2010年高考物理试题分类汇编动量和能量（带详细解析） doc--高中物理 .doc

http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网2010 年高考物理试题分类汇编年高考物理试题分类汇编动量和能量动量和能量（全国卷 2）24.(15)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hs 2或sh2【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PE与物块克服摩擦力所做功的数值相等。WEP设物块的质量为 m，在水平轨道上滑行的总路程为 s，则mghEPsmgW连立化简得hs 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hsssd22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shssd22所以物块停止的位置距 N 的距离可能为hs 2或sh2。（全国卷 2）25.（18 分）小球 A 和 B 的质量分别为 mA和 mB且 mAmB在某高度处将 A 和 B 先后从静止释放。小球 A 与水平地面碰撞后向上弹回，在释放处的下方与释放出距离为 H 的地方恰好与正在下落的小球 B 发生正幢，设所有碰撞都是弹性的，碰撞事件极短。求小球 A、B 碰撞后 B 上升的最大高度。http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网答案：答案：23ABABmmHmm解析：解析：小球 A 与地面的碰撞是弹性的，而且 AB 都是从同一高度释放的，所以 AB 碰撞前的速度大小相等于设为0v，根据机械能守恒有2012AAm gHm v化简得02vgH设 A、B 碰撞后的速度分别为Av和Bv，以竖直向上为速度的正方向，根据 A、B 组成的系统动量守恒和动能守恒得00ABAABBm vm vm vm v22220011112222ABAABBm vm vm vm v联立化简得23ABBABmmvHmm设小球 B 能够上升的最大高度为 h，由运动学公式得202Bvhg联立化简得HmmmmhBABA2)3(（新课标卷）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10 t时间内，外力做正功B、在10 t时间内，外力的功率逐渐增大C、在2t时刻，外力的功率最大D、在13tt时间内，外力做的总功为零http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网答案：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。（新课标卷）34.物理选修 3-5(2)(10 分)如图所示，光滑的水平地面上有一木板，其左端放有一重物，右方有一竖直的墙.重物质量为木板质量的 2 倍，重物与木板间的动摩擦因数为.使木板与重物以共同的速度0v向右运动，某时刻木板与墙发生弹性碰撞，碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长，重物始终在木板上.重力加速度为 g.解析：木板第一次与墙碰撞后，向左匀减速直线运动，直到静止，再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度，再往后是匀速直线运动，直到第二次撞墙。木板第一次与墙碰撞后，重物与木板相互作用直到有共同速度，动量守恒，有：vmmmvmv)2(200，解得：30vv 木板在第一个过程中，用动量定理，有：102)(mgtvmmv用动能定理，有：mgsmvmv22121202木板在第二个过程中，匀速直线运动，有：2vts 木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间 t=t1+t2=gv320+gv320=gv340。（北京卷）20如图，若轴表示时间，轴表示位置，则该图像反映了某质点做匀速直线运动时，位置与时间的关系。若令轴和轴分别表示其他的物理量，则该图像又可以反映在某种情况下，相应的物理量之间的关系。下列说法中正确的是若轴表示时间，轴表示动能，则该图像可以反映某物体受恒定合外力作用做直线运动过程中，物体动能与时间的关系若轴表示频率，轴表示动能，则该图像可以反映光电效应中，光电子最大初动能与入射光频率之间的关系若轴表示时间，轴表示动量，则该图像可以反映某物体在沿运动方向的恒定合外力作用下，物体动量与时间的关系若轴表示时间，轴表示感应电动势，则该图像可以反映静置于磁场中的某闭合回路，当磁感应强http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网度随时间均匀增大时，闭合回路的感应电动势与时间的关系答案：答案：C解析解析：根据动量定理00,PPFt PFtP说明动量和时间是线性关系，纵截距为初动量，C 正确。结合2KPmE得02KmEFtP，说明动能和时间的图像是抛物线，A 错误。根据光电效应方程KmEhvW，说明最大初动能和时间是线性关系，但纵截距为负值，B 错误。当磁感应强度随时间均匀增大时，增长合回路内的磁通量均匀增大，根据法拉第电磁感应定律增长合回路的感应电动势等于磁通量的变化率，是一个定值，不随时间变化，D 错误。（上海理综）5高台滑雪运动员腾空跃下，如果不考虑空气阻力，则下落过程中该运动员机械能的转换关系是（）。A动能减少，重力势能减少B动能减少，重力势能增加C动能增加，重力势能减少D动能增加，重力势能增加答案答案：C（上海理综）8如图是位于锦江乐园的摩天轮，高度为 108m，直径是 98m。一质量为 50kg 的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需 25min。如果以地面为零势能面，则他到达最高处时的（取g=10m/s2）（）。A重力势能为 5.4104J，角速度为 0.2rad/sB重力势能为 4.9104J，角速度为 0.2rad/sC重力势能为 5.4104J，角速度为 4.210-3rad/sD重力势能为 4.9104J，角速度为 4.210-3rad/s答案答案：C（上海理综）40太阳能是清洁的新能源，为了环保，我们要减少使用像煤炭这样的常规能源而大力开发新能源。划分下列能源的类别，把编号填入相应的表格。石油地热能核能天然气风能潮汐能类别编号http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网新能源常规能源（上海理综）43纯电动概念车 E1 是中国馆的镇馆之宝之一。若 E1 概念车的总质量为 920kg，在 16s内从静止加速到 100km/h（即 27.8m/s），受到恒定的阻力为 1500N，假设它做匀加速直线运动，其动力系统提供的牵引力为N。当 E1 概念车以最高时速 120km/h（即 33.3m/s）做匀速直线运动时，其动力系统输出的功率为kW。答案答案：3.1103；50（上海物理）18.如图为质量相等的两个质点BA、在同一直线上运动的vt图像，由图可知（A）在t时刻两个质点在同一位置（B）在t时刻两个质点速度相等（C）在0t时间内质点B比质点A位移大（D）在0t时间内合外力对两个质点做功相等答案：BCD解析解析：首先，B 正确；根据位移由vt图像中面积表示，在0t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vt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。（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030，质量为 m 的小球套在杆上，http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网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】00mgsin30Fcosmgcos30Fsin，060，mgF3，mghW。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。（上海物理）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0v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CS和DS.（2）为实现CSDS，0v应满足什么条件？解析解析：（1）根据机械能守恒，22220011112,2222CDmvmghmvmvmghmv根据平抛运动规律：2122chgt，212Dhgtcc cSv t,DD DSv t综合得220416Cv hShg，22024Dv hShg（2）为实现CSDS，即220416v hhg22024v hhg，得0v6ghhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网但滑块从 A 点以初速度0v分别沿两轨道滑行到 C 或 D 处后水平抛出，要求ghv20，所以ghvgh620。本题考查根据机械能守恒和平抛运动规律以及用数学工具处理物理问题的能力。难度：难。（上海物理）31.（12 分）倾角037，质量 M=5kg 的粗糙斜面位于水平地面上，质量 m=2kg 的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经 t=2s 到达底端，运动路程 L=4m,在此过程中斜面保持静止（2sin370.6,cos370.8,10m/gs取），求：（1）地面对斜面的摩擦力大小与方向；（2）地面对斜面的支持力大小（3）通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。【解析】（1）隔离法：对木块：1sinmgfma，1cos0mgN因为212sat，得2/am s所以，18fN，116NN对斜面：设摩擦力 f 向左，则11sincos3.2fNfN，方向向左。（如果设摩擦力 f 向右，则11sincos3.2fNfN ，同样方向向左。）（2）地面对斜面的支持力大小11ssin67.6NfN cofN（3）木块受两个力做功。重力做功：sin48GWmghmgsJ摩擦力做功：32fWfsJ 合力做功或外力对木块做的总功：16GfWWWJhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网动能的变化2211()1622kEmvmatJ所以，合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化（增加），证毕。（天津卷）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。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16h。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。解析解析：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1v，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2112mghmv得12vgh设碰撞后小球反弹的速度大小为1v，同理有211162hmgmv得18ghv 设碰撞后物块的速度大小为2v，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有112 5mvmvmv 得28ghv 物块在水平面上滑行所受摩擦力的大小5Fmg设物块在水平面上滑行的时间为t，根据动量定理，有205Ftmv得24ghtg（浙江自选模块）题号：13，科目：物理（2）核能、风能等新能源是今年来能源发展的重点方向之一，与煤、石油等传统能源相比较，核能具有哪些优点和缺点？（3 分）http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网优点：核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁；产能更多。缺点：核裂变反应释放的核废料具有放射性，难处理；建造成本高。（浙江自选模块）题号：13，科目：物理（3）有一座城市，经常受到大风和风沙大侵扰。为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站。请用物理学知识，指出建造哪种类型的发电站更合适，并请说明理由。（3 分）建风能发电厂比较合理理由：在使用风能发电时，根据能量守恒知识，风能一方面转化为电能，另一方面可以减弱风速，减少对城市的破坏。（江苏卷）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：AD解析：加速度sincosagg，开始，12，所以1a2a，（下标为 1 表示前一过程，下标为 2 表示后一过程），前一过程，逐渐减小，a 逐渐增大；后以过程，逐渐增大，a 逐渐减小。A.2212,2Kvas Emv，因 s 较小，所以12，1a2a，得物块经过 P 点的动能，前一过程较小，A 正确；B.根据cosQmgs，因为12，所以，物块从顶端滑到 P 点的过程中因摩擦力产生的热量，前一过程较多，B 错误；C.根据21cos2mvmghmgS，因 S 为全部木板长，物块滑到底端的速度，应该一样大，C错误；D.因为前一过程，加速度先小后大，后一过程，加速度先大后小，物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长，D 正确。本题考查力的分析，功，动能定理等，分析和综合能力。难度：难。（江苏卷）14.(16 分)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了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量 m=60kg 的指点，选手抓住绳由静止开始摆动，此事绳与竖直方向夹角=30，绳的悬挂点 O 距水面的高度为 H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取中立加速度210/gm s，sin530.8，cos530.6http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网（1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小 F；（2）若绳长 l=2m,选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮力1800fN，平均阻力2700fN，求选手落入水中的深度d；（3）若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。【解析】（1）机械能守恒21(1 cos)2mglmv圆周运动Fmgm2vl解得F（32cos）mg人对绳的拉力FF则F1080N（2）动能定理mg（Hlcosd）（f1f2）d0则 d=12(cos)mg Hlffmg解得(3)选手从最低点开始做平抛运动x=vtH-l=212gt且有式解得2()(1 cos)xl Hl当2Hl 时，x 有最大值，解得 l=1.5m因此，两人的看法均不正确。当绳长钺接近 1.5m 时，落点距岸边越远。本题考查机械能守恒，圆周运动向心力，动能定理，平抛运动规律及求极值问题。难度：较难。（福建卷）22.（20 分）如图所示，物体 A 放在足够长的木板 B 上，木板 B 静止于水平面。t=0 时，电动机通过水平细绳以恒力 F 拉木板 B，使它做初速度为零，加速度 aB=1.0m/s2的匀加速直线运动。已知 A的质量mA和B的质量mg均为2.0kg,A、B之间的动摩擦因数1=0.05，B与水平面之间的动摩擦因数2=0.1，http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网最大静摩擦力与滑动摩擦力大小视为相等，重力加速度 g 取 10m/s2。求（1）物体 A 刚运动时的加速度 aA（2）t=1.0s 时，电动机的输出功率 P；（3）若 t=1.0s 时，将电动机的输出功率立即调整为 P=5W，并在以后的运动过程中始终保持这一功率不变，t=3.8s 时物体 A 的速度为 1.2m/s。则在 t=1.0s 到 t=3.8s 这段时间内木板 B 的位移为多少？解析解析：（1）物体 A 在水平方向上受到向右的摩擦力，由牛顿第二定律得1AAAm gm a代入数据解得20.5/Aam s（2）t=1.0s，木板 B 的速度大小为1/Bva tm s木板 B 所受拉力 F，由牛顿第二定律有12()AABBBFm gmmgm a解得：F=7N电动机输出功率P=Fv=7W（3）电动机的输出功率调整为 5W 时，设细绳对木板 B 的拉力为F，则PF v解得F=5N木板 B 受力满足12()0AABFm gmmg所以木板 B 将做匀速直线运动，而物体 A 则继续在 B 上做匀加速直线运动直到 A、B 速度相等。设这一过程时间为 t，有111()va tt这段时间内的位移11SvtA、B 速度相同后，由于 F2()ABmmg且电动机输出功率恒定，A、B 将一起做加速度逐渐减小的变加速运动，由动能定理有：222122111()()()()22ABABAABP tttmmgSmmvmmv 由以上各式代入数学解得：木板 B 在 t=1.0s 到 3.8s 这段时间内的位移为：123.03sssm（福建卷）29.物理选修 3-5（6 分）（2）如图所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网粗糙的底板上放着一个小木块。木箱和小木块都具有一定的质量。现使木箱获得一个向右的初速度0v，则。（填选项前的字母）A小木块和木箱最终都将静止B小木块最终将相对木箱静止，二者一起向右运动C小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动D如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则二者将一起向左运动解析解析：系统不受外力，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B 正确。（广东卷）35.（18 分）如图 15 所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的 ab 段水平，bcde 段光滑，cde 段是以 O 为圆心、R 为半径的一小段圆弧。可视为质点的物块 A 和 B 紧靠在一起，静止于 b 处，A 的质量是 B 的 3 倍。两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动。B 到 b 点时速度沿水平方向，此时轨道对 B 的支持力大小等于 B 所受重力的34，A 与 ab 段的动摩擦因数为，重力加速度 g，求：（1）物块 B 在 d 点的速度大小；（2）物块 A 滑行的距离 s。解解：设 A、B 在分离瞬间速度大小分别为 v1、v2，质量分别为 3m、m（1）在 d 点对 B，由牛顿第二定律得：Rvmmgmg243由得：2Rgv（2）取水平向右方向为正，A、B 分离过程动量守恒，则：0)(321mvvmA、B 分离后，A 向左减速至零过程由动能定理得：21)3(210)3(vmgsmB 从 b 点到 d 点过程由动能定理得：2222121mvmvmgRhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网由得：8Rs（山东卷）22如图所示，倾角30的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平。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14mglC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答案答案：BD解析解析：逐项判断A.因物块受细线的拉力做负功，所以物块的机械能逐渐减小，A 错误；B.软绳重力势能共减少111(sin)224mgllmgl，B 正确；C.物块和软绳组成的系统受重力和摩擦力，重力做功（包括物块和软绳）减去软绳摩擦力所做的功等于系统（包括物块和软绳）动能的增加，设物块质量为 M，即MmfkMkmWWWEE，物块重力势能的减少等于MW，所以 C 错误。D.对软绳，mfFkmWWWE，F 表示细线对软绳的拉力，软绳重力势能的减少等于mW，小于其动能增加与克服摩擦力所做功之和，D 正确。本题选 BD。本题考查机械能、动能定理、重力势能等综合知识。难度：难。（山东卷）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=045m，水平轨道 AB 长 S13m，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 F=16N 的水平恒力作用下启动，运动一段时间后撤去 F。当小车在 CD 上运动了 S2328m 时速度 v=24m/s，此时滑块恰好落入小车中。已知小车质量M=02kg，与 CD 间的动摩擦因数0.4。（取 g=10m/2s）求http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网（1）恒力 F 的作用时间 t（2）AB 与 CD 的高度差 h。解析：解析：（1）12,FMgaagM221tatav，2t为撤去力 F 后到滑块落入小车中的时间。222212122121tattatas解得：st33（2）221AmvmgR,Avst11,1t为在 AB 上运动的时间，123tttt，3t为平抛运动的时间，2321gth，解得：mh085.0。（山东卷）38 物理物理 3-5（4 分）（2）如图所示，滑块 A、C 质量均为 m，滑块 B 质量为32m。开始时 A、B 分别以12vv、的速度沿光滑水平轨道向固定在右侧的挡板运动，现将 C 无初速地放在 A 上，并与 A 粘合不再分开，此时 A 与 B 相距较近，B 与挡板相距足够远。若 B 与挡板碰撞将以原速率反弹，A 与 B碰撞将粘合在一起。为使 B 能与挡板碰撞两次，12vv、应满足什么关系？http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解析：将 C 无初速地放在 A 上后，112mvmv，112vv，A 与 B 碰撞后粘合在一起，使 B 能与挡板碰撞两次，1232()2mvmv 0得：1v232v（北京卷）24（20 分）雨滴在穿过云层的过程中，不断与漂浮在云层中的小水珠相遇并结合为一体，其质量逐渐增大。现将上述过程简化为沿竖直方向的一系列碰撞。已知雨滴的初始质量为0m，初速度为0v，下降距离l后于静止的小水珠碰撞且合并，质量变为1m。此后每经过同样的距离l后，雨滴均与静止的小水珠碰撞且合并，质量依次为2m、3m（设各质量为已知量）。不计空气阻力。（1）若不计重力，求第n次碰撞后雨滴的速度nv；（2）若考虑重力的影响，a求第次碰撞前、后雨滴的速度1v和1v；b求第次碰撞后雨滴的动能212nnm v。解析解析：（1）不计重力，全过程中动量守恒，m0v0=mnvn得00nnmvvm（2）若考虑重力的影响，雨滴下降过程中做加速度为 g 的匀加速运动，碰撞瞬间动量守恒a 第 1 次碰撞前22102,vvgl2102vvgl第 1 次碰撞后0 11 1m vmv200110112mmvvvglmm b.第 2 次碰撞前22212vvgl利用式化简得22222001202112mmmvvglmm第 2 次碰撞后，利用2式得2222222001122022222mmmmvvvglmmm http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网同理，第 3 次碰撞后2222220012302332mmmmvvglmm 第 n 次碰撞后1222200022niinnnmmvvglmm 动能1222200011(2)22nn niinm vm vglmm（北京卷）22（16 分）如图，跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从点水平飞出，经过 3.0落到斜坡上的点。已知点是斜坡的起点，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（1）A 点与 O 点时的速度大小；（2）运动员离开 O 点时的速度大小；（3）运动员落到 A 点时的动能。解析解析：（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21Lsin37=2gt2L=752sin37gtm（2）设运动员离开 O 点的速度为0v,运动员在水平方向做匀速直线运动，即0tLcos37v解得020mtvsLcos37（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20132500J2kAEmghmvhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网（重庆卷）25.（19 分）某兴趣小组用如题 25 所示的装置进行实验研究。他们在水平桌面上固定一内径为 d 的圆柱形玻璃杯，杯口上放置一直径为23d,质量为 m 的匀质薄原板，板上放一质量为 2m 的小物体。板中心、物块均在杯的轴线上，物块与板间动摩擦因数为，不计板与杯口之间的摩擦力，重力加速度为 g，不考虑板翻转。（1）对板施加指向圆心的水平外力F，设物块与板间最大静摩擦力为maxf，若物块能在板上滑动，求F应满足的条件。（2）如果对板施加的指向圆心的水平外力是作用时间极短的较大冲击力，冲量为I，I应满足什么条件才能使物块从板上掉下？物块从开始运动到掉下时的位移s为多少？根据s与I的关系式说明要使s更小，冲量应如何改变。解析解析：（1）设圆板与物块相对静止时，它们之间的静摩擦力为 f。共同加速度为 a由牛顿运动定律，有对物块f=2ma对圆板F-f=ma两物相对静止，有 fmaxf得F32fmax相对滑动的条件 F32fmax（2）设冲击刚结束时圆板获得的速度大小为0v，物块掉下时，圆板和物块速度大小分别为1v和2v。由动量定理，有0Imv由动能定理，有对圆板22103112()422mg sdmvmv对物块2212(2)02mgsm v由动量守恒定律，有0122mvmvmvhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网要使物块落下，必须1v2v由以上各式得I322mgds22291223IIm gdgm分子有理化得s222312292mdgIIm gd根据上式结果知：I 越大，s 越小。（浙江卷）22.（16 分）在一次国际城市运动会中，要求运动员从高为 H 的平台上 A 点由静止出发，沿着动摩擦因数为滑的道向下运动到 B 点后水平滑出，最后落在水池中。设滑道的水平距离为 L，B 点的高度 h 可由运动员自由调节（取;g=10m/s2）。求：（1）运动员到达 B 点的速度与高度 h 的关系；（2）运动员要达到最大水平运动距离，B 点的高度 h 应调为多大？对应的最大水平距离 SBH为多少？（3 若图中 H4m，L5m，动摩擦因数0.2，则水平运动距离要达到 7m，h 值应为多少？解析解析：（1）设斜面长度为 L1，斜面倾角为，根据动能定理得2101()cos2mg HhmgLmv即201()2mg HhmgLmv02()vg HhL（2）根据平抛运动公式X=voth=12gt2由-式得2()xHLh h（3）在式中令 x=2m,H=4m,L=5m,=0.2http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网则可得到：h2+3h-1=0求出1352.62()2hm2350.38()2hm（四川卷）23(16 分)质量为 M 的拖拉机拉着耙来耙地，由静止开始做匀加速直线运动，在时间 t 内前进的距离为 s。耙地时，拖拉机受到的牵引力恒为 F，受到地面的阻力为自重的 k 倍，耙所受阻力恒定，连接杆质量不计且与水平面的夹角保持不变。求：(1)拖拉机的加速度大小。(2)拖拉机对连接杆的拉力大小。(3)时间 t 内拖拉机对耙做的功。【答案】22tsa)2(12tskgMFCOSTstskgMFWT)2(2【解析】拖拉机在时间 t 内匀加速前进 s，根据位移公式221ats 变形得22tsa 对拖拉机受到牵引力、支持力、重力、地面阻力和连杆拉力 T，根据牛顿第二定律cosTkMgFMa连立变形得)2(12tskgMFCOST根据牛顿第三定律连杆对耙的反作用力为212()cossTTFM kgt（3）闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏，流过的电流为 Im。根据并联电路电压相等有：拖拉机对耙做功为22cos()TsWTsFM kgsthttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网（四川卷）25.（20 分）如图所示，空间有场强0.5/EN C的竖直向下的匀强电场，长0.3 3lm的不可伸长的轻绳一端固定于 O 点，另一端系一质量0.01mkg的不带电小球A，拉起小球至绳水平后，无初速释放。另一电荷量0.1qC、质量与A相同的小球P，以速度03 3/m s水平抛出，经时间0.2ts与小球C与D点下方一足够大的平板相遇。不计空气阻力，小球均可视为质点，取210/gm s。（1）求碰撞前瞬间小球P的速度。（2）若小球C经过路0.09sm到达平板，此时速度恰好为 0，求所加的恒力。（3）若施加恒力后，保持平板垂直于纸面且与水平面的夹角不变，在D点下方面任意改变平板位置，小球C均能与平板正碰，求出所有满足条件的恒力。【解析】（1）P 做抛物线运动，竖直方向的加速度为215/mgEqam sm在 D 点的竖直速度为3/yvatm sP 碰前的速度为2206/Pyvvvm s（2）设在 D 点轻绳与竖直方向的夹角为，由于 P 与 A 迎面正碰，则 P 与 A 速度方向相反，所以 P的速度与水平方向的夹角为有03tan3yvv，=30对 A 到达 D 点的过程中根据动能定理21cos2Amvmgl化简并解得2cos3/Avglm sP 与 A 迎面正碰结合为 C，根据动量守恒得CAPmvmvmv2http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网解得5.1Cvm/s小球 C 经过 s 速度变为 0，一定做匀减速运动，根据位移推论式5.1222svaCm/s2设恒力 F 与竖直方向的夹角为，如图，根据牛顿第二定律maqEmgF2sin)2()90COS(0cos)2()90sin(qEmgF给以上二式带入数据得375.0)90COS(F3125.0)90sin(F解得34F=30（3）平板足够大，如果将平板放置到无限远根据题意也能相碰，此时小球 C 必须匀速或加速不能减速，所以满足条件的恒力在竖直线与 C 的速度线之间，设恒力与竖直方向的夹角为，则0120在垂直速度的方向上，恒力的分力与重力和电场力的分力等大反向，有cos()(2)cosFmgEq则满足条件的恒力为38cos(30)F（其中 0120）（安徽卷）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。如果在 E 或 F 处钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这http:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网些点下落，它同样会达到原水平高度上的 M 点。这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末速度的大小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答案答案：C解析解析：伽利略的理想西面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得”起自己的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变。物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，高度越高，初始的势能越大转化后的末动能也就越大，速度越大。选项 C 正确。（安徽卷）24.(20 分)如图，ABD 为竖直平面内的光滑绝缘轨道，其中 AB 段是水平的，BD 段为半径 R=0.2m的半圆，两段轨道相切于 B 点，整个轨道处在竖直向下的匀强电场中，场强大小 E=5.0103V/m。一不带电的绝缘小球甲，以速度0沿水平轨道向右运动，与静止在 B 点带正电的小球乙发生弹性碰撞。已知甲、乙两球的质量均为 m=1.010-2kg，乙所带电荷量 q=2.010-5C，g 取 10m/s2。(水平轨道足够长，甲、乙两球可视为质点，整个运动过程无电荷转移)（1）甲乙两球碰撞后，乙恰能通过轨道的最高点 D，求乙在轨道上的首次落点到 B 点的距离；（2）在满足(1)的条件下。求的甲的速度0；（3）若甲仍以速度0向右运动，增大甲的质量，保持乙的质量不变，求乙在轨道上的首次落点到 B点的距离范围。答案答案：（1）0.4m（2）2 5/m s（3）0.4m x1.6m解析解析：（1）在乙恰好能通过轨道的最高点的情况下，设乙到达最高点的速度为Dv，乙离开 D 点达到水平轨道的时间为 t，乙的落点到 B 点的距离为x，则2DvmmgqERhttp:/ 永久免费组卷搜题网http:/ 永久免费组卷搜题网2122mgqERtmDxv t联立得：0.4xm（2）设碰撞后甲、乙的速度分别为v甲、v乙，根据动量守恒和机械能守恒定律有：0mvmvmv乙甲2220111222mvmvmv乙甲联立得：vv乙0由动能定理得：22112222DmgRqERmvmv乙联立得：5()2.5/DmgqE Rvm sm（3）设甲的质量为 M，碰撞后甲、乙的速度分别为vM、vm，根据动量守恒和机械能守恒定律有：0MvMvmvMm（10）2220111222MvMvmvMm（11）联立（10）（11）得：02mMvvMm（12）由（12）和Mm，可得：vvDm2vD（13）设乙球过 D 点的速度为vD，由动能定理得22112222DmgRqERmvmvm（14）联立（13）（14）得：2/m svD8/m s（15）设乙在水平轨道上的落点到 B 点的距离为 x，则有Dxvt（16）联立（15）（16）得：0.4m x1.6m