心O处于同一水平面的A点,并给小车一竖直向下的初速度,使小车沿轨道内侧做圆周运动.要使小车不脱离轨道,则在A处使小车获得竖直向下的最小初速度应为( )
A. B.
C. D.
C [小车恰好不脱离轨道的条件是在最高点满足mg=m.小车沿轨道内侧做圆周运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒.设小车在A处获得的最小初速度为vA,由机械能守恒定律得mv=mgr+mv2,解得vA=,故选项C正确.]
6.如图所示,一质量为m的小圆环,套在一竖直固定的光滑轻杆上,用一跨过光滑定滑轮的轻质细绳拉住,在力F作用下,让小圆环由位置A(AO在同一水平面上)缓慢运动到B点,已知此时细绳BO段长为l,与轻杆的夹角为θ,重力加速度为g,则此过程中力F所做的功为( )
A.-mgl cos θ B.-Fl(1-sin θ)
C.-Fl cos2θ D.无法确定
A [根据动能定理得mgl cos θ+WF=0,可得,力F所做的功WF=-mgl cos θ,A正确.]
7.一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道,小球先进入圆轨道1,再进入圆轨道2.圆轨道1的半径为R,圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍,小球的质量为m.若小球恰好能通过轨道2的最高点B,重力加速度为g,则小球在轨道1上经过最高点A处时对轨道的压力为( )
A.2mg B.3mg
C.4mg D.5mg
C [小球恰好能通过轨道2的最高点B时,有mg=,小球在轨道1上经过最高点A处时,有F+mg=,根据动能定理,有1.6mgR=mv-mv,解得F=4mg,C正确.]
二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分).
8.如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态.小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度.在上述过程中( )
A.弹簧的最大弹力为μmg
B.物块克服摩擦力做的功为2μmgs
C.弹簧的最大弹性势能为μmgs
D.物块在A点的初速度为
BC [弹簧被压缩到最短时,物块有向右的加速度,弹力大于滑动摩擦力f=μmg,选项A错误;物块在运动中所受的摩擦力与运动方向总相反,物块运动的路程为2 s,所以克服摩擦力做的功为W=2μmgs,选项B正确;