人教版高一物理下册 机械能守恒定律综合测试卷(word含答案)

一、第八章机械能守恒定律易错题培优（难）

1．一足够长的水平传送带上放置质量为m=2kg小物块（物块与传送带之间动摩擦因数为

0.2

μ=），现让传送带从静止开始以恒定的加速度a=4m/s2开始运动，当其速度达到

v=12m/s后，立即以相同大小的加速度做匀减速运动，经过一段时间后，传送带和小物块均静止不动。下列说法正确的是（）

A．小物块0

到4s内做匀加速直线运动，后做匀减速直线运动直至静止

B．小物块0到3s内做匀加速直线运动，之后做匀减速直线运动直至静止

C．物块在传送带上留下划痕长度为12m

D．整个过程中小物块和传送带间因摩擦产生的热量为80J

【答案】ACD

【解析】

【分析】

【详解】

物块和传送带的运动过程如图所示。

AB.由于物块的加速度

a1=μg=2m/s2

小于传送带的加速度a2=4 m/s2，所以前面阶段两者相对滑动，时间1

2

v

t

a

==3s，此时物块的速度v1=6 m/s，传送带的速度v2=12 m/s

物块的位移

x1=

1

2

a1t12=9m

传送带的位移

x2=

1

2

a2t12=18m

两者相对位移为

121

x x x

?=-=9m

此后传送带减速，但物块仍加速，B错误；

当物块与传送带共速时，由匀变速直线运动规律得

12- a2t2=6+ a1t2

解得t 2

=1s

因此物块匀加速所用的时间为

t 1+ t 2=4s

两者相对位移为2x ?= 3m ，所以A 正确。

C ．物块开始减速的速度为

v 3=6+ a 1t 2=8 m/s

物块减速至静止所用时间为

331

v t a =

=4s 传送带减速至静止所用时间为 342v t a =

=2s 该过程物块的位移为

x 3=

12a 1t 32=16m 传送带的位移为

x 2=

12

a 2t 42=8m 两者相对位移为 3x ?=8m

回滑不会增加划痕长度，所以划痕长为

12x x x ?=?+?=9m+3m=12m

C 正确；

D ．全程相对路程为

L =123x x x ?+?+?=9m+3m+8m=20m

Q =μmgL =80J

D 正确；

故选ACD 。

2．如图所示，质量为1kg 的物块（可视为质点），由A 点以6m/s 的速度滑上正沿逆时针转动的水平传送带（不计两转轮半径的大小），传送带上A 、B 两点间的距离为8m ，已知传送带的速度大小为3m/s ，物块与传送带间的动摩擦因数为0.2，重力加速度为210m/s 。下列说法正确的是（ ）

A ．物块在传送带上运动的时间为2s

B ．物块在传送带上运动的时间为4s

C ．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为16J

D ．整个运动过程中由于摩擦产生的热量为28J

【答案】BD

【解析】

【分析】

【详解】

AB ．滑块先向右匀减速，根据牛顿第二定律有

mg ma μ=

解得

22m/s a g μ==

根据运动学公式有

010v at =-

解得

13s t =

匀减速运动的位移

01063m 9m 8m 22

v x t L +==?==> 物体向左匀加速过程，加速度大小仍为22m/s a =，根据运动学公式得物体速度增大至2m/s v =时通过的位移

22

12m 1m 222

v x a ===? 用时

22s 1s 2

v t a === 向左运动时最后3m 做匀速直线运动，有 233=

s 1s 3x t v == 即滑块在传送带上运动的总时间为

1234s t t t t =++=

物块滑离传送带时的速率为2m/s 。

选项A 错误，B 正确；

C ．向右减速过程和向左加速过程中，摩擦力为恒力，故摩擦力做功为

110.211041J 6J f W f x x mg x x μ=--=--=-???-=-（）()()

选项C 错误；

D ．整个运动过程中由于摩擦产生的热量等于滑块与传送带之间的一对摩擦力做功的代数和，等于摩擦力与相对路程的乘积；物体向右减速过程，传送带向左移动的距离为

11

4m

l vt

==

物体向左加速过程，传送带运动距离为

22

2m

l vt

==

即

121

[]

Q fS mg l x l x

μ

==++-

（）（）

代入数据解得

28J

Q=

选项D正确。

故选BD。

3．在机场和火车站对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示，当行李放在匀速运动的传送带上后，传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动，随后它们保持相对静止，行李随传送带一起匀速通过检测仪检查，设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s，某行李箱的质量为5 kg，行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2，当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上的A点，已知传送带AB两点的距离为1.2 m ,那么在通过安全检查的过程中，g取10 m/s2，则（）．

A．开始时行李箱的加速度为0.2 m/s2

B．行李箱从A点到达B点时间为3.1 s

C．传送带对行李箱做的功为0.4 J

D．传送带上将留下一段摩擦痕迹，该痕迹的长度是0.04 m

【答案】BCD

【解析】

【分析】

【详解】

行李开始运动时由牛顿第二定律有：μmg=ma，所以得：a="2" m/s2，故A错误；物体加速

到与传送带共速的时间

1

0.4

0.2

2

v

t s s

a

===，此时物体的位移：

1

1

0.04

2

x vt m

==，则

物体在剩下的x2=1.2m-0.04m=1.96m内做匀速运动，用时间2

2

2.9

x

t s

v

==，则行李箱从A 点到达B点时间为t=t1+t2="3.1" s，选项B正确；行李最后和传送带最终一起匀速运动，根据动能定理知，传送带对行李做的功为：W=

1

2

mv2="0.4" J，故C正确；在传送带上留下的

痕迹长度为：0.04?

22

vt vt

s vt m

=-==，故D正确．故选BCD．

4．如图所示，固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑，内轨粗糙。一小球从轨道的最

低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于圆管的直径，球运动的轨道半径为R，空气阻力不计，重力加速度大小为g，下列说法一定正确的是（）

A．若

5

v gR

<

B．若

2

v gR

<，小球不可能到达圆周最高点

C．若

2

v gR

<，小球运动过程中机械能守恒

D．若

5

v gR

>

【答案】BC

【解析】

【分析】

【详解】

AD. 小球如果不挤压内轨，则小球到达最高点速度最小时，小球的重力提供向心力，由牛顿第二定律，在最高点，有

2

v

mg m

R

=

由于小球不挤压内轨，则小球在整个运动过程中不受摩擦力作用，只有重力做功，机械能守恒，从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律，有

22

11

2

22

mv mv mg R

=+?

解得

5

v gR

=

若小球速度

5

v gR

<

是 …… 此处隐藏：9020字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……