全国高中2019-2020学年高一年级第二学期动能及动能定理专题梯度训练（Word 含答案）

动能和动能定律专题梯度集训（后附答案及解析）
一、单选题（本大题共6小题）
1.【较易】下列关于功和能的说法正确的是
A.
作用力做正功，反作用力一定做负功
B.
物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化
C.
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
D.
竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少
2.【一般】如图所示，质量相等的五个物块在光滑水平面上，间隔一定距离排成一条直线。具有初动能的物块1向其它4个静止的物块运动，依次发生碰撞，每次碰撞后不再分开，最后5个物块粘成一个整体。这个整体的动能等于????
A.
B.
C.
D.
3.【较难】初速度不为零的质点只受到一个大小不变的力，下列说法正确的是
A.
质点的位置可能保持不变
B.
质点的加速度一定保持不变
C.
质点的动量可能保持不变
D.
质点的动能可能保持不变
4.【较难】甲、乙两冰雹从高空由静止落下，假设两冰雹下落过程中空气阻力大小均与速率的二次方成正比，且比例系数相同，甲的质量是乙的2倍，则下落过程中
A.
甲的最大加速度是乙的2倍
B.
甲的最大速度是乙的2倍
C.
甲的最大动量是乙的倍
D.
甲的最大动能是乙的4倍
5.【较难】一质量为m的滑块，以速度v在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起，在滑块上作用一向右的水平力，经过一段时间后，滑块的速度变为方向与原来相反，在这段时间内，水平力所做的功为
A.
B.
C.
D.
6.【困难】如图所示，一物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J若物体以8J的初动能从A点沿同一路线滑到B点，则物体到B点时的动能是
A.
小于8J
B.
等于8J
C.
大于8J
D.
不能确定
二、多选题（本大题共4小题）
7.【一般】如图，在半径为R的四分之一光滑圆弧轨道的顶端a点，质量为m的物块可视为质点由静止开始下滑，经网弧最低点b后滑上粗糙水平面，网弧轨道在b点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c点停止。若物块与水平面间的动摩擦因数为，下列说法正确的是
A.
物块滑到b点时的速度为，
B.
物块滑到b点时对b点的压力是2mg
C.
c点与b点的距离为
D.
整个过程中物块的机械能损失了mgR
8.【较难】一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。此后，该质点的动能可能是
A.
一直增大
B.
先逐渐减小至零，再逐渐增大
C.
先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小
D.
先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大
9.【较难】如图所示，半圆形光滑轨道BC与水平光滑轨道AB平滑连接。质量为m的小物体在水平恒力F作用下，从水平轨道上的P点，由静止开始运动，运动到B点撤去外力F，小物体由C点离开半圆轨道后落在P点右侧区域。已知，F的大小可能为
A.
B.
C.
mg
D.
10.【困难】如图所示，一固定斜面倾角为，一质量为m的小物块受一沿水平向左恒力大小等于的作用从斜面顶端以一定的初速度沿斜面向下做匀加速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g。物块下降的高度为H时，则此过程中物块的
A.
动能增加了2mgH
B.
动能增加了mgH
C.
机械能增加了
D.
机械能增加了mgH
三、实验题（本大题共2小题，共18.0分）
11.【较易】如图所示的实验装置、，可用于探究功与物体速度变化的关系。
实验中，关于两套装置在操作过程中，下列表述正确的是
A.实验装置需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，让挂着钩码的小车拖着纸带匀速下滑即可
B.实验装置因为利用橡皮筋做功，没有使用钩码，所以不需要平衡摩擦力
C.利用装置多次测量时，小车的初位置只需要靠近打点计时器；装置多次测量时，小车要从同一位置释放
D.两装置在实验时，都是先释放小车，后接通电源
实验中，关于两套装置在操作技巧和数据处理的表述，下列说法正确的是
A.装置在实验过程中，钩码的个数不能太多，需保证总重量远小于小车的质量
B.装置中纸带的处理，可以选用等间距部分进行测量末速度，纸带前部分的平均速度作为初速度
C.利用装置进行多次测量，也可以把单根橡皮筋在弹性限度内拉长为原来的两倍、三倍、四倍，橡皮筋做功也就增加为原来的两倍、三倍、四倍。
12.【较难】某实验小组采用如图1所示的装置来探究“功与速度变化的关系”实验中，小车碰到制动装置时，钩码尚未到达地面实验的部分步骤如下：
将一块一端带有定滑轮的长木板固定在桌面上，在长木板的另一端固定打点计时器；
把纸带穿过打点计时器的限位孔，连在小车后端，用细线跨过定滑轮连接小车和钩码；
把小车拉到靠近打点计时器的位置，接通电源，从静止开始释放小车，得到一条纸带；
关闭电源，通过分析小车位移与速度的变化关系来研究合外力对小车所做的功与速度变化的关系图2是实验中得到的一条纸带，点O为纸带上的起始点，A、B、C是纸带的三个计数点，相邻两个计数点间均有4个点未画出，用刻度尺测得A、B、C到O的距离如图2所示，已知所用交变电源的频率为50Hz，问：
打B点时刻，小车的瞬时速度______结果保留两位有效数字
本实验中，若钩码下落高度为时合外力对小车所做的功，则当钩码下落时，合外力对小车所做的功为______用、、表示
实验中，该小组同学画出小车位移x与速度v的关系图象如图3所示根据该图形状，某同学对W与v的关系作出的猜想，肯定不正确的是______填写选项字母代号
A
.????????
在本实验中，下列做法能有效地减小实验误差的是______填写选项字母代号
A.把长木板右端适当垫高，以平衡摩擦力
B.实验中控制钩码的质量，使其远小于小车的总质量
C.调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行
D.先让小车运动再接通打点计时器．
四、计算题（本大题共18小题）
13.【一般】如图，竖直平面内的光滑半圆弧轨道在最低点P与水平长直轨道相切。一小滑块可视为质点从A点以大小为的水平速度向左运动。运动至最高点M时突然炸裂成质量相等的a、b两块，且两块均沿水平方向飞出，其中a块恰好落在A点。已知AP间距离，圆弧轨道半径为，小滑块的质量为，与水平轨道间的动摩擦因数为取重力加速度。求：
小滑块运动到P点时对圆弧轨道的压力大小F；
刚炸裂后另一块b的速度大小。
14.【一般】如图所示，摩托车做特技表演时，以的速度从地面冲上高台，摩托车冲上高台过程中功率恒定为，后以与v同样大小的速度从高台水平飞出．已知人和车的总质量，台高，取，不计空气阻力．求：
人和摩托车冲上高台过程中牵引力所做的功W；
摩托车落地点到高台的水平距离s；
摩托车冲上高台过程中克服阻力所做的功．
15.【较难】如图所示，竖直平面内的轨道由直轨道AB和圆弧轨道BC组成，小球从斜面上A点由静止开始滑下，滑到斜面底端后又滑上一个半径为的圆轨道，
若接触面均光滑，小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，求斜面高h；
若已知小球质量，斜面高，小球运动到C点时对轨道压力为mg，求全过程中摩擦阻力做的功．
16.【较难】如图所示，粗糙水平地面与半径为的粗糙半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上．质量为的小物块在水平恒力的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动，当小物块运动到B点时撤去F，小物块沿半圆轨道运动恰好能通过D点，已知A、B间的距离为3m，小物块与地面间的动摩擦因数为，重力加速度g取求：
?
小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小．
小物块离开D点后落到地面上的点与B点之间的距离．
17.【较难】如图所示，一倾角的斜面底端与一传送带左端相连于B点，传送带以的速度顺时针转动，有一小物块从斜面顶端点以的初速度沿斜面下滑，当物块滑到斜面的底端点时速度恰好为零，然后在传送带的带动下，从传送带右端的C点水平抛出，最后落到地面上的D点，已知斜面长度，传送带长度?，物块与传送带之间的动摩擦因数，。
求物块与斜而之间的动摩擦因数；
求物块在传送带上运动时间；
若物块在D点的速度方向与地面夹角为，求C点到地面的高度和C、D两点间的水平距离。
18.【较难】如图所示，粗糙水平地面AB与半径的光滑半圆轨道BCD相连接，且在同一竖直平面内，O是BCD的圆心，BOD在同一竖直线上。质量的小物体在9N的水平恒力F的作用下，从A点由静止开始做匀加速直线运动。已知，小物块与水平地面间的动摩擦因数为当小物块运动到B点时撤去力求：
小物块到达B点时速度的大小；
小物块通过圆轨道B点时对轨道的压力；
通过计算说明小物块能否通过最高点D点。
19.【较难】如图所示，质量为2kg的物体在长4m的斜面顶端由静止下滑，然后进入由圆弧与斜面连接的水平面由斜面滑至平面时无能量损失，物体滑到斜面底端时的速度为，若物体与水平面的动摩擦因数为，斜面倾角为，取，已知：，求：
物体在斜面上滑动时摩擦力做的功；
物体能在水平面上滑行的距离。
20.【较难】如图所示，长为4m的水平轨道AB，与半径为的竖直的半圆弧轨道BC在B处相连接，有质量为2kg的滑块可视为质点，在水平向右、大小为14N的恒力F作用下，从A点由静止开始运动到B点，滑块与AB间的动摩擦因数为，BC?间粗糙，取求：
滑块到达B处时的速度大小；
若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并洽好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？
21.【困难】如图所示，轻质弹簧左端固定在墙壁上，右端与质量为的滑块接触但不连接，此时弹簧处于压缩状态并被锁定，弹性势能。解除锁定，滑块进入长为的粗糙水平轨道，动摩擦因数。在B点，滑块与大小相同的小球发生正碰，小球质量。碰撞结束瞬间，滑块的速度为，此后小球进入光滑的竖直半圆轨道并运动到C点。半圆轨道的半径，直径BC是竖直的，重力加速度大小g取，求：
碰撞前瞬间滑块的速度大小和碰撞后瞬间小球的速度大小；
小球到达C点时，轨道对小球的弹力的大小。
22.【困难】如图所示，半径分别为R、2R的半圆轨道BC和AB固定在竖直面内，在轨道最高点B点平滑连接，两半圆的圆心在同一竖直线上，半圆轨道AB在最低点A与水平轨道平滑连接，质量为m的物块放在P点，P、A间的距离为4R，用水平向右的恒力拉物块，当物块运动到轨道上与C点等高的D点时，撤去拉力，结果物块刚好能通过轨道最高点B点，重力加速度为g，物块与水平面间的动摩擦因数为，两个半圆轨道光滑，不计物块的大小，求：
水平拉力的大小；
物块从C点抛出后落到圆弧轨道上时，动能的大小．
23.【困难】如图所示，长度为、倾角为的光滑斜面AB和底部带孔的光滑圆轨道固定在同一竖直平面内，两者通过一段粗糙的水平面BC相连。质量为的一小滑块可视为质点从A点左上方某一位置以初速度水平抛出，到达A点时恰好沿AB方向向下运动，到达B点时无能量损失并进入粗糙的水平面向右做匀减速直线运动，经小孔C进入半径为的竖直放置的光滑圆轨道，当小滑块进入圆轨道后小孔C关闭。已知小滑块与水平地面之间的动摩擦因数为，重力加速度g取，，，不计空气阻力。
求小滑块P的抛出位置距离A点的高度；
求小滑块P到达B点时的速度大小；
要使小滑块P能进入圆轨道并且不脱离圆轨道，求B点与小孔C之间的水平距离应满足的条件。
24.【困难】如图所示，四分之一圆弧AB和半圆弧BC组成的光滑轨道固定在竖直平面内，A、C两端点等高，直径BC竖直，圆弧AB的半径为R，圆弧BC的半径为。一质量为m的小球从A点上方的D点由静止释放，恰好沿A点切线方向进入并沿轨道运动，不计空气阻力，重力加速度大小为g。
要使小球能运动到C点，D、A两点间的高度差h至少为多大？
改变h，小球通过C点后落到圆弧AB上的最小动能为多少？
25.【困难】如图所示，A、B两物体通过不可伸长的细线跨过光滑定滑轮连接，已知，，A与桌面动摩擦因数，开始A、B静止，B与地面间的距离，桌面足够长，g取，无初速释放B。求：
在桌面上滑行的最大距离；
释放后经多长时间A停止运动。
26.【困难】如图所示，一质量为的小球从A点沿光滑斜面轨道由静止滑下，不计通过B点时的能量损失，然后依次滑入两个相同的圆形轨道内侧，其轨道半径，小球恰能通过第二个圆形轨道的最高点，小球离开圆形轨道后可继续向E点运动，E点右侧有一壕沟，E、F两点的竖直高度，水平距离，水平轨道CD长为，DE长为。除水平轨道CD和DE粗糙外，其余轨道均光滑，小球与CD和DE间的动摩擦因数，重力加速度。求：
小球通过第二个圆形轨道的最高点时的速度；
小球通过第一个圆轨道最高点时对轨道的压力的大小；
若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球从A点释放时的高度的范围是多少？
27.【困难】如图所示，质量为的小物块从光滑斜面上的A点由静止下滑，进入圆心为O、半径为的光滑圆弧轨道点和D点等高。圆弧B点的切线与斜面重合，DE为光滑曲线轨道该轨道与物体以某一速度从E点平抛后的运动轨迹重合，光滑曲线轨道DE在D点处的切线与OD垂直，曲线轨道的E端与带有挡板的光滑水平木板平滑连接，轻质弹簧左端固定在挡板上。已知A点距斜面底端B的距离，水平木板距离地面的高度，斜面的倾角。求：取，已知，
小物块运动到圆弧最低点C时受到的支持力的大小；
要使小物块从D点沿轨道运动到E点的过程中对轨道刚好没有压力，小物块释放点距B点的距离计算结果保留两位有效数字；
若斜面不光滑且动摩擦因数，小物块仍从A点下滑，在整个过程中小物块沿斜面滑行的总路程s。
28.【困难】如图所示，半径的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B和圆心O的连线与水平方向间的夹角，另一端点C为轨道的最低点，其切线水平。一质量、板长的滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠C点，其上表面所在平面与圆弧轨道C点和右侧固定平台D等高。质量为的物块可视为质点从空中A点以的速度水平抛出，恰好从轨道的B端沿切线方向进入圆弧轨道，然后沿圆弧轨道滑下经C点滑上滑板。滑板运动到平台D时被牢固粘连。已知物块与滑板间的动摩擦因数，滑板右端到平台D左侧的距离s在范围内取值。取，，求：
物块到达B点时的速度大小；
物块经过C点时对圆弧轨道的压力；
试讨论物块刚滑上平台D时的动能与s的关系．
29.【困难】如图，质量为的木板B静置在光滑的水平面上，质量为物块A放在木板的最左端，A可视为质点，木板B长。现使A以某一水平初速度从B的最左端开始运动，A刚好没有从B上滑下来。已知A与B之间的动摩擦因数为，
，求：
的初速度；
从B的最左端运动到最右端所用的时间。
30.【困难】如图所示，水平传送带AB长，以的恒定速度转动。水平光滑台面与传送带平滑连接于B点，竖直平面内的半圆形光滑轨道半径，与水平台面相切于C点。一质量的物块可视为质点，从A点无初速释放，当它运动到A、B中点位置时，刚好与传送带保持相对静止。重力加速度试求：
物块与传送带之间的动摩擦因数；
物块刚滑过C点时对轨道的压力；
物块在A点至少要具有多大的速度，才能通过半圆形轨道的最高点结果可用根式表示。
参考答案及解析
一、单选题（本大题共6小题）
1.
【答案】C
【解析】【分析】
根据力做功的条件，力和力的方向上位移，力做功的正负即决于力和位移的方向关系；根据动能定理分析和外力做功和动能的变化；根据机械能守恒定律的条件分析C选项；根据功能关系分析竖直向上运动过程中能量的变化。
本题主要考查了功的正负、动能定理、机械能守恒以及功能关系等的应用，难度一般，基础退。
【解答】
A.比如磁铁吸引小球运动时，在它们的相互作用力的作用下运动，小球从静止开始向磁铁运动，则作用力对小球做正功，但由于磁铁不动，故反作用力对磁铁不做功，故A错误；
B.物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化，例如匀速圆周运动，故B错误；
C.?物体除受重力外，还受其他力时，但是其它力的合力等于零或者其它力不做功，则机械能守恒，故C正确；
D.竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能可能不变或者增加，例如向上匀速运动或者向上加速运动，故D错误。
故选C。
2.
【答案】C
【解析】【分析】
以五个物体为系统，在整个过程中，动量守恒，运用动量守恒定律，求出最终整体的速度，从而得出整体的动能。
本题考查了动量守恒定律的基本运用，知道五个物体组成的系统，在整个过程中动量守恒。
【解答】
对整个系统研究，整个过程运用动量守恒定律得：，解得：，因为，则整体的动能，故C正确，ABD错误。
故选C。
3.
【答案】D
【解析】【分析】
该题主要考查通过受力判断物体运动等相关知识。熟知运动和力的关系是解决本题的关键。
初速度不为零的小球位置会发生变化；质点只受到一个大小不变的力，力的方向可能变化，因此小球的加速度可能改变；先判断速度发生改变，根据判断动量变化；若质点将做匀速圆周运动，则质点速度大小可能保持不变，根据可判断动能变化情况。
【解答】
A.初速度不为零的小球位置会发生变化，故A错误；
B.质点只受到一个大小不变的力，力的方向可能变化，因此小球的加速度可能改变，故B错误；
C.质点所受合力不为零，则质点的速度一定发生改变，根据，因此质点的动量一定发生变化，故C错误；
D.当质点所受力方向始终与物体运动方向垂直时，力大小不变，质点将做匀速圆周运动，则质点速度大小可能保持不变，根据可知质点的动能可能保持不变，故D正确。
故选D。
4.
【答案】D
【解析】【分析】
根据受力分析物体的运动情况，得出当开始下落时，冰雹所受的空气阻力为零，故此时的加速度最大；当冰雹所受的阻力等于其重力时，速度最大。再结合动量和动能的定义分析即可。
本题考查力和运动的关系及牛顿第二定律及动量和动能的概念，不难。
【解答】
根据受力分析可知，当开始下落时，冰雹所受的空气阻力为零，故此时的加速度最大，为重力加速度，故甲和乙的最大加速度相同，都为重力加速度，故AB错误；
当冰雹所受的阻力等于其重力时，速度最大为：，故，故甲的最大速度是乙的最大速度的倍，甲的质量为乙的2倍，故甲的最大动量是乙的倍，根据动能定义，得出，甲的动能是乙的4倍，故C错误，D正确。
故选D。
5.
【答案】B
【解析】【分析】
物体在光滑水平面上向左滑行的同时，受到向右作用一水平力，经过一段时间速度向右，则由动能定理可求出这段时间内力做的功．
本题由于水平力是否恒定不清楚，所以必须运用动能定理来解决，只要明确初动能与末动能大小，无须关注速度的方向．
【解答】
在运动过程中运用动能定理得：
，故B正确，AD错误。
故选B。
6.
【答案】A
【解析】【分析】
由动能定理判断该过程中的重力做功与摩擦力做功的关系，再由动能定理得解。
本题主要考查动能定理的综合应用，较简单。
【解答】
由题意可知，当物体以6J的初动能从A点沿AB圆弧下滑，滑到B点时动能仍为6J，由动能定理可得该过程重力的功与克服摩擦力做功相等，而当物体以8J的初动能从A点沿同一路线滑到B点，由于其速度增大，物体做圆周运动的向心力增大，对轨道的压力增大，故摩擦力增大，由动能定理：，解得物体到B点时的动能小于8J，故A正确，BCD错误。
故选A。
二、多选题（本大题共4小题）
7.
【答案】CD
【解析】【分析】
由机械能守恒可求得物块滑到b点时的速度，由向心力公式可求得b点对物体的支持力，由牛顿第三定律可知物块对b点的压力；?由动能定理可求得bc两点的距离；由摩擦力做功可求得机械能的损失。?
在功能关系中，要注意明确：重力做功等于重力势能的改变量，而摩擦力做功等于机械能的改变量。
【解答】
A.
由机械能守恒可知，，解得b点时的速度为，故A错误；?
B.b点时，物体受重力、支持力而做圆周运动，则由可得，支持力，由牛顿第三定律可知，物块对b点的压力为3mg，故B错误；?
C.对全程由动能定理可知，，解得bc两点间的距离，故C正确；?
D.在滑动过程中，摩擦力所做的功等于机械能的损失，故机械能损失了，故D正确。?
故选CD。?
B.
8.
【答案】ABD
【解析】【分析】
一质点开始时做匀速直线运动，说明质点所受合力为0，从某时刻起受到一恒力作用，这个恒力就是质点的合力。根据这个恒力与速度的方向关系确定质点动能的变化情况。
对于直线运动，判断速度增加还是减小，我们就看加速度的方向和速度的方向。对于受恒力作用的曲线运动，我们可以将速度分解到恒力方向和垂直恒力方向，再去研究。
【解答】
A.如果恒力与运动方向相同，那么质点做匀加速运动，动能一直变大，故A正确；
B.如果恒力与运动方向相反，那么质点先做匀减速运动，速度减到0，质点在恒力作用下沿着恒力方向做匀加速运动，动能再逐渐增大，故B正确；
C.如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相同，这个方向速度就会增加，另一个方向速度不变，那么合速度就会增加，不会减小，故C错误；
D.如果恒力方向与原来运动方向不在同一直线上，那么将速度沿恒力方向所在直线和垂直恒力方向分解，其中恒力与一个速度方向相反，这个方向速度就会减小，另一个方向速度不变，那么合速度就会减小，当恒力方向速度减到0时，另一个方向还有速度，所以速度到最小值时不为0，然后恒力方向速度又会增加，合速度又在增加，即动能增大，故D正确。
故选ABD。
9.
【答案】BC
【解析】【分析】
小物体刚好过C点时，在水平面上的落点离B点最近，此时F最小，根据动能定理与牛顿第二定律及圆周运动临界条件可得F的最小值；当小物体刚好落在P点时，小物体到达C点的速度最大，根据动能定理与平抛运动规律可得F的最大值，即可分析本题。
本题的关键是要找出小物体能落在P点右侧的临界条件，从而结合动能定理、牛顿第二定律、圆周运动的临界条件及平抛运动规律进行分析。
【解答】
要使小物体落在P点的右侧，小物体要能过C点，所以小物体刚好能过C点时，F最小，设小物体在C点的速度为，F的最小值为，则：
从P点到C点的过程中，由动能定理有：
在C点由重力提供向心力，根据牛顿第二定律有：
联立以上两式可得：
由题可知，当F最大时，小物体刚好落在P点，设此时小物体在C点的速度为，水平力F为，则：
从P点到C点的过程中，由动能定理有：
从C点到P点由平抛运动规律有：
联立以上两式可得：
则可知，要使小物体由C点离开后能落在P点的右侧，水平力F的范围为：，故BC正确，AD错误。
故选BC。
10.
【答案】AD
【解析】【分析】
知道加速度，根据牛顿第二定律和动能定理可求得动能的损失；根据牛顿第二定律求出摩擦力，得到摩擦力做功，即可根据功能关系求解机械能的损失。
解决本题的关键根据动能定理可求得动能的变化，掌握功能关系，明确除了重力以外的力做功等于物体机械能的变化。
【解答】
由受力分析解得：
整个过程中F所做的功：
整个过程中重力所做的功：
整个过程中摩擦力所做的功：
所以总功为：根据功能关系可知，AD正确，BC错误。
故选AD。
三、实验题（本大题共2小题）
11.
【答案】；
【解析】【分析】
根据实验原理细线拉力做的功等于小车增加的动能，故要求钩码的小质量远小于小车的质量和消除摩擦力带来的影响，结合小车的受力情况，分析其运动情况。
小车在橡皮条的拉力作用下先加速运动，当橡皮条恢复原长时，小车由于惯性继续前进，做匀速运动，并且橡皮筋的拉力是一个变力，我们无法用进行计算。
解决本题关键要理解并掌握实验原理与实验注意事项，难度不大。
【解答】
实验装置需要平衡摩擦力，平衡摩擦力时，不挂钩码，轻推拖着纸带的小车，小车能够匀速下滑即可，故A错误；
B.小车运动中会受到阻力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量平衡摩擦力，故B错误；
C.利用装置多次测量时，小车的初位置只需要靠近打点计时器，让纸带利用率更高，则出更多组数据；装置多次测量时，小车要从同一位置释放，保证每根橡皮筋的弹力做功相同，故C正确；
D.为了提高纸带利用率，尽量多的打点，实验时要先接通电源后释放小车，故D错误；
故选C。
装置在实验过程中要保证钩码的总质量远小于小车的质量，这样才能使得钩码的总重力近似等于细绳对小车的拉力，故A正确；
B.中纸带的处理，只选用等间距部分进行测量末速度，故B错误；
C.橡皮筋的拉力是一个变力，x变为原来的两倍、三倍、四倍，Fx比原来的原来的两倍、三倍、四倍要大，故C错误。
故选A。
故填：；
12.
【答案】?．
【解析】
分析：
根据匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度求解B点速度．
根据功的公式求出合力对小车做功的大小．
根据图象为过原点的曲线，结合数学函数知识分析．
根据实验的原理确定误差形成的原因，从而确定有效减小误差的方法．
解析：相邻两个计数点间均有4个点未画出，计数点间的时间间隔：；匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，打B点的速度：，根据功的定义，有：?解得：图象为过原点的曲线，根据图象结合数学知识可知，该图象形式和3，形式，可知AC错误，本题选不正确的，故选：本实验探究“功与速度变化的关系”的实验，要使钩码的重力等于小车的合外力，就必须先平衡摩擦力，保证钩码的质量远小于小车的总质量，所以AB都正确，调节滑轮高度，使拉小车的细线和长木板平行，让力的方向和位移方向在同一直线上，可以减小误差，故C正确，应该先接通电源，后放开小车，所以D错误。故选：故答案为：．
四、计算题（本大题共18小题）
13.
【答案】解：设小滑块运动到P点时的速度为，小滑块由A点运动到P点过程中：
根据动能定理有：；
代入数据可得：；
在P点，根据牛顿运动定律有：；
代入数据可得：；
设刚炸裂后a的速度大小，a做平抛运动：
竖直方向有：?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
?
水平方向有：?????????????????????????????????
设小滑块运动到M点时的速度为，小滑块由P点运动到M点过程中，根据机械能守恒定律有：?
小滑块炸裂前后，根据动量守恒定律有：
联立式并代入相关数据可得：。
答：小滑块运动到P点时对圆弧轨道的压力大小F为109N；刚炸裂后另一块b的速度大小为。
【解析】本题考查了动量守恒定律、动能定理的综合应用；正确应用动能定理、动量守恒定律，结合牛顿第二定律、平抛运动即可解题。
小滑块由A点运动到P点过程中，由动能定理求出到P点的速度；由牛顿第二定律得出压力；
由平抛运动求出a刚炸裂后的速度；由动量守恒定律、机械能守恒定律得出b的速度。
14.
【答案】解：摩托车冲上高台过程中功率恒定，根据
飞出高台后做平抛运动，由，可得
得出：
由动能定理可得，在冲上高台过程中，
代入数据可得
【解析】本题是功、动能定理和平抛运动的综合题目，关键是理解运动过程，合理使用公式解题，不难。
根据功的定义式求解即可；
飞出高台后做平抛运动，根据平抛运动分解的思想求解；
在冲上高台过程中，根据动能定理列式求解；
15.
【答案】解：小球刚好到达C点，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：
，
从A到C过程机械能守恒，由机械能守恒定律得：
，
解得：；
在C点，由牛顿第二定律得：
，
从A到C过程，由动能定理得：
，
解得：；
答：若接触面均光滑．小球刚好能滑到圆轨道的最高点C，斜面高h为1m；
全过程中摩擦阻力做的功为。
【解析】本题考查了动能定理以及向心力公式的应用，分析清楚小球的运动过程是解题的关键，应用牛顿第二定律、机械能守恒定律与动能定理可以解题，解题时要注意小球在C点受力情况的分析是关键。
由牛顿第二定律求出小球到达C点的速度，然后由机械能守恒定律求出斜面的高度h；
由牛顿第二定律求出小球到达C点的速度，然后应用动能定理求出摩擦阻力做功。
16.
【答案】解：小物块在水平面上从A运动到B过程中
根据动能定理有：
在B点，以物块为研究对象，根据牛顿第二定律得：
联立解得小物块运动到B点时轨道对物块的支持力为：
由牛顿第三定律可得，小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为：
因为小物块恰能通过D点，所以在D点小物块所受的重力等于向心力，即：
可得：
设小物块落地点距B点之间的距离为x，下落时间为t
根据平抛运动的规律有：，??????????
解得：
答：小物块运动到B点时对圆轨道B点的压力大小为?
小物块离开D点后落到地面上的点与B点之间的距离为1m．
【解析】本题是动能定理、牛顿第二定律和平抛运动规律的综合应用，关键是确定运动过程，分析运动规律，知道物体恰好到达圆周最高点的临界条件：重力等于向心力。
小物块从A运动到B的过程中，根据动能定理求出物块到达B点时的速度。在B点，由牛顿第二定律求出轨道对物块的支持力，从而得到物块对轨道的压力。
因为小物块恰好能通过D点，所以在D点小物块所受重力等于向心力，由牛顿第二定律求出小物块通过D点的速度。小物块离开D点做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由运动学公式求解落到水平地面上的点与B点之间的距离。
17.
【答案】解：从A到B由动能定理可知：
，代入数据解得：；
物块在传送带上由牛顿第二定律：，解得：
达到传送带速度所需时间为
加速前进位移为
滑块在传送带上再匀速运动，
匀速运动时间为
故经历总时间为；
设高度为h，则竖直方向获得速度为
联立解得
下落所需时间为
水平位移为：。
【解析】本题主要考查了动能定理、平抛运动的基本规律，运动学基本公式的应用，要注意传动带顺时针转动时，要分析物体的运动情况，再根据运动学基本公式求解。
从A到B由动能定理即可求得摩擦因数；
由牛顿第二定律求的在传送带上的加速度，判断出在传送带上的运动过程，由运动学公式即可求的时间；
物体做平抛运动，在竖直方向自由落体运动，求出下落时间，由水平方向做匀速直线运动求出C、D两点间的水平距离。
18.
【答案】解：从A到B，根据动能定理有：
代入数据得：
在B点由牛顿第二定律得：
代入数据得：
根据牛顿第三定律，对轨道的压力大小是145N，方向竖直向下
小物块能通过最高点D点。
从B到D，根据机械能守恒定律有：
代入数据解得：
恰好通过最高点D点的速度为：
解得：
??
所以小物块能通过最高点D点。
答：小物块到达B点时速度的大小；
小物块通过B点时对轨道的压力145N，方向竖直向下；
能通过最高点D点。
【解析】小物块从A到B，根据动能定理求解小物块到达B点时速度的大小；
在B点由牛顿第二定律求解轨道对小物块作用力的大小，根据牛顿第三定律可知对轨道的压力；
从B到D，根据机械能守恒定律可求得在D点的速度，由牛顿第二定律可求得恰好通过最高点D点的速度，比较即可判断。
本题是动能定理、牛顿第二定律的综合应用，关键是明确运动过程，分析运动规律。
19.
【答案】解：物体在斜面滑下的过程中，由动能定理得：
，
代入数据解得：，
在水平面上，由动能定理得：
，
代入数据解得：；
答：物体在斜面上滑动时摩擦力做的功为；
物体能在水平面上滑行的距离为。
【解析】由动能定理可求得物体在斜面上滑动时摩擦力做的功。
由动能定理可以求出物体在水平面上滑行的距离。
本题通过动能定理解决比较简便，要注意动能定理的应用步骤和方法，正确分析受力以及运动过程，即可正确求解。本题也可以利用牛顿第二定律求解；若运用牛顿第二定律和运动学公式结合求时，求解加速度是关键。
20.
【答案】解：滑块从A到B的过程中，由动能定理有：
即：
得：??
当滑块恰好能到达C点时，应有：
滑块从B到C的过程中，由动能定理：
联立解得：，即克服摩擦力做功为11J．
答：滑块到达B处时的速度大小是．
滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是11J．
【解析】对滑块从A到B的过程作为研究的过程，运用动能定理求出滑块到达B处时的速度大小．
滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能达到最高点C，知在最高点C所受的弹力为零，根据牛顿第二定律求出临界的速度，根据动能定理求出滑块在半圆轨道上克服摩擦力所做的功．
分析清楚滑块的运动过程，知道涉及力在空间的效果，运用动能定理求出速度是常用的方法．还要明确最高点的临界条件：重力等于向心力．
21.
【答案】解：从弹簧解锁到碰撞发生前，
根据动能定理，得?
?
　　　　　　　
代入数据解得：
?
?
?
碰撞过程动量守恒，有
?
?
?
?
?
?
?
得出
?
???
?
?
?
?
?设小球到达C点时，速度为，
列出牛顿第二定律方程，有??????
?
?
?
?
?
?
?
解得：
【解析】本题是动量守恒定律、动能定理和圆周运动相结合的题目，常规题型。
从弹簧解锁到碰撞发生前，根据动能定理列式，并结合碰撞过程中动量守恒列式求解；
小球到达C点时，列出牛顿第二定律方程；并且从B到C根据动能定理列出方程求解即可。
22.
【答案】解：设水平拉力为F，设物块到B点时速度大小为，根据动能定理有
在B点：
求得??
设物块运动到C点时速度大小为，根据机械能守恒有
求得
物块从C点抛出后，做平抛运动，以C点为坐标原点，建立如图所示的坐标系，设物块落到圆弧面上的位置坐标为
则：
求得
此过程物块下落的高度
设物块落到圆弧面上时动能大小为，根据动能定理有
求得或
答：水平拉力的大小为；
物块从C点抛出后落到圆弧轨道上时，动能的大小为。
【解析】对物体由P运动到B的过程应用动能定理列式，再根据物块刚好能通过轨道最高点B的条件应用牛顿第二定律列式，解方程组即可；
根据机械能守恒求出物体运动到C点的速度，物体离开C点后做平抛运动，根据平抛规律求出物块下落的高度，再由动能定理求出物体落在圆轨道上动能。
解决本题时要理清物体的运动过程，把握圆周运动的临界条件：重力等于向心力。要知道涉及力在空间的效果求速度时往往运用动能定理或机械能守恒定律求解。
23.
【答案】解：设小滑块P刚运动到A点时速度为，
则有，
联立解得
则小滑块P的抛出位置距离A点的高度
由可得
小滑块P在AB轨道上运动时，
根据动能定理有
解得
小滑块P小不脱离圆轨道分两种情况讨论：
设小滑块P恰好通过圆轨道的最高点，则有
小滑块P从B点运动到圆轨道最高点的过程中，由动能定理有
联立解得，
小滑块P要不脱离圆轨道，则B点与小孔C的水平距离，
考虑到圆形轨道不和斜面相切，所以取
设小滑块P到达C孔的速度恰好为零，
则小滑块P从C点运动到C孔的过程中有
解得
设小滑块P到达与圆轨道圆心等高处速度为零，
则小滑块P从B点运动到与圆轨道圆心等高处的过程中有
解得
故小滑块P要不脱离圆轨道，B点与小孔C的水平距离
综合小滑块P要不脱离圆轨道，
B点与小孔C的水平距离应满足或
答：小滑块P的抛出位置距离A点的高度为；
小滑块P到达B点时的速度大小为；
要不脱离圆轨道，B点与小孔C的水平距离应满足或．
【解析】本题的关键是理清两球的运动过程，运用牛顿第二定律和运动学公式结合研究带电体在电场力和重力场的复合场中运动问题，难点是确定物体离开轨道的位置，抓住此时轨道的弹力为零，由牛顿第二定律研究。
小球P抛出后做平抛运动，到达A点时速度沿斜面向下，由速度分解法求出小球P到达A点时竖直分速度，即可由运动学公式求出小球P的抛出点距A点的高度；
首先找出进入圆弧的临界条件摆球能进入圆轨道并且不脱离轨道有两种情况：一种能做完整的圆周运动；另一种在下半个圆周上运动，结合动能定理求出B点与小孔C之间的水平距离应满足的条件。
24.
【答案】解：设小球刚好通过C点的速度大小为v，则?
??
小球从D点到点过程中机械能守恒，有?
??
联立解得?
?
设小球通过C点速度为，落到圆弧AB上时，水平位移大小为x，下落高度为y，由平抛运动规律得?
??
?
??
从C点抛出到落到圆弧AB上，由动能定理得?
?
又?
??
联立得?
??
上式中，当即时，有最小值?
?
解得
【解析】本题综合考查了动能定理与圆周运动和平抛运动的综合，知道圆周运动向心力的来源，把握隐含的临界情况和临界条件是解决本题的关键。
小球恰好能到达C点，由重力提供向心力，由此求出小球通过C点的速度，小球从D点到点过程中机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解。
小球从C点飞出后做平抛运动，根据平抛运动的规律和动能定理列式，根据数学关系求出最小动能。
25.
【答案】解：加速下落过程对系统由动能定理：
解得：；
B落地后，A继续向前运动x，对A由动能定理：；
A在桌面上滑行的最大距离；
、B加速过程的加速度大小为，对A、B有牛顿第二定律：，
A减速过程：，；
。
答：在桌面上滑行的最大距离；
释放后经停止运动。
【解析】本题是连接体问题，可以运用动能定理、牛顿运动定律和运动公式结合研究。
分别对A、B系统和A由动能定理列式求解；
分别对A、B系统和A根据牛顿第二定律结合速度时间公式列式求解。
26.
【答案】解：小球恰能通过第二个圆形轨道最高点，有：
得：?
在小球从第一轨道最高点运动到第二圆轨道最高点过程中
应用动能定理有：
得：???
在最高点时，合力提供向心力，即?
得：
根据牛顿第三定律知，小球对轨道的压力大小为：?
若小球恰好通过第二轨道最高点，小球从斜面上释放的高度为
在这一过程中应用动能定理有：
得：?
若小球恰好能运动到E点，小球从斜面上释放的高度为
在这一过程中应用动能定理有：
得：
使小球停在DE段，应有，即：
若小球能通过E点，并恰好越过壕沟时，则有，得
又，得?
设小球释放高度为，从释放到运动E点过程中应用动能定理有：?
得：，即小球要越过壕沟释放的高度应满足：
综上可知，释放小球的高度应满足：或。
答：小球通过第二个圆形轨道的最高点时的速度为；?小球通过第一个圆轨道最高点时对轨道的压力的大小为40N；?若小球既能通过圆形轨道的最高点，又不掉进壕沟，求小球从A点释放时的高度的范围为或。
【解析】本题关键要分析清楚小球的运动情况，然后根据向心力公式、牛顿第二定律、平抛运动分位移公式、动能定理列式求解。
小球恰能通过第二个圆形轨道最高点，根据重力恰好等于向心力列式求解；
在小球从第一轨道最高点运动到第二圆轨道最高点过程中运用动能定理求出通过第一个轨道最高点的速度，再根据在第一个轨道最高点时重力和弹力的合力提供向心力列式求解弹力大小，最后根据牛顿第三定律即可求出小球对轨道的压力大小；
根据平抛运动的分位移公式列式求出平抛运动的初速度，再对从开始到平抛起点的过程运用动能定理列式求出释放高度的范围。
27.
【答案】解：两点间的高度差
在A到C的过程中满足
在C点处：
解得
在D点竖直方向的速度
由得
则在D点的速度
在A到D的过程中满足
解得
小物块最终在BD间做往复运动，在BD点时的速度为0，
在整个过程中满足
解得。
【解析】本题是一道力学综合题，关键要分析清楚物块的运动情况，把握每个过程的物理规律，应用动能定理、牛顿第二定律和能量守恒解题。
由A到C应用动能定理求出C点的速度，在C点受力分析求出支持力；
小物块对轨道刚好没有压力求得D点速度，在A到D的过程应用动能定理求出距离；
对整个过程应用能量守恒可求总路程。
28.
【答案】解：设物体经过B点的速度为，则由平抛运动的规律可得：
解得：
设物体经过C点的速度为，由机械能守恒得：
解得：；
在C点物块受到重力和支持力，合力提供向心力，则：
代入数据可得：
根据牛顿第三定律可知，物块经过C点时对圆弧轨道的压力是46N，方向竖直向下。
物块在滑板上相对滑动过程中由于摩擦力作用，最终可能将一起共同运动。设达到共同运动速度为v，
则：
解得：
对物块由动能定理可得：
解得：
对滑板：
解得：
由于
可知二者的速度相同时，物块不能从滑板上滑落；
滑板右端到滑板D左侧的距离s在时，即滑板没有达到最大速度就与平台相遇，所以物块将一直做减速运动，根据动能定理可知：
代入数据可得：
滑板右端到滑板D左侧的距离s在时，物块先做减速运动，位移为，随后做匀速运动，位移为：，最后再做减速运动，位移为：
则由动能定理可得：
解得：
答：物体到达B点时的速度大小；
???物块经过C点时对圆弧轨道的压力是46N；
?滑板右端到滑板D左侧的距离s在时，物块刚滑上平台D时的动能与s的关系是；
滑板右端到滑板D左侧的距离s在时，物块刚滑上平台D时的动能是。
【解析】物块从A到B做平抛运动，由平抛规律可求得B点的速度；
由机械能守恒可求得C点的速度；由向心力公式可求得物块在C点受到的支持力，由牛顿第三定律可求得对轨道的压力；
由动量守恒定律求出共同速度，分析它们对地面的相对位移，然后分析物块刚滑上平台D时的动能与s的关系。
本题将平抛、圆周运动及直线运动结合在一起考查，注意分析运动过程，并根据过程正确的选择物理规律求解。
29.
【答案】解：设A运动到B最右端时，A、B的共同速度为v，以A、B为研究对象，取向右为正方向，
由动量守恒定律，得
由动能定理得
联立方程，解得，；
以A为研究对象，取向右为正方向，由动量定理，得
解得
【解析】本题主要考查了动力学中的滑块木板模型，运用动能定理、动量定理和动量守恒定律的应用，难度适中，基础题。
以A、B为研究对象，取向右为正方向，由动量守恒定律和动能定理列式求A的初速度；
以A为研究对象，取向右为正方向，由动量定理，求A从B的最左端运动到最右端所用的时间。
30.
【答案】解：对物块，由静止开始做匀加速直线运动，由牛顿第二定律和运动学公式有：
解得：
物块刚滑过C点时的速度为：
在C点，有：
解得：
由牛顿第三定律知，物块对轨道的压力大小为，方向竖直向下。
物块经过半圆轨道最高点D的最小速度为：
由C到D的过程中，由动能定理有：
解得：
可见，物块从A到B的全过程中一直做匀减速直线运动，到达B端的速度至少为：
由问可知，物块在传送带上减速运动时的加速度大小：
由运动学公式有：
解得?
【解析】本题首先要根据受力情况判断物块在传送带上的运动情况。物块从A点无初速度释放后，先受到向右的滑动摩擦力，向右做匀加速运动，当达到与带同速时，与传送带保持相对静止；
物块刚滑过C点时的速度，根据向心力公式求对C点的压力。
物块经过半圆轨道最高点D的最小速度为，根据动能定理求C点的速度，判断出一直减速运动到B，从而求出物体在A点的初速度。
本题的难点是分析物块在传送带上运动情况，运用牛顿第二定律和运动学公式结合，通过计算进行分析。
第
=22页，共
=3535页
第
=11页，共
=3535页