【6年高考4年模拟】高考物理 机械能精品试题.doc

【物理精品】2013版6年高考4年模拟机械能部分第一部分 六年高考荟萃2012年高考题1 （2012福建卷）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。初始时刻，a、b处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后a下落、b沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块a速率的变化量不同 b机械能的变化量不同c重力势能的变化量相同 d重力做功的平均功率相同答案：d2（2012天津卷）.如图甲所示，静止在水平地面的物块a，受到水平向右的拉力f作用，f与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则a0 t1时间内f的功率逐渐增大bt2时刻物块a的加速度最大ct2时刻后物块a做反向运动dt3时刻物块a的动能最大解析：由f与t的关系图像0t1拉力小于最大静摩擦力物块静止f的功率为0，a错误；在t1t2阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动，在t2t3阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动，在t2时刻加速度最大，b正确，c错误；在t1t3物块一直做加速运动，在t3t4拉力小于最大静摩擦力物块开始减速，在时刻速度最大，动能最大，d正确。答案bd。3（2012上海卷）质量相等的均质柔软细绳a、b平放于水平地面，绳a较长。分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为ha、hb，上述过程中克服重力做功分别为wa、wb。若（）（a）hahb，则一定有wawb（b）hahb，则可能有wawb （c）hahb，则可能有wawb（d）hahb，则一定有wawb答案：b4（2012上海卷）如图，可视为质点的小球a、b用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为r有光滑圆柱，a的质量为b的两倍。当b位于地面时，a恰与圆柱轴心等高。将a由静止释放，b上升的最大高度是（）（a）2r（b）5r/3（c）4r/3（d）2r/3答案： c，5（2012上海卷）位于水平面上的物体在水平恒力f1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力f2，物体做速度为v2的匀速运动，且f1与f2功率相同。则可能有（）（a）f2f1，v1v2（b）f2f1，v1v2（c）f2f1，v1v2（d）f2f1，v1v2 答案：b、d，6（2012安徽卷）.如图所示，在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道，半径水平、竖直，一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力。已知=2,重力加速度为，则小球从到的运动过程中 ( )obr2rpaa. 重力做功 b. 机械能减少c. 合外力做功d. 克服摩擦力做功16d；解析：小球从p到b高度下降r，故重力做功mgr，a错。在b点小球对轨道恰好无压力，由重力提供向心力得，取b点所在平面为零势能面，易知机械能减少量，b错。由动能定理知合外力做功w=,c错。根据动能定理，可得，d选项正确。bafo7（2012江苏卷）如图所示，细线的一端固定于o点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是a逐渐增大 b逐渐减小c先增大，后减小d先减小，后增大 【解析】设f与速度的夹角为，则，力的分解，在切线上（速度方向上）合力为0，即，所以，随增大，p增大。【答案】a8（2012海南卷）.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. 02s内外力的平均功率是wb.第2秒内外力所做的功是jc.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答案 ；cd解析：由动量定理求出1s末、2s末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s 故合力做功为w=功率为 1s末、2s末功率分别为：4w、3w 第1秒内与第2秒动能增加量分别为：、，比值：4：59(2012全国理综).（20分）一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧，以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的o点为原点建立坐标系oxy。已知，山沟竖直一侧的高度为2h，坡面的抛物线方程为y=，探险队员的质量为m。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g。（1） 求此人落到破面试的动能；（2） 此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？【解析】（1） 平抛运动的分解：，得平抛运动的轨迹方程，此方程与坡面的抛物线方程为y=的交点为，。根据机械能守恒，解得（3） （2）求关于的导数并令其等于0，解得当此人水平跳出的速度为时，他落在坡面时的动能最小，动能的最小值为。（4）10（2012广东卷）.（18分） 图18（a）所示的装置中，小物块a、b质量均为m，水平面上pq段长为l，与物块间的动摩擦因数为，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r的连杆位于图中虚线位置；a紧靠滑杆（a、b间距大于2r）。随后，连杆以角速度匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b）所示。a在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的b发生完全非弹性碰撞。（1）求a脱离滑杆时的速度uo，及a与b碰撞过程的机械能损失e。（2）如果ab不能与弹簧相碰，设ab从p点到运动停止所用的时间为t1，求得取值范围，及t1与的关系式。（3）如果ab能与弹簧相碰，但不能返回道p点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为ep，求的取值范围，及ep与的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。答案： 解：（1）由题知，a脱离滑杆时的速度uo=r 设a、b碰后的速度为v1，由动量守恒定律 m uo=2m v1a与b碰撞过程损失的机械能解得 （2）ab不能与弹簧相碰，设ab在pq上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律及运动学规律 v1=at1 由题知联立解得 （3）ab能与弹簧相碰不能返回道p点左侧解得ab在的q点速度为v2，ab碰后到达q点过程，由动能定理ab与弹簧接触到压缩最短过程，由能量守恒 解得11.（2012四川卷）（16分） 四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380v，此时输入电动机的电功率为9kw，电动机的内阻为0.4。已知水的密度为1l03kg/m3，重力加速度取10m/s2。求： (1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。23解：(l)设电动机的电功率为p，则p=ui设电动机内阻r上消耗的热功率为pr，则pr=i2r代入数据解得pr=1103w说明：式各2分，式3分。(2)设蓄水总质量为m，所用抽水时间为t。已知抽水高度为h，容积为v，水的密度为，则m=v设质量为m的河水增加的重力势能为ep，则ep=mgh设电动机的输出功率为p0，则p0=p-pr根据能量守恒定律得p0t60%80%=ep代人数据解得t=2l04s说明：式各1分，式各2分，式3分。oov(m/s)0.54t(s)12.（2012安徽卷）.（14分）质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为，取=10 m/s2, 求：（1）弹性球受到的空气阻力的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度。22. (1)0.2n；(2)0.375m解析：(1)由vt图像可知:小球下落作匀加速运动，由牛顿第二定律得：解得(2)由图知：球落地时速度，则反弹时速度设反弹的加速度大小为a，由动能定理得解得13.（2012安徽卷）.（20分）abhlu=2m/s如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 m=2kg的小物块a。装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以u=2m/s 的速度逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量m=1kg的小物块b从其上距水平台面h=1.0m处由静止释放。已知物块b与传送带之间的摩擦因数 =0.2,l =1.0m。设物块a、b中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块a静止且处于平衡状态。取g=10m/s2。（1） 求物块b与物块a第一次碰撞前的速度大小；(2)通过计算说明物块b与物块a第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？(3)如果物块a、b每次碰撞后，物块a再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块b第n次碰撞后运动的速度大小。答案：.（1）4m/s（2）不能滑到右边的曲面上（3）解：（1）设b滑到曲面底部速度为v,根据机械能守恒定律，得由于u,b在传送带上开始做匀减速运动。设b一直减速滑过传送带的速度为由动能定理的解得由于仍大于u，说明假设成立，即b与a碰前速度为4m/s（2） 设地一次碰后a的速度为，b的速度为，取向左为正方向，根据动量守恒定律和机械等守恒定律得：解得上式表明b碰后以的速度向右反弹。滑上传送带后做在摩擦力的作用下减速，设向左减速的最大位移为，由动能定理得：解得因，故b不能滑上右边曲面。（3）b的速度减为零后，将在传送带的带动下向左匀加速，加速度与向右匀减速时相同，且由于小于传送带的速度u，故b向左返回到平台上时速度大小仍为。由于第二次碰撞仍为对心弹性碰撞，故由（2）中的关系可知碰后b仍然反弹，且碰后速度大小仍为b碰前的，即同理可推：b每次碰后都将被传送带带回与a发生下一次碰撞。则b与a碰撞n次后反弹，速度大小为。14.（2012江苏卷）（10分）为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图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，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，请提出两个解决方案；（2）请根据下表的实验数据作出s-h关系图像h（cm）20.030.040.050.060.0s（cm）19.528.539.048.056.5（3）实验测得a、b的质量分别为m=0.40kg、m=0.50kg，根据s-h图像可计算出a木块与桌面间的动摩擦因数=_（结果保留一位有效数字）（4）实验中，滑轮轴的摩擦会导致的测量结果_（选填“偏大”、或“偏小”【解析】（3）在b下落至临落地时，据动能定理，有，在b落地后，a运动到q，据动能定理，有，解得：。将，代入得=，从图象得斜率，即，代入上式得。本题易错点：认为a/b末速度都为0，根据，解得。（4）滑轮组的摩擦会导致偏小，从而偏大。【答案】（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（3）0.4（4）偏大mvl轻杆15.（2012江苏卷）（16分）某缓冲装置的理想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧与轻杆相连，轻杆可在固定的槽内移动，与槽间的滑动摩擦力恒为f，轻杆向右移动不超过l时，装置可安全工作，一质量为m的小车若以速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l/4，轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。（1）若弹簧的劲度系数为k，求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；（2）为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度vm（3）讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v与撞击速度v的关系【答案】（1）轻杆开始移动时，弹簧的弹力 且 解得 （2）设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为w，则小车从撞击到停止的过程中，动能定理小车以撞击弹簧时 小车以撞击弹簧时 解 （3）设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为， 由解得当时，当时，。16.（2012重庆卷）（16分）题23图所示为一种摆式摩擦因数测量仪，可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其中主要部件有：底部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆锤的质量为m，细杆可绕轴o在竖直平面内自由转动，摆锤重心到o点的距离为l.测量时，测量仪固定于水平地面，将摆锤从与0等高的位置由静止释放。摆锤到最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(sl),之后继续摆动至与坚直方向成角的最高位置。若摆锤对地面的压力可视为大小为f的恒力，重力加速度为g，求摆锤在上述过程中损失的机械能在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功橡胶片与地面间的动摩擦因数23（16分）损失的机械能e= mgl摩擦力做的功= -mgl动摩擦因数= mgl/fs17.（2012福建卷）.（19分）如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为p，小船的质量为m，小船受到的阻力大小恒为f，经过a点时的速度大小为，小船从a点沿直线加速运动到b点经历时间为t1，a、b两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求：（1）小船从a点运动到b点的全过程克服阻力做的功；（2）小船经过b点时的速度大小；（3）小船经过b点时的加速度大小a。21答案：18.（2012海南卷）.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t，用d表示a点到导轨低端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=_2.40_(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，将k和进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。答案：（1）、 （2）2.402011年高考题1 (2011江苏第4题)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a0.3jb3j c30jd300j2（2011全国卷1第20题）质量为m、内壁间距为l的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为。初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞n次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为 a b c d解析：两物体最终速度相等设为u由动量守恒得：mv=(m+m)u, 系统损 失的动能为： 系统损失的动能转 化为内能q=fs=3(四川第19题).如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地 面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间 后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，则a.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小b.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力c返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功d.返回舱在喷气过程中处于失重状态解析：先从力学角度讨论ab两项；而c项宜用动能定理；d项则考查超重、失重概念。答案选a。由整体法、隔离法结合牛顿第二定律，可知a正确b错；由动能定理可知c错；因为物体具有竖直向上的加速度，因此处于超重状态，d错。4(四川第21题)质量为m的带正电小球由空中a点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到a点，不计空气阻力且小球从末落地，则a.整个过程中小球电势能变换了？b.整个过程中小球动量增量的大小为2mgtc.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2t2d.从a点到最低点小球重力势能变化了 mg2t2解析：选bd。从运动学公式（平均速度等）入手，可求出两次过程的末速度比例、加速度比例，做好准备工作。通过动能定律、机械能守恒定律等得出电场力做功，再由功能关系可知电势能增减以及动能变化等，从而排除ac两项；借助运动学公式，选项b中的动量变化可直接计算；对于选项d，要先由运动学公式确定，再结合此前的机械能守恒定律来计算重力势能变化量。运动过程如上图所示，分析可知，加电场之前与加电场之后，小球的位移大小是相等的。由运动学公式得。对加电场之后的运动过程应用动能定理得，对此前的过程有机械能守恒，以及运动学公式。由以上各式联立可得，即整个过程中小球电势能减少了，a错；动量增量为，可知b正确；从加电场开始到小球运动到最低点时，c错；由运动学公式知，以及，则从a点到最低点小球重力势能变化量为，d正确。5（2011海南第9题）.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. 02s内外力的平均功率是wb.第2秒内外力所做的功是jc.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解析：由动量定理求出1s末、2s末速度分别为：v1=2m/s、v2=3m/s 故合力做功为w=功率为 1s末、2s末功率分别为：4w、3w 第1秒内与第2秒动能增加量分别为：、，比值：4：56（2011新课标理综第16题）.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（abc） 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解析：主要考查功和能的关系。运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终减少，a项正确。蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，b项正确。蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，所以机械能守恒，c项正确。重力势能的改变与重力势能零点选取无关，d项错误。7（2011全国理综第18题）.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流i从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应强度的大小与i成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹体的出射速度增加至原来的2倍，理论上可采用的方法是（bd）a.只将轨道长度l变为原来的2倍b.只将电流i增加至原来的2倍c.只将弹体质量减至原来的一半d.将弹体质量减至原来的一半，轨道长度l变为原来的2倍，其它量不变解析：主要考查动能定理。利用动能定理 有,b=ki解得。所以正确答案是bd。8 (2011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) 答案：c9（2011山东第18题）.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bv0hh/2aa.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答案：c解析：相遇时满足，所以，小球落地时间，球落地时间，因此a错误；相遇时，所以b错误；因为两球恰在处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球动能的减少量等于球动能的增加量，c正确；相遇后的任意时刻，球的速度始终大于球的速度，因此重力对球做功功率大于对球做功功率，d错误。10（2011海南第14题）.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t，用d表示a点到导轨低端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=_2.40_(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，将k和进行比较，若其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。11(上海第33 题)(14 分)如图(a)，磁铁a、b的同名磁极相对放置，置于水平气垫导轨上。a固定于导轨左端，b的质量m=0.5kg，可在导轨上无摩擦滑动。将b在a附近某一位置由静止释放，由于能量守恒，可通过测量b在不同位置处的速度，得到b的势能随位置x的变化规律，见图(c)中曲线i。若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度(如图(b)所示)，则b的总势能曲线如图(c)中ii所示，将b在处由静止释放，求：(解答时必须写出必要的推断说明。取)(1)b在运动过程中动能最大的位置；(2)运动过程中b的最大速度和最大位移。(3)图(c)中直线iii为曲线ii的渐近线，求导轨的倾角。(4)若a、b异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图(c)上画出b的总势能随x的变化曲线答案(14分)(1)势能最小处动能最大 (1分)由图线ii得 (2分)(在5.9 6.3cm间均视为正确)(2)由图读得释放处势能，此即b的总能量。出于运动中总能量守恒，因此在势能最小处动能最大，由图像得最小势能为0.47j，则最大动能为 （2分)(在0.42 0.44j间均视为正确)最大速度为 (1分)(在1.291.33 ms间均视为正确)x=20.0 cm处的总能量为0.90j，最大位移由e=0.90j的水平直线与曲线ii的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm，因此，最大位移 (2分)(在17.918.1cm间均视为正确)(3)渐近线iii表示b的重力势能随位置变化关系，即 （2分)由图读出直线斜率 （1分）（在间均视为正确）（4）若异名磁极相对放置，a，b间相互作用势能为负值，总势能如图。 （2分）12(江苏第14题)(16分)如图所示，长为l、内壁光滑的直管与水平地面成30角固定放置。将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为m=km的小物块相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。(重力加速度为g)(1)求小物块下落过程中的加速度大小；(2)求小球从管口抛出时的速度大小；(3)试证明小球平抛运动的水平位移总小于解析：13(福建第21题).（19分）如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半 部ab是一长为2r的竖直细管，上半部bc是半径为r的四分之一圆弧弯管，管口沿水平方向，ab管内有一原长为r、下端固定的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5r后锁定，在弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设质量为m的鱼饵到达管口c时，对管壁的作用力恰好为零。不计鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g。求：(1)质量为m的鱼饵到达管口c时的速度大小v1; (2)弹簧压缩到0.5r时的弹性势能ep; （3）已知地面欲睡面相距1.5r，若使该投饵管绕ab管的中轴线oo-。在角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置一粒鱼饵，鱼饵的质量在到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积s是多少？解析：此题考查平抛运动规律、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律等知识点（1）质量为m的鱼饵到达管口c时做圆周运动的向心力完全由重力提供，则(1)解得 (2)(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有 .(3)由（2）（3）得.(4)(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口c后做平抛运动，设经过t时间落到水面上，离oo的水平距离为x1，由平抛规律有.(5)(6)由 （5）（6）两式得.(7)当鱼饵的质量为时，设其到达管口c时速度大小为v2，由机械能守恒定律有.(8)由 （4）（8）两式解得.(9)质量为的鱼饵落到水面时上时，设离oo的水平距离为x2则.(10)由（5）（9）（10）解得：鱼饵能够落到水面的最大面积s，s=(x22-x12)= r2（或8.25r2）。mmv0opl14（2011安徽24）（20分）如图所示，质量m=2kg的滑块套在光滑的水平轨道上，质量m=1kg的小球通过长l=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴o连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕o轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现给小球一个竖直向上的初速度v0=4 m/s，g取10m/s2。（1）若锁定滑块，试求小球通过最高点p时对轻杆的作用力大小和方向。（2）若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。（3）在满足（2）的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。解析：（1）设小球能通过最高点，且此时的速度为v1。在上升过程中，因只有重力做功，小球的机械能守恒。则 设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为f，方向向下，则 由式，得 f=2n 由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为2n，方向竖直向上。 （2）解除锁定后，设小球通过最高点时的速度为v2，此时滑块的速度为v。在上升过程中，因系统在水平方向上不受外力作用，水平方向的动量守恒。以水平向右的方向为正方向，有 在上升过程中，因只有重力做功，系统的机械能守恒，则 由式，得 v2=2m/s （3）设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始点的距离为s1，滑块向左移动的距离为s2，任意时刻小球的水平速度大小为v3，滑块的速度大小为v/。由系统水平方向的动量守恒，得 将式两边同乘以，得 因式对任意时刻附近的微小间隔都成立，累积相加后，有 又 由式得 15（2011全国卷1第26题）.（20分）装甲车和战舰采用多层钢板比采用同样质量的单层钢板更能抵御穿甲弹的射击。通过对一下简化模型的计算可以粗略说明其原因。质量为2m、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上。质量为m的子弹以某一速度垂直射向该钢板，刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为d、质量均为m的相同两块，间隔一段距离水平放置，如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第二块钢板，求子弹射入第二块钢板的深度。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板不会发生碰撞不计重力影响。 解析：设子弹的初速为v0,穿过2d厚度的钢板时共同速度为：v 受到阻力为f.对系统由动量和能量守恒得： 由得： 子弹穿过第一块厚度为d的钢板时，设其速度为v1，此时钢板的速度为u，穿第二块厚度为d的钢板时共用速度为v2，穿过深度为，对子弹和第一块钢板系统由动量和能量守恒得： 由得： 对子弹和第二块钢板系统由动量和能量守恒得： 由得：16（2011天津第10题）（16分）如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上，轨道半径为r，mn为直径且与水平面垂直，直径略小于圆管内径的小球a以某一初速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点m时与静止于该处的质量与a相同的小球b发生碰撞，碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距n为2r。重力加速度为g，忽略圆管内径，空气阻力及各处摩擦均不计，求：（1）粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t；（2）小球a冲进轨道时速度v的大小。解析：（1）粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有解得（2）设球a的质量为m，碰撞前速度大小为v1，把球a冲进轨道最低点时的重力势能定为0，由机械能守恒定律知 设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2，由动量守恒定律知 飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有 综合式得 17（2011浙江第24题）.（20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m=1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以匀速行驶，发动机的输出功率为。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l=72m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时，所受阻力的大小；（2） 轿车从减速到过程中，获得的电能；（3） 轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能维持匀速运动的距离。解析：（1）汽车牵引力与输出功率的关系将，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。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18（2011广东第 36题）、（18分）如图20所示，以a、b和c、d为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠b点，上表面所在平面与两半圆分别相切于b、c。一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上e点，运动到a时刚好与传送带速度相同，然后经a沿半圆轨道滑下，再经b滑上滑板。滑板运动到c时被牢固粘连。物块可视为质点，质量为m，滑板质量m=2m，两半圆半径均为r，板长l =6.5r，板右端到c的距离l在rl5r范围内取值。e距a为s=5r，物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为=0.5，重力加速度取g.(1) 求物块滑到b点的速度大小；(2) 试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力做的功wf与l的关系，并判断物块能否滑到cd轨道的中点。解析： （1）mgs+mg2r=mvb2 所以 vb=3（2）设m滑动x1,m滑动x2二者达到共同速度v,则mvb=(m+m)v mgx1=mv2 mgx2=mv2mvb2 由得v=, x1=2r, x2=8r二者位移之差x= x2x1=6r6.5r，即滑块未掉下滑板讨论：rl2r时，wf=mg(l+l)= mg（6.5r+l）2rl5r时，wf=mgx2+mg(lx)=4.25mgr4.5mgr，即滑块速度不为0，滑上右侧轨道。要使滑块滑到cd轨道中点，vc必须满足：mvc2 mgr 此时l应满足：mg(l+l) mvb2mvc2 则 lr，不符合题意，滑块不能滑到cd轨道中点。答案：（1） vb=3（2）rl2r时，wf=mg(l+l)= mg（6.5r+l）2rl5r时，wf=mgx2+mg(lx)=4.25mgr4.5mgr，即滑块速度不为0，滑上右侧轨道。滑块不能滑到cd轨道中点19（2011北京第22题）（16分）lmof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。答案：（1）受力图见右 根据平衡条件，的拉力大小f=mgtantfmg（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2010年高考题1. 2010江苏物理8如图所示，平直木板ab倾斜放置，板上的p点距a端较近，小物块与木板间的动摩擦因数由a到b逐渐减小，先让物块从a由静止开始滑到b。然后，将a着地，抬高b，使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从b由静止开始滑到a。上述两过程相比较，下列说法中一定正确的有a 物块经过p点的动能，前一过程较小b 物块从顶端滑到p点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少c物块滑到底端的速度，前一过程较大d物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长答案：ad2. 2010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答案：c3. 2010新课标16如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中可以判断 a、在时间内，外力做正功 b、在时间内，外力的功率逐渐增大 c、在时刻，外力的功率最大 d、在时间内，外力做的总功为零答案：ad，解析：选项b错误，根据p=fv和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，外力的功率先减小后增大。选项c错误，此时外力的功率为零。4. 2010上海物理18如图为质量相等的两个质点在同一直线上运动的图像，由图可知 （a）在时刻两个质点在同一位置（b）在时刻两个质点速度相等（c）在时间内质点比质点位移大（d）在时间内合外力对两个质点做功相等答案：bcd解析：首先，b正确；根据位移由图像中面积表示，在时间内质点b比质点a位移大，c正确而a错误；根据动能定理，合外力对质点做功等于动能的变化，d正确；本题选bcd。本题考查图象的理解和动能定理。对d，如果根据w=fs则难判断。难度：中等。5. 2010安徽146. 2010上海物理25如图，固定于竖直面内的粗糙斜杆，在水平方向夹角为，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力f与杆的夹角a=_，拉力大小f=_。【解析】，。因为没有摩擦力，拉力做功最小。本题考查力的分解，功等。难度：中等。7. 2010全国卷24如图，mnp 为整直面内一固定轨道，其圆弧段mn与水平段np相切于n、p端固定一竖直挡板。m相对于n的高度为h，np长度为s.一木块自m端从静止开始沿轨道下滑，与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在mn段的摩擦可忽略不计，物块与np段轨道间的滑动摩擦因数为，求物块停止的地方与n点距离的可能值。【答案】物块停止的位置距n的距离可能为或【解析】根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能的减少与物块克服摩擦力所做功的数值相等。 设物块的质量为m，在水平轨道上滑行的总路程为s，则 连立化简得 第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在n前停止，则物块停止的位置距n的距离为 第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道上停止，则物块停止的位置距n的距离为 所以物块停止的位置距n的距离可能为或。8. 2010江苏物理14在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行