新课标2021年高一物理暑假作业2《机械能守恒定律一》.docx

【KS5U原创】新课标2021年高一物理暑假作业2《机械能守恒定律一》。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、选择题（本题共6道小题，）
1.下列关于动能的说法中，正确的是（　　）
A． 物体的动能不变，则其速度也确定不变
B． 物体的速度不变，则其动能也不变
C． 物体在合外力作用下做变速运动，动能确定变化
D． 物体的动能不变，所受的合外力必定为零
2.如图所示，质量为m的小球从高为h处的斜面上的A点滚下，经过水平面BC后，再滚上另一斜面，当它到达高为的D点时，速度为零，在这个过程中，重力做功为（　　）

A.      B.      C. mgh      D. 0
3.汽车在水平大路上以额定功率做直线运动，速度为3m/s时的加速度为6m/s时的3倍，若汽车受到的阻力不变，由此可求得（　　）
　 A． .汽车的最大速度
　 B． 汽车受到的阻力
　 C． 汽车的额定功率
　 D． 速度从3m/s增大到6m/s所用的时间
4.2022年国际泳联世界跳水系列赛北京站女子3米板决赛中，吴敏霞以402.30分的成果获得冠军．现假设她的质量为m，她进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，那么在她减速下降高度为h的过程中，下列说法正确的是（g为当地的重力加速度）（　　）
　 A． 她的动能削减了Fh B． 她的重力势能削减了mgh
　 C． 她的机械能削减了（F﹣mg）h D． 她的机械能削减了Fh
5.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d．现将环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法不正确的是（重力加速度为g）（　　）

　 A． 环刚释放时轻绳中的张力等于2mg
　 B． 环到达B处时，重物上升的高度为（﹣1）d
　 C． 环在B处的速度与重物上升的速度大小之比为
　 D． 环削减的机械能等于重物增加的机械能
6.如图所示，一轻弹簧左端固定在长木板m2的左端，右端与小木块m1连接，且m1、m2及m2与地面之间接触面光滑，开头时m1和m2均静止，现同时对m1、m2施加等大反向的水平恒力F1和F2，从两物体开头运动以后的整个过程中，对m1、m2和弹簧组成的系统（整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度），错误的说法是（　　）

　 A． 由于F1、F2等大反向，故系统机械能守恒
　 B． 由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统动能不断增加
　 C． 由于F1、F2分别对m1、m2做正功，故系统机械能不断增加
　 D． 当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，m1、m2的动能最大

二、试验题（本题共2道小题）
7.如图所示，是验证机械能守恒定律的试验装置．物体A和B系在轻质细绳两端跨过光滑定滑轮，让A、B由静止释放．已知重力加速度为g．
（1）试验争辩的对象是　   　（选填“A”或“B”或“AB”）．
（2）试验中除了已知重力加速度g，还需测量的物理量是        　．
A．物体A和B的质量          B．遮光片的宽度d
C．光电门1、2间的距离h      D．遮光片通过光电门1、2的时间t1、t2
（3）若试验满足表达式　                                                      　，则可验证机械能守恒　         　．

8.如图为“验证机械能守恒定律”的试验装置示意图，现有试验器材：铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重物、天平．回答下列问题：
（1）为完成此试验，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．刻度尺    B．秒表     C．0～12V的沟通电源       C．220V的沟通电源
（2）试验中产生误差的缘由有　 　（写出两个缘由）

三、计算题（本题共3道小题）
9.质量M=6.0×103kg的客机，从静止开头沿平直的跑道滑行，当滑行距离S=7.2×102m时，达到起飞速度v=60m/s．
（1）若不计滑行中所受的阻力，则飞机受到的牵引力为多大？
（2）若滑行过程中受到的平均阻力大小为f=3.0×103N，牵引力与第1问中求得的值相等，则要达到上述起飞速度，飞机的滑行距离应为多大？
10.用额定电压U=100V，额定功率是P=1000W的直流电动机竖直提升一重物，已知电动机线圈的电阻r=1Ω，重物的质量m=30kg，重力加速度g=10m/s2，不计空气阻力．
（1）求重物匀速上升时的速度；
（2）若电动机以额定功率运行，由静止开头提升重物，经过t=5s的时间重物格外接近最大速度上升，求重物5s上升的高度H．
11.．如图所示，一质量为2kg的铅球从地面2m高处自由下落，现入沙坑2cm深处，求：
（1）小球落地时的速度；
（2）沙子对铅球的平均阻力．（g=10m/s2）

试卷答案
1.B 动能
解：A、在匀速圆周运动中，动能不变，速度时刻转变，A错误
B、速度不变，是指大小和方向都不变，所以动能不变，B正确
C、物体在合外力作用下做变速运动，如匀速圆周运动，则动能不变，故C错误；
D、物体的动能不变，说明物体所受的合外力不做功或做功的代数和为零，所以合外力不愿定为零，D错误
2.B 功的计算
解：AD间的高度差为，则重力做功为．
　　　则B正确，ACD错误，
3.解：设额定功率为P，则速度为3m/s时的牵引力，速度为6m/s时，牵引力为．
依据牛顿其次定律得，F1﹣f=3（F2﹣f），解得f=．
由于牵引力与阻力相等时，速度最大，则F=f=，知最大速度为12m/s．由于功率未知，无法求出阻力，该运动为变加速运动，无法求出运动的时间．故A正确，B、C、D错误．
故选：A．
4.解：A、运动员进水过程中合力对他做功为（mg﹣F）h，由动能定理可知，她的动能削减了（F﹣mg）h．故A错误．
B、重力对运动员做功为mgh，她的重力势能减小了mgh，故B正确．
C、运动员克服阻力做功为Fh，她的机械能削减了Fh，故C错误，D正确．
故选：BD．
5.解：A、环刚开头释放时，重物在瞬间加速度为零，则绳子的张力等于重物的重力，即T=2mg．故A正确．
B、环到达B时，绳子收缩的长度等于重物上升的高度，所以h=．故B正确．
C、对B的速度沿绳子方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳子方向上的分速度等于重物的速度，有：vcos45°=v重物，所以．故C错误．
D、环和重物组成的系统，只有重力做功，系统机械能守恒．环削减的机械能等于重物增加的机械能；故D正确．
本题选错误的；故选：C．
6.解：A、弹簧弹力以及物体之间的摩擦力属于内力，系统所受外力F1和F2的合力为零故系统动量守恒，由于开头的过程中系统中有两拉力均做正功，因此机械能不守恒，故A错误；
B、D、分别对m和M动态分析可知，开头时二者都做加速运动，随距离的增大，弹簧的弹力增大，二者的加速度都减小，当加速度a=0时速度最大，即当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时，系统的动能最大，此后弹簧的弹力大于拉力，二者都做减速运动，直到速度为0．故B错误，D正确；
C、二者的速度都减小为0后，由于弹力照旧大于拉力，二者之间的距离开头减小，弹簧的弹力做正功，拉力做负功，系统机械能开头减小．故C错误；
本题选择错误的，故选：ABC．

7.解：（1、2）通过连接在一起的A、B两物体验证机械能守恒定律，即验证系统的势能变化与动能变化是否相等，A、B连接在一起，A下降的距离确定等于B上升的距离；A、B的速度大小总是相等的．不需要测量A、B两物块的质量mA和mB，但需要知道两光电门之间的距离h，遮光片的宽度d，及遮光片通过光电门1、2的时间t1、t2．
（3）A下降h的同时，B上升h，它们的重力势能的变化：△EP=（mA﹣mB）gh；
A与B动能的变化：△Ek=（mA+mB）（（）2﹣（）2）
需要验证的是：（mA﹣mB）gh=（mA+mB）（（）2﹣（）2）
故答案为：（1）AB；  （2）ABCD； （3）（mA﹣mB）gh=（mA+mB）（（）2﹣（）2），定律．
【点评】： 此题为一验证性试验题．要求依据物理规律选择需要测定的物理量，运用试验方法推断系统重力势能的变化量是否与动能的变化量相同是解题的关键．
8.验证机械能守恒定律
解：（1）通过打点计时器计算时间，故不需要秒表，打点计时器应当与沟通电源连接，需要刻度尺测量纸带上两点间的距离．故A、C正确，B、D错误．
故选：AC．
（2）该试验产生的误差有：纸带与打点计时器之间有摩擦；米尺测量下落高度时有误差；重物下落过程中受到空气阻力等等．
故答案为：（1）AC（2）纸带与打点计时器之间有摩擦；米尺测量下落高度时有误差
9.（1）飞机受到的牵引力为1.5×104N；
（2）飞机的滑行距离应为900m．
牛顿其次定律；匀变速直线运动的速度与时间的关系；匀变速直线运动的位移与时间的关系．
版解：（1）由运动学公式：2as=v2
得：a=
依据牛顿其次定律：F=Ma=6×103×2.5N=1.5×104N．
（2）由牛顿其次定律：F﹣f=Ma，
得：a=
依据v2=2as′
得：s′=．
答：（1）飞机受到的牵引力为1.5×104N；
（2）飞机的滑行距离应为900m．
10.解：（1）依据功率公式有：P=UI
解得：I=
则电动机的输出功率为：P0=P﹣I2r=1000﹣100×1=900W；
而机械功率P0=mgv
解得：v==3m/s                         
所以匀速提升时，速度为3m/s
（2）当对重物的拉力等于重力时，速度最大，最大速度为3m/s，
由动能定理得：
解得：H=14.55m
答：（1）重物匀速上升时的速度为3m/s；
（2）重物5s上升的高度为14.55m．
11.（1）小球落地时的速度为2m/s；
（2）沙子对铅球的平均阻力为2022N．
动能定理的应用
解：（1）从铅球开头下落到落地过程中，由动能定理得：
mgH=mv2﹣0，
解得铅球落地时的速度为：
v=m/s；
（2）从铅球开头下落到铅球陷入沙坑的整个过程中，由动能定理可得：
mg（H+h）﹣Ffh=0﹣0，
代入数据解得：Ff=2022N；
答：（1）小球落地时的速度为2m/s；
（2）沙子对铅球的平均阻力为2022N．