2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能守恒定律單元滾動(dòng)檢測(cè)卷考生注意：1本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，共4頁(yè)2答卷前，考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級(jí)、學(xué)號(hào)填寫(xiě)在相應(yīng)位置上3本次考試時(shí)間90分鐘，滿(mǎn)分100分第卷一、選擇題(本題共13小題，每小題3分，共39分每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中只有一個(gè)是符合題目要求的，不選、多選、錯(cuò)選均不得分)1伽利略的斜面實(shí)驗(yàn)反映了一個(gè)重要事實(shí)：如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略不計(jì)，小球一旦沿斜面A滾落，必將準(zhǔn)確地終止于斜面B上與它開(kāi)始點(diǎn)相同高度處，絕不會(huì)更高一點(diǎn)或更低一點(diǎn)，這說(shuō)明，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中有一個(gè)“東西”是不變的，這個(gè)“東西”是()A彈力 B速度C加速度 D能量答案D解析運(yùn)動(dòng)過(guò)程中若斜面的傾角不同，則受到的彈力不同，A錯(cuò)誤；下滑過(guò)程中速度越來(lái)越大，上滑過(guò)程中速度越來(lái)越小，速度不同，B錯(cuò)誤；斜面的傾斜程度不同，加速度也不同，C錯(cuò)誤；伽利略理想斜面實(shí)驗(yàn)中如果空氣阻力和摩擦力小到可以忽略，則在小球運(yùn)動(dòng)的過(guò)程只有重力做功，則物體的機(jī)械能守恒，故這個(gè)不變量應(yīng)該是能量，D正確2(xx·紹興第一中學(xué)期末)關(guān)于做功，下列說(shuō)法中正確的是()A滑動(dòng)摩擦力阻礙物體的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，一定做負(fù)功B靜摩擦力和滑動(dòng)摩擦力都可以做正功C一負(fù)電荷在電場(chǎng)中移動(dòng)時(shí)，克服電場(chǎng)力做功，則其電勢(shì)能減少D作用力與反作用力大小相等、方向相反，所做功的代數(shù)和一定為零答案B解析恒力做功的表達(dá)式WFlcos ，滑動(dòng)摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向相反，但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同，也可以相反，物體受滑動(dòng)摩擦力也有可能位移為零，故可能做負(fù)功，也可能做正功，也可能不做功，A錯(cuò)誤；恒力做功的表達(dá)式WFlcos ，靜摩擦力的方向與物體相對(duì)運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)方向相反，但與運(yùn)動(dòng)方向可以相同，也可相反，還可以與運(yùn)動(dòng)方向垂直，故靜摩擦力可以做正功，也可以做負(fù)功，也可以不做功，結(jié)合A的分析，B正確；無(wú)論是正電荷還是負(fù)電荷，只要克服電場(chǎng)力做功，其電勢(shì)能一定增加，C錯(cuò)誤；一對(duì)相互作用力大小相等，方向相反，作用的兩個(gè)物體位移不同，做功就不同，其代數(shù)和不一定為零，D錯(cuò)誤3兩輛相同的汽車(chē)，一輛空載，一輛滿(mǎn)載，在同一水平公路路面上(路面粗糙程度不變)直線(xiàn)行駛，下面關(guān)于兩車(chē)車(chē)速、動(dòng)能、慣性、質(zhì)量和滑行路程的討論，正確的是()A車(chē)速較大的汽車(chē)，它的慣性較大B動(dòng)能較大的汽車(chē)，它的慣性較大C行駛速度相同時(shí)，質(zhì)量較大的汽車(chē)，剎車(chē)后滑行的路程較長(zhǎng)D以額定功率勻速行駛時(shí)，質(zhì)量較小的汽車(chē)，剎車(chē)后滑行的路程較長(zhǎng)答案D4如圖1所示，兩個(gè)物體與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)相等，它們的質(zhì)量也相等在甲圖中用力F1拉物體，在乙圖中用力F2推物體，夾角均為，兩個(gè)物體都做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)相同的位移設(shè)F1和F2對(duì)物體所做的功分別為W1和W2，物體克服摩擦力做的功分別為W3和W4，下列判斷正確的是()圖1AF1F2 BW1W2CW3W4 DW1W3W2W4答案D5如圖2所示，質(zhì)量為m的小球(可以看成質(zhì)點(diǎn))，在恒力F的作用下，從地面上A點(diǎn)由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)途經(jīng)桌面處B點(diǎn)到達(dá)C點(diǎn)，現(xiàn)以桌面為參考平面，已知H<h，則()圖2A小球從A到B重力做功小于從B到C重力做的功B小球在A點(diǎn)的重力勢(shì)能大于在C點(diǎn)的重力勢(shì)能C整個(gè)過(guò)程小球的機(jī)械能一定增大D整個(gè)過(guò)程小球的機(jī)械能守恒答案C解析功的大小比較看絕對(duì)值，h>H，則mghmgH，故A錯(cuò)誤；重力勢(shì)能的大小看位置高低，A點(diǎn)最低，B錯(cuò)誤；恒力F始終做正功，所以小球的機(jī)械能一直變大，C正確，D錯(cuò)誤6如圖3所示，質(zhì)量相同的物體A與B通過(guò)一輕繩繞過(guò)光滑固定的輕質(zhì)定滑輪系在一起，B在光滑斜面上，與B相連的輕繩與斜面平行開(kāi)始時(shí)用手托著A使它們都靜止，然后放手，在A未到達(dá)地面、B未到達(dá)斜面頂端之前()圖3A物體A的動(dòng)能總比物體B的動(dòng)能大B輕繩對(duì)物體A不做功C物體A和B組成的系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒D物體B的機(jī)械能一定變大答案D解析由題意知，A、B兩物體的速率始終相等，所以?xún)晌矬w的動(dòng)能相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輕繩的拉力對(duì)A做負(fù)功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；A、B組成的系統(tǒng)中只有重力做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；繩子拉力對(duì)B做正功，B的機(jī)械能一定變大，選項(xiàng)D正確7根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，電動(dòng)自行車(chē)的最高速度不得超過(guò)20 km/h.一個(gè)高中生騎電動(dòng)自行車(chē)按規(guī)定的最高速度勻速行駛時(shí)，電動(dòng)車(chē)所受的阻力是總重力的0.2倍已知人和車(chē)的總質(zhì)量約為60 kg，則此時(shí)電動(dòng)車(chē)電機(jī)的輸出功率約為()A70 W B140 WC700 W D1 400 W答案C8如圖4所示，某高三男生以立定跳遠(yuǎn)的方式躍過(guò)一條1.8 m寬的水溝，其起跳、騰空、落地的過(guò)程如圖所示，他這一次跳躍所消耗的能量最接近()圖4A60 J B600 J C1 200 J D2 000 J答案B解析設(shè)男生質(zhì)量為60 kg.Gmg600 N，跳起高度大約1 m，消耗的能量Emgh600 J.9. 如圖5所示，小球甲從豎直固定的半徑為R的光滑圓弧軌道頂端由靜止?jié)L下，圓弧底端切線(xiàn)水平；同質(zhì)量的小球乙從高為R的光滑斜面頂端由靜止?jié)L下下列判斷錯(cuò)誤的是()圖5A兩小球到達(dá)底端時(shí)速度相同B兩小球運(yùn)動(dòng)到底端的過(guò)程中重力做功相同C兩小球到達(dá)底端時(shí)動(dòng)能相同D兩小球到達(dá)底端時(shí)，乙重力做功的瞬時(shí)功率大于甲重力做功的瞬時(shí)功率答案A解析根據(jù)動(dòng)能定理得，mgRmv2，知兩小球到達(dá)底端的動(dòng)能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，C正確；兩小球運(yùn)動(dòng)到底端的過(guò)程中，下落的高度相同，則重力做功相同，故選項(xiàng)B正確；兩小球到達(dá)底端的速度大小相等，甲球的重力與速度方向垂直，瞬時(shí)功率為零，乙球的重力與速度方向不垂直，瞬時(shí)功率不為零，則乙球的重力做功的瞬時(shí)功率大于甲球的重力做功的瞬時(shí)功率，故選項(xiàng)D正確10同一輛貨車(chē)兩次勻速駛上同一坡路(路面粗糙程度相同)，在空載時(shí)上坡的速度為v1，牽引力為F1；在滿(mǎn)載時(shí)上坡的速度為v2，牽引力為F2.已知兩次上坡過(guò)程該貨車(chē)的輸出功率相同，不計(jì)空氣阻力，則()Av1v2 Bv1v2CF1F2 DF1F2答案B解析貨車(chē)勻速上坡時(shí)的牽引力Fmgsin mgcos ，空載時(shí)的牽引力F1小于滿(mǎn)載時(shí)的牽引力F2，選項(xiàng)C、D均錯(cuò)；由PFv相同，可知v1v2，選項(xiàng)B正確11如圖6所示，斜面高h(yuǎn)，質(zhì)量為m的物塊，在沿斜面向上的恒力F作用下，能勻速沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，若把此物塊放在斜面頂端，在沿斜面向下同樣大小的恒力F作用下，物塊由靜止向下滑動(dòng)，滑至底端時(shí)其動(dòng)能的大小為(不計(jì)空氣阻力)()圖6AmghB2mghC2FhDFh答案B解析物塊勻速向上運(yùn)動(dòng)，即向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物塊的動(dòng)能不變，由動(dòng)能定理知物塊向上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中外力對(duì)物塊做的總功為0，即WFmghWf0物塊向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，恒力F與摩擦力分別對(duì)物塊做的功與向上運(yùn)動(dòng)時(shí)相同，設(shè)滑至底端時(shí)的動(dòng)能為Ek，由動(dòng)能定理知WFmghWfEk0將式變形有WFWfmgh，代入式有Ek2mgh，則B選項(xiàng)正確12三峽水力發(fā)電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站，三峽水庫(kù)水位落差約100 m，水的流量約1.35×104 m3/s，船只通航需要3 500 m3/s的流量，其余流量全部用來(lái)發(fā)電，水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí)，水流減少的機(jī)械能有20%轉(zhuǎn)化為電能按照以上數(shù)據(jù)估算，如果三峽電站全部用于城市生活用電，它可以滿(mǎn)足約多少個(gè)百萬(wàn)人口城市生活用電(設(shè)三口之家平均每家每月用電240度)()A2個(gè) B6個(gè) C18個(gè) D90個(gè)答案C解析每秒用于發(fā)電的水的重力勢(shì)能約為1×1010 J，轉(zhuǎn)化為電能有2×109 J，每月就是5.2×1015 J，等于1.44×109度電，大約可供600萬(wàn)個(gè)三口之家使用，也就是1 800萬(wàn)人口，18個(gè)百萬(wàn)人口，故C正確132016年12月18日，國(guó)內(nèi)單機(jī)容量最大的抽水蓄能電站浙江仙居抽水蓄能電站全面投產(chǎn)其工作原理是：在用電低谷時(shí)(如深夜)，電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電高峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā)電如圖7所示，若該電站蓄水池(上水庫(kù))有效總庫(kù)容量(可用于發(fā)電)為 8.78×106 m3，發(fā)電過(guò)程中上下水庫(kù)平均水位差 671 m，年抽水用電量為 3.2×109 kW·h，年發(fā)電量為 2.5×109 kW·h(水的密度為1.0×103 kg/m3，重力加速度為g10 m/s2)，相當(dāng)于給華東電網(wǎng)建了一個(gè)“大蓄電池”，以下水庫(kù)水面為零勢(shì)能面. 則下列說(shuō)法正確的是()圖7A抽水蓄能電站的總效率約為 65%B發(fā)電時(shí)流入下水庫(kù)的水流速度最大可達(dá) 150 m/sC蓄水池中能用于發(fā)電的水的重力勢(shì)能約為Ep6.0×1015 JD該電站平均每天所發(fā)電能可供給一個(gè)大城市居民用電(電功率以106 kW 計(jì)算)約7 h答案D解析已知年抽水用電量為3.2×109 kW·h，年發(fā)電量為2.5×109 kW·h，則抽水蓄能電站的總效率為×100%78.1%，故A錯(cuò)誤若沒(méi)有任何阻力，由機(jī)械能守恒得mghmv2，得v m/s116 m/s，由題知，水流下的過(guò)程中受到阻力，所以發(fā)電時(shí)流入下水庫(kù)的水流速度小于116 m/s，故B錯(cuò)誤蓄水池中能用于發(fā)電的水的重力勢(shì)能為EpmghVgh1.0×103×8.78×106×10×671 J5.9×1013 J，故C錯(cuò)誤該電站平均每天所發(fā)電量為E，可供給一個(gè)大城市居民用電(電功率以106 kW計(jì)算)的時(shí)間為t7 h，故D正確二、選擇題(本題共3小題，每小題2分，共6分每小題列出的四個(gè)備選項(xiàng)中至少有一個(gè)是符合題目要求的，全部選對(duì)的得2分，選對(duì)但不全的得1分，有錯(cuò)選的得0分)14如圖8所示，排球運(yùn)動(dòng)員正在做顛球訓(xùn)練，若空氣阻力不能忽略，則擊球后，球從某位置離開(kāi)手豎直向上運(yùn)動(dòng)，再下落回到該位置的過(guò)程中()圖8A重力先做正功后做負(fù)功B重力做的總功不為零C空氣阻力做負(fù)功D空氣阻力做的總功等于球的動(dòng)能變化答案CD解析排球在豎直向上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力方向與位移方向相反，重力做負(fù)功，排球豎直向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力方向與位移方向相同，重力做正功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；重力做功只與初、末位置有關(guān)，故在整個(gè)過(guò)程中，重力對(duì)排球做的總功為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，排球受的空氣阻力方向與速度方向始終相反，故空氣阻力對(duì)排球做負(fù)功，選項(xiàng)C正確；由動(dòng)能定理知，空氣阻力做的總功等于球的動(dòng)能變化，選項(xiàng)D錯(cuò)誤15. 如圖9所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P連接，另一端與物體A相連，物體A置于光滑水平面桌面上，過(guò)右端連接一水平細(xì)線(xiàn)，細(xì)線(xiàn)繞過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體B相連，A、B兩物體質(zhì)量相等開(kāi)始A、B處于靜止?fàn)顟B(tài)，某時(shí)刻燒斷細(xì)線(xiàn)，下列分析正確的是()圖9A燒斷細(xì)線(xiàn)的瞬時(shí)，A物體的加速度為零BB物體落地前，A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒CB物體落地后，A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D當(dāng)彈簧的彈力為零時(shí)，A物體的動(dòng)能最大答案CD解析以A、B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，彈簧的彈力等于B物體的重力，燒斷細(xì)線(xiàn)的瞬間，根據(jù)牛頓第二定律可知，mgma，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B物體落地前，A物體、B物體以及彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；B物體落地后，A物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，選項(xiàng)C正確；以A為研究對(duì)象，當(dāng)加速度為零即彈簧的彈力為零時(shí)，速度達(dá)到最大，動(dòng)能最大，選項(xiàng)D正確16如圖10所示，體重相同的兩位女士到五樓上班，甲圖中的女士從一樓勻速走上去，而乙圖中的女士乘電梯從一樓(上升過(guò)程勻速)上去，若乙圖中的女士先到，則下列關(guān)于兩位女士受到的力所做的功及功率的判斷不正確的是()圖10A兩位女士所受支持力做功相同，乙圖中的女士克服重力做功的功率大B乙圖中的女士所受支持力做功大，克服重力做功的功率也大C兩位女士所受支持力做功相同，克服重力做功的功率也相同D甲圖中的女士所受支持力做功大，克服重力做功的功率也相同答案ACD解析題圖甲中的女士所受支持力不做功，克服重力做功相同，但題圖乙中的女士用的時(shí)間少，故其功率大，B項(xiàng)正確第卷三、非選擇題(本題共7小題，共55分)17(4分)在探究做功與物體速度變化的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中：(1)除長(zhǎng)木板、足夠多的橡皮筋和紙帶外，還需要以下哪些器材才能完成該實(shí)驗(yàn)_(填器材的代號(hào)，漏填或多填均不得分)(2)圖11甲、乙分別是A、B兩位同學(xué)實(shí)驗(yàn)后交上的紙帶，你認(rèn)為兩位同學(xué)操作合理的是_(填“A”或“B”)，不合理的原因是_圖11答案(1)ACFG(2)B沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足解析(1)本實(shí)驗(yàn)需要交流電源、小木塊和刻度尺；由于電源使用的是220 V的交流電壓，所以打點(diǎn)計(jì)時(shí)器選用電火花計(jì)時(shí)器(2)根據(jù)題圖甲，小木塊達(dá)到最大速度后做減速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明A同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；根據(jù)題圖乙，小木塊達(dá)到最大速度后做勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明B同學(xué)已平衡摩擦力，故操作合理的同學(xué)是B.18(5分)在用自由落體法“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中：(g取10 m/s2)(1)運(yùn)用公式mv2mgh來(lái)驗(yàn)證時(shí)，對(duì)實(shí)驗(yàn)條件的要求是_，為此，所選擇的紙帶第1、2兩點(diǎn)間的距離應(yīng)接近_(2)若實(shí)驗(yàn)中所用重錘質(zhì)量m1 kg，打點(diǎn)紙帶如圖12所示，打點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，則記錄B點(diǎn)時(shí)，重錘速度vB_，重錘動(dòng)能Ek_；從開(kāi)始下落起至B點(diǎn)，重錘的重力勢(shì)能減小量是_由此可得出的結(jié)論是_(結(jié)果均取兩位有效數(shù)字)圖12(3)根據(jù)紙帶算出相關(guān)各點(diǎn)的速度v，量出下落距離h，則以為縱軸，以h為橫軸畫(huà)出的圖象應(yīng)是圖中的()答案(1)從靜止開(kāi)始下落2 mm(2)0.79 m/s0.31 J0.32 J在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能是守恒的(3)C解析(1)重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，實(shí)驗(yàn)條件的要求是從靜止開(kāi)始下落，即初速度為0，第1、2兩點(diǎn)的距離hgt2且t0.02 s，可得h2 mm.(2)B點(diǎn)是A、C兩點(diǎn)的中間時(shí)刻，由vB0.79 m/s，重錘動(dòng)能Ekmv0.31 J重錘重力勢(shì)能的減少量EpmghB且hB32.4 mm，代入可得Ep0.32 J減少的重力勢(shì)能近似等于重錘動(dòng)能的增加量，可得出結(jié)論：在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)機(jī)械能是守恒的(3)由mv2mgh，整理可得gh，所以h圖線(xiàn)是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線(xiàn)，圖線(xiàn)的斜率為重力加速度g，C正確19(5分)某同學(xué)用如圖13甲所示裝置做“探究合力做的功與動(dòng)能改變關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他們將光電門(mén)固定在水平軌道上的B點(diǎn)，并用重物通過(guò)細(xì)線(xiàn)拉小車(chē)，然后保持小車(chē)和重物的質(zhì)量不變，通過(guò)改變小車(chē)釋放點(diǎn)到光電門(mén)的距離(s)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要求每次小車(chē)都從靜止釋放圖13(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度d如圖乙所示，d_cm.(2)如果遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t，小車(chē)到光電門(mén)的距離為s.該同學(xué)通過(guò)描點(diǎn)作出線(xiàn)性圖象來(lái)反映合力做的功與動(dòng)能改變關(guān)系，則他作的圖象是下列哪一個(gè)時(shí)才能符合實(shí)驗(yàn)要求_Ast Bst2Cst1 Dst2(3)下列哪些實(shí)驗(yàn)操作能夠減小實(shí)驗(yàn)誤差_A調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時(shí)使小車(chē)能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)B必須滿(mǎn)足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量C必須保證小車(chē)從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始釋放答案(1)1.075(2)D(3)C解析(1)游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為1 cm，游標(biāo)尺讀數(shù)為15×0.05 mm0.75 mm0.075 cm，所以最終讀數(shù)為：1 cm0.075 cm1.075 cm；(2)數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間，由位移公式計(jì)算出小車(chē)通過(guò)光電門(mén)的平均速度，用該平均速度代替小車(chē)的瞬時(shí)速度，故在遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)小車(chē)的瞬間速度為：v，根據(jù)動(dòng)能定理：Fsmv2m()2，可見(jiàn)s與t2成反比，即與成正比，故應(yīng)作出st2圖象故選D.(3)經(jīng)前面分析知，要使st2圖象為過(guò)原點(diǎn)的直線(xiàn)，應(yīng)保證小車(chē)初動(dòng)能為零，即必須保證小車(chē)從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始釋放，故選C.20.(9分)(xx·寧波市9月聯(lián)考)如圖14所示，固定斜面的傾角30°，物體A與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，輕彈簧下端固定在斜面底端，彈簧處于原長(zhǎng)時(shí)上端位于C點(diǎn)，物體A的質(zhì)量為m2 kg，初始時(shí)物體A到C點(diǎn)的距離為L(zhǎng)1 m，現(xiàn)給A一初速度v03 m/s，使A開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，物體A將彈簧壓縮到最短后又恰好能彈到C點(diǎn)不計(jì)空氣阻力，g10 m/s2，求此過(guò)程中：圖14(1)物體A第一次經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度大??；(2)彈簧的最大壓縮量；(3)彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能答案(1)4 m/s(2) m(3) J解析(1)設(shè)物體A向下運(yùn)動(dòng)剛到C點(diǎn)時(shí)速度為vmgLsin mgcos ·Lmv2mv，可解得v4 m/s(2)設(shè)彈簧的最大壓縮量為xmv2mgcos ·2x，解得x m(3)設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epmmgxsin ·mgcos ·xEpm0mv2，解得Epm J.21(10分)(xx·金華市9月十校聯(lián)考)如圖15所示，水平面上的A點(diǎn)有一固定的理想彈簧發(fā)射裝置，發(fā)射裝置內(nèi)壁光滑，A為發(fā)射口所在的位置，B點(diǎn)與在豎直面內(nèi)、內(nèi)壁光滑的鋼管彎成的“9”形固定軌道平滑相接，鋼管內(nèi)徑很小，“9”字全高H1 m；“9”字上半部分圓弧半徑R0.1 m，圓弧為圓周；當(dāng)彈簧壓縮量為2 cm(彈性限度內(nèi))時(shí)，啟動(dòng)發(fā)射裝置，恰能使質(zhì)量m0.1 kg的滑塊沿軌道上升到最高點(diǎn)C，已知彈簧彈性勢(shì)能與壓縮量的平方成正比，AB間距離為L(zhǎng)4 m，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2，重力加速度g10 m/s2，求：圖15(1)當(dāng)彈簧壓縮量為2 cm時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能；(2)當(dāng)彈簧壓縮量為3 cm(彈性限度內(nèi))時(shí)，啟動(dòng)發(fā)射裝置，滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的作用力；(3)當(dāng)彈簧壓縮量為3 cm時(shí)，啟動(dòng)發(fā)射裝置，滑塊從D點(diǎn)水平拋出后的水平射程答案(1)1.8 J(2)44 N，方向豎直向上(3)2.8 m解析(1)根據(jù)能量守恒定律得，EpmgLmgH，解得Ep1.8 J(2)因?yàn)閺椈蓮椥詣?shì)能與壓縮量的平方成正比，彈簧壓縮量為3 cm時(shí)，EpEp根據(jù)能量守恒定律得，EpmgLmgHmv由牛頓第二定律得：FNmgm，解得FN44 N由牛頓第三定律可知，滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道作用力的大小FN44 N，方向豎直向上(3)根據(jù)能量守恒定律EpmgLmg(H2R)mv，解得vD7 m/s，由平拋運(yùn)動(dòng)得，H2Rgt2，xvDt故水平射程x2.8 m.22(10分)如圖16所示，質(zhì)量m1 kg的小物塊靜止放在粗糙水平桌面上，它與水平桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.4，且與水平桌面邊緣O點(diǎn)的距離s8 m在緊靠桌面邊緣右側(cè)固定了一個(gè)圓弧擋板，半徑R3 m，圓心與桌面同高以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn)建立平面直角坐標(biāo)系現(xiàn)用F8 N的水平恒力拉動(dòng)小物塊，一段時(shí)間后撤去拉力，小物塊最終水平拋出并擊中擋板(g取10 m/s2)圖16(1)若小物塊恰能擊中圓弧擋板最低點(diǎn)，求其離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大?。?2)在第(1)問(wèn)中拉力F作用的時(shí)間；(3)若小物塊在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為0.6 s，則拉力F作用的距離答案(1)7.5 J(2) s(3) m解析(1)小物塊離開(kāi)O點(diǎn)后開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，故：Rv0t，Rgt2，又EkOmv解得EkO7.5 J；(2)由開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到小物塊到達(dá)O點(diǎn)由動(dòng)能定理得：F·xmgsmv，得x m由牛頓第二定律得Fmgma，得a4 m/s2由xat2，得t s(3)小物塊離開(kāi)O點(diǎn)后開(kāi)始做平拋運(yùn)動(dòng)，由下落時(shí)間可知下落距離ygt2，得y1.8 m.若小物塊落到半圓的左半邊，則平拋運(yùn)動(dòng)水平位移x1R0.6 mv11 m/s由動(dòng)能定理得F·L1mgsmv得L1 m若小物塊落到半圓的右半邊，同理可得v29 m/s由動(dòng)能定理得F·L2mgsmv解得L2 m>8 m(舍去)23(12分)(xx·超級(jí)全能生8月聯(lián)考)探究平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置如圖17所示，半徑為L(zhǎng)的四分之一圓軌道(可視為光滑)固定于水平桌面上，切口水平且與桌邊對(duì)齊，切口離地面高度為2L.離切口水平距離為L(zhǎng)的一探測(cè)屏AB豎直放置，一端放在水平面上，其高為2L.一質(zhì)量為m的小球從圓軌道上不同的位置靜止釋放打在探測(cè)屏上若小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中空氣阻力不計(jì)，小球可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度為g.求：圖17(1)小球從圖示位置P處?kù)o止釋放，到達(dá)圓軌道最低點(diǎn)Q處速度大小及小球?qū)A軌道壓力；(2)為讓小球能打在探測(cè)屏上，小球應(yīng)從圓軌道上什么范圍內(nèi)靜止釋放？(3)小球從什么位置靜止釋放，小球打在屏上時(shí)動(dòng)能最小，最小動(dòng)能為多少？答案見(jiàn)解析解析(1)小球從P處下滑到Q點(diǎn)，由機(jī)械能守恒可得mgLmv2得v在Q點(diǎn)對(duì)小球受力分析得FNmg代入得FN3mg根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍缐毫Υ笮?mg，方向豎直向下(2)小球從軌道上某點(diǎn)C下滑到Q處平拋，恰好打在B點(diǎn)，則根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律豎直方向2Lgt2得t2水平方向vQ從C到Q根據(jù)機(jī)械能守恒得mghCmv得hC即小球從PC范圍內(nèi)從靜止釋放均能打到探測(cè)屏上(3)設(shè)從Q處以速度v0射出，打到探測(cè)屏上距A點(diǎn)h處，其動(dòng)能Ekmvmgh而hgt2()2得Ekmvmg2得v0時(shí)Ek最小EkminmgL由機(jī)械能守恒得mgHmvH故釋放點(diǎn)位置離Q的豎直高度為