精品解析:山东省菏泽市第一中学2024-2025学年高一下学期第二次月考物理试题
2025-10-29
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内容正文:
高一物理 练习
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. A、B两物体在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过相同的位移x.若A的质量大于B的质量,则在这一过程中( )
A. A、B获得的动能一样大
B. B获得的动能较大
C. A获得的动能较大
D. 无法比较A、B获得的动能的大小
【答案】A
【解析】
【详解】由W=Fs知,拉力的大小相同,木块的位移也相同,所以拉力对两木块做的功一样多,由动能定理可以知道,虽然两物体的质量不同,但合力做功相等,则动能的变化相等,因均由静止开始运动,所以两物体的动能一样大,故A正确,B、C、D错误;
故选A.
【点睛】根据功的公式,可以知道拉力F对物体做功的情况,再根据动能定理可以判断物体的动能的情况.
2. 物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g=10m/s2,则下列说法错误的是( )
A. 物体的质量m=0.5kg
B. 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.40
C. 第2s内物体克服摩擦力做的功W=2J
D. 前2s内推力F做功的平均功率=3W
【答案】D
【解析】
【详解】A. 由速度时间图线知,在2-3s内,物体做匀速直线运动,可知推力等于摩擦力,可知f=2N,在1-2s内,物体做匀加速直线运动,由速度时间图线知
根据牛顿第二定律得,F2-f=ma,代入数据解得
m=0.5kg
故A正确不符合题意;
B. 物体与水平面间的动摩擦因数
故B正确,不符合题意;
C. 第2s内的位移
则物体克服摩擦力做功
W=fx2=2×1J=2J
故C正确,不符合题意;
D. 前2s内位移x=x2=1m,则推力F做功的大小
WF=F2x2=3×1J=3J
则平均功率
故D错误符合题意;
3. 飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,在到达竖直位置的过程中,飞行员重力的瞬时功率的变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
【答案】C
【解析】
【详解】飞行员刚开始下摆时,因为其速度为零,故起始时刻的瞬时功率为0,当飞行员下摆到最低点时,因重力与速度的方向垂直,此时的瞬时功率也为0,摆动中的其他位置瞬时功率不为0,则重力的瞬时功率先增大后减小。
故选C。
4. 关于动能的理解,下列说法正确的是( )
A. 中的v必须是相对于地面的速度
B. 动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体的运动方向无关
C. 物体以相同的速率向东和向西运动,动能的大小相等、方向相反
D. 当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
【答案】B
【解析】
【详解】A.中的v是相对于参考系的速度,故A错误;
B.动能是标量,动能大小与速度方向无关,与速度大小和物体质量有关。故B正确;
C.动能与物体的运动方向无关,物体以相同的速率向东和向西运动,动能是相同的。故C错误的;
D.只要速率不变,则物体的动能就不会改变。故D错误。
5. 如图所示,同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑,该物体与斜面间的动摩擦因数相同,在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB,则( )
A. B. C. D. 无法确定
【答案】B
【解析】
【详解】设斜面的倾角为,CD间的水平距离为x,则下滑过程中克服摩擦力做功为,与斜面间的夹角大小无关,所以有,B正确.
6. 如图所示,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则错误的是( )
A. a落地前,轻杆对b一直做正功
B. a落地时速度大小为
C. a下落过程中,其加速度大小始终大于g
D. a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
【答案】AC
【解析】
【详解】A.当a到达底端时,b的速度为零,则在a下落过程中,b的速度先增大后减小,动能先增大后减小,所以轻杆对b先做正功,后做负功,故A错误,满足题意要求;
B.a落地时,b的速度为零,根据系统机械能守恒可得
解得,故B正确,不满足题意要求;
C.在a下落过程中,b的速度先增大后减小,轻杆对b的作用力先是推力后是拉力,在b加速的过程中,轻杆对b是沿杆向下的推力,则轻杆对a是沿杆向上的推力,此时a的加速度小于重力加速度g,故C错误,满足题意要求;
D.a、b组成的系统的机械能守恒,当a的机械能最小时,b的速度最大,此时b受到a的推力为零,b只受到重力与支持力的作用,所以b对地面的压力大小为mg,故D正确,不满足题意要求。
故选AC。
7. 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一水平轻弹簧O端相距s,如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧接触后,弹簧的最大压缩量为x,重力加速度为g,则从开始接触到弹簧被压缩至最短(弹簧始终在弹性限度内),物体克服弹簧弹力所做的功为( )
A. mv02-μmg(s+x) B. mv02-μmgx
C. μmgs D. μmg(s+x)
【答案】A
【解析】
【详解】设物体克服弹簧弹力做功为,从开始接触到弹簧被压缩至最短,根据动能定理可得
解得物体克服弹簧弹力所做的功为
故选A。
8. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的,g取10m/s2,则( )
A. 汽车在前5s内的阻力为200N
B. 汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C. 汽车的额定功率为40
D. 汽车的最大速度为20m/s
【答案】B
【解析】
【详解】A.汽车在前5s内的阻力
A错误;
B.根据图像,可得前5s内的加速度
由牛顿第二定律
解得
故B正确;
C.时,汽车功率达到额定功率,汽车的额定功率为
故C错误;
D.汽车的最大速度
故D错误。
故选B。
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
9. 在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m1、m2,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开C时,物块A运动的距离为d,速度为v,重力加速度大小为g,则此时( )
A. m2gsinθ=kd
B. 物块A的加速度大小为
C. 重力对物块A做功的功率为(kd-m2gsinθ)v
D. 弹簧的弹力对物块A做功的功率为(kd-m2gsinθ)v
【答案】BC
【解析】
【详解】A.开始系统处于静止状态,弹簧弹力等于A的重力沿斜面向下的分力,当B刚离开C时,弹簧的弹力等于B的重力沿斜面向下的分力,故
m2gsinθ=kx2
但由于开始时弹簧是压缩的,故d>x2,故
m2gsinθ<kd
故A错误;
B.物块A的加速度
a=
开始弹簧处于压缩状态,压缩量
x1=
又x1+x2=d,解得
a=
故B正确;
C.由于速度v与重力夹角不为零,故重力的瞬时功率等于m1gvsinθ,则由
m1gsinθ=kx1
m2gsinθ=kx2
x1+x2=d
得
m1gsinθ+m2gsinθ=kd
所以重力做功的功率
P=(kd-m2gsinθ)v
故C正确;
D.当物块B刚要离开C时,弹簧的弹力为m2gsinθ,则弹力对物块A做功的功率为m2gsinθ·v,故D错误.
故选BC。
10. 如图所示,为轿车中的手动变速杆,若保持发动机输出功率不变,将变速杆推至不同挡位,可获得不同的运行速度,从“1”~“5”挡速度增大,R是倒车挡。某型号轿车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶的最大速度可达180km/h.假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定,则该轿车( )
A. 以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“1”挡
B. 以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“5”挡
C. 以额定功率在水平路面上以最大速度匀速行驶时,其牵引力为1200N
D. 以54km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的输出功率为60kW
【答案】AC
【解析】
【分析】
【详解】AB.根据
可知,功率一定,当速度最小时,牵引力最大,变速杆应推至“1”挡, B错误A正确;
C.由题意可知轿车在水平路面上行驶的最大速度为
在额定功率下以最大速度行驶时
C正确;
D.由C可知,轿车在水平路面上行驶时所受阻力大小为1200N,则轿车匀速行驶时,发动机的输出功率为
D错误。
故选AC。
11. 如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一固定的竖直墙壁(不与槽粘连)。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( )
A. 小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功
B. 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球的机械能守恒
C. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒
D. 小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中,机械能守恒
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.当小球从半圆形槽的最低点运动到半圆形槽右侧的过程中小球给半圆形槽一个向右的推力让半圆形槽向右运动,则半圆形槽给小球的支持力做负功,A错误;
B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽静止,则小球只有重力做功,机械能守恒定律,B正确;
C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与半圆形槽组成的系统支持力做的功相互抵消,故只有重力做功,机械能守恒,C正确;
D.小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中,当小球从半圆形槽的最低点运动到半圆形槽右侧的过程中小球给半圆形槽一个向右的推力让半圆形槽向右运动,则半圆形槽给小球的支持力做负功,故小球的机械能不守恒,D错误。
故选BC。
12. 如图所示为一滑草场.某条滑道由上下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,,).则
A. 动摩擦因数
B. 载人滑草车最大速度为
C. 载人滑草车克服摩擦力做功为mgh
D. 载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为
【答案】AB
【解析】
【分析】
【详解】A.由动能定理可知
解得
选项A正确;
B.对前一段滑道,根据动能定理有
解得
则选项B正确;
C.载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh,选项C错误;
D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为
选项D错误;
故选AB。
三、实验题(每空2分,共18分)
13. 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图,现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤,回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有___(填入正确选项前的字母);
A.米尺 B.秒表 C.低压直流电源 D.低压交流电源
(2)实验中产生误差的原因有____(写出两个原因即可);
(3)实验中由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,这样将造成___。
A.不清楚 B.mgh>mv2 C.mgh<mv2 D.mgh=mv2
【答案】 ①. AD ②. 纸带和打点计时器之间有摩擦;用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差(其他原因合理均可得分) ③. B
【解析】
【详解】(1)[1]在处理数据时需要测量长度,故需要米尺;电磁打点计时器工作时需要使用低压交流电源;故AD正确.
(2)[2]造成误差的原因有:①纸带和打点计时器之间有摩擦.②用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差.③计算势能变化时,选取始末位置过近.④交流电频率不稳定.
(3)[3]由于阻力作用,物体重力势能的减少量大于动能的增加量,即,故B正确。
14. 现利用如图所示装置“验证机械能守恒定律”。图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30°,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的数字计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的数字计时器显示的挡光时间分别为5.00 × 10 - 2s、2.00 × 10 - 2s。已知滑块质量为2.00kg,滑块沿斜面方向的长度为5.00cm,光电门1和2之间的距离为0.54m,g取9.80m/s2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。(结果均保留三位有效数字)
(1)滑块通过光电门1时的速度v1= ________m/s,通过光电门2时的速度v2= ________m/s。
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______J,重力势能的减少量为________J。
(3)实验可以得出的结论:________。
【答案】 ①. 1.00 ②. 2.50 ③. 5.25 ④. 5.29 ⑤. 在实验误差允许的范围内,滑块的机械能守恒
【解析】
【分析】
【详解】(1)[1]滑块通过光电门1时的速度为
v1 = = m/s = 1.00m/s
[2]滑块通过光电门2时的速度
v2 = = m/s = 2.50m/s
(2)[3]动能增加量
ΔEk = mv22 - mv12 = 5.25J
[4]重力势能的减少量
ΔEp = mgssin30° ≈ 5.29J
(3)[5]在实验误差允许的范围内,滑块的机械能守恒。
四、计算题(15题10分,16题10分,17题10分,17题12分)
15. 半径R=1 m 的圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=1 m,如图所示,有一质量m=1.0 kg的小滑块自圆弧轨道最高点A由静止开始下滑,经过水平轨道末端B时速度为4 m/s,滑块最终落在地面上(g取10 m/s2),试求:
(1)不计空气阻力,滑块落在地面时速度的大小;
(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功。
【答案】(1)6m/s;(2)2J
【解析】
【分析】
【详解】(1)从B点水平抛出过程,只有重力做功,据动能定理有
mgh=mv2-mvB2
代入数据解得
v=6m/s
(2)设滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功为Wf,对滑块从A到B过程据动能定理有
mgR-Wf=mvB2-0
解得克服阻力做的功为
Wf=2J
16. 如图所示,一物体质量m=2kg,在倾角θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑,A点距弹簧上端挡板位置B点的距离AB=4m。当物体到达B点后将弹簧压缩到C点,最大压缩量BC=0.2m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点的距离AD=3m。挡板及弹簧质量不计,g取10m/s2,sin37°=0.6,求:(结果均保留三位有效数字)
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的最大弹性势能Epm。
【答案】(1)0.521;(2)24.4J
【解析】
【详解】(1)物体从A点到被弹簧弹到D点的过程中,弹簧弹性势能没有发生变化,机械能的减少量全部用来克服摩擦力做功,即
mv02+mgAD·sinθ=μmgcosθ·(AB+2BC+BD)
代入数据解得
μ≈0.521
(2)物体由A到C的过程中,动能减少量
ΔEk=mv02
重力势能减少量
ΔEp=mgsinθ·AC
摩擦产生的热量
Q=μmgcosθ·AC
由能量守恒定律可得弹簧的最大弹性势能为
Epm=ΔEk+ΔEp-Q≈24.4J
17. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率顺时针运行,质量的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处以初速度向左滑上传送带,若传送带足够长,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.4,。求:
(1)物块离开传送带时的速度大小;
(2)物块和传送带摩擦产生的热量。
【答案】(1)2m/s
(2)36J
【解析】
【小问1详解】
根据题意可知,传送带足够长,则小物块先向左做匀减速直线运动,然后小物块向右做匀加速运动,当速度增加到与传送带速度相同时,以向右做匀速运动。
【小问2详解】
小物块先向左做匀减速直线运动,由牛顿第二定律可得
减速到0的时间为
物块与传送带间的相对位移为
小物块再向右做匀加速,加速度不变,小物块与传送带共速的时间为
物块与传送带间的相对位移为
则物块和传送带摩擦产生的热量
18. 如图所示,光滑斜面AB的倾角,BC为水平面,BC长度,CD为光滑的圆弧,半径。一个质量的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,到达的最高点距离D点的高度,,,g取。求:
(1)物体运动到C点时的速度大小;
(2)A点距离水平面的高度H;
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
【答案】(1)4m/s
(2)1.02m (3)0.4m
【解析】
【小问1详解】
物体由C点运动到最高点,根据动能定理得
代入数据解得
【小问2详解】
物体由A点运动到C点,根据动能定理得
代入数据解得
【小问3详解】
从物体开始下滑到停下,根据动能定理得
代入数据解得
由于
所以物体最终停止的位置到C点的距离为
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高一物理 练习
一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1. A、B两物体在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过相同的位移x.若A的质量大于B的质量,则在这一过程中( )
A. A、B获得的动能一样大
B. B获得的动能较大
C. A获得的动能较大
D. 无法比较A、B获得的动能的大小
2. 物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。通过力和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律分别如图甲、乙所示。取g=10m/s2,则下列说法错误的是( )
A. 物体的质量m=0.5kg
B. 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.40
C. 第2s内物体克服摩擦力做的功W=2J
D. 前2s内推力F做功的平均功率=3W
3. 飞行员进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,在到达竖直位置的过程中,飞行员重力的瞬时功率的变化情况是( )
A. 一直增大 B. 一直减小
C. 先增大后减小 D. 先减小后增大
4. 关于动能的理解,下列说法正确的是( )
A. 中的v必须是相对于地面的速度
B. 动能的大小由物体的质量和速率决定,与物体的运动方向无关
C. 物体以相同的速率向东和向西运动,动能的大小相等、方向相反
D. 当物体以不变的速率做曲线运动时其动能不断变化
5. 如图所示,同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑,该物体与斜面间的动摩擦因数相同,在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为WA和WB,则( )
A. B. C. D. 无法确定
6. 如图所示,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则错误的是( )
A. a落地前,轻杆对b一直做正功
B. a落地时速度大小为
C. a下落过程中,其加速度大小始终大于g
D. a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
7. 质量为m的物体以初速度v0沿水平面向左开始运动,起始点A与一水平轻弹簧O端相距s,如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,物体与弹簧接触后,弹簧的最大压缩量为x,重力加速度为g,则从开始接触到弹簧被压缩至最短(弹簧始终在弹性限度内),物体克服弹簧弹力所做的功为( )
A. mv02-μmg(s+x) B. mv02-μmgx
C. μmgs D. μmg(s+x)
8. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v-t图像如图所示。已知汽车的质量为m=2×103kg,汽车受到地面的阻力为车重的,g取10m/s2,则( )
A. 汽车在前5s内的阻力为200N
B. 汽车在前5s内的牵引力为6×103N
C. 汽车的额定功率为40
D. 汽车的最大速度为20m/s
二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分)
9. 在倾角为θ的光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A、B,它们的质量分别为m1、m2,弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开C时,物块A运动的距离为d,速度为v,重力加速度大小为g,则此时( )
A. m2gsinθ=kd
B. 物块A的加速度大小为
C. 重力对物块A做功的功率为(kd-m2gsinθ)v
D. 弹簧的弹力对物块A做功的功率为(kd-m2gsinθ)v
10. 如图所示,为轿车中的手动变速杆,若保持发动机输出功率不变,将变速杆推至不同挡位,可获得不同的运行速度,从“1”~“5”挡速度增大,R是倒车挡。某型号轿车发动机的额定功率为60kW,在水平路面上行驶的最大速度可达180km/h.假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定,则该轿车( )
A. 以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“1”挡
B. 以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“5”挡
C. 以额定功率在水平路面上以最大速度匀速行驶时,其牵引力为1200N
D. 以54km/h的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的输出功率为60kW
11. 如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一固定的竖直墙壁(不与槽粘连)。现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( )
A. 小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功
B. 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球的机械能守恒
C. 小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与半圆形槽组成的系统机械能守恒
D. 小球从下落到从右侧离开半圆形槽的过程中,机械能守恒
12. 如图所示为一滑草场.某条滑道由上下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为.质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,,).则
A. 动摩擦因数
B. 载人滑草车最大速度为
C. 载人滑草车克服摩擦力做功为mgh
D. 载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为
三、实验题(每空2分,共18分)
13. 如图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图,现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤,回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有___(填入正确选项前的字母);
A.米尺 B.秒表 C.低压直流电源 D.低压交流电源
(2)实验中产生误差的原因有____(写出两个原因即可);
(3)实验中由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上,使纸带通过时受到较大阻力,这样将造成___。
A.不清楚 B.mgh>mv2 C.mgh<mv2 D.mgh=mv2
14. 现利用如图所示装置“验证机械能守恒定律”。图中AB是固定的光滑斜面,斜面的倾角为30°,1和2是固定在斜面上适当位置的两个光电门,与它们连接的数字计时器都没有画出。让滑块从斜面的顶端滑下,光电门1、2各自连接的数字计时器显示的挡光时间分别为5.00 × 10 - 2s、2.00 × 10 - 2s。已知滑块质量为2.00kg,滑块沿斜面方向的长度为5.00cm,光电门1和2之间的距离为0.54m,g取9.80m/s2,取滑块经过光电门时的速度为其平均速度。(结果均保留三位有效数字)
(1)滑块通过光电门1时的速度v1= ________m/s,通过光电门2时的速度v2= ________m/s。
(2)滑块通过光电门1、2之间的动能增加量为______J,重力势能的减少量为________J。
(3)实验可以得出的结论:________。
四、计算题(15题10分,16题10分,17题10分,17题12分)
15. 半径R=1 m 的圆弧轨道下端与一光滑水平轨道连接,水平轨道离地面高度h=1 m,如图所示,有一质量m=1.0 kg的小滑块自圆弧轨道最高点A由静止开始下滑,经过水平轨道末端B时速度为4 m/s,滑块最终落在地面上(g取10 m/s2),试求:
(1)不计空气阻力,滑块落在地面时速度的大小;
(2)滑块在轨道上滑行时克服摩擦力做的功。
16. 如图所示,一物体质量m=2kg,在倾角θ=37°的斜面上的A点以初速度v0=3m/s下滑,A点距弹簧上端挡板位置B点的距离AB=4m。当物体到达B点后将弹簧压缩到C点,最大压缩量BC=0.2m,然后物体又被弹簧弹上去,弹到的最高位置为D点,D点距A点的距离AD=3m。挡板及弹簧质量不计,g取10m/s2,sin37°=0.6,求:(结果均保留三位有效数字)
(1)物体与斜面间的动摩擦因数μ;
(2)弹簧的最大弹性势能Epm。
17. 如图所示,绷紧的水平传送带始终以恒定速率顺时针运行,质量的小物块从与传送带等高的光滑水平地面上的A处以初速度向左滑上传送带,若传送带足够长,已知物块与传送带间的动摩擦因数为0.4,。求:
(1)物块离开传送带时的速度大小;
(2)物块和传送带摩擦产生的热量。
18. 如图所示,光滑斜面AB的倾角,BC为水平面,BC长度,CD为光滑的圆弧,半径。一个质量的物体,从斜面上A点由静止开始下滑,物体与水平面BC间的动摩擦因数,轨道在B、C两点平滑连接。当物体到达D点时,继续竖直向上运动,到达的最高点距离D点的高度,,,g取。求:
(1)物体运动到C点时的速度大小;
(2)A点距离水平面的高度H;
(3)物体最终停止的位置到C点的距离s。
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