8.2重力势能——2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第二册 同步课时训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 8.2重力势能——2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第二册 同步课时训练（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 607.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-10-15 10:53:56 | ||
图片预览
文档简介
重力势能——2024-2025学年高一物理人教版（2019）必修第二册同步课时训练
一、单选题
1．如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，两个物块用轻质弹簧连接，两物块恰好能静止在斜面上。已知物块A的质量为1kg，物块A与斜面间的动摩擦因数为0.4，物块B与斜面间的动摩擦因数为0.8，两物块受到的摩擦力方向相同，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取重力加速度大小，，下列说法正确的是( )
A.弹簧可能处于压缩状态 B.弹簧中的弹力大小为2.4N
C.物块B的质量为7kg D.物块B受到的摩擦力大小为56N
2．如图所示，下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上，弹簧正上方有一物块，从高处自由下落到弹簧上端的O点，开始将弹簧压缩.弹簧被压缩了时，物块的速度变为零.物块落到O点开始与弹簧接触，物块加速度的大小随弹簧O点下降高度x的变化图像是下列图中的( )
A. B.
C. D.
3．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动
B.圆盘做简谐运动的振幅可能为
C.振动过程中圆盘的最大速度为
D.从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大
4．小球在空中自由下落，无风条件下，小球受到的空气阻力大小与其下落速度大小的平方成正比。一小球从某一高处由静止竖直下落至地面的过程中，位移大小为x，速度大小为v，加速度大小为a，重力势能为，动能为，下落时间为t。取地面为零势能面，则下列关系图像，可能正确的是( )
A. B. C. D.
5．某高一男生从教学楼一楼走到二楼，他需克服重力做功大约为( )
A. B. C. D.
6．如图所示，质量为m的物块被水平向左、大小为F的恒定推力按压在车厢竖直壁上，车以大小为v的速度向左做匀速直线运动。重力加速度大小为g。在车向左运动距离为L的过程中，下列说法正确的是( )
A.推力的功率为Fv B.车厢对物块的弹力做正功
C.物块受到的重力做的功为mgL D.物块所受的摩擦力的功率为mgv
7．质量为m的小球在桌面上方离桌面h高处由静止自由下落至水平地面,已知桌面离地面的高度为H,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小球运动至桌面高度处的重力势能一定为
B.小球从静止下落至桌面高度处过程中,重力势能增加了
C.小球从静止下落至水平地面过程中,重力势能可能不变
D.小球从桌面高度处下落至水平地面过程中,重力做功为
8．一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为（t秒末小球未着地）( )
A.， B.，
C. ， D.，
二、多选题
9．某游客领着孩子在钦州市那雾山森林公园游玩时，孩子不小心将手中质量为m的玩具皮球掉落，皮球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示。重力加速度大小为g。在皮球从A点运动到B点的过程中( )
A.皮球所受重力做的功为 B.皮球所受重力做的功为
C.皮球的重力势能减少 D.皮球的重力势能减少
10．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示（），则下列结论正确的是( )
A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B.弹簧的劲度系数为7.5 N/cm
C.物体的质量为2 kg
D.物体的加速度大小为
11．质量为2 kg的物体放在动摩擦因数为的水平地面上，在水平拉力F的作用下由静止开始运动，拉力做的功W和物体的位移s之间的关系如图所示，重力加速度，物体从静止到位移为9 m的过程中，下列说法中正确的是( )
A.物体先做匀加速运动，然后做匀减速运动
B.拉力F的平均功率为6.75 W
C.摩擦力做的功为-18 J
D.拉力F的最大瞬时功率为12 W
三、填空题
12．如图，质量为同学荡秋千，该同学从空中某点荡到秋千支架的正下方，重心下降，此过程重力做的功为______J；该同学荡到正下方时重力瞬时功率为______W。取)。
13．一辆满载货物的汽车在平直的公路上从静止开始启动后加速行驶，若汽车行驶过程中所受的阻力恒为，且保持汽车的输出功率为不变，汽车经过达到最大速度，汽车所能达到的最大的速度为______，在加速运动过程中位移为_____。
14．如图所示，总长为2 m的光滑匀质铁链质量为10 kg，跨过一光滑的轻质定滑轮（滑轮半径远小于铁链长度）。开始时铁链的两底端相齐，当略有扰动时某一端开始下落。问：在铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过程中，重力对铁链做了多少功？重力势能如何变化？（g取）
四、计算题
15．如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧，弹簧的左端固定在挡板上，右端与小球甲（视为质点）接触不粘连，用一根轻质细线连接在挡板与小球之间，使弹簧处于压缩状态，且弹簧的压缩量为，质量为m的小球乙（视为质点）放置在甲的右侧。在水平面的下方固定放置一半径为r的圆管轨道，圆管的内径略大于乙的直径，D是轨道上圆心O的等高点，EC是竖直直径，B、E是管口，管的内壁光滑。现突然烧断细线，弹簧恢复原长后甲与乙发生弹性碰撞，且碰撞刚结束时甲、乙的速度大小相等。乙从水平面的右边缘A点离开后，正好从管口B（与管口无碰撞）进入圆管，乙沿着管壁运动到E点，离开E点水平向左抛出后又能到达B点。已知，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为，重力加速度为g，求：
（1）乙从E点到达B点时的速度大小；
（2）两点之间的高度差；
（3）甲的质量以及弹簧的劲度系数。
16．如图所示，从A点以速度水平抛出一质量的小物块，小物块恰好沿切线方向从B点进入固定的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高固定在水平面上的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知两点距C点的高度分别为，，小物块与长木板之间的动摩擦因数，DF部分上表面光滑，在长木板F端竖直挡板固定着一轻弹簧.弹簧的自由长度与DF等长.，，取重力加速度，不计空气阻力.求：
（1）小物块运动至B点时的速度大小；
（2）小物块在长木板上运动过程中轻弹簧的最大弹性势能；
（3）小物块最终停在长木板上距离C点多远.
参考答案
1．答案：C
解析：A.因，物块A静止在斜面上，所以弹簧一定处于伸长状态，A错误；B.对物块A有，解得，B错误；CD.把看成一个整体，有，解得，物块B受到的摩擦力大小为，C正确、D错误。故选C。
2．答案：D
解析：物块压缩弹簧至受力平衡之前，重力大于弹力，有，物块压缩弹簧至受力平衡位置之后，重力小于弹力，有，可知a与x成线性关系.若物块从O点开始释放，根据对称性，物块压缩弹簧至受力平衡的位置在最大压缩量的中点，最低点的加速度大小等于g，当物块从某一高度释放，要下降得更低，最低点的弹力会更大，根据牛顿第二定律可知，加速度大小大于g.故D正确.
3．答案：D
解析：A.碰前弹簧弹力大小等于圆盘重力，碰后瞬间弹簧弹力不变，碰后简谐运动的平衡位置应该在弹簧弹力等于圆盘和小球重力之和的位置处，故A错误；
B.碰前弹簧形变量
碰后简谐运动的平衡位置弹簧形变量
碰前与平衡位置的距离为
在碰前瞬间弹簧形变量为处时，小球与圆盘速度不为0，所以圆盘做简谐运动的振幅应大于。故B错误；
C.小球与圆盘碰前，对小球由动能定理得
碰撞过程由动量守恒得
由以上两式解得
碰后向下还没有到达运动的平衡位置，所以继续加速，所以最大速度应大于。故C错误；
D.从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球与圆盘速度先增大后减小，即动能先增大后减小，由于小球、圆盘与弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大。故D正确。
故选D。
4．答案：D
解析：A.毽子在下落过程中，受到空气阻力逐渐变大，合力逐渐减小，则加速度逐渐减小，最后加速度可能减小为零，即速度先增大后不变，则图像的斜率应先增加后不变，故A错误；
B.若毽子做匀加速直线运动，则动能为
因加速度随时间逐渐减小（非线性），则动能与时间一定不是线性关系，故B错误；
C.设毽子原来距地面的高度为h,则其重力势能表达式为
则为线性关系，图像是向下倾斜的直线，故C错误；
D.根据牛顿第二定律得
得
则图像是向下倾斜的直线，故D正确；
故选D。
5．答案：C
解析：该同学的质量约为60kg，一层楼的高度大约为4m，从教学楼一楼走到二楼该同学克服重力做功为，故选C。
6．答案：A
解析：A.根据可知，推力的功率为Fv，故A正确；B.车厢对物块的弹力方向与物块的位移方向相反，做负功，故B错误；C.物块在竖直方向位移为零，重力做功为零，故C错误；D.摩擦力方向速度为零，根据可知，物块所受的摩擦力的功率为零，故D错误。故选A。
7．答案：D
解析：A项：若以地面为参考面，小球运动至桌面高度处的重力势能为，若以桌面为参考面，小球重力势能为0，故A错误；B项：小球从静止下落至桌面高度处过程中，重力势能减小，减小了，故B错误；C项：小球从静止下落至水平地面过程中,重力势能减小，减小量为，故C错误；D项：小球从桌面高度处下落至水平地面过程中，下落高度为H，重力做功为，故D正确.故选D.
8．答案：C
解析：前t秒内重力做功的平均功率
解得
t秒末重力做功的瞬时功率
故选C。
9．答案：AC
解析：AB.重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关，从A到B的高度差是H,所以皮球所受重力做的功为，故A正确，B错误;CD.由重力势能和重力做功的关系可知，从A到B重力势能变化为，即皮球的重力势能减少mgH,故C正确，D错误;故选AC。
10．答案：CD
解析：本题考查牛顿第二定律。物体与弹簧分离时，物体与弹簧间的作用力为零，故弹簧处于原长选项A错误；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力士力平衡，，拉力为10N时，根据牛顿第二定律有，物体与弹簧分离后，拉力为30N，根据牛顿第二定律有，代入数据解得，选项B错误，CD正确。
11．答案：BC
解析：物体运动过程中，摩擦力大小为，根据，由题图可知，在0~3 m位移内，拉力大小为，物体做加速运动；在3~9 m内，拉力大小为，物体做匀速运动，A错误。在0~3 m位移内，根据牛顿第二定律可得，又根据匀变速直线运动位移与时间关系可得，得，此时物体的速度为，在3~9 m位移内，物体做匀速运动，所用时间为，拉力F的平均功率为，B正确。摩擦力做功，C正确。在位移为3 m时，物体的速度最大，拉力F的瞬时功率最大，，D错误。
12．答案：60；0
解析：据可得在重心下降的过程中，重力做功
最低点，重力的瞬时功率等于重力与重力方向上速度的乘积，人荡秋千，做圆周运动，到达最低点时速度方向在圆周的切线方向即沿水平方向，在竖直方向没有分速度，故重力的瞬时功率为0。
13．答案：；500m
解析：当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大值，则有
可得汽车在加速过程中所能达到的最大速度为
对汽车加速过程由动能定理可得
代入数据解得位移为
14．答案：50 J；减少50 J
解析：如图所示，开始下落时链条重心在A处，离开滑轮时重心位置在B处，即重心下降了。所以重力做功。易知重力势能减少50 J。
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设乙在E点的速度为，由平抛运动的规律可得
设乙在B点的速度为，把分别沿着水平方向和竖直方向分解，则有
综合解得
（2）乙从A点到达B点，由机械能守恒可得乙在B点的速度大小仍为
与水平方向的夹角为60°
设乙在A点的速度为，把
分别沿水平方向和竖直方向分解，则有
综合解得
（3）由题意可得碰撞刚结束时甲、乙的速度大小均为
甲与乙发生弹性碰撞，若碰撞结束后甲与乙的速度大小相等方向相同，则两者达共速，是完全非弹性碰撞，所以甲的速度与乙的速度等大反向
设甲的速度为，乙的速度为，甲的质量为M，刚发生碰撞之前甲的速度为，
则有
由弹性碰撞的二级结论有
由能量守恒定律可得
综合解得
16．答案：（1）（2）42J（3）
解析：（1）从A到B由动能定理得：
解得：，代入得：
（2）当弹性势能最大时，小物块速度为零，由动能定理得：
代入得：
解得：
（3），
则物块第一次返回CB后，在B点时速度为0，不能从B点飞出
设小物块在CD段的路程为s，由动能定理得：，
代入得：
解得：
由于，所以小物块最后距离C的距离为：
一、单选题
1．如图所示，倾角为θ的斜面固定在水平地面上，两个物块用轻质弹簧连接，两物块恰好能静止在斜面上。已知物块A的质量为1kg，物块A与斜面间的动摩擦因数为0.4，物块B与斜面间的动摩擦因数为0.8，两物块受到的摩擦力方向相同，滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取重力加速度大小，，下列说法正确的是( )
A.弹簧可能处于压缩状态 B.弹簧中的弹力大小为2.4N
C.物块B的质量为7kg D.物块B受到的摩擦力大小为56N
2．如图所示，下端固定的一根轻弹簧竖直立在水平地面上，弹簧正上方有一物块，从高处自由下落到弹簧上端的O点，开始将弹簧压缩.弹簧被压缩了时，物块的速度变为零.物块落到O点开始与弹簧接触，物块加速度的大小随弹簧O点下降高度x的变化图像是下列图中的( )
A. B.
C. D.
3．如图所示，劲度系数为k的轻弹簧下端悬挂一质量为M的圆盘，圆盘处于静止状态。现将质量为m的粘性小球自h高处由静止释放，与盘发生完全非弹性碰撞，不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A.圆盘将以碰后瞬时位置作为平衡位置做简谐运动
B.圆盘做简谐运动的振幅可能为
C.振动过程中圆盘的最大速度为
D.从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大
4．小球在空中自由下落，无风条件下，小球受到的空气阻力大小与其下落速度大小的平方成正比。一小球从某一高处由静止竖直下落至地面的过程中，位移大小为x，速度大小为v，加速度大小为a，重力势能为，动能为，下落时间为t。取地面为零势能面，则下列关系图像，可能正确的是( )
A. B. C. D.
5．某高一男生从教学楼一楼走到二楼，他需克服重力做功大约为( )
A. B. C. D.
6．如图所示，质量为m的物块被水平向左、大小为F的恒定推力按压在车厢竖直壁上，车以大小为v的速度向左做匀速直线运动。重力加速度大小为g。在车向左运动距离为L的过程中，下列说法正确的是( )
A.推力的功率为Fv B.车厢对物块的弹力做正功
C.物块受到的重力做的功为mgL D.物块所受的摩擦力的功率为mgv
7．质量为m的小球在桌面上方离桌面h高处由静止自由下落至水平地面,已知桌面离地面的高度为H,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.小球运动至桌面高度处的重力势能一定为
B.小球从静止下落至桌面高度处过程中,重力势能增加了
C.小球从静止下落至水平地面过程中,重力势能可能不变
D.小球从桌面高度处下落至水平地面过程中,重力做功为
8．一个质量为m的小球做自由落体运动，那么，在前t秒内重力对它做功的平均功率及在t秒末重力做功的瞬时功率P分别为（t秒末小球未着地）( )
A.， B.，
C. ， D.，
二、多选题
9．某游客领着孩子在钦州市那雾山森林公园游玩时，孩子不小心将手中质量为m的玩具皮球掉落，皮球从A点滚到了山脚下的B点，高度标记如图所示。重力加速度大小为g。在皮球从A点运动到B点的过程中( )
A.皮球所受重力做的功为 B.皮球所受重力做的功为
C.皮球的重力势能减少 D.皮球的重力势能减少
10．如图甲所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，上端放置一物体（物体与弹簧不连接），初始时物体处于静止状态。现用竖直向上的拉力F作用在物体上，使物体开始向上做匀加速运动，拉力F与物体位移x之间的关系如图乙所示（），则下列结论正确的是( )
A.物体与弹簧分离时，弹簧处于压缩状态
B.弹簧的劲度系数为7.5 N/cm
C.物体的质量为2 kg
D.物体的加速度大小为
11．质量为2 kg的物体放在动摩擦因数为的水平地面上，在水平拉力F的作用下由静止开始运动，拉力做的功W和物体的位移s之间的关系如图所示，重力加速度，物体从静止到位移为9 m的过程中，下列说法中正确的是( )
A.物体先做匀加速运动，然后做匀减速运动
B.拉力F的平均功率为6.75 W
C.摩擦力做的功为-18 J
D.拉力F的最大瞬时功率为12 W
三、填空题
12．如图，质量为同学荡秋千，该同学从空中某点荡到秋千支架的正下方，重心下降，此过程重力做的功为______J；该同学荡到正下方时重力瞬时功率为______W。取)。
13．一辆满载货物的汽车在平直的公路上从静止开始启动后加速行驶，若汽车行驶过程中所受的阻力恒为，且保持汽车的输出功率为不变，汽车经过达到最大速度，汽车所能达到的最大的速度为______，在加速运动过程中位移为_____。
14．如图所示，总长为2 m的光滑匀质铁链质量为10 kg，跨过一光滑的轻质定滑轮（滑轮半径远小于铁链长度）。开始时铁链的两底端相齐，当略有扰动时某一端开始下落。问：在铁链刚开始下落到铁链刚脱离滑轮这一过程中，重力对铁链做了多少功？重力势能如何变化？（g取）
四、计算题
15．如图所示，光滑水平面上放置一轻质弹簧，弹簧的左端固定在挡板上，右端与小球甲（视为质点）接触不粘连，用一根轻质细线连接在挡板与小球之间，使弹簧处于压缩状态，且弹簧的压缩量为，质量为m的小球乙（视为质点）放置在甲的右侧。在水平面的下方固定放置一半径为r的圆管轨道，圆管的内径略大于乙的直径，D是轨道上圆心O的等高点，EC是竖直直径，B、E是管口，管的内壁光滑。现突然烧断细线，弹簧恢复原长后甲与乙发生弹性碰撞，且碰撞刚结束时甲、乙的速度大小相等。乙从水平面的右边缘A点离开后，正好从管口B（与管口无碰撞）进入圆管，乙沿着管壁运动到E点，离开E点水平向左抛出后又能到达B点。已知，弹簧的弹性势能与弹簧的形变量x以及弹簧的劲度系数k之间的关系式为，重力加速度为g，求：
（1）乙从E点到达B点时的速度大小；
（2）两点之间的高度差；
（3）甲的质量以及弹簧的劲度系数。
16．如图所示，从A点以速度水平抛出一质量的小物块，小物块恰好沿切线方向从B点进入固定的光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高固定在水平面上的长木板上，圆弧轨道C端切线水平，已知两点距C点的高度分别为，，小物块与长木板之间的动摩擦因数，DF部分上表面光滑，在长木板F端竖直挡板固定着一轻弹簧.弹簧的自由长度与DF等长.，，取重力加速度，不计空气阻力.求：
（1）小物块运动至B点时的速度大小；
（2）小物块在长木板上运动过程中轻弹簧的最大弹性势能；
（3）小物块最终停在长木板上距离C点多远.
参考答案
1．答案：C
解析：A.因，物块A静止在斜面上，所以弹簧一定处于伸长状态，A错误；B.对物块A有，解得，B错误；CD.把看成一个整体，有，解得，物块B受到的摩擦力大小为，C正确、D错误。故选C。
2．答案：D
解析：物块压缩弹簧至受力平衡之前，重力大于弹力，有，物块压缩弹簧至受力平衡位置之后，重力小于弹力，有，可知a与x成线性关系.若物块从O点开始释放，根据对称性，物块压缩弹簧至受力平衡的位置在最大压缩量的中点，最低点的加速度大小等于g，当物块从某一高度释放，要下降得更低，最低点的弹力会更大，根据牛顿第二定律可知，加速度大小大于g.故D正确.
3．答案：D
解析：A.碰前弹簧弹力大小等于圆盘重力，碰后瞬间弹簧弹力不变，碰后简谐运动的平衡位置应该在弹簧弹力等于圆盘和小球重力之和的位置处，故A错误；
B.碰前弹簧形变量
碰后简谐运动的平衡位置弹簧形变量
碰前与平衡位置的距离为
在碰前瞬间弹簧形变量为处时，小球与圆盘速度不为0，所以圆盘做简谐运动的振幅应大于。故B错误；
C.小球与圆盘碰前，对小球由动能定理得
碰撞过程由动量守恒得
由以上两式解得
碰后向下还没有到达运动的平衡位置，所以继续加速，所以最大速度应大于。故C错误；
D.从碰后瞬时位置向下运动过程中，小球与圆盘速度先增大后减小，即动能先增大后减小，由于小球、圆盘与弹簧组成的系统机械能守恒，所以小球、圆盘与弹簧组成的系统势能先减小后增大。故D正确。
故选D。
4．答案：D
解析：A.毽子在下落过程中，受到空气阻力逐渐变大，合力逐渐减小，则加速度逐渐减小，最后加速度可能减小为零，即速度先增大后不变，则图像的斜率应先增加后不变，故A错误；
B.若毽子做匀加速直线运动，则动能为
因加速度随时间逐渐减小（非线性），则动能与时间一定不是线性关系，故B错误；
C.设毽子原来距地面的高度为h,则其重力势能表达式为
则为线性关系，图像是向下倾斜的直线，故C错误；
D.根据牛顿第二定律得
得
则图像是向下倾斜的直线，故D正确；
故选D。
5．答案：C
解析：该同学的质量约为60kg，一层楼的高度大约为4m，从教学楼一楼走到二楼该同学克服重力做功为，故选C。
6．答案：A
解析：A.根据可知，推力的功率为Fv，故A正确；B.车厢对物块的弹力方向与物块的位移方向相反，做负功，故B错误；C.物块在竖直方向位移为零，重力做功为零，故C错误；D.摩擦力方向速度为零，根据可知，物块所受的摩擦力的功率为零，故D错误。故选A。
7．答案：D
解析：A项：若以地面为参考面，小球运动至桌面高度处的重力势能为，若以桌面为参考面，小球重力势能为0，故A错误；B项：小球从静止下落至桌面高度处过程中，重力势能减小，减小了，故B错误；C项：小球从静止下落至水平地面过程中,重力势能减小，减小量为，故C错误；D项：小球从桌面高度处下落至水平地面过程中，下落高度为H，重力做功为，故D正确.故选D.
8．答案：C
解析：前t秒内重力做功的平均功率
解得
t秒末重力做功的瞬时功率
故选C。
9．答案：AC
解析：AB.重力做功与物体的运动路径无关，只与物体初、末位置的高度差有关，从A到B的高度差是H,所以皮球所受重力做的功为，故A正确，B错误;CD.由重力势能和重力做功的关系可知，从A到B重力势能变化为，即皮球的重力势能减少mgH,故C正确，D错误;故选AC。
10．答案：CD
解析：本题考查牛顿第二定律。物体与弹簧分离时，物体与弹簧间的作用力为零，故弹簧处于原长选项A错误；刚开始物体处于静止状态，重力和弹力士力平衡，，拉力为10N时，根据牛顿第二定律有，物体与弹簧分离后，拉力为30N，根据牛顿第二定律有，代入数据解得，选项B错误，CD正确。
11．答案：BC
解析：物体运动过程中，摩擦力大小为，根据，由题图可知，在0~3 m位移内，拉力大小为，物体做加速运动；在3~9 m内，拉力大小为，物体做匀速运动，A错误。在0~3 m位移内，根据牛顿第二定律可得，又根据匀变速直线运动位移与时间关系可得，得，此时物体的速度为，在3~9 m位移内，物体做匀速运动，所用时间为，拉力F的平均功率为，B正确。摩擦力做功，C正确。在位移为3 m时，物体的速度最大，拉力F的瞬时功率最大，，D错误。
12．答案：60；0
解析：据可得在重心下降的过程中，重力做功
最低点，重力的瞬时功率等于重力与重力方向上速度的乘积，人荡秋千，做圆周运动，到达最低点时速度方向在圆周的切线方向即沿水平方向，在竖直方向没有分速度，故重力的瞬时功率为0。
13．答案：；500m
解析：当牵引力等于阻力时，汽车速度达到最大值，则有
可得汽车在加速过程中所能达到的最大速度为
对汽车加速过程由动能定理可得
代入数据解得位移为
14．答案：50 J；减少50 J
解析：如图所示，开始下落时链条重心在A处，离开滑轮时重心位置在B处，即重心下降了。所以重力做功。易知重力势能减少50 J。
15．答案：（1）（2）（3）
解析：（1）设乙在E点的速度为，由平抛运动的规律可得
设乙在B点的速度为，把分别沿着水平方向和竖直方向分解，则有
综合解得
（2）乙从A点到达B点，由机械能守恒可得乙在B点的速度大小仍为
与水平方向的夹角为60°
设乙在A点的速度为，把
分别沿水平方向和竖直方向分解，则有
综合解得
（3）由题意可得碰撞刚结束时甲、乙的速度大小均为
甲与乙发生弹性碰撞，若碰撞结束后甲与乙的速度大小相等方向相同，则两者达共速，是完全非弹性碰撞，所以甲的速度与乙的速度等大反向
设甲的速度为，乙的速度为，甲的质量为M，刚发生碰撞之前甲的速度为，
则有
由弹性碰撞的二级结论有
由能量守恒定律可得
综合解得
16．答案：（1）（2）42J（3）
解析：（1）从A到B由动能定理得：
解得：，代入得：
（2）当弹性势能最大时，小物块速度为零，由动能定理得：
代入得：
解得：
（3），
则物块第一次返回CB后，在B点时速度为0，不能从B点飞出
设小物块在CD段的路程为s，由动能定理得：，
代入得：
解得：
由于，所以小物块最后距离C的距离为：