1、山東省各市校2009屆高三物理模擬試題專題精編八.動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒專題一.不定項(xiàng)選擇題 (濰坊一模1.一個(gè)質(zhì)量為m 的小鐵塊沿半徑為R 的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下,到半圓底部時(shí),軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍,則此過(guò)程中鐵塊損失的機(jī)械能為( A .18 mgR B .14 mgR C .12 mgR D .34mgR(萊蕪四中2.銅質(zhì)金屬環(huán)從條形磁鐵的正上方由靜止開(kāi)始下落,在下落過(guò)程中,下列判斷中正確的是( A . 金屬環(huán)在下落過(guò)程中的機(jī)械能守恒B . 金屬環(huán)在下落過(guò)程動(dòng)能的增加量小于其重力勢(shì)能的減少量C . 金屬環(huán)的機(jī)械能先減小后增大D . 磁鐵對(duì)桌面的壓力始終大于其自身的重力(日

2、照市3.如圖所示,傾角為30o 的斜面體置于水平地面上,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端分別系著小球A 和物塊B ,跨過(guò)固定于斜面體頂端的光滑支點(diǎn)O 。已知A 的質(zhì)量為m ,B 的質(zhì)量為4m 現(xiàn)用手托住A ,使OA 段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無(wú)拉力,OB 繩平行于斜面,此時(shí)物塊B 靜止不動(dòng)。將 A 由靜止釋放,在其下擺過(guò)程中,斜面體始終保持靜止,下列判斷中正確的是( A .物塊B 受到的摩擦力先減小后增大 B .地面對(duì)斜面體的摩擦力方向一直向右C .小球A 與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D .小球A 、物塊B 與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒(威海一中14.如圖所示,兩光滑斜面的傾角分別為30°和4

3、5°,質(zhì)量分別為2m 和m 的兩個(gè)滑塊用不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)滑輪連接(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦,分別置于兩個(gè)斜面上并由靜止釋放;若交換兩滑塊位置,再由靜止釋放.則在上述兩種情形中正確的有( AF BA .質(zhì)量為2m 的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B.質(zhì)量為m 的滑塊均沿斜面向上運(yùn)動(dòng) C. 系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)中機(jī)械能均守恒D.繩對(duì)質(zhì)量為m 滑塊的拉力均大于該滑塊對(duì)繩的拉力(威海一中25.如圖所示,小球從豎直磚墻某位置靜止釋放,用頻閃照相機(jī)在同一底片上多次曝光,得到了圖中1、2、3、4、5所示小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中每次曝光的位置。連續(xù)兩次曝光的時(shí)間間隔均為T ,每塊磚的厚度為d

4、 。根據(jù)圖中的信息,下列判斷正確的是( A . 能判定位置“1”是小球釋放的初始位置 B. 能求出小球下落的加速度為dT 2C. 能求出小球在位置“3”的速度為7d 2TD. 能判定小球下落過(guò)程中機(jī)械能是否守恒(威海一中26.如圖所示,A 為一放在豎直輕彈簧上的小球,在豎直向下恒力F 的作用下,在彈簧彈性限度內(nèi),彈簧被壓縮到B 點(diǎn),現(xiàn)突然撒去力F ,小球?qū)⑾蛏蠌椘鹬敝了俣葹榱?不計(jì)空氣阻力,則小球在上升過(guò)程中( A. 小球向上做勻變速直線運(yùn)動(dòng)B. 當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí),小球速度恰減為零C. 小球機(jī)械能逐漸增大D. 小球動(dòng)能先增大后減小(威海一中47.在奧運(yùn)比賽項(xiàng)目中,高臺(tái)跳水是我國(guó)運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng).

5、質(zhì)量為m 的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng),設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F ,那么在他減速下降深度為h 的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是(g 為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣? A .他的動(dòng)能減少了FhB .他的重力勢(shì)能減少了mghC .他的機(jī)械能減少了(F -mghD .他的機(jī)械能減少了Fh (淄博市8.如圖所示,帶正電的小球穿在絕緣粗糙傾角為的直桿上,整個(gè)空間存在著豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)和垂直于桿斜向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng),小球沿桿向下滑動(dòng),在a 點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為100J ,到C 點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零,則b 點(diǎn)恰為a 、c 的中點(diǎn),則在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 ( A .小球經(jīng)b 點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為50J1 2 45 3 B .小球電勢(shì)能增加量可能

6、大于其重力勢(shì)能減少量C .小球在ab 段克服摩擦力所做的功與在bc 段克服摩擦力所做的功相等D .小球到C 點(diǎn)后可能沿桿向上運(yùn)動(dòng)二.實(shí)驗(yàn)題(泰安市1.如圖所示,位于光滑水平面桌面上的滑塊P 和Q 都視作質(zhì)點(diǎn),質(zhì)量均為m ,與輕質(zhì)彈簧相連,設(shè)Q 靜止,P 以某一初速度向Q 運(yùn)動(dòng)并與彈簧發(fā)生碰撞,在整個(gè)過(guò)程中,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能等于_. 三.計(jì)算題(萊蕪四中1.質(zhì)量為m=1kg 的小物塊輕輕放在水平勻速運(yùn)動(dòng)的傳送帶上的P 點(diǎn),隨傳送帶運(yùn)動(dòng)到A 點(diǎn)后水平拋出,小物塊恰好無(wú)碰撞的沿圓弧切線從B 點(diǎn)進(jìn)入豎直光滑圓孤軌道下滑。B 、C 為圓弧的兩端點(diǎn),其連線水平。已知圓弧半徑R=1.0m 圓弧對(duì)應(yīng)圓心

7、角=106,軌道最低點(diǎn)為O ,A 點(diǎn)距水平面的高度h=0.8m 。小物塊離開(kāi)C 點(diǎn)后恰能無(wú)碰撞的沿固定斜面向上運(yùn)動(dòng),0.8s 后經(jīng)過(guò)D 點(diǎn),物塊與斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為1=0.33(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8試求:(1小物塊離開(kāi)A 點(diǎn)的水平初速度v1 (2小物塊經(jīng)過(guò)O 點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力 (3斜面上CD 間的距離(4假設(shè)小物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=20.3,傳送帶的速度為5m/s ,則PA 間的距離是多少? (日照市2.如圖所示,為光電計(jì)時(shí)器的實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)易示意圖。當(dāng)有不透光物體從光電門問(wèn)通過(guò)時(shí),光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間。光滑水平導(dǎo)軌

8、MN上放置兩個(gè)相同的物塊A 和B,左端擋板處有一彈射裝置P,右端N處與水平傳送帶平滑連接,今將擋光效果好,寬度為d=3.6×10-3m的兩塊黑色磁帶分別貼在物塊A和和B上,且高出物塊,并使高出物塊部分在通過(guò)光電門時(shí)擋光。傳送帶水平部分的長(zhǎng)度L=8m,沿逆時(shí)針?lè)较蛞院愣ㄋ俣葀=6m /s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。物塊A、B與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)p=O.2,且質(zhì)量為 m A=m B=lkg開(kāi)始時(shí)在A和B之間壓縮一輕彈簧,鎖定其處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)解除鎖定,彈開(kāi)物塊A和B,迅速移去輕彈簧,兩物塊第一次通過(guò)光電門,計(jì)時(shí)器顯示讀數(shù)均為t=9.0×10-4s,重力加速度g取10m/s2,試求:(1彈簧儲(chǔ)存

9、的彈性勢(shì)能E p(2物塊B沿傳送帶向右滑動(dòng)的最遠(yuǎn)距離s m;(3物塊B滑回水平面MN的速度大小;(泰安市3.如圖所示,在同一豎直平面內(nèi)兩正對(duì)著的半徑為R 的相同半圓滑軌道,相隔一定的距離x ,虛線沿豎直方向,一質(zhì)量為m 的小球能在其間運(yùn)動(dòng)。今在最低點(diǎn)B 與最高點(diǎn)A 各放一個(gè)壓力傳感器,測(cè)試小球?qū)壍赖膲毫?并通過(guò)計(jì)算機(jī)顯示出來(lái)。當(dāng)軌道距離x 不同時(shí),測(cè)得兩點(diǎn)壓力差N F 與距離x 的圖像如右圖所示。(不計(jì)空氣阻力,g 取10m/s 2(1當(dāng)x R =時(shí),為使小球不脫離軌道運(yùn)動(dòng),求小球在B 點(diǎn)的最小速度(用物理量的符號(hào)表示(2試寫出A 、B 兩點(diǎn)的壓力差 N F 與 x 的函數(shù)關(guān)系。(用m 、R

10、 、g 表示 (3根據(jù)圖象,求小球的質(zhì)量和軌道半徑。 (威海一中14.如圖,讓一小物體(可看作質(zhì)點(diǎn)從圖示斜面上的A 點(diǎn)以v 0=4m/s 的初速度滑上斜面,物體滑到斜面上的B 點(diǎn)后沿原路返回。若A 到B 的距離為1m ,斜面傾角為=37°。(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s 2 (1求物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);(2若設(shè)水平地面為零重力勢(shì)能面,且物體返回經(jīng)過(guò)C 點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能恰與重力勢(shì)能相等,求C 點(diǎn)相對(duì)水平地面的高度h 。Av 0 h·· CB(威海一中15.如下圖所示,質(zhì)量為M 的長(zhǎng)滑塊靜止在光滑水平地面上,左端固定一

11、勁度系數(shù)為k 且足夠長(zhǎng)的水平輕質(zhì)彈簧,右側(cè)用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩連接于豎直墻上,細(xì)繩所能承受的最大拉力為T F ,使一質(zhì)量為m 、初速度為0v 的小物體,在滑塊上無(wú)摩擦地向左滑動(dòng)而后壓縮彈簧,彈簧的彈性勢(shì)能表達(dá)式為221kx E p (k 為彈簧的勁度系數(shù),x 為彈簧的形變量。 (1給出細(xì)繩被拉斷的條件。(2長(zhǎng)滑塊在細(xì)繩拉斷后被加速的過(guò)程中,所能獲得的最大向左的加速度為多大? (3小物體最后離開(kāi)滑塊時(shí),相對(duì)地面速度恰好為零的條件是什么?(淄博市6.如圖是為了檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊力的裝置,M 是半徑為R =1.0m 的固定于豎直平面內(nèi)的41光滑圓弧軌道,軌道上端切線水平。N 為待檢驗(yàn)的固定曲面,該

12、曲面在豎直面內(nèi)的截面為半徑m r 69.0 的41圓弧,圓弧下端切線水平且圓心恰好位于M 軌道的上端點(diǎn)。M 的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍,可發(fā)射速度不同的質(zhì)量m =0.01kg 的小鋼珠,假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道恰好能經(jīng)過(guò)M 的上端點(diǎn),水平飛出后落到曲面N 的某一點(diǎn)上,取g =10m/s 2。求:(1發(fā)射該鋼球前,彈簧的彈性勢(shì)能E P 多大?(2鋼珠從M 圓弧軌道最高點(diǎn)飛出至落到圓弧N 上所用的時(shí)間是多少(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字? (鄒城二中7.如圖所示,滑塊質(zhì)量為m ,與水平地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1,它以gR v 30 的初速度由A 點(diǎn)開(kāi)始向B 點(diǎn)滑行,AB=5R ,并滑上光滑的半徑為R

13、 的41圓弧BC ,在C 點(diǎn)正上方有一離C 點(diǎn)高度也為R 的旋轉(zhuǎn)平臺(tái),沿平臺(tái)直徑方向開(kāi)有兩個(gè)離軸心距離相等的小孔P 、Q ,旋轉(zhuǎn)時(shí)兩孔均能達(dá)到C 點(diǎn)的正上方。 若滑塊滑過(guò)C 點(diǎn)后P 孔,又恰能從Q 孔落下,則平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)滿足什么條件?山東省各市校2009屆高三物理模擬試題專題精編八.動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒專題答案一.不定項(xiàng)選擇題1.D2.B3.ABC4.BC5.BCD6.D7.BD8.BD 二.實(shí)驗(yàn)題1 24m 三.計(jì)算題1.解:(1對(duì)小物塊,由A 到B 有g(shù)h v y 22=1分在B 點(diǎn)12tanv v y =2分所以s m v /31=1分(2對(duì)小物塊,由B 到O 有220212137

14、sin 1(B mv mv mgR -=- 2分 其中s m s m v B /5/4322=+=1分在O 點(diǎn)Rv m m g N 20=-1分所以N=43N由牛頓第三定律知對(duì)軌道的壓力為N N 43='1分 (3物塊沿斜面上滑:1153cos 53sin ma mg mg =+ 1分所以21/10s m a =物塊沿斜面上滑:2153cos 53sin ma mg mg =- 1分由機(jī)械能守恒知s m v v B c /5= 小物塊由C 上升到最高點(diǎn)歷時(shí)s a v t c5.011=1分小物塊由最高點(diǎn)回到 D 點(diǎn)歷時(shí) t 2 = 0.8s 0.5s = 0.3s 故 S CD = 1

15、 分 vc 1 2 t1 a 2 t 2 2 2 1 分 即 S CD = 0.98m （4）小物塊在傳送帶上加速過(guò)程： µ 2 mg = ma3 PA 間的距離是 S PA = 2 解：(1解除鎖定，彈開(kāi)物塊 AB 后，兩物體的速 度大小 VA=vB= 1 分 1 分 v12 = 1 .5 m 2a3 1 分 d 3.6 ×10 3 = =4.0m/s t 9.0 ×10 4 1 1 mrvA 2 + mvB 2 = 16 J(2 分 2 2 彈簧儲(chǔ)存的彈性勢(shì)能 Ep = (2物塊 B 滑上傳送帶做勻減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度減為零時(shí)，滑動(dòng)的距離最遠(yuǎn)。 由動(dòng)能定理得 (3

16、vB= 3 解: (1小球恰能在 A 點(diǎn)沿軌道運(yùn)動(dòng)時(shí): 2 vA mg = m R 得 (3 分 2 gsm = 4ms(3 分 (2 分 此時(shí),小球在 B 點(diǎn)動(dòng)能最小,由機(jī)械能守恒: 1 2 1 2 mvB = mg 3R + m A 2 2 解得: (2 分 vB = 7 gR (2在 B 點(diǎn): FNB mg = m 在 A 點(diǎn): FNA + mg = m 2 A 2 B (1 分 (2 分 R (2 分 R 小球從 A 到 B 機(jī)械能守恒: 第 11 頁(yè) 共 14 頁(yè) 1 2 1 2 mvB = mg (2 R + x + mv A 2 2 兩點(diǎn)的壓力差: FN = FNB FNA =

17、6mg + (3由圖象知: 截距: 6mg = 2.4 (2 分 2mgx R (1 分 m = 0.04kg 斜率: K = (2 分 2mg =2 R (2 分 R = 0.4m 4 解： （1）設(shè)物體與斜面間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為µ，則物體上滑由A到B做速度由v0變?yōu)?的勻減速運(yùn) 動(dòng)，令加速度大小為a， 則由牛頓第二定律，可得mgsin+µmgcos=ma（2分） ， 又由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，可得0-v02=-2a·AB（1分） ， v 2 g · AB sin 由、式解得 µ = 0 （1分） ，代入數(shù)據(jù)可得µ=0.25（1分） 。 2 g

18、 · AB cos 2 （2）設(shè)物體返回經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)速度大小為v1，則對(duì)于物體由B到C， 由動(dòng)能定理有 Mg ( AB sin h µmg cos AB sin h 1 2 ， = mv1 （2分） sin 2 又 sin µ cos 1 2 ，由、式解得 h = AB （1分） ， mv1 = mgh （1分） 2 2 µ cot 代入數(shù)據(jù)可得：h=0.24m（1分） 5 （1）設(shè)彈簧壓縮量為 x1 時(shí)繩被拉斷： kx1 = FT 從初始狀態(tài)到壓縮繩被拉斷的過(guò)程中， 故細(xì)繩被拉斷的條件為 v 0 > 1 2 1 2 kx1 < mv 0 2

19、2 FT km （2）設(shè)繩被拉斷瞬間，小物體的速度為 v1 ，有 1 2 1 2 1 2 kx1 + mv1 = mv 0 2 2 2 第 12 頁(yè) 共 14 頁(yè) FT2 解得 v1 = v km 2 0 當(dāng)彈簧壓縮至最短時(shí)，滑塊有向左的最大加速度 a m ， 此時(shí)，設(shè)彈簧壓縮量為 x 2 ，小物體和滑塊有相同的速度為 v2 從繩被拉斷后到彈簧壓縮至最短時(shí)， 小物體和滑塊， 彈簧系統(tǒng)的動(dòng)量守恒， 機(jī)械能守恒： mv1 = ( M + mv2 1 2 1 1 2 2 kx 2 + ( M + mv 2 = mv 0 2 2 2 由牛頓第二定律： kx 2 = Ma m 解得 a m = 1 M 2 kMmv 0 + mFT2 M +m （3）設(shè)小物體離開(kāi)時(shí)，滑塊M速度為 v ，有： ， F2 1 2 1 mv 0 = Mv 2 ，解得 m M = T2 2 2 kv0 由于 v 0 > 0 ，故物體最后離開(kāi)滑塊時(shí)，相對(duì)地面速度恰好為零的條件是 m > M ，且滿足