1、第四章 机械能和能源建议用时 实际用时 满分 实际得分90分钟 100分一、选择题（本题包括 9 小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有两个选项正确，全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有 选错或不选的得 0 分，共 36 分）1.关于重力势能，下列说法正确的是（ ）.物体的位置一旦确定，它的重力势能的大小也随之确定.物体与零势能面的距离越大，它的重力 势能也越大.一个物体的重 力势能从变化到,重力势能变大了.在地面以下的物体，它具有的重力势能一定小于零2.如图 1 所示，小球从高处下落到 竖直放置的轻弹簧上，在弹簧压缩到最短的整个 过程中，下列关于能量的叙述中正
2、确的是（ ）.重力势能和动能之和总保持不变.重力势能和弹性势能之和总保持不变.动能和弹性势能之和总保持不变.重力势能、弹性势能和动能之和 总 保持不变3.如图 2 所示，物体沿倾角为 30的固定斜面以(为本地的重力加速度大小)的加速度匀减速上升， 则在此过程中，物体的机械能是（ ） 来源:学。科。网 Z。X。X。K. 不变的 .减小的. 增加的 .不能判断4.一小球以初速度水平抛出，不 计空气阻力，小球在空中运动的过程中重力做功的功率随时间变化的图象是图 3 中的（ ）5.如图 4 所示，站在做匀加速直 线运动的车厢里的人向前推车壁，以下关于人对车 做功的说法中正确的是（ ）.做正功 .做负功
3、.不做功 .无法确定6.如图 5 所示，在外力作用下某 质点运动的-图象为正弦曲线.从图中可以判断（ ）.在时间内，外力做正功.在时间内，外力的功率逐渐增大 .在时刻，外力的功率最大.在时间内，外力做的总功为零7.质量为的物体始终固定在倾角为的斜面上，下列说法不正确的是（ ）.若斜面水平向右匀速运动距离，斜面 对物 体不做功.若斜面向上匀速运动距离,斜面对物体 做功.若斜面水平向左以加速度运动距离,斜面对物体做功.若斜面向下以加速度运动距离，斜面 对物体做功8.如图 6 所示，一个质量为的物体 (可视为质点）以某一速度由点冲上倾角为 30的固定斜面，做匀减速直线运动，其加速度的大小为 ，在斜面
4、上上升的最大高度为，则在这个过程中，物体( ）.机械能损失了.重力势能增加了.动能损失了.机械能损失了9.如图 7 所示，平直木板倾斜放置，板上的点距端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由到逐 渐减小.先让物块从由静止开始滑到.然后，将着地，抬高，使木板的倾角与前一过程相同，再 让物块从由静止开始滑到.上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有（ ）.物块经过点的动能，前一过程 较小.物块从顶端滑到点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程 较少.物块滑到底端的速度，前一过 程较大.物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长二、填空题（本题共 2 小题，10 题 6 分，11 题 12 分，共计 18 分，
5、请将正确的答案写在 题中的横线上）图 1 图 2图 3图 4 图 5图 6 图 710.甲、乙、丙三个物体的质量之比为，它 们在摩擦力作用下在水平面上减速滑行直到停下来，滑行的距离分别为，试求：（1）若它们与水平面间的动摩擦因数相同，初 动能也相同，则 .（2）若它们所受的摩擦力相同，初 动能也相同， 则 .（3）若它们所受的摩擦力相同，初速度也相同，则 .11.在如图 8 所示的光电计时器中，分 别是光电门的激光发射和接收装置，当有物体从 间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用图 9 所示装置验证机械能守恒定律.图中是固定的光滑斜面，斜面的倾角 为， 1 和 2 是固定在斜面上
6、适当位置的两个光电门，与它们连接的光电计时器都没有画出.让滑块从斜面的顶端滑下，光电门 1、2 各自连接的光电计时器显示的挡光时间分别为和.已知滑块质量为，滑块沿斜面方向的宽度为，光电门 1 和 2 之间的距离为，取，取滑块经过光电门的速度为 其平均速度.（1）滑块通过光电门 1时的速度 ，通过光电门 2时的速度 .（2）滑块通过光电门 1、2 之间的 动能增加量为，重力势能的减少量 为 由此可得出的结论是 .三、计算题（本题共 4 小题，12 题 8 分，13 题 10 分，14、15题每题 14 分，共 46 分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步 骤，只写出最后答案的不能得
7、分.有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位）12.质量为的火车，以额定功率自静止出 发，所受阻力恒定，经过行驶达到最大速度 .求：（1）火车的运动性质（2）火车的额定功率；（3）火车运动中所受的阻力.来源:学科网 ZXXK13.如图 10 所示，在水平桌面上的 边角有一个轻质光滑定滑轮，一条不可伸长的轻绳绕过 分别与物块相连，的质量分别为，开始时系统处于静止状态， 现在用水平恒力拉物块，使物块上升，已知上升距离为时，的速度为，求此过程中物块克服摩擦力所做的功.（重力加速度为)14.如图 11 甲所示，一条轻质弹 簧左端固定在竖直墙面上，右端放一个可视为质点的小物 块，小物块的质量为.当
8、弹簧处于原长时，小物块静止于点，现对小物块施加一个外力，使它缓慢移动，压缩弹簧（压缩量为）至点，在这一 过程中，所用外力与压缩量的关系如图乙所示.然后释放小物块，让小物块沿桌面运动，已知点至桌 边点的距离为.水平桌面的高为,计算时，可 认为 滑动摩擦力近似等于最大静摩擦力（取).求：（1）在压缩弹簧过程中，弹簧的最大 弹性势能；（2）小物块到达桌边点时，速度的大小； （3）小物块落地点与桌边的水平距离.图 8 图 9图 1015.如图 12 所示，质量为的物体 经一轻质弹簧与下方地面上的质量为的物体相连，弹簧的劲度系数为，都处于静止状态.一条不可伸 长的轻绳绕过轻滑轮，一端连物体，另一端连一轻
9、挂钩.开始时各段绳都处于伸直状态，上方的一段 绳沿竖直方向.现在挂钩上挂一质量为的物体并从静止状态释放，已知它恰好能使离开地面但不继续上升.若将换成另一个质量为的物体，仍从上述初始位置由静止状态释放，则这次刚离地 时的速度大小是多少？已知重力加速度为. 图 12甲 乙图 11第四章 机械能和能源得分： 一、 选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9答案二、填空题10.（1） （2） （3） 11.（1） （2） 二、计算题12.来源:Z|xx|k.Com13.14.15.第四章 机械能和能源 参考答案一、选择题1. 解析：选不同的位置为零 势能面，物体在同一位置的重力势能不同，错；若物体
10、在零势能面以下，距离越大，重力势能越小，错；重力势能为标量，大于，对；选取零势能面时，不一定选取地面，所以错.2. 解析：小球下落过程中受到的重力做正功，弹力做负功，重力势能、 弹性势能及动能都要发生变化，任意两种能量之和都不会保持不变，但三种能量相互转化，总和不变，对.3. 解析：由题意知，说明物体受重力、斜面的支持力，支持力不做功，只有重力做功，所以机械能守恒， 对.4. 解析：设经过时间速度大小为，其方向与竖直方向（或重力方向）成角，由功率公式知，此时重力的功率对.5. 解析：以人为研究对象，人受到车的摩擦力和车厢前壁的 弹力而加速，做正功.由牛顿第三定律可知，人对车厢的摩擦力和 弹力的
11、合力向左，做 负功. 来源:学科网 ZXXK6. 解析：在 时间内，速度增大，由动能定理得，选项正确；由可知，在及 时刻，外力功率为零，图象中的图线的斜率代表加速度，在 时刻， 则，外力功率为 0，选项均错；在时间内，动能改变量为零，由动能定理得，选项正确.7. 解析：物体受到平衡力作用而处于匀速直线运动状态，与重力相平衡的力是斜面给它的作用力，方向竖直向上.斜面沿水平方向匀速运 动时， 力与位移垂直，斜面对物体不做功.斜面向上匀速运动时，力与位移同向，.斜面水平向左加速运动时，物体所受的合力为，恰等于斜面对它的作用力在位移方向的分量，.斜面向下加速时， 对物体有 .8. 解析：重力做了的负功
12、，重力势能增加， 错.由于物体沿斜面以加速度做减速运 动，由牛 顿第二定律可知：. 摩擦力做功为：， 机械能损失，故 项正确， 错.由动能定理得,即动能损失了，故错.9. 解析：设物块从到的平均加速度为，从到的平均加速度 为，由题意可知，又由于，由运动学公式可判断物块从到的速度较小，即动能较小， 选项正确；由于摩擦生 热，其中前一过程的较大，但较小，所以无法判断的大小，选项错误；对于选项，由于两个过程中重力做功和摩擦力做功情况相同，由 动能定理可以判断物块滑到底端的速度相同， 选项错误；物块两种情况下的-图象如图13 所示，前一过程对应图线 ，加速度越来越大，后一过程对应图线，加速度越来越小，
13、由于两种情况下的末速度大小相同，位移相等，由图可以直接得到前一过程对应时间较长，选项正确.二、填空题10. (1)632 (2)111 (3)123 解析：（1）根据可知 来源:学*科*网由于物体在运动过程中克服摩擦力做功，所以由 动能定理，可得，分别对一个物体列式得， ， 由两式可得.（2）若它们所受的摩擦力相同，初 动能也相同，根据：，易得（3）若初速度相同， 则根据，可得，由（ 1）分析易得.11.（1）1.00 2.50 （2）5.25 5.29 在误差允许的范围内，该过程机械能守恒解析：由题意知，取滑块经过光 电门时的速度为其平均速度，所以滑块通过光电门 1时的速度，通过光电门 2时
14、的速度.（2）滑块通过光电门 1 和 2 之间 的动能增加量，重力势能的减少量，可得出的结论是：在误差允许的范围内，该过程机械能守恒 .图 13三、计算题12.（1）加速 度逐渐减小的加速运动，最后匀速 （2） （3）解：火车达最大速度之前，牵引力是一个 变量，由牛 顿第二定律可知，火车做加速度逐渐减小的加速运动，直到匀速. 设火车的额定功率为，阻力为，由于牵引力的功为，据动能定理得：火车达最大速度时， 由两式得：阻力额定功率13. 解：由动能定理知，对有： 对有： 求得 14.(1)(2)(3)解：(1)由题-图中看出，小物块 与桌面间的滑动摩擦力大小为，在 压缩过程中，摩擦力做功为 由图线
15、与轴所夹面积，可 得外力做功为所以弹簧的弹性势能为 (2)从点开始到点的过程中，由于，摩擦力做功为 对小物块由动能定理可得 解得 (3)物块从点开始做平抛运动 下落时间 水平距离15. 解：刚离开地面时弹簧拉力等于的重力，两次 刚要离地时弹簧弹性势能的增量相同.开始时，静止，设弹簧压缩量为，有 挂并释放后，向下运动，向上运动，设刚要离地时弹簧伸长量为，有 不再上升，表示此时和的速度 为零，已降到其最低点 .由机械能守恒，与 初始状态相比， 弹簧弹性势能的增量为 换成后，当刚离地时弹簧弹性 势能的增量与前一次相同，由能量关系得由式联立得 由式联 立得 本资料由书利华教育网()为您整理，全国最大的免费教学资源网。
