黑龍江省大慶市喇中高考物理材料大題集練重力做功與重力勢能

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1、 高中物理大題集練重力做功與重力勢能1、如圖甲所示,在豎直平面內(nèi)有一個(gè)直角三角形斜面體,傾角為300,斜邊長為x0,以斜面頂部O點(diǎn)為坐標(biāo)軸原點(diǎn),沿斜面向下建立一個(gè)一維坐標(biāo)x軸。斜面頂部安裝一個(gè)小的滑輪,通過定滑輪連接兩個(gè)物體A、B(均可視為質(zhì)點(diǎn)),其質(zhì)量分別為m1、m2,所有摩擦均不計(jì),開始時(shí)A處于斜面頂部,并取斜面底面所處的水平面為零重力勢能面,B物體距離零勢能面的距離為;現(xiàn)在A物體上施加一個(gè)平行斜面斜向下的恒力F,使A由靜止向下運(yùn)動(dòng)。當(dāng)A向下運(yùn)動(dòng)位移x0時(shí),B物體的機(jī)械能隨軸坐標(biāo)的變化規(guī)律如圖乙,則結(jié)合圖象可求: (1)B物體最初的機(jī)械能E1和上升x0時(shí)的機(jī)械能E2; (2)恒力F的大小。

2、2、右圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。m2從高處由靜止開始下落,m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn),對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量,即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律如圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶:0是打下的第一個(gè)點(diǎn),每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出),計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知m150 g、m2150 g,則(計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字) (1)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v_m/s; (2)在打下第“0”到打下第“5”點(diǎn)的過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量Ek_ J,系統(tǒng)勢能的減少量Ep_J;(取當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭10 m/s2) (3)若某同學(xué)作出v2h圖象如圖所示,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭_m/s

3、2。.3、一質(zhì)量為m=40kg的小孩站在電梯內(nèi)的體重計(jì)上,電梯從t=0時(shí)刻由靜止開始上升,在0到6s內(nèi)體重計(jì)示數(shù)F的變化如圖所示。試問:在這段時(shí)間內(nèi)電梯上升的高度是多少?取重力加速度g=10m/s2。4、與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣,光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常用計(jì)時(shí)儀器,其結(jié)構(gòu)如圖1所示,a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置,當(dāng)有物體從a、b間通過時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間現(xiàn)利用圖2所示裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律圖中AB是固定的光滑斜面,斜面的傾角為30,1和2是固定在斜面上適當(dāng)位置的兩個(gè)光電門,與它們連接的光電計(jì)時(shí)器都沒有畫出讓滑塊從斜面的頂端滑下,光電門1、2各自連接的光電計(jì)時(shí)器

4、顯示的擋光時(shí)間分別為5.00102s、2.00102s已知滑塊質(zhì)量為2.00kg,滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm,光電門1和2之間的距離為0.540m,g=9.80m/s2,取滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度為其平均速度 滑塊通過光電門1時(shí)的速度v1=m/s,通過光電門2時(shí)的速度v2=m/s: 滑塊通過光電門1、2之間的動(dòng)能增加量為J,重力勢能的減少量為J(計(jì)算結(jié)果保留3位有效數(shù)字)5、如圖所示,把質(zhì)量為0.5kg的石塊從30m高處的A點(diǎn)以300角斜向上方拋出,初速度是v0=5m/s(不計(jì)空氣阻力,取g=10m/s2)求: (1)石塊在A點(diǎn)時(shí)具有的重力勢能(以地面為參考平面); (2)石塊落地時(shí)速度

5、是多大.6、一打點(diǎn)計(jì)時(shí)器固定在斜面上某處,一小車拖著穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶從斜面上滑下,如圖(a)所示。用刻度尺測量斜面的高度與長度之比為1:4,小車質(zhì)量為400g,圖(b)是打出紙帶的一段,相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)未畫出,已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電頻率為50 Hz。由圖(b)可知,打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vB=m/s,打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度vE=_m/s,打紙帶上B點(diǎn)到E點(diǎn)過程中小車重力勢能的減少量為_J,此過程中小車克服阻力所做的功為_J。(g取10m/s2,保留兩位有效數(shù)字)7、如圖所示,光滑水平直軌道上有三個(gè)滑塊A、B、C,質(zhì)量分別為mB=m,mA=mC=2m,A、B用細(xì)繩連接,

6、中間有一壓縮的輕彈簧 (彈簧與滑塊不栓接)。開始時(shí)A、B以共同速度v0運(yùn)動(dòng),C靜止。某時(shí)刻細(xì)繩突然斷開,A、B被彈開,然后B又與C發(fā)生碰撞并粘在一起,最終三滑塊速度恰好相同。求: iB與C碰撞前B的速度 ii彈簧具有的彈性勢能8、一小滑塊放在如圖所示的凹形斜面上,斜面固定于水平地面,用力F沿斜面向下拉小滑塊,小滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)了一段距離,若已知在這過程中,拉力F所做的功的大?。ń^對值)為A,斜面對滑塊的作用力所做的功的大小為B,重力做功的大小為C,空氣阻力做功的大小為D,當(dāng)用這些量表達(dá)時(shí),小滑塊的動(dòng)能的改變(指未態(tài)動(dòng)能減去初態(tài)動(dòng)能)等于.滑塊的重力勢能的改變等于,滑塊機(jī)械能(指動(dòng)能與重力勢能之和

7、)的改變等于。9、如圖所示,一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪,繩兩端各系一小球a和ba球質(zhì)量為m,靜置于地面:b球質(zhì)量為3m,用手托住,高度為h,此時(shí)輕繩剛好拉緊 求從靜止開始釋放b后,a能離地面的最大高度。10、如圖,兩根長均為2L的圓柱形絕緣細(xì)管,用很短的一段內(nèi)壁光滑的彎管平滑連接成管道ABC,管道固定于豎直平面內(nèi),其中 AC沿水平方向,。一柔軟勻質(zhì)絕緣細(xì)繩置于管道AB內(nèi),細(xì)繩的右端剛好繞過管道B處連接一小球(直徑略小于管道內(nèi)徑),系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。已知繩和小球的質(zhì)量均為m、與細(xì)管的動(dòng)摩擦因數(shù)均;細(xì)繩長L,小球帶電量為q,整個(gè)系統(tǒng)置于豎直向下、場強(qiáng)的勻強(qiáng)電場中,重力加速度為g?,F(xiàn)

8、對小球施加一沿BC管道向下的拉力。 (1)當(dāng)小球滑動(dòng)時(shí),拉力大小為F,求此時(shí)小球的加速度大小a; (2)求小球從開始運(yùn)動(dòng)到下滑過程,系統(tǒng)改變的勢能E; (3)拉力至少需對小球做多少功,才能使整條細(xì)繩離開管口C?11、如圖所示,在內(nèi)壁光滑的平底試管內(nèi)放一個(gè)質(zhì)量為m=10g的小球, 試管的開口端加蓋與水平軸O連接. 試管底與O相距L=5cm, 試管在轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)下沿豎直平面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。g取10m/s,求: (1)小球從最低點(diǎn)到最高點(diǎn)過程,重力對小球做的功及小球重力勢能的變化量; (2)轉(zhuǎn)軸的角速度達(dá)到多大時(shí), 試管底所受壓力的最大值等于最小值的3倍; (3)轉(zhuǎn)軸的角速度滿足什么條件時(shí),會(huì)出現(xiàn)小球與

9、試管底脫離接觸的情況。12、如圖A.,M、N、P為直角三角形的三個(gè)頂點(diǎn),M37,MP中點(diǎn)處固定一電量為Q的正點(diǎn)電荷,MN是長為a的光滑絕緣桿,桿上穿有一帶正電的小球(可視為點(diǎn)電荷),小球自N點(diǎn)由靜止釋放,小球的重力勢能和電勢能隨位置x(取M點(diǎn)處x0)的變化圖像如圖B.所示,取sin 370.6,cos 370.8。 (1)圖B中表示電勢能隨位置變化的是哪條圖線? (2)求勢能為E1時(shí)的橫坐標(biāo)x1和帶電小球的質(zhì)量m; (3)已知在x1處時(shí)小球與桿間的彈力恰好為零,求小球的電量q; (4)求小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)的速度。13、如圖,一個(gè)半徑為R的半球形的碗固定在桌面上,碗口水平,O點(diǎn)為其球心,碗的內(nèi)表面

10、及碗口是光滑的。一根輕質(zhì)細(xì)線跨在碗口上,線的兩端分別系有小球A和B,當(dāng)它們處于平衡狀態(tài)時(shí),小球A與O點(diǎn)的連線與水平線的夾角為60。 (1)求小球A與小球B的質(zhì)量比mAmB; (2)現(xiàn)將A球質(zhì)量改為2m、B球質(zhì)量改為m,且開始時(shí)A球位于碗口C點(diǎn),由靜止沿碗下滑,當(dāng)A球滑到碗底時(shí),求兩球總的重力勢能改變量;(B球未碰到碗壁) (3)在(2)條件下,當(dāng)A球滑到碗底時(shí),求B球的速度大小。14、地面上有質(zhì)量m=2.0103 kg的物體,用起重機(jī)將它豎直向上勻加速提升到h=10 m的高處,物體在這段上升過程中,起重機(jī)鋼繩對它的拉力F=2.1104 N。取g=10 m/s2,將物體視為質(zhì)點(diǎn)(1)求鋼繩的拉力

11、F所做的功WF。(2)選擇地面為參考平面,求物體在h=10 m處的重力勢能EP。15、某人用100N的力將一質(zhì)量為50g的小球以10m/s的速度從某一高處豎下向下拋出,經(jīng)1s小球剛好落地,不考慮空氣阻力,選地面為零勢能點(diǎn),g=10m/s2。求: (1)小球剛拋出時(shí)的動(dòng)能和勢能各多大? (2)小球著地時(shí)的動(dòng)能和勢能各多大?16、“滔天濁浪排空來,翻江倒海山為摧”的錢塘江大潮,被譽(yù)為天下奇觀小莉設(shè)想用錢塘江大潮來發(fā)電,在江海交接某處建一大壩,形成一個(gè)面積為1.0107 m,漲潮時(shí)水深達(dá)25 m的蓄水湖,關(guān)上水閘落潮后壩內(nèi)外水位差為2 m若發(fā)電時(shí)水重力勢能的12%轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?,并只有退潮時(shí)發(fā)電,每天漲

12、潮兩次,求該電站每天能發(fā)多少電?根據(jù)圖中情景,說明圖中的A、B兩臺(tái)機(jī)器(有一臺(tái)是發(fā)電機(jī),另一臺(tái)是電動(dòng)機(jī)),哪臺(tái)是發(fā)電機(jī)?(已知水的密度1.0 103 kg/m3,g10 m/s2)17、如圖所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,在桿上P點(diǎn)固定一定滑輪,滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),在P點(diǎn)的右邊,桿上套有一質(zhì)量m=2kg小球A。半徑R0.3m的光滑半圓形細(xì)軌道,豎直地固定在地面上,其圓心O在P點(diǎn)的正下方,在軌道上套有一質(zhì)量也為m=2kg的小球B。用一條不可伸長的柔軟細(xì)繩,通過定滑輪將兩小球連接起來。桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi),兩小球均可看作質(zhì)點(diǎn),且不計(jì)滑輪大小的影響,g取10m

13、/s2。現(xiàn)給小球A一個(gè)水平向右的恒力F55N。求: (1)把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)過程中,力F做的功; (2)把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)過程中,重力對小球B做的功; (3)把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)時(shí),A小球速度的大??; (4)把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)時(shí),小球B速度的大?。?(5)小球B被拉到離地多高時(shí)與小球A速度大小相等。18、如圖所示,有一連通器,左右兩管的橫截面積均為S,內(nèi)盛密度為的液體.開始時(shí)兩管內(nèi)的液面高度差為h,若打開底部中央的閥門K,液體開始流動(dòng),最終兩液面相平.在這一過程中,液體的重力勢能變化了多少?是增加了還是減少了?如果是減少了,減少的重力勢能到

14、哪里去了?19、質(zhì)量為m的小木球從離水面高度為h處由靜止釋放,落入水中后,在水中運(yùn)動(dòng)的最大深度是h,最終木球停在水面上.若木球在水中運(yùn)動(dòng)時(shí),受到的阻力恒為Fu,求: (1)木球釋放后的全部運(yùn)動(dòng)過程重力做的功是多少?它的重力勢能變化了多少? (2)全過程中水對木球的浮力做了多少功? (3)分析木球的運(yùn)動(dòng)情況,根據(jù)你現(xiàn)有的知識能否求出水的阻力Fu對木球做的總功?若能,請簡要說明思路.20、如圖所示,直桿長為2L,中心有一轉(zhuǎn)軸O,兩端分別固定質(zhì)量為2m、m的小球a和b.當(dāng)桿從水平位置轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí),小球a和b構(gòu)成的系統(tǒng)重力勢能如何變化,變化了多少? 答案1、答案 2、答案 3、答案 4、答案 5、答案 6、答案 7、答案 8、答案 9、答案 10、答案 11、答案 12、答案 13、答案 14、答案 15、答案 16、答案 17、答案 18、答案 19、答案 20、答案

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