平抛运动与运动的合成分解提高题 2模板.docx

平抛运动与运动的合成分解提高题 2模板.docx

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平抛运动与运动的合成分解提高题2模板

16.质量为m的均匀链条长为L，开始放在光滑的水平桌面上时，有1/4的长度悬在桌边缘，如图5所示，松手后，链条滑离桌面，问从开始到链条刚滑离桌面过程中重力势能变化了多少?

【模拟试题】

1、下列说法正确的是（）。

A、做功的过程是能量释放的过程，当它不继续做功时，它就不具有能量了，所以这个能量也就消失了

B、物体能做功，它就具有能，所以能就是功，功就是能

C、物体克服阻力做了5J的功，说明物体减少5J的能量

D、以上说法都不对

2、关于能量转化的说法中正确的是（）。

A、举重运动员把重物举起来，体内的一部分化学能转化为重力势能

B、电流通过电阻丝使电能转化为内能

C、内燃机做功的过程是内能转化为机械能的过程

D、做功过程是能量转化过程，某过程做了10J的功，一定有10J的能量发生转化或转移

问题3：

传送带与滑板类问题模型中的能量问题：

【例3】如图所示，水平长传送带始终以速度

匀速运动。

现将一质量为m=1kg的物体放于左端（无初速度），最终物体与传送带一起以3m/s的速度运动，在物块由速度为零增加至v=3m/s的过程中，求：

（1）由于摩擦而产生的热量；

（2）由于放了物块，带动传送带的电动机多消耗多少电能？

［解析］

（1）小物块在放到传送带上时其速度为零，将相对传送带向左滑动，受到一个向右的滑动摩擦力，使物块加速，最终与传送带达到相同速度v。

物块所受的滑动摩擦力为

，物块加速度

。

加速至v的时间

。

物块对地面位移

。

这段时间带向右传送的位移

。

则物块相对于带向后滑动的位移

。

根据能量守恒定律知

。

（2）放上物块后，传送带克服滑动摩擦力做的功为

。

答案：

（1）4.5J

（2）9J。

16．如图为一种测量运动员体能的装置，运动员质量为M，细绳拴在腰间沿水平方向跨过质量和摩擦均不计的定滑轮，绳的另一端悬挂质量为m的重物，人用力蹬传送带而人的重心不动，使传送带以速率v顺时针运动，则下列说法正确的是（）

A．人对传送带做正功

B．人对传送带不做功

C．人对传送带做功的功率为

D．人对传送带做功的功率为

1．如图所示，一轻质弹簧竖立于地面上，质量为m的小球，自弹簧正上方h高处由静止释放，则从小球接触弹簧到弹簧压缩至最短（弹簧的形变始终在弹性限度内）的过程中，下列说法正确的是（）

A．小球的机械能守恒

B．重力对小球做正功，小球的重力势能减小

C．由于弹簧的弹力对小球做负功，所以小球的动能一直减小

D．小球的加速度先减小后增大

6．如图所示，质量为m=1kg的滑块（可看成质点）被压缩的弹簧弹出后在光滑的水平桌面上滑行一段距离后，落在水平地面上．落点到桌边的水平距离x=0.4m，桌面距地面的高度h=0.8m．（g=10m/s2，空气阻力不计）求：

（1）滑块落地时速度的大小．

（2）弹簧释放的弹性势能．

5．某科技创新小组设计制作出一种全自动升降机模型，用电动机通过钢丝绳拉着升降机由静止开始匀加速上升，已知升降机的质量为m，当升降机的速度为v1时，电动机的有用功率达到最大值P，以后电动机保持该功率不变，直到升降机以最大速度v2匀速上升为止，整个过程中忽略摩擦阻力及空气阻力，重力加速度为g．有关此过程下列说法正确的是（）

A．钢丝绳的最大拉力为

B．升降机的最大速度

C．钢丝绳的拉力对升降机所做的功等于升降机克服重力所做的功

D．升降机速度由v1增大至v2的过程中，钢丝绳的拉力不断减小

10、如图所示，一根长为

，可绕

轴在竖直平面内无摩擦转动的细杆

，已知

，质量相等的两个球分别固定在杆的

端，由水平位置自由释放，求轻杆转到竖直位置时两球的速度？

4．如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a→b→c的运动过程中，以下叙述正确的是（）

A．小球和弹簧总机械能守恒B．小球的重力势能随时间均匀减少

C．小球在b点时动能最大

D．到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量

5、如图所示，桌面高度为h，质量为m的小球，从离桌面高H处自由落下，不计空气阻力，假设桌面处的重力势能为零，小球落到地面前的瞬间的机械能应为（）

A、mghB、mgHC、mg（H+h）D、mg（H-h）

1．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法正确的是（　　）

A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒

B．当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒

C．当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒

D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒

2．如图所示，水平桌面距地面高为H，一质量为m的小球处于与桌面同一高度处以速度v0竖直上抛，若以桌面为参考平面，则小球落地时的机械能为（　　）

A．mgH　　　　B.

mv

C．mgH＋

mv

D．0

3．下列物体中，机械能守恒的是（）

A．做竖直上抛运动的物体B．被匀速吊起的集装箱

C．一物体从斜面上匀速滑下D．匀速下落运动的物体

4、质量为m的物体，从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度，下列说法中正确的是（）。

A．物体的重力势能减少2mghB．物体的机械能保持不变

C．物体的动能增加2mghD．物体的机械能增加mgh

5．如图所示，一个小孩从粗糙的滑梯上加速滑下，对于其机械能的变化情况，下列判断正确的是（　　）

A．重力势能减小，动能不变，机械能减小

B．重力势能减小，动能增加，机械能减小

C．重力势能减小，动能增加，机械能增加

D．重力势能减小，动能增加，机械能不变

6、质量相同的两个摆球A和B，其摆线长度不同，当它们都从同一水平位置，而且摆线都处于水平不松驰状态由静止释放，如图4－5－21所示，并以此位置为零势能面，到达最低点时，以下说法正确的应是（　　）

A．它们的机械能相等

B．它们的动能相等

C．它们的加速度相等

D．它们对摆线拉力相等

7．如图是为了检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分，M为半径为R＝1.0m、固定于竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平，M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m＝0.01kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出，取g＝10m/s2，弹簧枪的长度不计，则发射该钢珠前，弹簧的弹性势能为（　　）

A．0.10J

B．0.15J

C．0.20J

D．0.25J

11．如下图所示，传送带与水平面之间的夹角为θ＝30°，其上A、B两点间的距离为l＝5m，传送带在电动机的带动下以v＝1m/s的速度匀速运动，现将一质量为m＝10kg的小物体（可视为质点）轻放在传送带的A点，已知小物体与传送带之间的动摩擦因数μ＝

/2，在传送带将小物体从A点传送到B点的过程中，求：

（g取10m/s2）

（1）传送带对小物体做的功；

（2）电动机做的功．

解析：

（1）物块加速上升时的加速度

a＝

＝2.5m/s2

当小物体的速度v＝1m/s时，时间为t，位移为l1，

则v＝at，l1＝

at2

解得t＝0.4s，l1＝0.2m

之后，小物体与传送带保持相对静止，即以v＝1m/s的速度走完4.8m的路程．

由功能关系得W＝

mv2＋mglsinθ＝255J.

（2）小物块与传送带的相对位移

△l＝vt－

t＝0.2m

摩擦生热Q＝μmg·cosθ·△l＝15J

故电动机做的功为

W机＝W＋Q＝270J.

答案：

（1）255J　

（2）270J

5．如下图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上．质量为m的小物块（可视为质点）放在小车的最左端．现用一水平恒力F作用在小物块上，使物块从静止开始做匀加速直线运动．物块和小车之间的摩擦力为Ff.物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为l.在这个过程中，以下结论正确的是（　　）

A．物块到达小车最右端时具有的动能为（F－Ff）（L＋l）

B．物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffl

C．物块克服摩擦力所做的功为Ff（L＋l）

D．物块和小车增加的机械能为Fl

解析：

根据动能定理，物块到达最右端时具有的动能为Ek1＝△Ek1＝F·（L＋l）－Ff·（L＋l）＝（F－Ff）·（L＋l），A正确．物块到达最右端时，小车具有的动能可根据动能定理列式：

Ek2＝△Ek2＝Ffl，B正确．由功的公式，物块克服摩擦力所做的功为Wf＝Ff（L＋l），C正确．物块增加的机械能Ekm＝（F－Ff）（L＋l），小车增加的机械能EkM＝Ffl，物块和小车增加的机械能为Ekm＋EkM＝F·（L＋l）－FfL.或直接由功能关系得结论，D错误．

答案：

ABC

1.工厂车间的流水线,常用传送带传送产品,如图所示,水平的传送带以速

度v=6m/s顺时针运转,两传动轮M、N之间的距离为L=10m,若在M

轮的正上方,将一质量为m=3kg的物体轻放在传送带上,已知物体与传送带之间的动摩擦因数μ=0.3,在物体由M处传送到N处的过程中,传送带对物体的摩擦力做功为（g取10m/s2）（）A.54JB.90JC.45JD.100J

2．在竖直平面内有一个粗糙的

圆弧轨道，其半径R=0.4m，轨道的最低点距地面高度h=0.8m。

一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m。

空气阻力不计，g取10m/s2，求：

（1）小滑块离开轨道时的速度大小；

（2）小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小；

（3）小滑块在轨道上运动的过程中，克服摩擦力所做的功。

3．质量为m的物体，在距地面为h的高处，以g/3的恒定加速度由静止竖直下落到地面，下列说法中不正确的是（）

A．物体的重力势能减少mgh/3B．物体的机械能减少2mgh/3

C．物体的动能增加mgh/3D．重力做功mgh

4．如图所示，一个小球从高处自由下落到达A点与一个轻质弹簧相撞，弹簧被压缩。

在球与弹簧接触，到弹簧被压缩到最短的过程中，关于球的动能、重力势能、弹簧的弹性势能的说法中正确的是（）

A．球的动能一直在减小

B．球的动能先增大后减小

C．球的重力势能逐渐减小，弹簧的弹性势能逐渐增加

D．球的重力势能和弹簧的弹性势能之和逐渐增加

5．物体沿直线运动的v-t关系如图，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则（）

A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W。

B．从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2W。

C．从第5秒末到第7秒末合外力做功为W。

D．从第3秒末到第4秒末合外力做功为－0.75W。

6．如图所示，质量相同的两物体处于同一高度，A沿固定在地面上的光滑斜面下滑，B自由下落，最后到达同一水平面，则（　　）

A．重力对两物体做的功相同

B．重力的平均功率相同

C．到达底端时重力的瞬时功率PA＝PB

D．到达底端时两物体的动能相同，速度相同

7.半径R=0.50m的光滑圆环固定在竖直平面内,轻质弹簧的一端固定在环的最高点A处,另一端系一个质量m=0.20kg的小球,小球套在圆环上,已知弹簧的原长为

0.50m,劲度系数k=4.8N/m.将小球从如图所示的位置由静止开始释放,小球将沿圆环滑动并通过最低点C,在C点时弹簧的弹性势能

.6J.（g取10m/s

）,求:

（1）小球经过C点时的速度

的大小;

（2）小球经过C点时对环的作用力的大小和方向.

8．如图，质量为m的物体（可视为质点）以某一速度从A点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度大小为

，此物体在斜面上上升的最大高度为h，则在这个过程中物体（）

A．重力势能增加了

mgh

B．克服摩擦力做功

mgh

C．动能损失了

mgh

D．机械能损失了

9.如图5－68所示，是自行车传动结构的示意图，脚踏板与大牙盘同轴，大牙盘半径r1=0.3m，小牙盘与后轮同轴，小牙盘半径r2=0.1m，后轮半径R=0.6m，大牙盘通过链条向小牙盘传递动力。

某人匀角速踏动脚踏板转动，转速n=20r/min。

则这种情况下自行车的匀速行驶速度v=______________m/s。

若人骑自行车时受到的阻力恒为40N，则这种情况下骑自行车的功率p=___________w（保留两位有效数字）

[探究与拓展题]

10．如图6所示，皮带的速度是3m/s，两圆心距离s＝4.5m，现将m＝1kg的物体轻放在左轮正上方的皮带上，物体与皮带间的动摩擦因数μ＝0.15，电动机带动皮带将物体从左轮运送到右轮正上方时，求：

（1）小物体获得的动能Ek；

（2）这一过程摩擦产生的热量Q；

（3）这一过程电动机消耗的能量E是多少？

（g＝10m/s2）

15.（12分）小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地.如图所示.已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为

d，重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.

（1）求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2；

（2）问绳能承受的最大拉力多大？

（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应为多少？

最大水平距离为多少？

3.（2012·长沙模拟）一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，小孩从高处开始下落到弹起的整个过程中，他的运动速度v随时间t变化的图线如图所示，图中只有Oa段和cd段为直线.则根据该图线可

知（）

A.小孩在蹦床上的过程仅在t1到t3的时间内

B.小孩在蹦床上的过程仅在t1到t5的时间内

C.蹦床的弹性势能增大的过程在t1到t2的时间内

D.蹦床的弹性势能增大的过程在t1到t5的时间内

4.（2011·山东高考）如图所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在

处相遇（不计空气阻力）.则（）

A.两球同时落地

B.相遇时两球速度大小相等

C.从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量

D.相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等

10.（滚动交汇考查）如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是（）

A.0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定

B.t1～t2时间内汽车牵引力做功为

mv22-

mv12

C.t1～t2时间内的平均速度为

（v1+v2）

D.在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值,t2～t3时间内牵引力最小

8.（2012·绍兴模拟）（16分）如图所示,将一质量为m=0.1kg的小球自水平平台右端O点以初速度v0水平抛出,小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC,到达轨道最高点C时,小球的速度为10m/s,圆轨道ABC的形状为半径R=2.5m的圆截去了左上角127°的圆弧,CB为其竖直直径,sin37°=0.6,g=

10m/s2,求：

（1）小球运动到轨道最低点B时,轨道对小球的支持力为多大?

（2）平台右端O点到A点的竖直高度H.

8.【解析】

（1）根据机械能守恒定律（以B点所在高度为零势能面）

mvB2=

mvC2+mg·2R（3分）

FB-mg=

（3分）

故FB=9N（2分）

（2）根据机械能守恒定律

mgH=

mvA2-

mv02（2分）

mgR（1+cos53°）=

mvA2-

mvC2（2分）

vAcos53°=v0（2分）

解得H=5.76m（2分）

答案：

（1）9N

（2）5.76m

【变式备选】重10N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab＝1m，bc＝0.2m，那么在整个过程中，下列选项不正确的是（）

A.滑块动能的最大值是6J

B.弹簧弹性势能的最大值是6J

C.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6J

D.整个过程系统机械能守恒

【解析】选A.滑块和弹簧组成的系统，在滑块的整个运动过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统的机械能守恒，D正确；滑块从a到c,重力势能减小了

，全部转化为弹簧的弹性势能，A错误，B正确；从c到b弹簧恢复原长，通过弹簧的弹力对滑块做功，将6J的弹性势能全部转化为滑块的机械能，C正确.

5.（2012·马鞍山模拟）如图所示，跳水运动员最后踏板的过程可以简化为下述模型：

运动员从高处落到处于自然状态的跳板（A位置）上，随跳板一同向下做变速运动到达最低点（B位置）.对于运动员从开始与跳板接触到运动至最低点的过程，下列说法中正确的是（解析】选C、D）

A.运动员到达最低点时，其所受外力的合力为零

B.在这个过程中，运动员的动能一直在减小

C.在这个过程中，跳板的弹性势能一直在增加

D.在这个过程中，运动员所受重力对他做的功小于跳板的作用力对他做的功

6.（易错题）如图所示，长为L的长木板水平放置，在木板的A端放置一个质量为m的小物块.现缓慢地抬高A端，使木板以左端为轴转动，当木板转到与水平面的夹角为α时小物块开始滑动，此时停止转动木板，小物块滑到底端的速度为v，则在整个过程中（选B、D）

A.支持力对小物块做功为0

B.支持力对小物块做功为mgLsinα

C.摩擦力对小物块做功为mgLsinα

D.滑动摩擦力对小物块做功为

7.（创新题）如图所示，质量相等的物体A和物体B与地面间的动摩擦因数相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移动x，则（【解析】选B.）

A.摩擦力对A、B做功相等

B.A、B动能的增量相同

C.F对A做的功与F对B做的功相等

D.合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等

12．（15分）汽车发动机的功率为60kW，汽车的质量为4t，当它行驶在坡

度为0.02（sinα＝0.02）的长直公路上时，如图10所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍（g＝10m/s2），求：

（1）汽车所能达到的最大速度vm；

（2）若汽车从静止开始以0.6m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？

（3）当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？

14．如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员（可视为质点），a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a质量与演员b质量之比为（B）

A.1：

1B.2：

1C.3：

1D.4：

1

8.如右图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其正上方A位置有一只小球，小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零.小球下降阶段下列说法中正确的是（BCD）

A.在B位置小球动能最大

B.在C位置小球动能最大

C.从A到C位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加

D.从A到D位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加

10如图所示,一个质量为M的物体放在水平地面上,物体上方安装一个长度为L、劲度系数为k的轻弹簧,现用手拉着弹簧上端的P点缓慢向上移动,直到物体离开地面一段距离.在这一过程中,P点的位移（开始时弹簧为原长）是H,则物体重力势能增加了（C）

（A）MgH（B）

（C）

（D）

12.如图所示，用平行于斜面的拉力F拉着木箱沿粗糙斜面加速向上移动。

下列说法中正确的是

A.拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的动能与木箱克服摩擦力所做的功之和

B.拉力F对木箱所做的功等于木箱克服摩擦力所做的功与克服重力所做的功之和

C.拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的机械能

D.拉力F对木箱所做的功等于木箱增加的机械能与木箱克服摩擦力所做的功之和

9、（2012全国高考山东卷）将地面上静止的货物竖直向上吊起，货物由地面运动至最高点的过程中，v－t图象如图所示．以下判断正确的是（　AC　）

A．前3s内货物处于超重状态

B．最后2s内货物只受重力作用

C．前3s内与最后2s内货物的平均速度相同

D．第3s末至第5s末的过程中，货物的机械能守恒

21．如图所示，装置的左边AB部分是长为L1=1m的水平面，一水平放置的轻质弹簧左端固定并处于原长状态；装置的中间BC部分是长为L2=2m的水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接，传送带始终以v=2m/s的速度顺时针转动；装置的右边是一光滑的曲面，质量m=1kg的小滑块从其上距水平台面h=1m的D处由静止释放，并把弹簧最大压缩到O点，OA间距x=0.1m，并且弹簧始终处在弹性限度内。

已知物块与传送带及左边水平面之间的摩擦因数μ=0.25，取g=10m/s2。

（1）滑块第一次到达B处的速度；

（2）弹簧储存的最大弹性势能；

（3）滑块再次回到右边曲面部分所能到达的最大高度。

21解：

（1）设滑块第一次到达B速度为v1，对滑块从D到B过程中，由动能定理得：

…………3分解得：

………1分

（2）对滑块从B到O由能量守恒得：

…………3分解得：

………1分

（3）设滑块再次到达B点速度为v2，对滑块从第一次到达B点到再次回到B点，

由动能定理得：

解得：

v2=1m/s…………2分

滑块再次进入专送带后匀加速运动，由牛二定律得：

解得：

滑块速度增加到2m/s时的位移为：

…………2分

所以滑块再次回到C点的速度为2m/s，对滑块从C到最高点，由机械能守恒得：

解得：

………………2分

10.2008年8月19日晚，北京奥运会男子体操单杠决赛在国家体育馆举行，中国四川小将邹凯（图3）以高难度的动作和出色的发挥以16.20分夺得金牌，小将邹凯做“单臂大回环”时，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴作圆周运动。

此过程中，运动员的重心到单杠的距离为

，忽略空气阻力，则下列说法正确的是【】

A．运动员过最高点时，手臂所受弹力可以为零

B．运动员过最高点时的最小速度是

C．运动员过最低点时的最小速度是

D．运动员到达最低点时手臂受到的拉力至少为5m

19.（6分）质量为500吨的机车以恒定的功率由静止出发，经5min行驶2.25km,速度达到最大值54km/h，设阻力恒定。

问：

（1）机车的功率P多大？

（2）机车的速度为36km/h时机车的加速度a多大？

19.（1