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第八章机械能守恒定律解答题易错精选题-高中物理人教版必修第二册
1.如图所示,质量为m=2 kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为θ=37°、大小F=10 N的拉力作用,物体移动的距离l=2 m,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3,g取10 m/s2。求:
(1)拉力F所做的功W1;
(2)摩擦力Ff所做的功W2;
(3)弹力FN所做的功W4。
2.某实验室为了研究某种汽车运行时的动力学特性,制造了一辆质量为200kg的模型车,该模型车在运行时所受阻力为车重的8%,某次试验中该车在25s内运动的v-t图象如图所示,g取10m/s2,试求:
(1)模型车20s末的加速度大小;
(2)0~5s内模型车发动机输出的牵引力大小;
(3)模型车在此25s内牵引力所做的功。
3.电动机带动足够长的水平传送带以速度v匀速传动,一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上,如图所示。若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,当小木块与传送带相对静止时,求:
(1)小木块的位移。
(2)传送带转过的路程。
(3)小木块获得的动能。
(4)摩擦过程产生的摩擦热。
(5)传送带因传送物体多消耗的电能及电动机带动传送带匀速传动输出的总能量。
4.如图所示,物体(可看成质点)沿一曲面从A点无初速度下滑,当滑至曲面的最低点B点时,下滑的竖直高度h=5m,此时物体的速度v=6m/s。若物体的质量m=1kg,g=10m/s2,求物体在下滑过程中克服阻力所做的功。
5.如图所示,一条长、质量分布均匀的铁链放在水平地面上,铁链质量为10kg,拿住一端提起铁链直到铁链全部离开地面的瞬间,克服铁链重力做功为多少?铁链的重力势能变化了多少?(重力加速度)
6.过山车是游乐场中常见的设施。一种过山车的简易模型如图所示,它由水平轨道和在竖直平面内的两个圆形轨道组成,B、C分别是两个圆形轨道的最低点,半径R1=2.0m、R2=1.4m。一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m。小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度g取10m/s2,计算结果保留1位小数。试求:
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道,B、C的间距L。
7.如图所示,运输机器人水平推着小车沿水平地面从静止开始运动,机器人对小车和货物做功的功率恒为40W,已知小车和货物的总质量为20kg,小车受到的阻力为小车和货物重力的,小车向前运动了10s达到最大速度,重力加速度g取10m/s2。求:
(1)小车运动的最大速度的大小;
(2)机器人对小车和货物做的功;
(3)小车在这段时间内的位移大小。
8.如图所示,质量为m的物体沿光滑曲面滑下的过程中,下落到高度为h1的A处时速度为v1,下落到高度为h2的B处时速度为v2,重力加速度为g,不计空气阻力,选择地面为参考平面。
(1)从A至B的过程中,物体受到哪些力?它们做功情况如何?
(2)求物体在A、B处的机械能EA、EB;
(3)比较物体在A、B处的机械能的大小。
9.如图,足够长的光滑斜面倾角为,质量相等的甲、乙两物块通过轻绳连接放置在光滑轻质定滑轮两侧,并用手托住甲物块。使两物块都静止,移开手后,甲物块竖直下落,当甲物块下降时,求乙物块的速度大小(此时甲未落地,)。请用机械能守恒定律和动能定理分别求解,并比较解题的难易程度。
10.如图,质量为M、长为l0的木板静止放置于光滑水平地面上,一质量为m的物块(可看成质点)以速度v0从左端冲上木板,物块与木板间的滑动摩擦力大小为Ff。当物块滑至木板最右端时,两者恰好达到共同速度v。此过程中木板的位移为l。
(1)物块的位移为多少?对物块列出动能定理的表达式。
(2)对木板列出动能定理的表达式。
(3)一对滑动摩擦力对系统做的功怎样表示?(用Ff、l、l0表示);系统动能变化量为多少?(用M、m、v0、v表示);系统摩擦力做功的过程中产生了多少热量?(用M、m、v0、v表示)与一对滑动摩擦力对系统做功的大小相等吗?这说明什么?
11.如图所示,弧形轨道与半径为r的圆轨道在B点相连,固定在竖直面内。质量为m的小球由圆弧轨道上离水平面高处的A点无初速释放,重力加速度为g。
(1)若所有轨道均光滑,求小球通过圆轨道最高点C时的速度大小v;
(2)若轨道粗糙,小球从A点无初速释放,恰好能通过圆轨道最高点C,求小球从A到C克服摩擦力做的功。
12.如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点,BC右端连接内壁光滑、半径的四分之一细圆管CD,管口D端正下方直立一根劲度系数的