当前位置：文档库 › 专题五万有引力与航天专题六机械能守恒(习思用.物理)

专题五万有引力与航天专题六机械能守恒(习思用.物理)

专题五万有引力与航天

考点1万有引力定律及其应用

1.[2017湖北襄阳检测]星系由很多绕中心做圆形轨道运行的恒星组成.科学家研究星系的一种方法是测量恒星在星系中的运行速度v和到星系中心的距离r,用v∝r n这样的关系来表达,科学家们特别关心指数n.若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞,则n的值为

()

A.1

B.2

C.1

2D.-1

2.[2018河南南阳第一中学第四次模拟]关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程,下列说法正确的是()

A.第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动定律

B.开普勒指出,地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力

C.牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度,对万有引力定律进行了月—地检验

D.卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量,得出了引力常量的数值

3.“火星一号”是一项火星探索移民计划,该计划预计在未来将把志愿者送上火星.若已知火星和地球的半径之比为a:1,质量之比为b:1,在地球上某运动员以初速度v0起跳能上升的最大高度为h,地球表面附近的重力加速度为g,则()

A.火星表面的重力加速度大小为b2

B.火星表面的重力加速度大小为b

C.该运动员在火星上以初速度v0起跳能上升的最大高度为a

D.该运动员在火星上以初速度v0起跳能上升的最大高度为a2

4.[多选]冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量之比约为7:1,两颗星体同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动.由此可知,冥王星绕O点运动的()

A.轨道半径约为卡戎的7倍

B.向心加速度大小约为卡戎的1

C.线速度大小约为卡戎的1

D.动能大小约为卡戎的7倍

5.[2017安徽安庆高三第四次联考]若在某行星和地球上相对于各自的表面附近相同的高度处,以相同的速率水平抛出一物体,它们在水平方向运动的距离之比为2∶7.已知该行星质量约为地球的7倍,地球的半径为R,由此可知,该行星的半径为()

A.1

2R B.7

R C.2R D.7

6.如图所示,“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道,观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动,发现每经过时间t“嫦娥三号”通过的弧长为l,该弧长对应的圆心角为θ,已知引力常量为G,则月球的质量是()

A.l 2

Gθ3t B.θ3

Gl2t

C.l3

Gθt2

D.t2

Gθl3

7.[2017河南开封模拟][多选]“嫦娥四号”是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息,完善月球档案资料.已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,引力常量为G,“嫦娥四号”离月球中心的距离为r,绕月周期为T.根据以上信息可求出()

A.“嫦娥四号”绕月运行的速度为gR2

B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为gr2

8.[2017福建师大附中期中][多选]宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转,称为双星系统.在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统.设某双星系统中A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示.若则()

A.星球A的质量一定大于B的质量

B.星球A的线速度一定大于B的线速度

C.双星之间的距离一定,双星的质量越大,其转动周期越大

D.双星质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大

9.由于地球自转的影响,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同.若地球表面两极处的重力加速度大小为g0,在赤道处的重力加速度大小为g,地球自转的周期为T,引力常量为G,地球可视为质量均匀分布的球体.求:

(1)地球的半径R;

(2)地球的平均密度ρ;

(3)若地球自转速度加快,当赤道上的物体恰好能“飘”起来时,地转自转的周期T'.

考点2宇宙航行问题的分析与求解

10.[2018河南郑州检测]“天舟一号”与“天宫二号”组合体在离地面高度为393公里的轨道运行了约两个月后,“天舟一号”于2017年6月1日与“天宫二号”分离,开始进入独立运行阶段.2017年8月1日,“天舟一号”成功在轨释放一颗立方星.“天舟一号”在轨独立运行约三个月后,于2017年9月22日受控离轨进入大气层烧毁.关于“天舟一号”的运行,下列说法正确的是

()

A.“天舟一号”利用自身携带的火箭将立方星发射出去

B.“天舟一号”与“天宫二号”进行交会对接时相向运动

C.“天舟一号”与“天宫二号”组合体在轨运行速度不大于7.9 km/s

D.“天舟一号”进入大气层前,机械能保持不变

11.[2017黑龙江哈尔滨模拟]卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送.如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据:月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105km,运行周期约为27天,地球半径约为6 400 km,无线电信号的传播速度为3×108 m/s) ()

A.0.1 s

B.0.25 s

C.0.5 s

D.1 s

12.[2017河南郑州模拟]如图所示,从地面上A点发射一枚远程弹道导弹,假设导弹仅在地球引力作用下,沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B,C为轨道的远地点,距地面高度为h,若ACB 长恰好为整个椭圆的一半,已知地球半径为R,地球质量为M,引力常量为G,则下列结论正确的是()

A.导弹在C点的速度大于GM

R+

B.地球的球心位于导弹椭圆轨道的一个焦点上

C.导弹在C点的加速度等于GM

R+

D.导弹从A点到B点的飞行时间等于导弹飞行周期的一半

13.[2017云南昆明质检]北斗卫星导航系统计划由35颗卫星组成,包括5颗地球同步卫星(离地高度约3.6×104 km)、27颗中地球轨道卫星(离地高度约2.15×104 km)、3颗倾斜同步轨道卫星(其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,周期与地球自转周期相同),所有北斗卫星将于2020年前后全部发射完成.关于北斗卫星,下列说法正确的是()

A.地球同步卫星能定点在北京上空

B.倾斜同步轨道卫星能定点在北京上空

C.中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期

D.倾斜同步轨道卫星的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径

14.如图所示,某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极,已知该卫星从北纬60°的正上方按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方时所用时间为1 h,则下列说法正确的是

()

A.该卫星的运行速度一定大于7.9 km/s

B.该卫星与地球同步卫星的运行速度之比为1∶2

C.该卫星与地球同步卫星的运行轨道半径之比为1∶4

D.该卫星的机械能一定大于地球同步卫星的机械能

15.[2015山东高考,15,6分]如图所示,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此,科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站,使其与月球同周期绕地球运动.以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是()

A.a2>a3>a1

B.a2>a1>a3

C.a3>a1>a2

D.a3>a2>a1

16.[2018河南南阳检测][多选]某天文爱好者通过测量环绕某行星做圆周运动的若干卫星的线速度v及轨道半径r,得到v2-r图象如图所示,图中a、r1、r2已知,b未知.引力常量为G,则下列说法正确的是()

A.b=ar2

B.行星的质量为ar1

C.OaAr1所围的面积和ObBr2所围的面积相等

D.轨道半径为r2的卫星所受行星的引力小于轨道半径为r1的卫星所受行星的引力

答案

1.D设巨型黑洞质量为M,恒星的质量为m.恒星的向心力由受到的万有引力提供,则有

G Mm

r =m v2

,可知v=GM

=r-

,所以v∝r-

,n为-1

,D正确.

2.D开普勒对天体的运动做了多年的研究,最终得出了行星运动三大定律,故A错误.牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到太阳的引力作用,引力大小与行星到太阳的距离的二次方成反

比,故B 错误.牛顿通过比较月球公转的向心加速度与地面附近物体做自由落体运动的加速度,对万有引力定律进行了月—地检验, 故C 错误.牛顿发现了万有引力定律之后,第一次通过实验比较准确地测出引力常量的科学家是卡文迪许,故D 正确. 3.D 火星表面的重力加速度g'=G

M 火R 火

2,在地球表面附近有g=

GM 地R 地

2,联立得g'=b

2g ,A 、B 错误.

由竖直上抛运动规律可知,运动员在地球上以初速度v 0起跳能上升的最大高度h=v 022g

,所以运

动员在火星上以初速度v 0起跳能上升的最大高度h'=v

2g '=a 2

h ,D 正确,C 错误. 4.BC 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,所以冥王星和卡戎的周期是相等的,角速度也是相等的.它们之间的万有引力提供各自的向心力,得mω2r=Mω2R ,质量之比约为7:1,所以冥王星绕O 点运动的轨道半径约为卡戎的1

7,A 错误.它们之间的万有引力大小相等,质量之比为7:1,故向心加速度大小之比为1:7,B 正确.根据线速度v=ωr 得冥王星的线速度大小约为卡戎的17,C 正确.冥王星的质量是卡戎的7倍,线速度大小是卡戎的17,由E k =1

2mv 2可知冥王星的动能是卡戎的1

7,D 错误.

5.C 根据题述,运用平抛运动规律x=vt ,可得物体飞行时间之比为t 1∶t 2=x 1∶x 2=2∶ 7.由h=1

2gt 2,g=

GM R '

,解得R'=t

2 .该行星与地球的半径之比为R 1R =t 1t 2

,已知M 1=7M 2,则该行星的

半径为2R ,选项C 正确.

6.C 由题意知线速度大小v=l

t ,角速度ω=θ

t ,由v=ωr ,得环月轨道半径r=l

θ.“嫦娥三号”做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,由G

Mm r =mω2r ,解得月球质量M=

l 3

Gθt ,选项C 正确.

7.AC “嫦娥四号”绕月球做圆周运动,万有引力提供向心力,即G Mm

r =m v 2

r =m 4π2

T r ,在月球表面附近,物体所受重力与万有引力近似相等,G

Mm R

=mg ,联立两式可解得v=

gR 2r

,A 项正确,B 项错

误;月球体积V=4

3πR 3

,平均密度ρ=M

V ,联立可得月球的平均密度ρ=3πr 3

GT 2R 3,C 项正确,D 项错误. 8.BD 设双星质量分别为m A 、m B ,轨道半径分别为R A 、R B ,两者间距为L ,转动周期为T ,角速度为ω,由万有引力定律可知G

m A m B L =m A ω2R A ,G

m A m B L =m B ω2R B ,又有R A +R B =L ,可得

m A m B

B R A ,G (m A +m B )=ω2L 3.由|AO|>|OB|知,m A v B ,B 正确.由

T=2π

ω及G (m A +m B )=ω2L 3可知C 错误,D 正确. 9.(1)

(g 0-g )T 24π2

(2)3πg

0GT 2(g 0

-g ) (3)

g 0-g g 0

解析:(1)在地球表面两极处,万有引力F=mg 0

在赤道处,由牛顿第二定律可得F-mg=mR 4π2

T 联立可得R=

(g 0-g )T 24π2

(2)在地球表面两极处有G Mm

R 2=mg 0 由密度公式可得ρ=M 4

πR 3

=3πg

0GT (g 0

-g ).

(3)赤道上的物体恰好能“飘”起来,即物体随地球转动的向心力完全由受到的万有引力提供,由牛顿第二定律可得 G Mm

R =mg 0=mR 4π2

T '2 解得T'=

g 0-g g 0

10.C “天舟一号”在轨释放立方星,立方星速度大小不变,不需要用火箭发射,选项A 错误.“天舟一号”与“天宫二号”进行交会对接时同向运动,选项B 错误.由于卫星的最大环绕速度为7.9 km/s,因此组合体的速度不大于7.9 km/s,选项C 正确.由于大气层外仍有稀薄气体,因此“天舟一号”进入大气层前,克服稀薄气体做功,轨道半径减小,机械能减少,选项D 错误. 11.B 由开普勒第三定律得

R 月3

T 月

R 同3

T 同

2,则R 同=R 地+h 同= T 同2

T 月

2·R 月33

R 月,得h 同=3.58×107 m,从发出信号至接收到信号的最短路程s=2h 同,所需时间t=

2h 同c

≈0.24 s .故选B.

12.B 假设卫星在过C 点的圆轨道上运行,根据万有引力提供向心力得v=

GM R +

,导弹在C 点

做近心运动,所以导弹在C 点的速度小于 GM

R + ,A 错误.根据开普勒第一定律分析可知,地球球心在导弹椭圆轨道的一个焦点上,B 正确.导弹在C 点受到的万有引力F=G Mm

(R + ),所以导弹在

C 点的加速度大小等于

(R + )2

,C 错误.ACB 是椭圆轨道以短轴为界的一半,且地心是远离ACB

的焦点,所以导弹从A 点到B 点的飞行时间应该大于飞行周期的一半,故D 错误.

13.C 地球同步卫星只能定点在赤道上空,选项A 错误;倾斜同步轨道卫星相对于地面是运动的,不可能定点在北京上空,选项B 错误;由于中地球轨道卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径,故中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期,选项C 正确;根据周期与轨道半径的关系可知,倾斜同步轨道卫星的轨道半径等于地球同步卫星的轨道半径,选项D 错误.

14.C 近地卫星的环绕速度等于第一宇宙速度7.9 km/s .根据G Mm

r 2=m v 2

r ,得v=

GM r

,运行轨道

半径越大,线速度越小,该卫星的运行轨道半径大于地球半径,则其运动速度一定小于7.9 km/s,选项A 错误.该卫星从北纬60°到南纬60°,转过120°用时1 h ,则其转过360°用时3 h ,即周期为3 h ,而地球同步卫星的周期为24 h ,即该卫星与地球同步卫星的周期之比为1∶8.根据

G Mm

r2=m4π2

r,得r3

=GM

4π2

,则可得运行轨道半径之比为1∶4,选项C正确.再由v=GM

可得该卫星

与同步卫星的运行速度之比为2∶1,选项B错误.在卫星绕地球做圆周运动的情况下,从高轨道到低轨道要减少机械能,所以该卫星的机械能小于地球同步卫星的机械能,选项D错误. 15.D月球与空间站绕地球转动的周期相同,空间站的轨道半径小,故a1a2>a1,选项D正确.

16.BC由G Mm

r2=m v2

得v2r=GM,因此ar1=br2,解得b=ar1

,选项A错误;M=ar1

,选项B正

确;OaAr1所围的面积和ObBr2所围的面积均为GM,选项C正确;由于卫星的质量未知,因此它们所受行星的引力大小无法比较,选项D错误.

专题六机械能及其守恒

考点1功和功率的理解及计算

1.[2018河北张家口二模][多选]放在粗糙水平面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6 s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象分别如图甲、乙所示.下列说法正确的是

()

A.0~6 s内物体的位移大小为30 m

B.0~6 s内拉力做的功为70 J

C.合外力在0~6 s内做的功与0~2 s内做的功相等

D.滑动摩擦力的大小为5 N

2.[2018江西赣中南五校第一次联考][多选]质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度—时间图象如图所示.从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为F f,则()

A.0~t1时间内,汽车的牵引力做功的大小等于汽车动能的增加量

B.t1~t2时间内,汽车的功率等于(m v1

+F f)v1

C.汽车运动的最大速率v2=(mv1

F f t1

+1)v1

D.t1~t2时间内,汽车的平均速率等于v1+v2

3.[2014重庆高考,2,6分]某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()

A.v2=k1v1

B.v2=k1

k2v1 C.v2=k2

v1 D.v2=k2v1

考点2动能定理的理解与应用

4.[2018河南郑州第一次质量预测][多选]如图所示,有三个斜面a、b、c,底边的长分别为L、L、2L,高度分别为2h、h、h,某质点与三个斜面间的动摩擦因数均相同,这个质点分别沿三个斜面从顶端由静止释放后,都可以加速下滑到底端.三种情况相比,下列说法正确的是()

A.下滑过程经历的时间t a>t b=t c

B.质点到达底端的动能E k a>E k b>E k c

C.因摩擦产生的内能2Q a=2Q b=Q c

D.质点损失的机械能ΔE c=2ΔE b=4ΔE a

5.[2017湖南六校联考][多选]一个小物块从斜面底端冲上足够长的斜面后,返回到斜面底端.

.若小物块已知小物块的初动能为E k,它返回斜面底端时的速度大小为v,克服摩擦力做功为E k

冲上斜面的初动能变为2E k,则有()

A.返回斜面底端时的动能为E k

B.返回斜面底端时的动能为3

E k

C.返回斜面底端时的速度大小为2v

D.返回斜面底端时的速度大小为v

6.[多选]如图甲所示,质量m=2 kg的物块放在光滑水平面上,在B点的左方始终受到水平恒力F1的作用,在B点的右方除受到F1的作用外还受到与F1在同一直线上的水平恒力F2的作用.物块从A点由静止开始运动,在0~5 s内运动的v-t图象如图乙所示,由图可知()

A.t=2.5 s时,物块经过B点

B.t=2.5 s时,物块距B点距离最远

C.t=3.0 s时,恒力F2的功率P为10 W

D.在1~3 s的过程中,F1与F2做功之和为-8 J

7.[2018山东临沂检测]如图所示,在某竖直平面内,光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B 点,BC右端连接一口深为H,宽度为d的深井CDEF,一个质量为m的小球放在曲面AB上,可从距BC面不同的高度处由静止释放.已知BC段长L,小球与BC间的动摩擦因数为μ,重力加速度g取10 m/s2.则:

(1)若小球恰好落在井底E点处,求小球释放点距BC面的高度h1;

(2)若小球不能直接落在井底,求小球打在井壁EF上的最小动能E kmin和此时的释放点距BC 面的高度h2.

考点3机械能守恒定律的理解与应用

8.[2017甘肃武威模拟][多选]如图所示,半径为R的光滑圆环竖直放置,环上套有质量分别为m 和2m的小球A和B,A、B之间用一长为2R的轻杆相连.开始时A在圆环的最高点,现将A、B由静止释放,则()

A.B可以运动到圆环的最高点

B.A运动到圆环的最低点时速度为2

C.在A、B运动的过程中,A、B组成的系统机械能守恒

D.B从开始运动至到达圆环最低点的过程中,杆对B所做的总功为零

9.[2018福建莆田检测]如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方,与A点距离为d.现将环从A点由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是()

A.环到达B点时,重物上升的高度h=d

B.环到达B点时,环与重物的速度大小之比为

C.环从A点到B点,环减少的机械能大于重物增加的机械能

D.环能下降的最大高度为4d

10.[2018安徽六安检测]如图所示,将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是()

A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功

B.小球从A点运动到半圆形槽的最低点的过程中,小球处于失重状态

C.小球从A点经最低点运动到右侧最高点的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒

D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒

11.[2018江西宜春检测]如图所示,倾角30°的光滑斜面上,轻质弹簧两端连接着两个质量均为m=1 kg的物块B和C,C紧靠着挡板P,B通过轻质细绳跨过光滑定滑轮与质量M=8 kg的物块A连接,细绳平行于斜面,A在外力作用下静止在圆心角为60°、半径R=2 m的光滑圆弧轨道的顶端a处,此时绳子恰好拉直且无张力;圆弧轨道最低端b与粗糙水平轨道bc相切,bc与一个半径r=0.2 m的光滑圆轨道平滑连接.由静止释放A,当A滑至b时,C恰好离开挡板P,此时绳子断裂.已知A与bc间的动摩擦因数μ=0.1,重力加速度g取10 m/s2,弹簧的形变始终在弹性限度内,细绳不可伸长.

(1)求弹簧的劲度系数;

(2)求物块A滑至b处,绳子断后瞬间,A对圆轨道的压力大小;

(3)为了让物块A能进入圆轨道且不脱轨,则bc间的距离应满足什么条件?

考点4功能关系的理解与应用

12.[2017福建福州质检][多选]如图甲所示,在水平地面上固定一竖直轻弹簧,弹簧上端与一个

质量为0.1 kg的木块A相连,质量也为0.1 kg的木块B叠放在A上,A、B都静止.在B上施加一个竖直向下的力F使木块缓慢向下移动,力F大小与移动距离x的关系如图乙所示,整个过程弹簧都处于弹性限度内.下列说法正确的是()

A.木块下移0.1 m过程中,弹簧的弹性势能增加2.5 J

B.弹簧的劲度系数为500 N/m

C.木块下移0.1 m时,若撤去力F,则此后B能达到的最大速度为5 m/s

D.木块下移0.1 m时,若撤去力F,则A、B分离时的速度为5 m/s

13.[2018湖北襄阳四中高三检测][多选]在一水平向右匀速传输的传送带的左端A点,每隔时间T,轻放上一个相同的工件.已知工件与传送带间的动摩擦因数为μ,工件质量均为m,经测量,发现那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x,重力加速度为g,下列判断正确的是()

A.传送带的速度为x

B.传送带的速度为

C.在一段较长的时间t内,传送带因传送工件而多消耗的能量为mt x2

μmgx

D.每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为1

14.[2017河北石家庄辛集中学检测]如图所示,倾角为θ的斜面底端固定一个挡板P,质量为m 的小物块A与质量不计的木板B叠放在斜面上,A位于B的最上端且与挡板P相距L.已知A 与B、B与斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2,且μ1>tan θ>μ2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,A 与挡板P相撞的过程中没有机械能损失.将A、B同时由静止释放.

(1)求A、B释放瞬间小物块A的加速度大小a1;

(2)若A与挡板P不相撞,求木板B的最小长度l0;

(3)若木板B的长度为l,求整个过程中木板B运动的总路程.

考点5实验：探究动能定理

15.[2017四川南充三模]在“探究功与物体速度变化的关系”的实验中,某实验探究小组的实验装置如图甲所示.木块从A点静止释放后,在一根弹簧作用下弹出,沿足够长木板运动到B1点停下,O点为弹簧原长时所处的位置,测得OB1的距离为L1,并记录此过程中弹簧对木块做的功为W0.用完全相同的弹簧两根、三根……并列在一起进行第2次、第3次……实验,每次实验木块均从A点静止释放,分别运动到B2、B3…停下,测得OB2、OB3…的距离分别为L2、L3…,作出弹簧对木块做功W与木块停下的位置距O点的距离L的W-L图象,如图乙所示.

(1)根据图线分析,弹簧对木块做功W与木块在O点的速度v O之间的关系..

(2)W-L图线为什么不通过原点?.

(3)弹簧被压缩的长度L OA为.

16.为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图甲所示的装置进行实验.实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面.将A拉到P点,待B稳定后静止释放,A 最终滑到Q点.分别测量OP、OQ的长度h和s.改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据.

(1)实验开始时,发现A释放后会撞到滑轮.请提出两个解决方法.

(2)

(3)实验测得A、B的质量分别为m=0.40 kg、M=0.50 kg.根据s-h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=(结果保留一位有效数字).

(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致μ的测量结果(填“偏大”或“偏小”).

考点6实验：验证机械能守恒定律

17.某研究性学习小组用如图(a)所示装置验证机械能守恒定律.让一个摆球由静止开始从A位

m v02=mgh.直接测置摆到B位置(O点正下方),若不考虑空气阻力,小球的机械能应该守恒,即1

量摆球到达B点的速度v0比较困难.现让小球在B点处脱离悬线做平抛运动,利用平抛运动的规律来间接地测出v0.

图(a)中,悬点O正下方P点处有水平放置的炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易瞬间被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重垂线确定出A、B点的投影点N、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放),球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M点对齐.用米尺量出AN的高度h1、BM的高度h2,算出A、B两点间的竖直距离,再量出M、C之间的距离x,即可验证机械能守恒定律.已知重力加速度为g,小球的质量为m.

(1)根据图(b)可以确定小球平抛运动的水平距离为cm.

(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v0=.

(3)用测出的物理量(即题中所给字母)表示出小球从A到B过程中,重力势能的减少量

ΔE p=,动能的增加量ΔE k=.

18.[2017安徽检测]某实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验中,提出了如图所示的甲、乙两种方案:甲方案为用自由落体运动进行实验,乙方案为用小车在斜面上下滑进行实验.

(1)组内同学对两种方案进行了深入的讨论分析,最终确定了一个大家认为误差相对较小的方案,你认为该小组选择的方案是,理由是.

(2)若该小组采用图甲的装置打出了一条纸带如图丙所示,相邻两点之间的时间间隔为0.02 s,请根据纸带计算出B点的速度大小为m/s.(结果保留三位有效数字)

(3)该小组同学根据纸带算出了相应点的速度,作出v2-h图线如图丁所示,请根据图线计算出当地的重力加速度g=m/s2.(结果保留三位有效数字)

答案

1.ABC v-t图象中图线与t轴围成的面积表示位移大小,0~6 s内物体的位移大小为30 m,A 正确.P-t图象中图线与t轴围成的面积表示功,0~6 s内拉力做的功为70 J,B正确.由动能定理

知,2~6 s内合外力不做功,C正确.2~6 s内物体做匀速运动,有F=F f,P=Fv,F f=5

N,D错误.

2.BC由动能定理知,0~t1时间内,汽车所受合外力做功的大小等于汽车动能的增加量,选项A

错误.0~t1时间内,汽车做匀加速直线运动,加速度大小a=v1

,由牛顿第二定律有F-F f=ma,解得

F=m v1

t1+F f;t1~t2时间内,汽车的功率P=Fv1=(m v1

+F f)v1,选项B正确.由P=F f v2,可得汽车运动的

最大速率v2=P

F f =(mv1

F f t1

+1)v1,选项C正确.由图象可知,t1~t2时间内,汽车的平均速率大于v1+v2

选项D错误.

3.B设该车受到的阻力分别为f1=k1mg,f2=k2mg,当该车以相同功率启动达到最大速率时,有

F=f,故由P=Fv可知最大速率v=P

F =P

,则v1

=f2

=k2

,有v2=k1

v1,故选B.

4.BC由s=1

2at2得t=2s

,对于斜面a、c,c的加速度比a的小,得t c>t a,对于斜面b、c,斜面c

的长度大于斜面b,而根据三角关系可知质点在斜面c上的加速度小于斜面b上的,可得t c>t b,故选项A错误;设质点质量为m,分别对斜面a、b、c,根据动能定理得2mgh-μmgL=E k a,mgh- μmgL=E k b,mgh-μmg·2L=E k c,根据题图中斜面高度和底边长度可知质点滑到底端时动能大小关系为E k a>E k b>E k c,选项B正确;质点沿三个斜面下滑,除重力外只有摩擦力做功,根据能量守恒定律,损失的机械能转化成摩擦产生的内能,由题图可知a和b底边相等且等于c的1

,故因

摩擦产生的内能关系为Q a=Q b=1

2Q c,即2Q a=2Q b=Q c,所以损失的机械能ΔE a=ΔE b=1

ΔE c,即

2ΔE a=2ΔE b=ΔE c,选项C正确,D错误.

5.AD当初动能为E k的小物块滑至最高点时,由动能定理有0-E k=-mgl sin θ-F f l①;小物块

从最高点滑到底端时,同理有1

2mv2=mgl sin θ-F f l②,联立得1

mv2=E k-2F f l=E k-E k

=E k

.当小物块

的初动能为2E k时,由①式得小物块向上运动的最大位移将变为2l,克服摩擦力做的功将变成

原来的2倍,有W F

f =E k

×2=E k.同理,小物块滑到底端的末动能1

m v x2=2E k-E k=E k,v x=

6.BCD由图象可知F1的方向水平向右,F2的方向水平向左,在t=1 s时速度开始变小,故t=1 s 时,物块经过B点,A错误;物块在前2.5 s内一直向右运动,2.5 s以后反向运动,故2.5 s时物块离B点最远,B正确;物块在0~1 s内和1~4 s内的加速度大小分别为a1=3 m/s2,a2=2 m/s2,又有F1=ma1=6 N,F2-F1=ma2,得F2=10 N,t=3.0 s时物块的速度大小为1 m/s,故此时F2的功率P=F2v=10 W,C正确;根据动能定理,在1~3 s内F1和F2做功之和等于物块的动能变化,即

ΔE k=1

2×2×12 J-1

×2×32 J=-8 J,D正确.

7.(1)μL+d2

4H (2)mgdμL+d

解析:(1)小球由释放点运动到C点,由动能定理得

mgh-μmgL=1

m v C2

自C点水平飞出后,由平抛运动规律得x=v C t,y=1

gt2

联立解得h=μL+x 2

若小球恰好落在井底E点处,则x=d,y=H

代入解得小球的释放点距BC面的高度为

h1=μL+d2

(2)若小球不能直接落在井底,则x=d,设打在EF上的动能为E k,

又v'C=d g

2y'

小球由C点运动到EF的过程中,由动能定理得

mgy'=E k-1

mv'C2

代入v'C得E k=mgy'+mg d2

4y'

当y'=d

时,E k最小,且E kmin=mgd

此时小球的释放点距BC面的高度为h2=μL+d

8.CD在A、B运动的过程中,只有动能和重力势能相互转化,A、B组成的系统机械能守恒,C 选项正确.假设B能到达圆环的最高点,相当于A、B的高度进行了交换,由于B的质量大于A 的质量,系统的机械能会增大,这不符合机械能守恒定律,所以A选项错误.A运动到圆环的最低点时,B的高度与初位置相同,A减少的重力势能恰等于两小球增加的动能,有

2mgR=1

2(m+2m)v2,可得v=4

gR,B选项错误.B球从开始运动至圆环最低点的过程中,有

mgR+2mgR=1

2(m+2m)v2,可得v=,B球在最低点的动能E k B=1

×2mv2=2mgR,刚好等于B

球减少的重力势能,说明杆对B球所做的总功为零,D选项正确.

9.D环到达B点时,重物上升的高度为(-1)d,A错误;环运动到B点时,速度与绳不共线,需要沿绳子和垂直绳子的方向分解环的速度,而沿绳子方向的速度即重物的速度,则环与重物的速度大小之比为:1,故B错误;以环和重物为研究对象,机械能守恒,故环从A点到B点,环减少的机械能等于重物增加的机械能,C错误;当环到达最低点时速度为零,此时环减少的重力势能等于重物增加的重力势能,设环下降的最大高度为h,因而有mgh=2mg( d2+ 2-d),解得h=4d

,D正确.

10.C小球从A点运动到半圆形槽的最低点的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势,但是实际上没有动,整个系统只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒;而小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运动,由于系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒;小球从开始下落至到达槽最低点前,小球先失重,后超重;当小球

向右上方滑动时,半圆形槽也向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒.所以选项A 、B 、D 错误,C 正确.

11.(1)5 N/m (2)144 N (3)6 m≤x ≤8 m 或0≤x ≤3 m

解析:(1)A 位于a 处时,绳无张力且物块B 静止,故弹簧处于压缩状态,对B ,由平衡条件有kx=mg sin 30°

当C 恰好离开挡板P 时,C 的加速度为0,故弹簧处于拉伸状态对C ,由平衡条件有kx'=mg sin 30° 由几何关系知R=x+x' 代入数据解得k=

2mg sin 30°

=5 N/m .

(2)物块A 在a 处与在b 处时,弹簧的形变量相同,弹性势能相同.故A 在a 处与在b 处时,A 、B 系统的机械能相等

有MgR (1-cos 60°)=mgR sin 30°+1

M v A 2+1

m v B 2

如图所示,将A 在b 处的速度分解,由速度分解关系有v A cos 30°=v B

代入数据解得v A = 4(M -m )gR

4M +3m =4 m/s

在b 处,对A ,由牛顿第二定律有N-Mg=Mv A

代入数据解得N=Mg+

Mv A

=144 N

由牛顿第三定律知,A 对圆轨道的压力大小为N'=144 N . (3)物块A 不脱离圆形轨道有两种情况:

①第一种情况,不超过圆轨道上与圆心的等高点

由动能定理,恰能进入圆轨道时需满足条件-μMgx 1=0-1

2M v A 2

恰能到圆心等高处时需满足条件-Mgr-μMgx 2=0-1

2M v A 2

代入数据解得x 1=v A 2

2μg =8 m,x 2=v A 2-2gr

2μg

=6 m

即6 m≤x ≤8 m;

②第二种情况,过圆轨道最高点

在最高点,由牛顿第二定律有Mg+F N =Mv 2r

恰能过最高点时,F N =0,v= gr

由动能定理有-Mg ·2r-μMgx'=1

Mv 2-1

M v A 2

代入数据解得x'=

v A 2

-5gr

2μg

=3 m

故此时bc 间距离应满足0≤x ≤3 m .

12.BC木块下移0.1 m过程中,由F-x图象可知,力F所做的功W=1

Fx=2.5 J,由能量守恒定

律可得W+2mgx=ΔE p,可得ΔE p=2.7 J,选项A错误;未施加力F时,对木块A、B进行受力分析,由平衡条件可得kx0-2mg=0,在木块A、B下移0.1 m时,两木块仍处于平衡状态,则k(x+x0)-F-

2mg=0,联立可得k=F

=500 N/m,选项B正确;木块下移0.1 m时,若撤去力F,则此后B再次回到原来平衡位置处速度最大,对下移0.1 m到原来平衡位置的过程中,由能量守恒定律可得

W=1

2×2mv2,解得v=W

=5 m/s,选项C正确;此后两木块向上做减速运动,直到弹簧恢复原长位

置时开始分离,此时两木块的速度要比5 m/s小,选项D错误.

13.AC工件在传送带上先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,每个工件滑上传送带后运动的规律相同,由x=vT,得传送带的速度v=x

,选项A正确;设每个工件做匀加速直线运动的位移为s,根据牛顿第二定律有μmg=ma,得工件的加速度a=μg,结合v2=2as,得传送带的速度

v=选项B错误;工件与传送带相对滑动的路程Δs=v·v

a -v

·v

=2s-s=x2

2μgT2

,则因摩擦产生

的热量Q=μmgΔs=mx 2

2T2

,选项D错误;根据能量守恒定律得,传送带因传送一个工件多消耗的能

量E=1

2mv2+Q=mx2

,在时间t内,传送工件的个数n=t

,则多消耗的能量E'=nE=mt x2

,选项C正

确.

14.(1)g sin θ-μ2g cos θ(2)sinθ-μ2cosθ

(μ1-μ2)cosθ

L(3)见解析

解析:(1)释放A、B,它们一起匀加速下滑.以A、B为研究对象,由牛顿第二定律有mg sin θ-

μ2mg cos θ=ma1,解得a1=g sin θ-μ2g cos θ.

(2)在B与挡板P相撞前,A和B相对静止,以相同的加速度一起向下做匀加速运动.B与挡板P 相撞后立即静止,A开始匀减速下滑.若A到达挡板P处时的速度恰好为零,此时B的长度即最小长度l0.从A释放至到达挡板P处的过程中,B与斜面间由于摩擦产生的热量Q1=μ2mg cos θ·(L-l0),A与B间由于摩擦产生的热量Q2=μ1mg cos θ·l0,根据能量守恒定律有mgL sin θ=Q1+Q2,

得l0=sinθ-μ2cosθ

(μ1-μ2)cosθ

(3)分两种情况:

①若l≥l0,B与挡板P相撞后不反弹,A一直减速直到静止在木板B上,木板B通过的路程s=L-l;

②若l

μ1mg cos θ·l,B与斜面间由于摩擦产生的热量Q'2=μ2mg cos θ·s,根据能量守恒定律有mgL sin θ=

Q'1+Q'2,解得s=L sinθ-μ1l cosθ

μ2cosθ

15.(1)W与v O的二次方成线性关系(2)未计木块通过AO段时摩擦力对木块所做的功(3)3 cm

解析:(1)木块从O点到静止的运动过程中,由动能定理,知L∝v O2,由图线知W与L成线性关系,因此W与v O的二次方也成线性关系.

(2)由于木块运动过程中,要受到摩擦力作用,未计木块通过AO段时摩擦力对木块所做的功, 导致W-L图线不通过原点.

(3)在图线上取两点(6,W0)、(42,5W0)得到W0=fL OA+fL1,5W0=fL OA+fL5,得L OA=3 cm.

16.(1)减小B的质量;增加细线的长度(或增大A的质量;降低B的起始高度).(2)如图所示(3)0.4(4)偏大

解析:(1)木块到达滑轮处速度不为零才撞到滑轮,可采用的办法是减小重物B的质量,也可增大细线的长度.

(2)如图所示.

(3)木块A由P点到O点的过程中,对A、B组成的系统根据动能定理有

(m+M)v2=-μmgh+Mgh①

木块A由O点到Q点的过程中,对A有

mv2=μmgs②

由①②联立整理得s

=M-μm

μ(M+m)

,由s-h图象得s

=56

,并将M、m值代入得μ=0.40.

(4)当滑轮轴的摩擦存在时,相当于增大了木块与桌面间的摩擦力,故计算出的动摩擦因数比真实值偏大.

17.(1)65.0(在64.0~65.5之间均对)(2)x·

2 2

(3)mg(h1-h2)mg x2

4 2

解析:(1)画一个圆,将球的落点痕迹全部圈在里面,圆心的位置就是我们要找的球的落点,因为零刻度线与M点对齐,所以读出M、C之间的距离即小球平抛运动的水平距离,为65.0 cm(在64.0~65.5 cm之间均对),注意要估读一位.

(2)在水平方向上x=v0t,在竖直方向上h2=1

gt2,所以

v0=x·

2 2

(3)AN的高度为h1、BM的高度为h2, A、B两点间的竖直距离为h1-h2,所以减少的重力势能

ΔE p=mg(h1-h2),动能的增加量ΔE k=1

2m v02=mg x2

4 2

18.(1)甲采用乙方案实验时,由于小车与斜面间存在摩擦力的作用,且不能忽略,所以小车在下滑的过程中机械能不守恒,故乙方案不能用于验证机械能守恒(2)1.37(3)9.75

解析:(2)v B=(12.40-6.93)×10-2

0.04

m/s=1.37 m/s.

(3)因为mgh=1

2mv2,所以g=

k,k为图线的斜率,求得g=9.75 m/s2.

高考物理万有引力与航天专题训练答案

高考物理万有引力与航天专题训练答案一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1．一名宇航员到达半径为R 、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为m 的小球，上端固定在O 点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O 点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F 随时间t 的变化规律如图乙所示．F 1、F 2已知，引力常量为G ，忽略各种阻力．求：（1）星球表面的重力加速度；（2）卫星绕该星的第一宇宙速度；（3）星球的密度．【答案】（1）126F F g m -=（212()6F F R m -(3) 128F F GmR ρπ-= 【解析】【分析】【详解】（1）由图知：小球做圆周运动在最高点拉力为F 2，在最低点拉力为F 1 设最高点速度为2v ，最低点速度为1v ，绳长为l 在最高点：2 22mv F mg l += ① 在最低点：2 11mv F mg l -= ② 由机械能守恒定律，得 221211222 mv mg l mv =?+ ③ 由①②③，解得1 2 6F F g m -= （2） 2 GMm mg R = 2GMm R =2 mv R 两式联立得：12()6F F R m -

（3）在星球表面：2 GMm mg R = ④ 星球密度：M V ρ= ⑤ 由④⑤，解得12 8F F GmR ρπ-= 点睛：小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点与最低点绳子的拉力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出重力加速度；万有引力等于重力，等于在星球表面飞行的卫星的向心力，求出星球的第一宇宙速度；然后由密度公式求出星球的密度． 2．a 、b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a 为近地卫星，b 卫星离地面高度为3R ，己知地球半径为R ，表面的重力加速度为g ，试求：（1）a 、b 两颗卫星周期分别是多少？（2） a 、b 两颗卫星速度之比是多少？（3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？【答案】（1 ）2 ，16（2）速度之比为2 【解析】【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量，然后根据万有引力做向心力求得运动周期；卫星做匀速圆周运动，根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比；由根据相距最远时相差半个圆周求解；解：（1）卫星做匀速圆周运动，F F =引向，对地面上的物体由黄金代换式2 Mm G mg R = a 卫星 2 224a GMm m R R T π= 解得2a T =b 卫星2 2 24·4(4)b GMm m R R T π= 解得16b T = （2）卫星做匀速圆周运动，F F =引向， a 卫星2 2a mv GMm R R =

高一物理机械能守恒定律教案

高一物理机械能守恒定律教案 Document number【980KGB-6898YT-769T8CB-246UT-18GG08】

机械能守恒定律 ★新课标要求（一）知识与技能 1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化； 2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件； 3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。（二）过程与方法 1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒； 2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。（三）情感、态度与价值观通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。 ★教学重点 1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容； 2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。 ★教学难点 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件； 2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。 ★教学方法演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。 ★教学工具投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。 ★教学过程（一）引入新课教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化这节课我们就来探究这方面的问题。（二）进行新课 1、动能与势能的相互转化教师活动：演示实验1：如右图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A 点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A 点等高的C 点，如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C 点，但摆到另一侧时，也能达到跟A 点相同的高度，如图乙。 A 甲乙

机械能守恒定律练习题含答案

机械能守恒定律练习题一、选择题（每题6分，共36分） 1、下列说法正确的是：（选CD ） A 、物体机械能守恒时，一定只受重力和弹力的作用。（是只有重力和弹力做功） B 、物体处于平衡状态时机械能一定守恒。（吊车匀速提高物体） C 、在重力势能和动能的相互转化过程中，若物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒。（受到一对平衡力） D 、物体的动能和重力势能之和增大，必定有重力以外的其他力对物体做功。 2、两个质量不同而动能相同的物体从地面开始竖直上抛(不计空气阻力)，当上升到同一高度时，它们(选C) A.所具有的重力势能相等（质量不等） B.所具有的动能相等 C.所具有的机械能相等（初始时刻机械能相等） D.所具有的机械能不等 3、一个原长为L 的轻质弹簧竖直悬挂着。今将一质量为m 的物体挂在弹簧的下端，用手托住物体将它缓慢放下，并使物体最终静止在平衡位置。在此过程中，系统的重力势能减少，而弹性势能增加，以下说法正确的是（选A ） A 、减少的重力势能大于增加的弹性势能（手对物体的支持力也有做功，根据合外力做功为0） B 、减少的重力势能等于增加的弹性势能 C 、减少的重力势能小于增加的弹性势能 D 、系统的机械能增加（动能不变，势能减小） 4、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（选B ） A 、mgh B 、mgH C 、mg （H +h ） D 、mg （H -h ） 6、质量为m 的子弹，以水平速度v 射入静止在光滑水平面上质量为M 的木块，并留在其中，下列说法正确的是（选BD ） A.子弹克服阻力做的功与木块获得的动能相等（与木块和子弹的动能，还有热能） B.阻力对子弹做的功与子弹动能的减少相等（子弹的合外力是阻力） C.子弹克服阻力做的功与子弹对木块做的功相等 D.子弹克服阻力做的功大于子弹对木块做的功（一部分转化成热能）二、填空题（每题8分，共24分） 7、从离地面H 高处落下一只小球，小球在运动过程中所受到的空气阻力是它重力的k 倍，而小球与地面相碰后，能以相同大小的速率反弹，则小球从释放开始，直至停止弹跳为止，所通过的总路程为 H/k 。 8、如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M 的小车，小车跟绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m 的砖码，则当砝码着地的瞬间（小车未离开桌子）小车的速度大小为在这过程中，绳的拉力对小车所做的功为________。 9、物体以100 k E J 的初动能从斜面底端沿斜面向上运动，当该物体经过斜面上某一点时，动能减少了80J ，机械能减少了32J ，则物体滑到斜面顶端时的机

高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析

高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1．如图所示，质量分别为m 和M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间距离为L ．已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在O 的两侧，引力常量为G ．求： (1)A 星球做圆周运动的半径R 和B 星球做圆周运动的半径r ； (2)两星球做圆周运动的周期．【答案】（1） R=m M M +L, r=m M m +L,（2）()3L G M m + 【解析】（1）令A 星的轨道半径为R ，B 星的轨道半径为r ，则由题意有L r R =+ 两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有：22 22244mM G mR Mr L T T ππ== 可得 R M r m ＝，又因为L R r =+ 所以可以解得：M R L M m = +,m r L M m =+；（2）根据（1）可以得到：2222244mM M G m R m L L T T M m ππ==?+ 则：()()233 42L L T M m G G m M π= =++ 点睛：该题属于双星问题，要注意的是它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离，不能把它们的距离当成轨道半径． 2．载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标．假设宇航员登上月球后，以初速度v 0竖直向上抛出一小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t.已知引力常量为G ，月球的半径为R ，不考虑月球自转的影响，求： (1)月球表面的重力加速度大小g 月； (2)月球的质量M ； (3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T .

高一物理机械能守恒解析及典型例题

高一物理机械能守恒解析及典型例题 (1)只有重力做功时机械能守恒．设一个质量为m 的物体自然下落，经过高度为1h 的A 点(初位置)时速度为1v ，下落到高度为2h 的B 点(末位置)时速度为2v (图8-42)，由动能定理得：21222 121mv mv W G -=. 又由重力做功与重力势能的关系得：21mgh mgh W G -= 则2121222121mgh mgh mv mv -=-或2221212 121mgh mv mgh mv +=+ 这表明，在自由落体中，物体的动能与重力势能之和保持不变,则机械能守恒．事实上，上面推导过程中涉及重力做功与动能变化、势能变化的关系，与物体的运动轨迹形状无关，因而物体只受重力作曲线运动(如平抛运动、斜抛运动等)时，机械能也一定守恒． (2)只有弹力作用时机械能守恒．如图8-43所示，一个质量为m 的小球被处于压缩状态的弹簧弹开，速度由1v 增大到2v ，由动能定理得：

1221222 121k k N E E mv mv W -=-= 由弹力做功与弹性势能的关系得：21p p N E E W -= 则2112p p k k E E E E -=-即2211p k p k E E E E +=+，物体的动能与弹性势能之和保持不变，机械能守恒． (3)既有重力做功，又有弹力做功，并且只有这两个力做功时，机械能也守恒．如图8—44所示，一根轻弹簧一端固定在天花板上，另一端固定一质量为m 的小球，小球在竖直平面内从高处荡下，在速度由1v 增大到2v 的过程中，由动能定理得 21222 121mv mv W W N G -=+ 又由重力做功与重力势能的关系得21p p G E E W -= 由弹力做功与弹性势能的关系得''21p p N E E W -= 则212221212 121mv mv 'E 'E E E p p p p -=-+- 即222221112 1'21'mv E E mv E E p p p p ++=++，物体的动能、重力势能和弹性势能之和保持不变，机械能守恒．

机械能守恒定律计算题(基础)

机械能守恒定律计算题（基础练习） 1．如图5-1-8所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m＝10kg的物体，以大小为a＝2m／s2的加速度匀加速上升，求头3s内力F做的功.(取g＝10m／s2) 图5-1-8 2.汽车质量5t，额定功率为60kW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，：求：（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

图5-3-1 3.质量是2kg 的物体，受到24N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s ；求： ①5s 内拉力的平均功率 ②5s 末拉力的瞬时功率（g 取10m/s 2） 4.一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S ，如图5-3-1，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ． F mg 图5-2-5

h 1 h 2 图5-4-4 5.如图5-3-2所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R =0.8m ，BC 是水平轨道，长S =3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m =1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功. 6. 如图5-4-4所示，两个底面积都是S 的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶内装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h 1和h 2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功？图5-3-2

高中物理必修二机械能守恒经典试题

1.下面说法中正确的是（） A．地面上的物体重力势能一定为零 B．质量大的物体重力势能一定大 C．不同的物体中离地面最高的物体其重力势能最大 D．离地面有一定高度的物体其重力势能可能为零 2.下列关于功率的说法，错误的是( ) A．功率是反映做功快慢的物理量 B．据公式P＝W/t，求出的是力F在t时间内做功的平均功率 C．据公式P＝Fv可知，汽车的运动速率增大，牵引力一定减小 D．据公P＝Fv cosα，若知道运动物体在某一时刻的速度大小，该时刻作用力F的大小以及二者之间的夹角.便可求出该时间内力F做功的功率 3、由一重2 N的石块静止在水平面上，一个小孩用10 N的水平力踢石块，使石块滑行了1 m的距离，则小孩对石块做的功 A、等于12 J B、等于10 J C、等于2 J D、因条件不足，无法确定 4、一起重机吊着物体以加速度a（a < g）竖直加速下落一段距离的过程中，下列说法正确的是 A、重力对物体做的功等于物体重力势能的增加量 B、物体重力势能的减少量等于物体动能的增加量 C、重力做的功大于物体克服缆绳的拉力所做的功 D、物体重力势能的减少量大于物体动能的增加量 5、某汽车的额定功率为P，在很长的水平直路上从静止开始行驶，下列结论正确的是 A、汽车在很长时间内都可以维持足够的加速度做匀加速直线运动 B、汽车可以保持一段时间内做匀加速直线运动 C、汽车在任何一段时间内都不可能做匀加速直线运动 D、若汽车开始做匀加速直线运动，则汽车刚达到额定功率P时，速度亦达最大值 6、.如图所示，木块A放在木块B的左上端，两木块间的动摩擦因数为μ。用水平恒力F将木块A拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做的功为W1；第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W2，比较两次做功，判断正确的是（） A．W1＜W2B．W1=W2 C．W1＞W2 D．无法比较 7、跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的（） A．空气阻力做正功B．重力势能增加 C．动能增加 D．空气阻力做负功 8、一个人站在阳台上，以相同的速率v分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三球落地时的速度（） A．上抛球最大B．下抛球最大C．平抛球最大D．三球一样大 9、质量为m的滑块沿着高为h，长为L的粗糙斜面恰能匀速下滑，在滑块从斜面顶端下滑到低

备战2021新高考物理-重点专题-万有引力与航天(三)(含解析)

备战2021新高考物理-重点专题-万有引力与航天（三）一、单选题 1.三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行方向如图所示.已知，则关于三颗卫星，下列说法错误的是（） A.卫星运行线速度关系为 B.卫星轨道半径与运行周期关系为 C.已知万有引力常量G，现测得卫星A的运行周期T A和轨道半径R A，可求地球的平均密度 D.为使A 与B同向对接，可对A适当加速 2.如图所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是() A.B，C的角速度相等，且小于A的角速度 B.B，C的线速度大小相等，且大于A的线速度 C.B，C的向心加速度相等，且大于A的向心加速度 D.B，C的周期相等，且小于A的周期 3.2020年4月24日，国家航天局宣布，我国行星探测任务命名为“天问”，首次火星探测任务命名为“天问一号”。已知万有引力常量，为计算火星的质量，需要测量的数据是（） A.火星表面的重力加速度和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径 B.火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径和火星的公转周期 C.某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期和火星的半径 D.某卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径和公转周期 4.一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上．用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，F N表示人对秤的压力，下面说法中正确的是（）

A.g′=0 B.g′= C.F N=0 D.F N= 5.2019年11月23日8时55分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号“乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第50、51颗北斗导航卫星。两颗卫星均属于中圆轨道（MEO）卫星，是我国的“北斗三号”系统的组网卫星。这两颗卫星的中圆轨道（MEO）是一种周期为12小时，轨道面与赤道平面夹角为60°的圆轨道。是经过GPS和GLONASS运行证明性能优良的全球导航卫星轨道。关于这两颗卫星，下列说法正确的是（） A.这两颗卫星的动能一定相同 B.这两颗卫星绕地心运动的角速度是长城随地球自转角速度的4倍 C.这两颗卫星的轨道半径是同步卫星轨道半径的 D.其中一颗卫星每天会经过赤道正上方2次 6.如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相等且小于c的质量，则下列判断错误的是（） A.b所需向心力最小 B.b、c周期相等，且大于a的周期 C.b、c向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 D.b、c线速度大小相等，且小于a的线速度 7.将地球看成质量均匀的球体，假如地球自转速度增大，下列说法中正确的是() A.放在赤道地面上的物体所受的万有引力增大 B.放在两极地面上的物体所受的重力增大 C.放在赤道地面上的物体随地球自转所需的向心力增大 D.放在赤道地面上的物体所受的重力增大 8.太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的4倍，则该行星绕太阳公转的周期是（） A.2年 B.4年 C.8年 D.10年 9.若将八大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下表所示：从表中所列数据可以估算出海王星的公转周期最接近( )

高一物理-机械能守恒(讲解及练习)

机械能守恒模块一机械能守恒定律知识导航 1．机械能的定义力做功的过程，也是能量从一种形式转化为另一种形式的过程。我们把物体的动能，重力势能和弹性势能统称为机械能，用E 表示，单位是J 重力做功或弹簧弹力做功可以使机械能从一种形式转化为另一种形式。 2．机械能守恒定律在只有重力或弹簧弹力做功的物体系统内，动能和势能可以互相转化，而系统的机械能保持不变这叫做机械能守恒定律。由于势能是一个系统内物体所共有的能量，所以机械能守恒定律适用的是一个物体系统而不是单个物体。对机械能守恒定律同学们可以从两个不同角度理解（1）初态的机械能等于末态的机械能（需要选择零势能参考平面）（2）系统内动能的减小量等于势能的增加量（或者势能的减小量等于动能的增加量） 3．机械能守恒的条件除了重力、弹力以外没有其他力除了重力、弹力以外还受其他力，但其他力不做功除了重力、弹力以外还受其他力，且其他力也做功，但做功的代数和为零实战演练【例1】下列关于机械能是否守恒的说法中正确的是（） A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．做匀加速直线运动的物体的机械能不可能守恒C．运动物体只要不受摩擦阻力的作用，其机械能一定守恒D．物体只发生动能和势能的相互转化，其机械能一定守恒

【例2】下列运动中满足机械能守恒的是（）A．手榴弹从手中抛出后的运动（不计空气阻力） B．子弹射穿木块 C．细绳一端固定，另一端拴着一个小球，使小球在光滑水平面上做匀速圆周运动 D．吊车将货物匀速吊起 E．物体沿光滑圆弧面从下向上滑动F．降落伞在空中匀速下降【例3】如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（） A．甲图中，物体A 将弹簧压缩的过程中，A 机械能守恒B．乙图中，在大小等于摩擦力的拉力下沿斜面下滑时，物体B 机械能守恒C．丙图中，不计任何阻力时，A 加速下落，B 加速上升过程中，A、B 机械能守恒D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒【例4】如图所示，一轻弹簧的一端固定于O 点，另一端系一重物，将重物从与悬点O 在同一水平面且弹簧保持原长的A 点无初速度释放，让它自由下摆，不计空气阻力，则在重物由A 点摆向最低点B 的过程中（） A．弹簧与重物的总机械能守恒B．弹簧的弹性势能增加C．重物的机械能定恒 D．重物的机械能增加

知识讲解机械能守恒定律基础

机械能守恒定律编稿：周军审稿：吴楠楠【学习目标】 1．明确机械能守恒定律的含义和适用条件． 2．能准确判断具体的运动过程中机械能是否守恒． 3．熟练应用机械能守恒定律解题． 4．知道验证机械能守恒定律实验的原理方法和过程． 5．掌握验证机械能守恒定律实验对实验结果的讨论及误差分析．【要点梳理】要点一、机械能要点诠释： (1)物体的动能和势能之和称为物体的机械能．机械能包括动能、重力势能、弹性势能。 (2)重力势能是属于物体和地球组成的重力系统的，弹性势能是属于弹簧的弹力系统的，所以，机械能守恒定律的适用对象是系统． (3)机械能是标量，但有正、负(因重力势能有正、负)． (4)机械能具有相对性，因为势能具有相对性(须确定零势能参考平面)，同时，与动能相关的速度也具有相对性(应该相对于同一惯性参考系，一般是以地面为参考系)，所以机械能也具有相对性．只有在确定了参考系和零势能参考平面的情况下，机械能才有确定的物理意义． (5)重力势能是物体和地球共有的，重力势能的值与零势能面的选择有关，物体在零势能面之上的势能是正值，在其下的势能是负值．但是重力势能差值与零势能面的选择无关． (6)重力做功的特点： ①重力做功与路径无关，只与物体的始、未位置高度筹有关． ②重力做功的大小：W＝mgh．． ③重力做功与重力势能的关系：PG WE??△．要点二、机械能守恒定律要点诠释： (1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内动能和势能可以相互转化，但机械能的总量保持不变，这个结论叫做机械能守恒定律． (2)守恒定律的多种表达方式．当系统满足机械能守恒的条件以后，常见的守恒表达式有以下几种： ①1122kPkP EEEE???，即初状态的动能与势能之和等于末状态的动能与势能之和． ②Pk EE??△△或Pk EE??△△，即动能(或势能)的增加量等于势能(或动能)的减少量． ③△E A＝-△E B，即A物体机械能的增加量等于B物体机械能的减少量．后两种表达式因无需选取重力势能零参考平面，往往能给列式、计算带来方便． (3)机械能守恒条件的理解． ①从能量转化的角度看，只有系统内动能和势能相互转化，无其他形式能量之间(如内能)的转化 ②从系统做功的角度看，只有重力和系统内的弹力做功，具体表现在：

万有引力与航天专题

A O 万有引力与航天专题 1．【2012?湖北联考】经长期观测发现，A 行星运行的轨道半径为R 0，周期为T 0但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔t 0时间发生一次最大的偏离．如图所示，天文学家认为形成这种现象的原因可能是A 行星外侧还存在着一颗未知行星B ，则行星B 运动轨道半径为（） A ． 030002()2t R R t T =- B ．T t t R R -=000 C ． 3 20000)(T t t R R -= D ．300200T t t R R -= 2．【2012?北京朝阳期末】2011年12月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒一22b （Kepler 一22b ），距离地球约600光年之遥，体积是地球的2．4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈。若行星开普勒一22b 绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知。根据以上数据可以估算的物理量有（） A.行星的质量 B ．行星的密度 C ．恒星的质量 D ．恒星的密度 3．【2012?江西联考】如右图，三个质点a 、b 、c 质量分别为m 1、m 2、 M （M>> m 1，M>> m 2）。在c 的万有引力作用下，a 、b 在同一平面内绕c 沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比T a ∶T b =1∶k ；从图示位置开始，在b 运动一周的过程中，则（） A ．a 、b 距离最近的次数为k 次 B ．a 、b 距离最近的次数为k+1次 C ．a 、b 、c 共线的次数为2k D ．a 、b 、c 共线的次数为2k-2 4．【2012?安徽期末】2011年8月26日消息，英国曼彻斯特大学的天文学家认为，他们已经在银河系里发现一颗由曾经的庞大恒星转变而成的体积较小的行星，这颗行星完全

高一物理机械能守恒定律教案

★新课标要求（一）知识与技能 1、知道什么是机械能，知道物体的动能和势能可以相互转化； 2、会正确推导物体在光滑曲面上运动过程中的机械能守恒，理解机械能守恒定律的内容，知道它的含义和适用条件； 3、在具体问题中，能判定机械能是否守恒，并能列出机械能守恒的方程式。（二）过程与方法 1、学会在具体的问题中判定物体的机械能是否守恒； 2、初步学会从能量转化和守恒的观点来解释物理现象，分析问题。（三）情感、态度与价值观通过能量守恒的教学，使学生树立科学观点，理解和运用自然规律，并用来解决实际问题。 ★教学重点 1、掌握机械能守恒定律的推导、建立过程，理解机械能守恒定律的内容； 2、在具体的问题中能判定机械能是否守恒，并能列出定律的数学表达式。 ★教学难点 1、从能的转化和功能关系出发理解机械能守恒的条件； 2、能正确判断研究对象在所经历的过程中机械能是否守恒，能正确分析物体系统所具有的机械能，尤其是分析、判断物体所具有的重力势能。 ★教学方法演绎推导法、分析归纳法、交流讨论法。 ★教学工具投影仪、细线、小球、带标尺的铁架台、弹簧振子。 ★教学过程（一）引入新课教师活动：我们已学习了重力势能、弹性势能、动能。这些不同形式的能是可以相互转化的，那么在相互转化的过程中，他们的总量是否发生变化？这节课我们就来探究这方面的问题。（二）进行新课 1、动能与势能的相互转化教师活动：演示实验1：如右图，用细线、小球、带有标尺的铁架台等做实验。把一个小球用细线悬挂起来，把小球拉到一定高度的A 点，然后放开，小球在摆动过程中，重力势能和动能相互转化。我们看到，小球可以摆到跟A 点等高的C 点，如图甲。如果用尺子在某一点挡住细线，小球虽然不能摆到C 点，但摆到另一侧时，也能达到跟A 点相同的高度，如图乙。问题：这个小实验中，小球的受力情况如何？各个力的做功情况如何？这个小实验说明了什么？学生活动：观察演示实验，思考问题，选出代表发表见解。小球在摆动过程中受重力和绳的拉力作用。拉力和速度方向总垂直，对小球不做功；只有重力对小球能做功。 A 甲乙

7基础练习题(机械能守恒定律)

基础练习题（机械能守恒定律） 1.课外活动时,王磊同学在40 s的时间内做了25个引体向上,王磊同学的体重大约为50 kg,每次引体向上大约升高0.5 m,试估算王磊同学克服重力做功的功率大约为(g取10 N/kg)() A.100 W B.150 W C.200 W D.250 W 解析:每次引体向上克服重力做的功约为W1=mgh=50×10×0.5 J=250 J 40 s内的总功W=nW1=25×250 J=6 250 J 40 s内的功率P=W≈156 W。答案:B 2.如图所示,质量为m的物体P放在光滑的倾角为θ的斜面体上,同时用力F向右推斜面体,使P与斜面体保持相对静止。在前进水平位移为l的过程中,斜面体对P做功为() A.Fl B.mg sin θ·l C.mg cos θ·l D.mg tan θ·l 解析:斜面对P的作用力垂直于斜面,其竖直分量为mg,所以水平分量为mg tan θ,做功为水平分量的力乘以水平位移。答案:D 3.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,这样的客车车辆叫作动车,把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,就是动车组,如图所示。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160 km/h;现在我国往返北京和上海的动车组的最大速度为480 km/h,则此动车组可能是() A.由3节动车加3节拖车编成的 B.由3节动车加9节拖车编成的 C.由6节动车加2节拖车编成的 D.由3节动车加4节拖车编成的解析:设每节车的质量为m,所受阻力为kmg,每节动车的功率为P,已知1节动车加3节拖车编成的动车组的最大速度为v1=160 km/h,设最大速度为v2=480 km/h的动车组是由x节动车加y节拖车编成的,则有xP=(x+y)kmgv2,联立解得x=3y,对照各个选项,只有选项C正确。答案:C 4. 如图所示,某段滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h 处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度为g。在他从上向下滑到底端的过程中,下列说法

(完整版)高中物理机械能守恒经典习题30道带答案

一．选择题（共30小题） 1．（2015?金山区一模）一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功，W f1、W f2分别表示前两次克服摩擦力所做的功，则（）A．W F2＞4W F1，W f2＞2W f1B．W F2＞4W F1，W f2=2W f1 C．W F2＜4W F1，W f2=2W f1D．W F2＜4W F1，W f2＜2W f1 2．（2008?山东）质量为1500kg的汽车在平直的公路上运动，v﹣t图象如图所示，由此可求（） A．前25s内汽车的平均速度 B．前10s内汽车的加速度 C．前10s内汽车所受的阻力 D．15﹣25s内合外力对汽车所做的功 3．（2007?上海）物体沿直线运动的v﹣t图如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W，则下列结论正确的是（） A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为W 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 4．（2015?武清区校级学业考试）如图所示，物体在力F的作用下沿水平面移动了一段位移L，甲、乙、丙、丁四种情况下，力F和位移L的大小以及θ角均相同，则力F做功相同的是（） A．甲图与乙图B．乙图与丙图C．丙图与丁图D．乙图与丁图5．（2015?赫山区校级一模）如图所示，A、B两物体质量分别是m A和m B，用劲度系数为k的弹簧相连，A、B 处于静止状态．现对A施竖直向上的力F提起A，使B对地面恰无压力．当撤去F，A由静止向下运动至最大速度时，重力做功为（）

高一物理机械能守恒定律练习题及答案分析

机械能守恒定律计算题（基础练习）班别：姓名： 1．如图5-1-8所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F开始提升原来静止的质量为m＝10kg的物体，以大小为a＝2m／s2的加速度匀加速上升，求头3s内力F做的功.(取g＝10m／s2) 图5-1-8 2.汽车质量5t，额定功率为60kW，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，：求：（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？

高中物理机械能守恒定律经典例题及技巧

一、单个物体的机械能守恒判断一个物体的机械能是否守恒有两种方法：（1）物体在运动过程中只有重力做功，物体的机械能守恒。物体在运动过程中不受媒质阻力和摩擦阻力，物体的机械能守恒。所涉及到的题型有四类：（1）阻力不计的抛体类。（2）固定的光滑斜面类。（3）固定的光滑圆弧类。（4）悬点固定的摆动类。（1）阻力不计的抛体类包括竖直上抛；竖直下抛；斜上抛；斜下抛；平抛，只要物体在运动过程中所受的空气阻力不计。那么物体在运动过程中就只受重力作用，也只有重力做功，通过重力做功，实现重力势能与机械能之间的等量转换，因此物体的机械能守恒。例：在高为h 的空中以初速度v 0抛也一物体，不计空气阻力，求物体落地时的速度大小分析：物体在运动过程中只受重力，也只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体抛出时和着地时的机械能相等】 2202 121t mv mv mgh =+ 得：gh v v t 220+= （2）固定的光滑斜面类在固定光滑斜面上运动的物体，同时受到重力和支持力的作用，由于支持力和物体运动的方向始终垂直，对运动物体不做功，因此，只有重力做功，物体的机械能守恒。例，以初速度v 0 冲上倾角为光滑斜面，求物体在斜面上运动的距离是多少分析：物体在运动过程中受到重力和支持力的作用，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选水平地面为零势面，则物体开始上滑时和到达最高时的机械能相等 θsin 2120?==mgs mgh mv 得：θ sin 220g v s = （3）固定的光滑圆弧类在固定的光滑圆弧上运动的物体，只受到重力和支持力的作用，由于支持力始终沿圆弧的法线方向而和物体运动的速度方向垂直，对运动物体不做功，故只有重力做功，物体的机械能守恒。例：固定的光滑圆弧竖直放置，半径为R ，一体积不计的金属球在圆弧的最低点至少具有多大的速度才能作一个完整的圆周运动分析：物体在运动过程中受到重力和圆弧的压力，但只有重力做功，因此物体的机械能守恒，选物体运动的最低点为重力势能的零势面，则物体在最低和最高点时的机械能相等 — 2202 1221t mv R mg mv += 要想使物体做一个完整的圆周运动，物体到达最高点时必须具有的最小速度为： Rg v t = 所以 gR v 50= （4）悬点固定的摆动类和固定的光滑圆弧类一样，小球在绕固定的悬点摆动时，受到重力和拉力的作用。由于悬线的拉力自始至

机械能守恒定律计算题与答案

机械能守恒定律计算题（期末复习） 1．如图5-1-8所示，滑轮和绳的质量及摩擦不计，用力F 开始提升原来静止的质量为m ＝10kg 的物体，以大小为a ＝2m ／s2的加速度匀加速上升，求头3s 力F 做的功.(取g ＝10m ／s2) 2.汽车质量5t ，额定功率为60kW ，当汽车在水平路面上行驶时，受到的阻力是车重的0.1倍，：求：（1）汽车在此路面上行驶所能达到的最大速度是多少？（2）若汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速直线运动，这一过程能维持多长时间？ 3.质量是2kg 的物体，受到24N 竖直向上的拉力，由静止开始运动，经过5s ；求： ①5s 拉力的平均功率 ②5s 末拉力的瞬时功率（g 取10m/s2）图 5-2-5 图5-1-8

图5-3-1 图5-4-4 4.一个物体从斜面上高h 处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得停止处对开始运动处的水平距离为S ，如图5-3-1，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同．求动摩擦因数μ． 5.如图5-3-2所示，AB 为1/4圆弧轨道，半径为R=0.8m ，BC 是水平轨道，长S=3m ，BC 处的摩擦系数为μ=1/15，今有质量m=1kg 的物体，自A 点从静止起下滑到C 点刚好停止.求物体在轨道AB 段所受的阻力对物体做的功. 6. 如图5-4-4所示，两个底面积都是S 的圆桶，用一根带阀门的很细的管子相连接，放在水平地面上，两桶装有密度为ρ的同种液体，阀门关闭时两桶液面的高度分别为h1和h2，现将连接两桶的阀门打开，在两桶液面变为相同高度的过程中重力做了多少功？图5-3-2

万有引力与航天专题复习

万有引力与航天专题复习 Revised on November 25, 2020

万有引力与航天一、行星的运动 1、开普勒行星运动三大定律 ①第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。 ②第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。推论：近日点速度比较快，远日点速度比较慢。 ③第三定律（周期定律）：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。即：其中k 是只与中心天体的质量有关，与做圆周运动的天体的质量无关。推广：对围绕同一中心天体运动的行星或卫星，上式均成立。K 取决于中心天体的质量例1. 据报道，美国计划从2021年开始每年送15 000名游客上太空旅游．如图所示，当航天器围绕地球沿椭圆轨道运行时，在近地点A 的速率 (填“大于”“小于”或“等于”)在远地点B 的速率。例2、宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（）年年年年二、万有引力定律 1、万有引力定律的建立 ①太阳与行星间引力公式 ②卡文迪许的扭秤实验——测定引力常量G 2、万有引力定律 ①内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量1m 和2m 的乘积成正比，与它们之间的距离r 的二次方成反比。即： ②适用条件（Ⅰ）可看成质点的两物体间，r 为两个物体质心间的距离。（Ⅱ）质量分布均匀的两球体间，r 为两个球体球心间的距离。 ③运用（1）万有引力与重力的关系：重力是万有引力的一个分力，一般情况下，可认为重力和万有引力相等。忽略地球自转可得：例3.设地球的质量为M ，赤道半径R ，自转周期T ，则地球赤道上质量为m 的物体所受重力的大小为（式中G 为万有引力恒量）（2）计算重力加速度 3 2a k T =2Mm F G r =1122 6.6710/G N m kg -=??12 2m m F G r =2R Mm G mg =

高中物理机械能守恒定律知识点总结

高中物理机械能守恒定律知识点总结（一）一、功 1．公式和单位：，其中是F和l的夹角．功的单位是焦耳，符号是J. 2．功是标量，但有正负．由，可以看出： (1)当0°≤<90°时，0<≤1，则力对物体做正功，即外界给物体输送能量，力是动力； (2)当＝90°时，＝0，W＝0，则力对物体不做功，即外界和物体间无能量交换． (3)当90°<≤180°时，－1≤<0，则力对物体做负功，即物体向外界输送能量，力是阻力．3、判断一个力是否做功的几种方法 (1)根据力和位移的方向的夹角判断，此法常用于恒力功的判断，由于恒力功W＝Flcosα，当α＝90°，即力和作用点位移方向垂直时，力做的功为零． (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断，此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功．当力的方向和瞬时速度方向垂直时，作用点在力的方向上位移是零，力做的功为零． (3)根据质点或系统能量是否变化，彼此是否有能量的转移或转化进行判断．若有能量的变化，或系统内各质点间彼此有能量的转移或转化，则必定有力做功． 4、各种力做功的特点 (1)重力做功的特点：只跟初末位置的高度差有关，而跟运动的路径无关． (2)弹力做功的特点：对接触面间的弹力，由于弹力的方向与运动方向垂直，弹力对物体不做功；对弹簧的弹力做的功，高中阶段没有给出相关的公式，对它的求解要借助其他途径如动能定理、机械能守恒、功能关系等． (3)摩擦力做功的特点：摩擦力做功跟物体运动的路径有关，它可以做负功，也可以做正功，做正功时起动力作用．如用传送带把货物由低处运送到高处，摩擦力就充当动力．摩擦力

的大小不变、方向变化(摩擦力的方向始终和速度方向相反)时，摩擦力做功可以用摩擦力乘以路程来计算，即W＝F·l. (1)W总＝F合lcosα，α是F合与位移l的夹角； (2)W总＝W1＋W2＋W3＋?为各个分力功的代数和； (3)根据动能定理由物体动能变化量求解：W总＝ΔEk. 5、变力做功的求解方法 (1)用动能定理或功能关系求解． (2)将变力的功转化为恒力的功． ①当力的大小不变，而方向始终与运动方向相同或相反时，这类力的功等于力和路程的乘积，如滑动摩擦力、空气阻力做功等； ②当力的方向不变，大小随位移做线性变化时，可先求出力对位移的平均值＝2F1＋F2，再由W＝lcosα计算，如弹簧弹力做功； ③作出变力F随位移变化的图象，图线与横轴所夹的?°面积?±即为变力所做的功； ④当变力的功率P一定时，可用W＝Pt求功，如机车牵引力做的功．二、功率 1．计算式 (1)P＝tW，P为时间t内的平均功率． (2)P＝Fvcosα 5．额定功率：机械正常工作时输出的最大功率．一般在机械的铭牌上标明． 6．实际功率：机械实际工作时输出的功率．要小于等于额定功率．方恒定功率启动恒定加速度启动

专题五 万有引力与航天 专题六 机械能守恒(习思用.物理)

高考物理万有引力与航天专题训练答案

高一物理机械能守恒定律教案

机械能守恒定律练习题含答案

高中物理万有引力与航天专题训练答案及解析

高一物理机械能守恒解析及典型例题

机械能守恒定律计算题(基础)

高中物理必修二机械能守恒经典试题

备战2021新高考物理-重点专题-万有引力与航天(三)(含解析)

高一物理-机械能守恒(讲解及练习)

知识讲解机械能守恒定律基础

万有引力与航天专题

高一物理机械能守恒定律教案

7基础练习题(机械能守恒定律)

(完整版)高中物理机械能守恒经典习题30道带答案

高一物理机械能守恒定律练习题及答案分析

高中物理机械能守恒定律经典例题及技巧

机械能守恒定律计算题与答案

万有引力与航天专题复习

高中物理机械能守恒定律知识点总结

专题五万有引力与航天专题六机械能守恒(习思用.物理)