题目列表(包括答案和解析)
一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触,当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示。让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使网球沿水平方向射出桌面,小球在空气中飞行后落到水平地面上,水平距离为s。
(1)请你推导出弹簧弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式: 。
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表的所示:根据以上实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系式为 ,并说明理由: 。
弹簧的压缩量x(cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行的水平距离s(m) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面上,水平距离为s.
(1)请你推导出弹簧弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:__________.
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
弹簧的压缩量x(cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行的水平距离s(m) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
根据以上实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系,并说明理由: __________________________ __________________ _______________
_________________________________ _______________________________ ___
一位同学要研究轻质弹簧的弹性势能与弹簧长度改变量的关系,他的实验如下:在离地面高度为h的光滑水平桌面上,沿着与桌子边缘垂直的方向放置一轻质弹簧,其左端固定,右端与质量为m的一小钢球接触.当弹簧处于自然长度时,小钢球恰好在桌子边缘,如图所示.让小钢球向左压缩弹簧一段距离后由静止释放,使钢球沿水平方向射出桌面,小球在空中飞行后落到水平地面上,水平距离为s.
(1)请你推导出弹簧弹性势能Ep与小钢球质量m、桌面离地面高度h、水平距离s等物理量的关系式:__________.
(2)弹簧的压缩量x与对应的钢球在空中飞行的水平距离s的实验数据如下表所示:
弹簧的压缩量x(cm) | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
钢球飞行的水平距离s(m) | 1.01 | 1.50 | 2.01 | 2.48 | 3.01 | 3.50 |
根据以上实验数据,请你猜测弹簧的弹性势能Ep与弹簧的压缩量x之间的关系:
_________________________________ _______________________________
弹簧的压缩量x(cm) | 1 .00 | 1 .50 | 2 .00 | 2 .50 | 3 .00 | 3 .50 |
钢球飞行的水平距离s(m) | 1 .01 | 1 .50 | 2.01 | 2 .48 | 3 .01 | 3 .50 |
1.答案:CD如果物体受到的合外力为零,机械能不一定守恒,如在光滑水平面上物体做匀
速直线运动,其机械能守恒。在粗糙水平面上做匀速直线运动,其机械能就不守恒.所以
A错误;合外力做功为零,机械能不一定守恒.如在粗糙水平面上用绳拉着物体做匀速直
线运动,合外力做功为零,但其机械能就不守恒。所以B错误;物体沿光滑曲面自由下
滑过程中,只有重力做功,所以机械能守恒.所以C正确;做匀加速运动的物体,其机械
能可能守恒,如自由落体运动,所以D正确.但有时也不守恒,如在粗糙水平面上拉着一
个物体加速运动,此时就不守恒.
2.答案:AC 物体从A点到A/的过程中,只有重力G和支持力N做功,由动能定理
,在此过程中支持力做功为,从A/回到O点的过程中支
持力的方向与路径始终垂直,所以支持力不做功,A正确.重力做的总功为零,支持力做
的总功,由动能定理得得,B不正确.木板对
物体的作用力为支持力N和摩擦力F,由得即木板对物体做
的功为零,C正确,D错误.
3.答案:AC 根据动能定理知A正确,B错误.第1s内,,1s末到3s末,
,第4s内,,所以F1+F3=
4.答案:ACD 物体下落的加速度为,说明物体下落过程中受到的阻力大小为,
由动能定理,;其中阻力做功为,即机械能减少量;又
重力做功总与重力势能变化相对应,故ACD正确.
5.答案:A 若使拉力F做功最少,可使拉力F恰匀速拉木块,容易分析得出(此
时绳子上的拉力等于),而位移为,所以.
6.答案:D 本题可采用排除法.F1、F2大于弹力过程,向右加速运动,向左加速运
动,F1、F2均做正功,故系统动能和弹性势能增加,A错误;当F1、F2小于弹力,弹簧
仍伸长,F1、F 2还是做正功,但动能不再增加而是减小,弹性势能在增加,B错;当、
速度减为零,、反向运动,这时F1、F2又做负功,C错误.故只有D正确.
7.答案:C 本题容易错选,错选的原因就是没有根据功的定义去计算摩擦力的功,而直
接凭主观臆断去猜测答案,因此可设斜坡与水平面的夹角,然后根据摩擦力在斜坡上和
水平面上的功相加即可得到正确答案为C.
8.答案:D 因重物在竖直方向上仅受两个力作用:重力mg、拉力F,这两个力的相互关
系决定了物体在竖直方向上的运动状态.设匀加速提升重物时拉力为F1,加速度为a,由
牛顿第二定律,所以有,则拉力F1做功为
匀速提升重物时,设拉力为F2,由平衡条件得F2=mg,
匀速直线运动的位移,力F2所做的功比较上述两种情况
下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式,可以发现,一切取决于加速度a与重力加速度
的关系.若a>g时,,则W1>W2;若a=g时,,则W1=W2;若a<g
时,,则W1<W2.因此A、B、C的结论均可能出现,故答案应选D.
9.答案:BD 当A、B一起做匀加速直线运动时,弹簧一定处于伸长状态,因此当撤去外
力F到系统停止运动的过程中,系统克服阻力做功应包含系统的弹性势能,因此可以得
知BD正确.
10.答案:BD 选取物体开始运动的起点为重力零势能点,物体下降位移s,则由动能定理得,,则物体的机械能为,在E―s图象中,图象斜率的大小反映拉力的大小,0~s1过程中,斜率变大,所以拉力一定变大,A错;s1~s2过程的图象为直线,拉力F不变,物体可能在做匀加速或匀减速直线运动,B对C错;如果全过程都有,则D项就有可能.
11.答案:(1) (3分) (2)与x的关系:与x2成正比 (3分) 猜测的理由:由表中数据可知,在误差范围内,x∝s,从可猜测与x2成正比(2分)
解析:由,,所以,根据机械能守恒定律:弹簧的弹性势能与小钢球离开桌面的动能相等,因此.
12.答案:(1)OC (2分) (2)
解析:(1)从有效数字的位数上不难选出OC不符合有效数字读数要求;(2)重力势能的减少量为
13.解析:(1)汽车上坡时沿斜面做匀速运动,则,(2分)
(2分) 解得(1分)
(2)汽车下坡时,同理有,(2分) (2分)
解得(1分)
上述计算结果告诉我们,汽车在输出功率一定的条件下,当F1>F2时,v1<v2,即汽车沿斜坡上行时,车速v1小,换取汽车较大的牵引力F1;当汽车沿斜坡下行时,车的牵引力F2较小,则车速v2较大. (3分)
14.解析:(1)在A球未落地前,A、B、C组成的系统机械能守恒,设A球刚要落地时系统的速度大小为v1,则 ,(2分)
又,(2分) 代入数据并解得,(1分)
(2)在A球落地后,B球未落地前,B、C组成的系统机械能守恒,设B球刚要落地时系统的速度大小为v2,则,(2分)
又(2分) 代入数据并解得,(1分)
在B球落地后,C球未落地前,C球在下落过程中机械能守恒,设C球刚要落地时系统的速度大小为v3,则 ,(2分) 又,代入数据得,.(2分)
15.解析:(1)B刚要离开地面时,A的速度恰好为零,即以后B不会离开地面.
当B刚要离开地面时,地面对B的支持力为零,设绳上拉力为F.
B受力平衡,F=m
m1gsinθ-F=m
由最初A自由静止在斜面上时,地面对B支持力不为零,推得m1gsinθ<m
即sinθ< 故A的加速度大小为(sinθ-)g,方向沿斜面向上(2分)
(2)由题意,物块A将以P为平衡位置振动,当物块回到位置P时有最大速度,
设为vm.从A由静止释放,到A刚好到达P点过程,由系统能量守恒得,
m1gx0sinθ=Ep+④(2分)
当A自由静止在P点时,A受力平衡,m1gsinθ=kx0 ⑤(2分)
联立④⑤式解得,.(2分)
16.解析:原来进入传送带:由,解得v1=
离开B:由,解得t2=1s,m/s(4分)
因为,所以物体先减速后匀速,由m/s,解得m(4分)
第一次传送带做的功:(2分)
第二次传送带做的功:(2分)
两次做功之比(2分)
17.解析:(1)设B、C一起下降h1时,A、B、C的共同速度为v,B被挡住后,C再下落h后,A、C两者均静止,分别对A、B、C一起运动h1和A、C一起再下降h应用动能定理得,
①(2分)
②(2分)
联立①②并代入已知数据解得,h=
显然h>h2,因此B被挡后C能落至地面. (2分)
(2)设C落至地面时,对A、C应用能定理得,
③(2分)
对A应用动能定理得,④(2分)
联立③④并代入数据解得, s=
所以A滑行的距离为=(0.3+0.3+0.165)=
18.解析:设A、B相对静止一起向右匀速运动时的速度为v.撤去外力后至停止的过程中,A受到的滑动摩擦力为(2分) 其加速度大小(2分)
此时B的加速度大小为(2分)
由于,所以(4分)
即木板B先停止后,A在木板上继续做匀减速运动,且其加速度大小不变.
对A应用动能定理得(2分)
对B应用动能定理得(2分)
消去v解得,.(3分)
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com