第11周午练及周练

一、选择题

1．关于机械能下列说法中正确的是（ ） A．做匀速运动的物体，其机械能一定守恒 B．做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒

C．如果合外力对物体做功为零，物体的机械能可能增加 D．只要有摩擦力存在，机械能一定减少 2．测定运动员体能的一种装置如右图所示，运动员的质量为m1，绳栓在腰间沿水平方向跨过滑轮（不计滑轮摩擦与质量），悬挂重物m2。人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v向右运动，下面四种说法正确的是（ ） A．人对传送带不做功 B．人对传送带做正功

C．传送带对人做负功 D．人对传送带做功的功率为m2gv 3．如右图所示，质量为m的物体在与水平方向成θ的恒力F作用下以加速度a做匀加速度直线运动，

已知物体和地面间的动摩擦因数为μ，物体在地面上运动距离为x的过程中力F做功为

maμgxA．μmgx B．1μtanθ C．

maμgx1μtanθ D．

μmgx1μtanθ

4．如右图所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。监测到推力F、物体速度v

随时间t变化的规律如图所示。取g=10m/s2，则 A．第1s内推力做功为1J

B．第2s内物体克服摩擦力做的功W=2.0J C．第1.5s时推力F的功率为2W

D．第2s内推力F做功的平均功率P1.5W 二、计算题．

5、运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演是一种刺激性很强的运动项目。如下图所示，运动员驾驶摩托车的在AB段加速，到B点时速度为v0＝20m/s，之后以恒定功率P＝1.8kw冲上曲面BCDE，经t＝13s的时间到达E点时，关闭发动机后水平飞出。已知人和车的总质量m＝180 kg，坡顶高度h＝5m，落地点与E点的水平距离x＝16m，重力加速度g＝10m/s2。求摩托车在冲上坡顶的过程中克服阻力做的功。

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高三物理周练（第11周）

6．把动力装置分散安装在每节车厢上，使其既具有牵引动力，又可以载客，这样的客车车辆叫做动车。而动车组是几节自带动力的车辆（动车）加几节不带动力的车辆（也叫拖车）编成一组，如右图所示，假设动车组运行过程中受到的阻力与其所受重力成正比，每节动车与拖车的质量都相等，每节动车的额定功率都相等。若1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为120km/h，则9节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为： A．120km/h B．240km/h C．360km/h D．480km/h

7．质量为l.0kg的物体以某初速度在水平面上滑行，由于摩擦阻力的作用，其动能随位移变化的情况

如下图所示，则下列判断正确的是（g取10m/s2） A．物体与水平面间的动摩擦因数为0.20 B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.25 C．物体滑行的总时间为5.0s D．物体滑行的总时间为4.0s

8．在2011年5月15日进行的国际田联钻石联赛上海站中，首次尝试七步上栏的刘翔以13秒07创项目赛季最好成绩夺冠。他采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，右脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心。如下图所示，假设刘翔的质量为m，在起跑时前进的距离s内，重心升高量为h，

获得的速度为v，克服阻力做功为W阻，则在此过程中

12A．刘翔的机械能增加了C．刘翔自身做功为W人212mv B．刘翔的重力做功为W重mgh

12mv2mv2mgh D．刘翔自身做功为W人mghW阻

9．如右图所示，2011年5月27日在国际泳联大奖赛罗斯托克站中，中国选手彭健烽在男子3米板预赛中以431.60分的总成绩排名第一，晋级半决赛。若彭健烽的质量为m，他入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，在水中下降高度h的过程中，他的 （g为当地重力加速度）（ ）

A．重力势能减少了mgh B．动能减少了Fh C．机械能减少了（F+mg）h D．机械能减少了Fh

10．如右图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h。让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑过程中 （ ） A．圆环机械能守恒

B．橡皮绳的弹性势能一直增大 C．橡皮绳的弹性势能增加了mgh

D．橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大

11．如右图所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为R，圆环上套有质量分别为m和2m的小球A、B（均可看作质点），且小球A、B用一长为2R的轻质细杆相连，在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中（已知重力加速度为

2

g），下列说法正确的是：

A．B球减少的机械能等于A球增加的机械能 B．B球减少的重力势能等于A球增加的重力势能 C．B球的最大速度为

4gR38 D．B球克服细杆所做的功为3mgR

12．某探究学习小组的同学欲以右图装置中的滑块为对象验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙、垫块。当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态。若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：

（1）你认为还需要的实验器材有 打点计时器 滑块 滑轮 细线 纸带 、 。(两个)

（2）实验时为了保证滑块（质量为M）受到的 合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和 长木板 水平实验台 沙桶的总质量m应满足的实验条件是 ，

小沙桶 实验时首先要做的步骤是 。

（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M。往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m。让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）。则对滑块，本实验最终要验证的数学表达式为 （用题中的字母表示）。

（4）要探究滑块与沙及沙桶组成的系统机械能是否守恒，如果实验时所用滑块质量为M，沙及沙桶总质量为m，让沙桶带动滑块在水平气垫导轨上加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1< v2）。则最终需验证的数学表达式为 （用题中的字母表示）。 13．在利用重锤下落验证机械能守恒定律的实验中： （1）下面叙述正确的是

A、应该用天平称出物体的质量。B、应该选用点迹清晰，第一、二两点间的距离接近2mm的纸带。 C、操作时应先放纸带再通电。 D、电磁打点计时器应接在电压为220V的直流电源上。

（2）有下列器材可供选用：铁架台，电磁打点计时器，复写纸盘，纸带，秒表，低压直流电源，导线，电键，天平。其中不必要的器材有 ；缺少的器材是 。

（3）实验中用打点计时器打出的纸带如下图所示，其中，A为打下的第1个点，C、D、E、F为距A较远的连续选取的四个点（其他点子未标出）．用刻度尺量出C、D、E、F到A的距离分别为s1=20.06cm，s2=24.20cm，s3=28.66cm，s4=33.60cm重锤的质量为m=1.00kg；电源的频率为f=50Hz；实验地点的重力加速度为

2

g=9.80m/s．为了验证打下A点到打下D点过程中重锤的机械能守恒．则应计算出：打下D点时重锤的速度v=____m/s，重锤 重力势能的减少量ΔEp=____J，重锤动能的增加量ΔEk=____J。

14．液化石油燃气汽车简称LPG汽车，该燃气汽车的CO排放量比汽油车减少90%以上，碳氢化合物排放减少70%以上，氮氧化合物排放减少35%以上，是目前较为实用的低排放汽车。如下图所示为一辆燃气车，为检验刹车功能，进行了如下实验：在路旁可以竖起一标志杆，车以v0=72km/h的速度匀

3

速行驶，当车头距标志杆s=20m时，实验室工作人员向司机下达停车的指令，司机经时间t0=0.8s（即反应时间）后开始刹车，若车在标志杆前停止运动则符合安全要求，已知车与驾驶员总质量为M=1000kg，g=10m/s2。求：

（1）刹车过程中的制动力至少多大？

（2）现把该车改装为双动力系统，在平路行驶时，只采用燃气动力驱动，发动机的额定功率为15kw，能获得的最大速度为v1=15m/s。当车驶上路面情况相同倾角为37°足够长的斜坡时，采用电力与燃气双动力系统发动机的总功率为34kw，保持该功率不变，经过20s达到最大速度，求t=45s时车沿斜面运动的路程。 （sin37°=0.6，cos37°=0.8） 15．（10分）如下图所示，水平轨道AB与位于竖直面内半径为R=0.90 m的半圆形光滑轨道BCD相连，半圆形轨道的BD连线与AB垂直。质量为m=1.0kg可看作质点的小滑块在恒定外力F=17.5N作用下从水平轨道上的A点由静止开始向右运动，物体与水平地面间的动摩擦因数μ=0.5。到达水平轨道的末端B点时撤去外力，已知AB间的距离为x=1.8m，滑块进入圆形轨道后从D点抛出，求滑块经过圆形轨道的B点和D点时对轨道的压力是多大？（g取10m/s2） 16．（10分）如下图所示，在水平长直的轨道上，有一长度为L的平板车在外力控制下始终保持速度v0做匀速直线运动。某时刻将一质量为m，可视为质点的小滑块轻放到车面最右端，滑块刚好距B端1L处的C点相对小车静止，设定平板车上表面各处粗糙程度相同。求滑块和平板车摩擦产生的内

3能。

17．（8分）如下图所示，设AB段是距水平传送带装置高为H=1.5m的粗糙斜面，水平段BC使用水平传送带装置，BC长L=5m，与货物间的摩擦因数为μ=0.4，皮带轮的半径为R=0.2m，转动的角速度为ω=15rad/s。设质量为m=1kg的小物块由静止开始从A点下滑，经过B点的拐角处无机械能损失，从B点运动到C点所用时间是1.5s，且知货物从B点开始做匀减速运动，到达C点前已相对传送带静止，试求货物在斜面上运动时克服摩擦力所做的功。（g取10m/s2）

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11周午练答案与解析

1．【命题立意】本题以运动、力、做功等情景来考查机械能守恒及其变化。 【思路点拨】（1）机械能是否守恒应从守恒的条件去分析判断。（2）否定判断可用举例法。

【答案】BC【解析】物体在竖直方向向上做匀速运动时，其机械能是增加的，选项A错误、选项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，选项B正确；摩擦力可以做正功、可以做负功、也可以不做功，选项D错误。 2．【命题立意】本题考查功的基本概念与功率。

【思路点拨】功的正负取决于力与位移（速度）的夹角，功率P=Fv求解。

【答案】BD【解析】传送带在人的摩擦力的作用下向右运动，摩擦力与速度方向相同，所以人以传送带做正功，选项A错误、B正确；由于人处于静止状态，在传送带给人的摩擦力的方向无位移，故传送带对人不做功，C选项错误；人处于静止状态故有：f=m2g，由牛顿第三运动定律可得：f'=f=m2g，故人对传送带做功的功率为：P=f'v=m2gv，D选项正确。 3．【命题立意】本题以匀加速运动的情景，考查力所做的功。 【思路点拨】（1）应用牛顿第二定律求得力F；（2）根据功的定义式求力F所做的功。

【答案】B【解析】以物体为研究对象，竖直方向有FsinθmgFN，水平方向有FcosθμFNma，联立解得Fmaμgcosθμsinθ，在此过程中F做功WFxcosθmaμgx1μtanθ，故正确选项为B。

4．【命题立意】本题以图象为切入点考查功与功率。 【思路点拨】（1）由v－t图象寻找位移与速度；（2）结合功与功率的表达式求解。

【答案】B【解析】第1s内物体保持静止状态，在推力方向没有位移产生故做功为0，A选项错误；由图象可知第3s内物体做匀速运动，F=2N，故F=f=2N，由v－t图象知第2s内物体的位移x=1×1×2m=1m，第2s内物体克服摩擦力做的功Wf=fx=2.0J，故B选项正确；第1.5s时物体的速度为

21m/s，故推力的功率为3W，C选项错误；第2s内推力F=3N，推力F做功WF=Fx=3.0J，故第2s内推力F做功的平均功率P=WF/t=3W，故D选项错误。 5．【命题立意】本题以运动员驾驶摩托车做腾跃特技表演为情景，综合考查动能定理和平抛运动规律的应用。 【思路点拨】（1）摩托车从B到E为复杂的曲线运动，应用动能定理；（2）摩托车离开E点后做平抛运动。

【解析】对摩托车的平抛运动过程，有h摩托车在斜坡上运动时，由动能定理得Pt

12gt2 xvt

12mv2Wfmgh12mv02 联立解得Wf27360J

11周周练答案与解析

6、【命题立意】本题以动车组为情景考查机车的功率问题。 【思路点拨】（1）动车与拖车的质量都相等，且受到的阻力与其所受重力成正比；（2）速度最大时，牵引力等于阻力；（3）应用功率公式PFv求解。

【答案】C【解析】由P4kmv和9P12kmv，解得v3v360km/h，故正确选项为C。 7．【命题立意】本题以图象为情景，综合考查动能、动能定理、牛顿运动定律及运动学公式等。 【思路点拨】（1）由图象获得动能、动能变化及位移相关信息；（2）由动能定理求得动摩擦因数；（3）

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由动能定义式、牛顿第二定律及运动学公式求得时间。 【答案】AC【解析】由动能定理μmgx0Ek0，解得μ=0.20，选项A正确、选项B错误；由Ek012mv02，

μmg=ma，0=v0-at，联立解得t=5.0s，选项C正确、选项D错误。 8．【命题立意】本题以最新的刘翔跨栏夺冠为情景，考查机械能及动能定理等。 【思路点拨】（1）刘翔的动能和重力势能均增加；（2）本题重力做负功；（3）由动能定理求出刘翔所做的功。

【答案】D【解析】刘翔的机械能增加量为2mv项B错误；由动能定理W人12mgh，选项A错误；刘翔的重力做功为W12mv2重mgh，选

mghW阻12mv20，得W人mghW阻，选项C错误、选项D正确。

9．【命题立意】本题以彭健烽跳水为情景，综合考查动能定理、重力做功与重力势能改变及功能关系等。

【思路点拨】（1）重力做正功，重力势能减少，减少的重力势能等于重力所做的功；（2）动能变化从动能定理的角度去考虑；（3）机械能的变化对应力F所做的功。

【答案】AD【解析】重力mg做正功，力F做负功。由重力做功与重力势能改变的关系知选项A正确；由动能定理知动能改变对应外力所做的总功，选项B错误；由功能关系，机械能的改变量在数值上等于力F做的功，选项C错误、选项D正确。 10．【命题立意】本题通过斜面及橡皮绳情景，考查动能、弹性势能、系统机械能守恒等。 【思路点拨】（1）圆环与橡皮绳构成的系统机械能守恒，圆环机械能不守恒。（2）橡皮绳只有在伸长状态下才有弹性势能。（3）橡皮绳再次到达原长时，合外力仍沿杆向下。

【答案】C【解析】圆环与橡皮绳构成的系统机械能守恒，圆环的机械能先不变后减小，橡皮绳的弹性势能先不变后增加，选项AB错误、选项C正确；橡皮绳再次到达原长时，合外力仍沿杆向下，圆环仍加速向下运动，选项D错误。 11．【命题立意】本题以竖直平面内的圆周运动为情景，考查动能定理和机械能守恒定律的应用。 【思路点拨】（1）小球A、B组成的系统机械能守恒，但每一个小球机械能均不守恒；（2）对两小球应用机械能守恒定律，对B球应用动能定理。

【答案】ACD【解析】小球A、B组成的系统机械能守恒，选项A正确；由于A、B两小球质量不同，选项B错误；当B球到达最低点时，两小球速度最大，由系统机械能守恒4mgR大速度为vW83mgR2mgR123mv2，得最，解得

4gR3，选项C正确；以B球为研究对象，由动能定理得：W4mgR122mv20，选项D正确。

12【答案】（10分）（1）天平， 刻度尺；（每空1分）（2） m<2213【答案】(1)B (2)秒表、低压直流电源、天平；低压交流电源、重锤、刻度尺。

(3)

2。15 ， 2.37 ， 2.31

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14．【命题立意】本题以环保汽车“燃气车”为情景，综合考查瞬时功率的计算和机车起动模型。

【思路点拨】（1）瞬时功率的计算P=Fv；（2）机车恒功率起动用动能定理分析；（3）当牵引力等于阻力（F=f）时，机车速度最大，即：vmPf。

【解析】（1）在反应时间内驾驶员匀速运动的距离为：s0=v0t0=16m （1分） 若车在标志杆前停止运动，由运动学公式可得：

v022a≤s-s0（1分）

可求得：a≥50m/s2 （1分）

由牛顿第二运动定律可得：F制=ma≥5×104N （1分） （2）在平路行驶时获得的最大速度时，汽车匀速运动由：μMgP燃v1 （1分）

当汽车保持总功率不变，在斜坡上运动，达到最大速度时由：(μMgcosθ+Mgsinθ)v2=P总（1分） 可求得：v2=5m/s（1分） 由动能定理可得：P总tμMgscosθMgssinθ12Mv22 （2分）解得：s=370.2m （1分）

15．【命题立意】本题以水平面上的匀加速度运动和竖直平面的圆周运动模型，综合考查动能定理及牛顿运动定律的应用。 【思路点拨】（1）水平面的匀加速度运动应用动能定理比较简洁；（2）竖直平面内的圆周运动应用动能定理和牛顿运动定律。 【解析】由动能定理，得Fμmgx12mvB20 （2分） 在B点有FNmgmvBR2 （2分）

联系解得 FN=60N 由牛顿第三定律知，滑块在B点对轨道的压力大小为60N （1分） 滑块由B点到D点过程由动能定理，得2mgR在D点有FN2mgmvDR212mvD212mvB2 （2分）

（2分） 联立解得 FN2=0

由牛顿第三定律知滑块在D点对轨道的压力大小为0 （1分） 16、【命题立意】本题为多研究对象，主要考查相对运动及摩擦生热。 【思路点拨】（1）对于多研究对象，每一研究对象的运动规律分别分析；（2）对于发生相对运动的两物体，要注意二者之间位移关系、速度关系等；（3）一对滑动摩擦力产生的热量为QfL相对。

v02t【解析】设小滑块受平板车的滑动摩擦力大小为f，经时间t后与平板车相对静止，则1Lv0t3

v0=at（2分） f=ma（2分）

Qf13L（2分） 联立解得

Q12mv02 （2分）

17．【命题立意】本题以常见的传送带为情景，综合考查运动学公式、牛顿运动定律和动能定理等的应用。

【思路点拨】（1）货物在传送带上的运动分匀减速和匀速两个阶段；（2）货物在斜面上的运动用动能定理比较简单。

【解析】水平传送带的速度为v0=Rω=3m/s 由牛顿第二定律，得μmg=ma 又 v0=vB-at1

L1vBv02t1 （1分）L-L1=v0t2 （1分）t1+t2=t （1分） 由动能定理，得mgHWf12mvB20 （1分）

联立解得 Wf=2.5J （1分）

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