机械能一、选择题在每题给出的四个选项中，有的只有一项为哪一项正确的，有的有多个选项正确，全选对的得5分，选对但不全的得3分，选错的得0分。1.如以下图，轻杆在其中点O折成900后保持形状不变。O点安有光滑的固定转动轴，两端分别固定质量为m1.m 2的小球A.B（m1＞m2），OA处于水平位置。无初速释放后，该装置第一次顺时针摆动900过程中，以下说法正确的选项是：A.小球1与2的总机械能守恒B.A球机械能的减少大于B球机械能的增加C.A球机械能的减少小于B球机械能的增加D.A球机械能的减少等于B球机械能的增加2.一初速度为v0的子弹水平射入静止在光滑水平面的木块中，并与之一起运动，那么在子弹射入木块的过程中A.木块对子弹的阻力大于子弹对木块的推力B.子弹抑制阻力做的功大于推力对木块做的功C.子弹损失的动能与木块获得的动能相等D.子弹的动量减少大于木块获得的动量3.如以下图，密度为ρ（ρ＜ρ水）的木棒，从某一高处自由下落，然后进入水中。不计水和空气阻力。那么对木棒进入水的过程，以下分析正确的选项是：A.棒一入水就作减速运动B.棒的动能先增大后又减小C.棒的机械能守恒D.棒所受合力为零时，返回向上运动4.图为健身用的“跑步机”．质量为m的运发动踩在与水平面成α角的静止皮带上，运发动用力向后蹬皮带．皮带运动过程中受到阻力恒为Ff，使皮带以速度v匀速向后运动，那么在运动的过程中，以下说法正确的选项是A.人脚对皮带的摩擦力是皮带运动的阻力B.人对皮带不做功C.人对皮带做功的功率为mgvD.人对皮带做功的功率为Ffv5.如以下图，质量为M的长木板静止在光滑的水平地面上，在木板的右端有一质量为m的小铜块，现给铜块一个水平向左的初速度v0，铜块向左滑行并与固定在木板左端的长度为L的轻弹簧相碰，碰后返回且恰好停在长木板右端．根据以上条件可以求出的物理量是．A.轻弹簧与铜块相碰过程中所具有的最大弹性势能B.整个过程中转化为内能的机械能C.长木板速度的最大值D.铜块与长木板之间的动摩擦因数6.如以下图，质量分别为mA=2kg和mB=3kg的A、B两物块，用劲度系数为k的轻弹簧相连后竖直放在水平面上，今用大小为F=45N的力把物块A向下压而使之处于静止，突然撤去压力，那么A.物块B有可能离开水平面5/5\nB.物块B不可能离开水平面C.只要k足够小，物块B就可能离开水平面D.只要k足够大，物块B就可能离开水平面7.从地面上方同一点向东与向西分别平抛出两个等质量的小物体，抛出速度大小分别为v和2v不计空气阻力，那么两个小物体①从抛出到落地动量的增量相同．②从抛出到落地重力做的功相同．③从抛出到落地重力的平均功率相同．④落地时重力做功的瞬时功率相同．以上说法正确的选项是．A.①② B.③④ C.②③④ D.①②③④8.起重机将质量500kg的物体由静止竖直地吊起2m高，其时物体的速度大小为1m/s，如果g取10m/s2,那么A.起重机对物体做功1.0×104JB.起重机对物体做功1.025×104JC.重力对物体做功1.0×104JD.物体受到的合力对物体做功2.5×102J9.质量为m的物体，在距地面h高处以g/3的加速度由静止竖直下落到地面.以下说法中正确的选项是A.物体的重力势能减少B.物体的动能增加C.物体的机械能减少D.重力做功10.第一次用水平恒力F作用在物体A上，物体由静止开场沿光滑水平面运动，物体的位移为s时，物体的动能为，在这个过程中力F对物体做功为，第二次仍用同样大小的力F平行于斜面作用在静止于光滑斜面底端的同一物体A上，物体沿斜面向上运动，物体在斜面上的位移为s时，物体的动能为，在这个过程中力F对物体做功为W2，以下判断正确的选项是A.，B.，C.，D.，选1如以下图，一根轻弹簧竖直直立在水平地面上，下端固定，在弹簧的正上方有一个物块，物块从高处自由下落到弹簧上端O，将弹簧压缩，弹簧被压缩了x０时，物块的速度变为零.从物块与弹簧接触开场，物块的加速度的大小随下降的位移x变化的图象可能是选2由地面发射一颗人造卫星绕地球作匀速园周运动，轨道半径为r，卫星动能为Ek。如果发射的这颗卫星匀速园周运动的半径是2r，那么以下说法中不正确的选项是A.发射卫星所消耗的能量增大B.卫星在轨道上的动能增大为2EkC.卫星在轨道上的动能减小为D.卫星在轨道上的机械能增大二、实验题把答案填在题中的横线上或按题目要求答题。11．探究能力是物理学研究的重要能力之一。物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能，转动动能的大小与物体转动的角速度有关。为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系。某同学采用了下述实验方法进展探索：如图先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度ω5/5\n，然后让砂轮脱离动力，由于抑制转轴间摩擦力做功，砂轮最后停下，测出砂轮脱离动力到停顿转动的圈数n，通过分析实验数据，得出结论。经实验测得的几组ω和n如下表所示：ω/rad·s－10.51234n5.02080180320Ek/J另外已测得砂轮转轴的直径为1cm，转轴间的摩擦力为10/π（N）.（1）计算出砂轮每次脱离动力的转动动能，并填入上表中。（2）由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度ω的关系式为。（3）假设测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s，那么它转过45圈后的角速度为rad/s。12．如图6甲所示，用包有白纸的质量为1.00kg的圆柱棒替代纸带和重物，蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动，使之替代打点计时器。当烧断悬挂圆柱棒的线后，圆柱棒竖直自由下落，毛笔就在圆柱棒面上的纸上画出记号，如图6乙所示，设毛笔接触棒时不影响棒的运动。测得记号之间的距离依次为26.0mm、42.0mm、58.0mm、74.0mm、90.0mm、106.0mm，已知电动机铭牌上标有“1440r/min”字样，由此验证机械能守衡。根据以上内容。答复以下问题：（1）毛笔画相邻两条线的时间间隔T=s，图乙中的圆柱棒的端是悬挂端（填左或右）。（2）根据乙所给的数据，可知毛笔画下记号C时，圆柱棒下落的速度vc=m/s；画下记号D时，圆柱棒下落的速度vD=m/s；记号C、D之间棒的动能的变化量为J，重力势能的变化量为J（g=9.8m/s2），由此可得出的结论是。三.计算题解容许写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后的答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13.质量为M=500t的机车，以恒定功率从静止启动，机车所受阻力大小恒定为Ff=2.5×104N，它在水平轨道上由静止开动后经s=2.25×103m,速度到达最大值vm=15m/s，试求（1）机车启动过程中发动机的功率；（2）通过s=2.25×103m所用时间。14.如以下图，质量为M的长木板静止在光滑的水平地面上，在木块的右端有一质量为m的小铜块，现给铜块一个水平向左的初速度v0，铜块向左滑行并与固定在木板左端的长度为l的轻弹簧相碰，碰后返回且恰好停在长木板右端，那么轻弹簧与铜块相碰过程中具有的最大弹性势能为多少?整个过程中转化为内能的机械能为多少?15.质量为M=3kg的小车放在光滑的水平面上，物块A和B的质量为mA=mB=1kg，放在小车的光滑水平底板上，物块A和小车右侧壁用一根轻弹簧连接起来，不会别离。物块A和B并排靠在一起，现用力缓慢压B，并保持小车静止，使弹簧处于压缩状态，在此过程中外力做功135J，如以下图。撤去外力，当B和A分开后，在A到达小车底板的最左边位置之前，B已从小车左端抛出。求：(1)B与A别离时A对B做了多少功?(2)撤去外力后的整个过程中，弹簧再次恢复原长时，物块A和小车的速度。16.如图甲所示小车B静止在光滑水平面上，一个质量为m的铁块A（可视为质点），以水平速度v0=4.0m/s滑上小车B的左端，然后与右端挡板碰撞，最后恰好滑到小车的左端，已知M／m=3:1，小车长L=1m．并设5/5\nA与挡板碰撞时无机械能损失，碰撞时间忽略不计，g取10m／s2，求：(1)A、B最后的速度；(2)铁块A与小车B之间的动摩擦因数；(3)铁块A与小车B的挡板相碰前后小车B的速度，并在图乙坐标中画出A、B相对滑动过程中小车B相对地面的v—t图线．选1在原子核物理中，研究核子与核子关联的最有效途径是“双电荷交换反响”.这类反响的前半局部过程和下述力学模型类似.两个小球A和B用轻质弹簧相连，在光滑的水平直轨道上处于静止状态.在它们左边有一垂直于轨道的固定挡板P，右边有一小球C沿轨道以速度v0射向B球，如以下图.C与B发生碰撞并立即结成一个整体D.在它们继续向左运动的过程中，当弹簧长度变到最短时，长度突然被锁定，不再改变.然后，A球与挡板P发生碰撞，然后A、D都静止不动，A与P接触但不粘接，过一段时间，突然解除锁定(锁定及解除锁定均无机械能损失).已知A、B、C三球的质量均为m.求：(1)弹簧长度刚被锁定后A球的速度；(2)在A球离开挡板P之后的运动过程中，弹簧的最大弹性势能.参考答案题号12345678910选1选2答案DBBDABBDBDBCDB11．（1）Ek/J0.5281832（2）2ω2（3）212．（1）0.042左（2）1.191.5840.5240.568在误差允许的范围内，圆柱棒的机械能是守恒的。13设机车的功率为p，通过s=2.25×103m所用时间为t，那么机车自静止到达速过度程中，由动能定理得：①机车以vm=15m/s匀速驶时f=p/vm②联立①②解得：p=3.75×105W;t=300s14①将M、m和弹簧整体作为系统，满足动量守恒条件，以向左的方向为正，有mv0=(M+m)v,．因m能相对于木板停在右端，故一定存在摩擦力，对全过程由能量守恒定律②弹簧压至最短时，,由能量守恒定律：∴15(1)5/5\n代入数据解得：(2),,∴弹簧将伸长时9m/s,6m/s；将压缩时13.5m/s,1.5m/s16(1)对A、B系统，由动量守恒定律得:(2)对A、B系统，由动能定理，对全过程有:(3)设A和B碰撞前的速度分别为v10和v20对A、B系统，由动量守恒定律得mv0=mv10+Mv20由动能定理得代人数据解得,该过程小车B做匀加速运动，由动量定理得μmgt1=Mv20得:设A、B碰后A的速度为v1，B的速度为v2对A、B系统，由动量守恒定律和动能定理得mv0=mv1+Mv2碰后小车B做匀减速运动，由动量定理得-μmgt2=Mv-Mv2得根据上述计算作出小车B的速度—时间图线如以下图。选做题(1)设C球与B球碰撞结成D时,D的速度为v1,由动量守恒定律有mv0=2mv1当弹簧压至最低时,D与A有共同速度,设此速度为v2,由动量守恒定律有2mv1=3mv2两式联立求得A的速度v2=v0(2)设弹簧长度被锁定后,储存在弹簧中的弹性势能为Ep,由能量守恒有Ep=·2mv12-·3mv22撞击P后,A、D均静止.解除锁定后，当弹簧刚恢复到原长时，弹性势能全部转为D球的动能，设此时D的速度为v3，由能量守恒有·2mv32=Ep以后弹簧伸长，A球离开挡板P，当A、D速度相等时，弹簧伸长到最长，设此时A、D速度为v4,由动量守恒定律有2mv3=2mv4当弹簧最长时，弹性势能最大，设其为Ep′，由能量守恒有Ep′=·2mv32-·3mv42联立以上各式，可得Ep′=mv025/5
