1、山東省各市校2009屆高三物理模擬試題專題精編八.動能定理、機械能守恒專題一.不定項選擇題 (濰坊一模1.一個質量為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,軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍,則此過程中鐵塊損失的機械能為( A .18 mgR B .14 mgR C .12 mgR D .34mgR(萊蕪四中2.銅質金屬環從條形磁鐵的正上方由靜止開始下落,在下落過程中,下列判斷中正確的是( A . 金屬環在下落過程中的機械能守恒B . 金屬環在下落過程動能的增加量小于其重力勢能的減少量C . 金屬環的機械能先減小后增大D . 磁鐵對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,一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A 和物塊B ,跨過固定于斜面體頂端的光滑支點O 。已知A 的質量為m ,B 的質量為4m 現用手托住A ,使OA 段繩恰處于水平伸直狀態(繩中無拉力,OB 繩平行于斜面,此時物塊B 靜止不動。將 A 由靜止釋放,在其下擺過程中,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 與地球組成的系統機械能守恒D .小球A 、物塊B 與地球組成的系統機械能不守恒(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°,質量分別為2m 和m 的兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計滑輪的質量和摩擦,分別置于兩個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.質量為m 的滑塊均沿斜面向上運動 C. 系統在運動中機械能均守恒D.繩對質量為m 滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力(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所示小球運動過程中每次曝光的位置。連續兩次曝光的時間間隔均為T ,每塊磚的厚度為d

4、 。根據圖中的信息,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. 能判定小球下落過程中機械能是否守恒(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,彈簧被壓縮到B 點,現突然撒去力F ,小球將向上彈起直至速度為零,不計空氣阻力,則小球在上升過程中( A. 小球向上做勻變速直線運動B. 當彈簧恢復到原長時,小球速度恰減為零C. 小球機械能逐漸增大D. 小球動能先增大后減小(威海一中47.在奧運比賽項目中,高臺跳水是我國運動員的強項.

5、質量為m 的跳水運動員進入水中后受到水的阻力而做減速運動,設水對他的阻力大小恒為F ,那么在他減速下降深度為h 的過程中,下列說法正確的是(g 為當地的重力加速度( A .他的動能減少了FhB .他的重力勢能減少了mghC .他的機械能減少了(F -mghD .他的機械能減少了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,整個空間存在著豎直向上的勻強電場和垂直于桿斜向上的勻強磁場,小球沿桿向下滑動,在a 點時動能為100J ,到C 點時動能為零,則b 點恰為a 、c 的中點,則在此運動過程中 ( A .小球經b 點時動能為50J1 2 45 3 B .小球電勢能增加量可能

6、大于其重力勢能減少量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 點后可能沿桿向上運動二.實驗題(泰安市1.如圖所示,位于光滑水平面桌面上的滑塊P 和Q 都視作質點,質量均為m ,與輕質彈簧相連,設Q 靜止,P 以某一初速度向Q 運動并與彈簧發生碰撞,在整個過程中,彈簧具有的最大彈性勢能等于_. 三.計算題(萊蕪四中1.質量為m=1kg 的小物塊輕輕放在水平勻速運動的傳送帶上的P 點,隨傳送帶運動到A 點后水平拋出,小物塊恰好無碰撞的沿圓弧切線從B 點進入豎直光滑圓孤軌道下滑。B 、C 為圓弧的兩端點,其連線水平。已知圓弧半徑R=1.0m 圓弧對應圓心

7、角=106,軌道最低點為O ,A 點距水平面的高度h=0.8m 。小物塊離開C 點后恰能無碰撞的沿固定斜面向上運動,0.8s 后經過D 點,物塊與斜面間的滑動摩擦因數為1=0.33(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8試求:(1小物塊離開A 點的水平初速度v1 (2小物塊經過O 點時對軌道的壓力 (3斜面上CD 間的距離(4假設小物塊與傳送帶間的動摩擦因數為=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,為光電計時器的實驗簡易示意圖。當有不透光物體從光電門問通過時,光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。光滑水平導軌

8、MN上放置兩個相同的物塊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光電門時擋光。傳送帶水平部分的長度L=8m,沿逆時針方向以恒定速度v=6m /s勻速轉動。物塊A、B與傳送帶間的動摩擦因數p=O.2,且質量為 m A=m B=lkg開始時在A和B之間壓縮一輕彈簧,鎖定其處于靜止狀態,現解除鎖定,彈開物塊A和B,迅速移去輕彈簧,兩物塊第一次通過光電門,計時器顯示讀數均為t=9.0×10-4s,重力加速度g取10m/s2,試求:(1彈簧儲存

9、的彈性勢能E p(2物塊B沿傳送帶向右滑動的最遠距離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,在同一豎直平面內兩正對著的半徑為R 的相同半圓滑軌道,相隔一定的距離x ,虛線沿豎直方向,一質量為m 的小球能在其間運動。今在最低點B 與最高點A 各放一個壓力傳感器,測試小球對軌道的壓力,并通過計算機顯示出來。當軌道距離x 不同時,測得兩點壓力差N F 與距離x 的圖像如右圖所示。(不計空氣阻力,g 取10m/s 2(1當x R =時,為使小球不脫離軌道運動,求小球在B 點的最小速度(用物理量的符號表示(2試寫出A 、B 兩點的壓力差 N F 與 x 的函數關系。(用m 、R

10、 、g 表示 (3根據圖象,求小球的質量和軌道半徑。 (威海一中14.如圖,讓一小物體(可看作質點從圖示斜面上的A 點以v 0=4m/s 的初速度滑上斜面,物體滑到斜面上的B 點后沿原路返回。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摩擦因數;(2若設水平地面為零重力勢能面,且物體返回經過C 點時,其動能恰與重力勢能相等,求C 點相對水平地面的高度h 。Av 0 h·· CB(威海一中15.如下圖所示,質量為M 的長滑塊靜止在光滑水平地面上,左端固定一

11、勁度系數為k 且足夠長的水平輕質彈簧,右側用一不可伸長的細繩連接于豎直墻上,細繩所能承受的最大拉力為T F ,使一質量為m 、初速度為0v 的小物體,在滑塊上無摩擦地向左滑動而后壓縮彈簧,彈簧的彈性勢能表達式為221kx E p (k 為彈簧的勁度系數,x 為彈簧的形變量。 (1給出細繩被拉斷的條件。(2長滑塊在細繩拉斷后被加速的過程中,所能獲得的最大向左的加速度為多大? (3小物體最后離開滑塊時,相對地面速度恰好為零的條件是什么?(淄博市6.如圖是為了檢驗某種防護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的41光滑圓弧軌道,軌道上端切線水平。N 為待檢驗的固定曲面,該

12、曲面在豎直面內的截面為半徑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。M 的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍,可發射速度不同的質量m =0.01kg 的小鋼珠,假設某次發射的鋼珠沿軌道恰好能經過M 的上端點,水平飛出后落到曲面N 的某一點上,取g =10m/s 2。求:(1發射該鋼球前,彈簧的彈性勢能E P 多大?(2鋼珠從M 圓弧軌道最高點飛出至落到圓弧N 上所用的時間是多少(結果保留兩位有效數字? (鄒城二中7.如圖所示,滑塊質量為m ,與水平地面間的動摩擦因數為0.1,它以gR v 30 的初速度由A 點開始向B 點滑行,AB=5R ,并滑上光滑的半徑為R

13、 的41圓弧BC ,在C 點正上方有一離C 點高度也為R 的旋轉平臺,沿平臺直徑方向開有兩個離軸心距離相等的小孔P 、Q ,旋轉時兩孔均能達到C 點的正上方。 若滑塊滑過C 點后P 孔,又恰能從Q 孔落下,則平臺轉動的角速度應滿足什么條件?山東省各市校2009屆高三物理模擬試題專題精編八.動能定理、機械能守恒專題答案一.不定項選擇題1.D2.B3.ABC4.BC5.BCD6.D7.BD8.BD 二.實驗題1 24m 三.計算題1.解:(1對小物塊,由A 到B 有gh v y 22=1分在B 點12tanv v y =2分所以s m v /31=1分(2對小物塊,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Rv m m g N 20=-1分所以N=43N由牛頓第三定律知對軌道的壓力為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分由機械能守恒知s m v v B c /5= 小物塊由C 上升到最高點歷時s a v t c5.011=1分小物塊由最高點回到 D 點歷時 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程： µ 2 mg = ma3 PA 間的距離是 S PA = 2 解：(1解除鎖定，彈開物塊 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 彈簧儲存的彈性勢能 Ep = (2物塊 B 滑上傳送帶做勻減速運動，當速度減為零時，滑動的距離最遠。 由動能定理得 (3

16、vB= 3 解: (1小球恰能在 A 點沿軌道運動時: 2 vA mg = m R 得 (3 分 2 gsm = 4ms(3 分 (2 分 此時,小球在 B 點動能最小,由機械能守恒: 1 2 1 2 mvB = mg 3R + m A 2 2 解得: (2 分 vB = 7 gR (2在 B 點: FNB mg = m 在 A 點: FNA + mg = m 2 A 2 B (1 分 (2 分 R (2 分 R 小球從 A 到 B 機械能守恒: 第 11 頁 共 14 頁 1 2 1 2 mvB = mg (2 R + x + mv A 2 2 兩點的壓力差: 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）設物體與斜面間的滑動摩擦因數為µ，則物體上滑由A到B做速度由v0變為0的勻減速運 動，令加速度大小為a， 則由牛頓第二定律，可得mgsin+µmgcos=ma（2分） ， 又由運動學公式，可得0-v02=-2a·AB（1分） ， v 2 g · AB sin 由、式解得 µ = 0 （1分） ，代入數據可得µ=0.25（1分） 。 2 g

18、 · AB cos 2 （2）設物體返回經過C點時速度大小為v1，則對于物體由B到C， 由動能定理有 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 代入數據可得：h=0.24m（1分） 5 （1）設彈簧壓縮量為 x1 時繩被拉斷： kx1 = FT 從初始狀態到壓縮繩被拉斷的過程中， 故細繩被拉斷的條件為 v 0 > 1 2 1 2 kx1 < mv 0 2

19、2 FT km （2）設繩被拉斷瞬間，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 共 14 頁 FT2 解得 v1 = v km 2 0 當彈簧壓縮至最短時，滑塊有向左的最大加速度 a m ， 此時，設彈簧壓縮量為 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， 小物體和滑塊， 彈簧系統的動量守恒， 機械能守恒： 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）設小物體離開時，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 ，故物體最后離開滑塊時，相對地面速度恰好為零的條件是 m > M ，且滿足