2012年高考复习专题——机械能（二）
文档属性
| 名称 | 2012年高考复习专题——机械能（二） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-03-05 19:08:17 | ||
图片预览
文档简介
机械能（二）
【疑难应用】
例1．（2011年 北京）22．（16分）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）。
（1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为，小球保持静止，画出此时小球的受力图，并求力F的大小。
（2）由图示位置无初速度释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。
解析：（1）受力图见右
根据平衡条件，应满足
拉力大小F=mgtanα
（2）运动中只有重力做功，系统机械能守恒
则通过最低点时，小球的速度大小
根据牛顿第二定律
解得轻绳对小球的拉力
，方向竖直向上
例2．（2011年 浙江）24．（24分）节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量kg的混合动力轿车，在平直公路上以km/h匀速行驶，发动机的输出功率为kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动m后，速度变为。此过程中发动机功率的 用于轿车的牵引， 用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求
（1）轿车以在平直公路上匀速行驶，所受阻力的大小
（2）轿车以减速到过程中，获得的电能电 ；
（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能电 ，维持在匀速运动的距离。
解析：（1）汽车牵引力与输出功率关系
将代入得
当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有
（2）在减速过程中，注意到发动机只有用于汽车的牵引。根据动能定理有
代入数据得
电源获得的电能为
（3）根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为。在此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功
代入数据得
例3．（2010年 山东）24．（15分）如图所示，四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切，它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内，圆轨道OA的半径R=0.45m，水平轨道AB长，OA与AB均光滑。一滑块从O点由静止释放，当滑块经过A点时，静止在CD上的小车在的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了时速度，此时滑块恰好落入小车中，已知小车质量，与CD间的动摩擦因数。（取）求
（1）恒力F的作用时间。
（2）AB与CD的高度差。
解析：（Ⅰ）设小车在轨道CD上加速的距离为s,由动能定理得
①
设小车在轨道CD上做加带运动时的加速度为，由牛顿运动定律得
②
③
建立①②③式，代入数据得
④
（2）设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为，撤去力F后小车做减速运动时的加速度为减速时间为，由牛顿运动定律得
⑤
⑥
⑦
设滑块的质量为m,运动到A点的速度为，由动能定理得
⑧
设滑块由A点运动到B点的时间为，由运动学公式得
⑨
设滑块做平抛运动的时间为则
⑩
由平抛规律得
联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式，代入数据得
例4．（2010年 上海）30.（10分）如图，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度h，C点高度为2h，一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。
（1）求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离和.
（2）为实现＜，应满足什么条件？
解析：（1）根据机械能守恒，
根据平抛运动规律：，
,
综合得，
（2）为实现＜，即＜，得＜
但滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出，要求，
所以。
例5.（2009年 北京）24．（20分）（1）如图1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。质量为的小球从高为处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为的小球发生碰撞，碰撞前后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球的速度大小；
（2）碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律，我们采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2所示，在固定光滑水平直轨道上，质量分别为、……的若干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能，从而引起各球的依次碰撞。定义其中第个球经过一次碰撞后获得的动能与之比为第1个球对第个球的动能传递系数
a. 求；
b. 若为确定的已知量。求为何值时，最大。
解析：（1）设碰撞前的速度为，根据机械能守恒定律
①
设碰撞后与的速度分别为和，根据动量守恒定律
②
由于碰撞过程中无机械能损失
③
②、③式联立解得
④
将①式代入④式得
（2）a．由④式，考虑到得
根据动能传递系数的定义，对于1、2两球
⑤
同理可得，球m2和球m3碰撞后，动能传递系数k13应为
⑥
依次类推，动能传递系数应为
解得
b．将m1=4m0,m3=mo代入⑥式可得
为使k13最大，只需使
由，
例6.（2009年 全国1）25．如图所示，倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱，相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.设碰撞时间极短，求
工人的推力；
三个木箱匀速运动的速度；
在第一次碰撞中损失的机械能。
解析：(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据平衡的知识有
(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为V1,加速度根据运动学公式或动能定理有,碰撞后的速度为V2根据动量守恒有,即碰撞后的速度为,然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3
从V2到V3的加速度为,根据运动学公式有,得,跟第三个木箱碰撞根据动量守恒有,得就是匀速的速度.
(3)设第一次碰撞中的能量损失为,根据能量守恒有,带入数据得.
【疑难检测】
一．选择题
1．（2011年 山东）18．如图所示，将小球从地面以初速度竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球从距地面处由静止释放，两球恰在处相遇（不计空气阻力）。则
A．两球同时落地
B．相遇时两球速度大小相等
C．从开始运动到相遇，球动能的减少量等于球动能的增加量
D．相遇后的任意时刻，重力对球做功功率和对球做功功率相等
2．（2011年 新课标）16．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
3．（2011年 海南） 9．一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是
A． 0～2s内外力的平均功率是W
B．第2秒内外力所做的功是J
C．第2秒末外力的瞬时功率最大
D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是
4．（2011年 江苏）4．如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于
A．0.3J
B．3J
C．30J
D．300J
5．（2011年 上海）15．如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为
(A) (B) (C) (D)
6．（2010年 安徽）14．伽利略曾设计如图所示的一个实验．将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点。如图在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的用弧达到同一高度的对称点，反过来，如果让摆球从这些高度它同样会达到水平硬度上的要点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的斜面（或弧线）下滑时，其中速度的大小
A．只与斜面的倾角有关
B．只与斜面的长度有关
C．只与下滑的高度有关
D．只与物体的质量有关
7．（2010年 福建）17．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则
A．时刻小球动能最大
B．时刻小球动能最大
C．~这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
8．（2010年 山东）22．如图所示，倾角的粗糙斜面固定在地面上，长为，质量为，粗细均匀，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端下斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中
A．物块的机械能逐渐增加
B．软绳重力势能共减少了
C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功
D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和
9.（2009年山东）22．图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是（ ）
A．m＝M
B．m＝2M
C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
10.（2009年 全国1）21．质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为
A.2 B.3 C.4 D. 5
二．填空题
11．（2011年 海南）14．现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t0用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；
（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过
程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量
可表示为____ 。动能的增加量可表示为__ 。若在
运动过程中机械能守恒，与s的关系式为= 。
（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=__ _（保留3位有效数字）．
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律。
12．（2010年 新课标）22．(4分)图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有——。(填入正确选项前的字母)
A．米尺
B．秒表
C．0～12V的直流电源
D。0～I2V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有______。(写出两个原因)
13．（2010年 海南）14．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：
（1）实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。
②用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图2所示，由此读为 mm。
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s= cm。
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。
⑤从数字计数器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间。
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
（2）有表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1= 和v2= 。
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为EK1= 和EK2= 。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少= （重力加速度为g）。
（3）如果 ，则可认为验证了机械能守恒定律。
三．计算题
14．（2010年 北京）２２．（１６分）如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从Ｏ点水平飞出，经过3.0ｓ落到斜坡上的Ａ点。已知Ｏ点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角＝37°，运动员的质量m=50kg.不计空气阻力。（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10m/s2）q求
A点与O点时的速度大小；
运动员离开0点时的速度大小；
运动员落到A点时的动能。
15．（2010年 天津）10.（16分）如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。
【试题答案】
一．选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C ABC AD A C C C BD BC AB
二．填空题
11．解析：（1）
（2）2.40
12.解析：（1）AD
（2）纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差。
13．解析：（1）② 9.30（1分）
③ 60.00（1分，答案在59.96～60.04之间的，也给这1分）
（2）① （1分） （1分）
② （1分） （1分）
③（1分）
（3）（2分）
三．计算题
14．解析：（1）运动员在竖直方向做自由落体运动，有
A点与O点的距离
（2）设运动员离开O点的速度为,运动员在水平方向做匀速直线运动，
即
解得
（3）由机械能守恒，取A点位重力势能零点，运动员落到A点的动能为
15.解析：设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有
①
得
设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有
②
得
设碰撞后物块的速度大小为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有
③
得 ④
物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小
⑤
设物块在水平面上滑行的时间为，根据动量定理，有
⑥
得 ⑦
T
F
mg
A
0
H
B
【疑难应用】
例1．（2011年 北京）22．（16分）如图所示，长度为l的轻绳上端固定在O点，下端系一质量为m的小球（小球的大小可以忽略）。
（1）在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为，小球保持静止，画出此时小球的受力图，并求力F的大小。
（2）由图示位置无初速度释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。
解析：（1）受力图见右
根据平衡条件，应满足
拉力大小F=mgtanα
（2）运动中只有重力做功，系统机械能守恒
则通过最低点时，小球的速度大小
根据牛顿第二定律
解得轻绳对小球的拉力
，方向竖直向上
例2．（2011年 浙江）24．（24分）节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为动力来源的汽车。有一质量kg的混合动力轿车，在平直公路上以km/h匀速行驶，发动机的输出功率为kW。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿车做减速运动，运动m后，速度变为。此过程中发动机功率的 用于轿车的牵引， 用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50%转化为电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求
（1）轿车以在平直公路上匀速行驶，所受阻力的大小
（2）轿车以减速到过程中，获得的电能电 ；
（3）轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能电 ，维持在匀速运动的距离。
解析：（1）汽车牵引力与输出功率关系
将代入得
当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有
（2）在减速过程中，注意到发动机只有用于汽车的牵引。根据动能定理有
代入数据得
电源获得的电能为
（3）根据题设，轿车在平直公路上匀速行驶时受到的阻力仍为。在此过程中，由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功
代入数据得
例3．（2010年 山东）24．（15分）如图所示，四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切，它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内，圆轨道OA的半径R=0.45m，水平轨道AB长，OA与AB均光滑。一滑块从O点由静止释放，当滑块经过A点时，静止在CD上的小车在的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去力F。当小车在CD上运动了时速度，此时滑块恰好落入小车中，已知小车质量，与CD间的动摩擦因数。（取）求
（1）恒力F的作用时间。
（2）AB与CD的高度差。
解析：（Ⅰ）设小车在轨道CD上加速的距离为s,由动能定理得
①
设小车在轨道CD上做加带运动时的加速度为，由牛顿运动定律得
②
③
建立①②③式，代入数据得
④
（2）设小车在轨道CD上做加速运动的末速度为，撤去力F后小车做减速运动时的加速度为减速时间为，由牛顿运动定律得
⑤
⑥
⑦
设滑块的质量为m,运动到A点的速度为，由动能定理得
⑧
设滑块由A点运动到B点的时间为，由运动学公式得
⑨
设滑块做平抛运动的时间为则
⑩
由平抛规律得
联立②④⑤⑥⑦⑧⑨⑩式，代入数据得
例4．（2010年 上海）30.（10分）如图，ABC和ABD为两个光滑固定轨道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一竖直线上，D点距水平面的高度h，C点高度为2h，一滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。
（1）求滑块落到水平面时，落点与E点间的距离和.
（2）为实现＜，应满足什么条件？
解析：（1）根据机械能守恒，
根据平抛运动规律：，
,
综合得，
（2）为实现＜，即＜，得＜
但滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出，要求，
所以。
例5.（2009年 北京）24．（20分）（1）如图1所示，ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道，BC段水平，AB段与BC段平滑连接。质量为的小球从高为处由静止开始沿轨道下滑，与静止在轨道BC段上质量为的小球发生碰撞，碰撞前后两球的运动方向处于同一水平线上，且在碰撞过程中无机械能损失。求碰撞后小球的速度大小；
（2）碰撞过程中的能量传递规律在物理学中有着广泛的应用。为了探究这一规律，我们采用多球依次碰撞、碰撞前后速度在同一直线上、且无机械能损失的简化力学模型。如图2所示，在固定光滑水平直轨道上，质量分别为、……的若干个球沿直线静止相间排列，给第1个球初能，从而引起各球的依次碰撞。定义其中第个球经过一次碰撞后获得的动能与之比为第1个球对第个球的动能传递系数
a. 求；
b. 若为确定的已知量。求为何值时，最大。
解析：（1）设碰撞前的速度为，根据机械能守恒定律
①
设碰撞后与的速度分别为和，根据动量守恒定律
②
由于碰撞过程中无机械能损失
③
②、③式联立解得
④
将①式代入④式得
（2）a．由④式，考虑到得
根据动能传递系数的定义，对于1、2两球
⑤
同理可得，球m2和球m3碰撞后，动能传递系数k13应为
⑥
依次类推，动能传递系数应为
解得
b．将m1=4m0,m3=mo代入⑥式可得
为使k13最大，只需使
由，
例6.（2009年 全国1）25．如图所示，倾角为θ的斜面上静止放置三个质量均为m的木箱，相邻两木箱的距离均为l。工人用沿斜面的力推最下面的木箱使之上滑，逐一与其它木箱碰撞。每次碰撞后木箱都粘在一起运动。整个过程中工人的推力不变，最后恰好能推着三个木箱匀速上滑。已知木箱与斜面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.设碰撞时间极短，求
工人的推力；
三个木箱匀速运动的速度；
在第一次碰撞中损失的机械能。
解析：(1)当匀速时,把三个物体看作一个整体受重力、推力F、摩擦力f和支持力.根据平衡的知识有
(2)第一个木箱与第二个木箱碰撞之前的速度为V1,加速度根据运动学公式或动能定理有,碰撞后的速度为V2根据动量守恒有,即碰撞后的速度为,然后一起去碰撞第三个木箱,设碰撞前的速度为V3
从V2到V3的加速度为,根据运动学公式有,得,跟第三个木箱碰撞根据动量守恒有,得就是匀速的速度.
(3)设第一次碰撞中的能量损失为,根据能量守恒有,带入数据得.
【疑难检测】
一．选择题
1．（2011年 山东）18．如图所示，将小球从地面以初速度竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球从距地面处由静止释放，两球恰在处相遇（不计空气阻力）。则
A．两球同时落地
B．相遇时两球速度大小相等
C．从开始运动到相遇，球动能的减少量等于球动能的增加量
D．相遇后的任意时刻，重力对球做功功率和对球做功功率相等
2．（2011年 新课标）16．一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是
A．运动员到达最低点前重力势能始终减小
B．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加
C．蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D．蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
3．（2011年 海南） 9．一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是
A． 0～2s内外力的平均功率是W
B．第2秒内外力所做的功是J
C．第2秒末外力的瞬时功率最大
D．第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是
4．（2011年 江苏）4．如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于
A．0.3J
B．3J
C．30J
D．300J
5．（2011年 上海）15．如图，一长为的轻杆一端固定在光滑铰链上，另一端固定一质量为的小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度匀速转动，当杆与水平方向成60°时，拉力的功率为
(A) (B) (C) (D)
6．（2010年 安徽）14．伽利略曾设计如图所示的一个实验．将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点。如图在E或F处钉上钉子，摆球将沿不同的用弧达到同一高度的对称点，反过来，如果让摆球从这些高度它同样会达到水平硬度上的要点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的斜面（或弧线）下滑时，其中速度的大小
A．只与斜面的倾角有关
B．只与斜面的长度有关
C．只与下滑的高度有关
D．只与物体的质量有关
7．（2010年 福建）17．如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则
A．时刻小球动能最大
B．时刻小球动能最大
C．~这段时间内，小球的动能先增加后减少
D．~这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能
8．（2010年 山东）22．如图所示，倾角的粗糙斜面固定在地面上，长为，质量为，粗细均匀，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端下斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中
A．物块的机械能逐渐增加
B．软绳重力势能共减少了
C．物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功
D．软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和
9.（2009年山东）22．图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°，质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为。木箱在轨道端时，自动装货装置将质量为m的货物装入木箱，然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下，与轻弹簧被压缩至最短时，自动卸货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，再重复上述过程。下列选项正确的是（ ）
A．m＝M
B．m＝2M
C．木箱不与弹簧接触时，上滑的加速度大于下滑的加速度
D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中，减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
10.（2009年 全国1）21．质量为M的物块以速度V运动，与质量为m的静止物块发生正撞，碰撞后两者的动量正好相等，两者质量之比M/m可能为
A.2 B.3 C.4 D. 5
二．填空题
11．（2011年 海南）14．现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t0用d表示A点到导轨底端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A、B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；
（1）若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的过
程中，滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减小量
可表示为____ 。动能的增加量可表示为__ 。若在
运动过程中机械能守恒，与s的关系式为= 。
（2）多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点（A点）下滑，测量相应的s与t值，结果如下表所示：
以s为横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=__ _（保留3位有效数字）．
由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率k0，将k和k0进行比较，若其差值在实验允许的范围内，则可认为此实验验证了机械能守恒定律。
12．（2010年 新课标）22．(4分)图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图。现有的器材为：带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平。回答下列问题：
(1)为完成此实验，除了所给的器材，还需要的器材有——。(填入正确选项前的字母)
A．米尺
B．秒表
C．0～12V的直流电源
D。0～I2V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有______。(写出两个原因)
13．（2010年 海南）14．利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置示意图如图1所示：
（1）实验步骤：
①将气垫导轨放在水平桌面上，桌面高度不低于1m，将导轨调至水平。
②用游标卡尺测量挡光条的宽度，结果如图2所示，由此读为 mm。
③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离s= cm。
④将滑块移至光电门1左侧某处，待砝码静止不动时，释放滑块，要求砝码落地前挡光条已通过光电门2。
⑤从数字计数器（图1中未画出）上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用的时间。
⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M，再称出托盘和砝码的总质量m。
（2）有表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式：
①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v1= 和v2= 。
②当滑块通过光电门1和光电门2时，系统（包括滑块、挡光条、托盘和砝码）的总动能分别为EK1= 和EK2= 。
③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中，系统势能的减少= （重力加速度为g）。
（3）如果 ，则可认为验证了机械能守恒定律。
三．计算题
14．（2010年 北京）２２．（１６分）如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从Ｏ点水平飞出，经过3.0ｓ落到斜坡上的Ａ点。已知Ｏ点是斜坡的起点，斜坡与水平面的夹角＝37°，运动员的质量m=50kg.不计空气阻力。（取sin37°=0.60，cos37°=0.80；g取10m/s2）q求
A点与O点时的速度大小；
运动员离开0点时的速度大小；
运动员落到A点时的动能。
15．（2010年 天津）10.（16分）如图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h。物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点的正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ。现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰（碰撞时间极短），反弹后上升至最高点时到水平面的距离为。小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求物块在水平面上滑行的时间t。
【试题答案】
一．选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C ABC AD A C C C BD BC AB
二．填空题
11．解析：（1）
（2）2.40
12.解析：（1）AD
（2）纸带和打点计时器之间有摩擦；用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差。
13．解析：（1）② 9.30（1分）
③ 60.00（1分，答案在59.96～60.04之间的，也给这1分）
（2）① （1分） （1分）
② （1分） （1分）
③（1分）
（3）（2分）
三．计算题
14．解析：（1）运动员在竖直方向做自由落体运动，有
A点与O点的距离
（2）设运动员离开O点的速度为,运动员在水平方向做匀速直线运动，
即
解得
（3）由机械能守恒，取A点位重力势能零点，运动员落到A点的动能为
15.解析：设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有
①
得
设碰撞后小球反弹的速度大小为，同理有
②
得
设碰撞后物块的速度大小为，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有
③
得 ④
物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小
⑤
设物块在水平面上滑行的时间为，根据动量定理，有
⑥
得 ⑦
T
F
mg
A
0
H
B
同课章节目录