机械能高考试题分析和详解.pdf

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1、2012年 高 考 物 理 试 题 分 类 汇 编：机 械 能 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

2、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 几 与 滑 动 摩 擦 力 大 小 相 等，则 A.0-t i时 间 内 F的 功 率 逐 渐 增 大 y 3B.t2时 刻 物 块 A 的 加 速 度 最 大 二 r%/?C.t2时 刻 后 物 块 A 做 反 向 运 动.限 士:格 FD.t3时 刻 物 块 A 的 动 能 最 大+解 析：由 F与 t 的 关 系 图

3、像 0 h 拉 力 小 于 最 大 静 摩 擦 力 物 块 静 止 F 的 功 率 为 0,A 错 误；在 h t2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 t2 t3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。时 刻 加 速 度 最 大，B 正 确，C 错 误；在 h t3物 块 一 直 做 加 速 运 动，在 t3。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 BDo3.(2012上 海

4、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 以、鱼，上 述 过 程 中 克 服 重 力 做 功 分 别 为 队、小。若()(A)/7 A=%，则 一 定 有 W A=W B(B)hA/7B,则 可 能 有 W A W B(C)hA hB,则 一 定 有 W A W B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

5、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 升 的 最 大 高 度 是()(A)2R(B)5RR(C)4RR(D)2R/3/一 一、答 案：C,卜.5.（2012上 海 卷）.位 于 水 平 面 上 的 物 体 在 水 用 下，做 速 度 为 的 匀 速 运 动；若 作 用 力 变 为 力 F2,物 体 做 速 度 为 吻 的 匀 速 运 动，且&与 平 恒 力&作 斜 面 上 的 恒 F2功 率 相 同。则 可 能 有（）(A)FZ=FT，%/2(C)F

6、2F1,I/I V2答 案：B、D,(B)尸 2=尸 1，V1 V2(D)F2FV Viv26.（2012安 徽 卷）.如 图 所 示，在 竖 直 平 面 内 有 半 径 为 R 的 圆 弧 轨 道，半 径 O A 水 平、竖 直，一 个 质 量 为 m 的 小 球 自 A 的 正 上 方 P 点 由 静 止 开 始 自 由 下 落，小 球 沿 轨 道 到 达 最 高 点 B 时 恰 好 对 轨 道 没 有 压 力。已 知 AP=2R,重 力 加 速 度 为 g,则 小 球 从 尸 到 8 的 运 动 过（）A.重 力 做 功 2 zgRB.机 械 能 减 少 机 gRC.合 外 力 做 功

7、zngRD.克 服 摩 擦 力 做 功 g?gR16D；程 中 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 vB=J或.取 B 点 所 在 平 面 为 零 势 能 面，易 知 机 械 能 减 少 量 AE=mgR=mgR,B错。由 动 能 定 理 知 合 外 力 做 功 W=mv=mgR,C 错。根 据 动 能 定 理 m g R-=g m v；-0,可 得 Wf=gmgR,D选 项 正 确。7.（2012江 苏 卷）.如 图 所 示，细 线 的 一 端 固 定

8、于。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 8 点，在 此 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 过 程 中 拉 力 的 瞬 D.先 减 小，后 增 大.【解 析】设 F与 速 度 v的 夹 角 为。，则 尸=Rvcos。，力 的 分 解，在 切 线 上（速 度 方 向 上）合 力 为 0,即 加 gsin，=_Fcos，所 以 P=/%gsin6,随。增 大，P 增 大。o【答 案】A8.（2012海 南 卷）.一 质 量 为 1k

9、g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 9A.0 2 s内 外 力 的 平 均 功 率 是 一 W4B.第 2 秒 内 外 力 所 做 的 功 是*J4C.第 2 秒 末 外 力 的 瞬 时 功 率 最 大 4D.第 1秒 内 与 第 2 秒 内 质 点 动 能 增 加 量 的 比 值 是 上 5答 案；C D解 析：由 动 量 定 理 求 出 1 s末、2 s末 速 度 分 别 为：Vi=2m/s v2=3 m/s故

10、 合 力 做 功 为 w=,=4.5/功 率 2为=卬-=上 4 5卬=1.5w 1 s末、2 s末 功 率 分 别 为：4w、3 w 第 1 秒 内 与 第 2 秒 动 能 增 加 量 分 别 为：t 31 1,1,/MV,=2J m v2 m v=2.5 J,比 值：4：59.（2012全 国 理 综）.（2 0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 V。沿 水 平 方 向 跳 向 另 一 侧 坡 面。如 图 所 示，以 沟 底 的。点 为

11、 原 点 建 立 坐 标 系。xy。已 知，山 沟 竖 直 一 侧 的 高 度 为 2 h,坡 面 的 抛 物 线 方 程 为 y=2/l,探 险 队 员 的 质 量 为 m o人 视 为 质 点，忽 略 空 气 阻 力,重 力 加 速 度 为 go（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：x=vot,y=2/z 得 平 抛 运 动 的 轨 迹 方 程 卜=2/i一 _ 此 方 程 与 2 2v-X坡 面

12、的 抛 物 线 方 程 为 y=2A 的 交 点 为 了=T,y=2。说。VQ+g h vo+根 据 机 械 能 守 恒，m g 2 h+-m v g=m g y+Ek解 得&=2 辿+!端-型 强 2 v0+gh(3)(2)求/=2 吆/?+4 加 诏-季 强 关 于 的 导 数 并 令 其 等 于 0,解 得 当 此 人 水 平 跳 出 2 v0+g h的 速 度 为 v0=4 3 g h 时，他 落 在 坡 面 时 的 动 能 最 小，动 能 的 最 小 值 为 L 7,m in=-m g h-6mg 2 h?Vo+g h（4）10.（2012 广 东 卷）.（18 分）图 18(a)所

13、 示 的 装 置 中，小 物 块 4、8 质 量 均 为 烧，水 平 面 上 尸。段 长 为/,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 2厂)。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 S所 示。A 在 滑 杆 推 动 下 运 动，并 在 脱 离 滑 杆 后 与 静 止 的 8 发 生 完 全 非 弹 性 碰 撞。(1)求 A

14、 脱 离 滑 杆 时 的 速 度 必，及 A 与 B 碰 撞 过 程 的 机 械 能 损 失/从(2)如 果 A B 不 能 与 弹 簧 相 碰，设 4 3 从 P 点 到 运 动 停 止 所 用 的 时 间 为 小 求。得 取 值 范 围，及 力 与。的 关 系 式。(3)如 果 A B 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 弓,求。的 取 值 范 围，及&与 3 的 关 系 式(弹 簧 始 终 在 弹 性 限 度 内)。答 案:解：(1)由 题 知，力 脱 离 滑 杆 时 的 速 度

15、u=3r设 4、3碰 后 的 速 度 为 Ki,由 动 量 守 恒 定 律 m a=2 必 V l o l oA 与 8碰 撞 过 程 损 失 的 机 械 能 AE=mw(-x2mvf解 得 A=mco2r28(2)力 8 不 能 与 弹 簧 相 碰，设 AB在 刈 上 运 动 的 加 速 度 大 小 为 2,由 牛 顿 第 二 定 律 及 运 动 学 规 律 ju-2mg=2ma v、=ab x=由 题 知 xl4/联 立 解 得 0-x 2/nvf解 得 乳 迎 w 应 r,出 在 的。点 速 度 为 s,碰 后 到 达。点 过 程，由 动 能 定 理 一-2mgl=g x 2mv1-x

16、2mv；/与 弹 簧 接 触 到 压 缩 最 短 过 程，由 能 量 守 恒 Ep解 得 Epm(ct)2r2-8/jgl)4.11.(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

17、 输 入 电 动 机 的 电 功 率 为 9kW,电 动 机 的 内 阻 为 0.4C。已 知 水 的 密 度 为 lX10%g/m3,重 力 加 速 度 取 10m/s:求：(1)电 动 机 内 阻 消 耗 的 热 功 率；(2)将 蓄 水 池 蓄 入 864m的 水 需 要 的 时 间(不 计 进、出 水 口 的 水 流 速 度)。23.解：(I)设 电 动 机 的 电 功 率 为 P，则 P=U/设 电 动 机 内 阻 r上 消 耗 的 热 功 率 为 Pr,则 P尸 6 代 入 数 据 解 得 Pr=lxlO3W 3(2)由 图 知：球 落 地 时 速 度 v=4机/s,则 反 弹 时

18、 速 度 M=-u=3?/s4设 反 弹 的 加 速 度 大 小 为 a,由 动 能 定 理 得-(mg+f)h=O-g?v解 得/?=0.375？13.(2012 安 徽 卷).(20 分)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

19、=lkg的 小 物 块 B 从 其 上 距 水 平 台 面 h=l.0m处 由 静 止 释 放。已 知 物 块 B 与 传 送 带 之 间 的 摩 擦 因 数 u=0.2,7=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/s2o说 明：式 各 2 分，式 3 分。(2)设 蓄 水 总 质 量 为 所 用 抽 水 时 间 为%已 知 抽 水 高 度 为 力，容 积 为 V,水 的 密 度 为 p,则 M=pV 设 质 量 为 M 的 河 水 增 加 的 重 力 势 能 为 ZiE

20、p,则 设 电 动 机 的 输 出 功 率 为 Po，则 Po=P-Pr 根 据 能 量 守 恒 定 律 得 Potx6O%x8O%=0Ep 代 人 数 据 解 得 t=2x|04s 说 明：式 各 1 分，式 各 2 分，式 3 分。12.(2012安 徽 卷).(14分)质 量 为 0.1 k g 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 n-f 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/,g=1

21、0 m/s2,求：(1)弹 性 球 受 到 的 空 气 阻 力 f 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 v-t 图 像 可 知：小 球 下 落 作 匀 加 速 运 动,a=8m/s2At由 牛 顿 第 二 定 律 得：m g-f-ma解 得 f=m(g+)=0.2N(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

22、 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 4(3)m/s3n解(1)设 B 滑 到 曲 面 底 部 速 度 为 匕 根 据 机 械 能 守 恒 定 律，mgh=g，九 铲 得 u=12gh=2亚 m Is由 于 v 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 v(1,1,由 动 能

23、 定 理 的-4mg/=wvj2-m v解 得 v,=-Jv2=4m/s由 于 匕 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 七 1,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：mvx=M VM+mvBl1 2 L,2 1 2M V=2M V+2，nV Bv.4解 得-=m is3 34上 式 表 明 B 碰 后 以?/s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

24、速 的 最 大 位 3移 为 x,“，由 动 能 定 理 得：4解 得 x,M0=-9m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 _ 4传 送 带 的 速 度 u,故 B 向 左 返 回 到 平 台 上 时 速 度 大 小 仍 为 一 z/s。由 于 第 二 次 碰 撞 仍 为 对 心 弹 性 碰 撞，故 3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 vfi2=

25、-vfil=-=-以?/s3 B2 3 加 32 32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 4,mls oS14.（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。点 时，重 物 8 刚 好 拉 到 P 点，待 B 稳 定 后 静 止 释 放，A 最 终 滑 到 Q 点，分 别 长 度 h 和 s

26、,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（2）请 根 据 下 表 的 实 验 数 据 作 出 s-h关 系 图 像 h(cm)20.0 30.0 40.0 50.0 60.0S(cm)19.5 28.5 39.0 48.0 56.5m=0.40kg、M=0.50kg,曦 5/图 像 可 计 算 出 A 木 块 与 桌 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 u 的 测 量 结 果（选 填 偏 大、或 偏 小”【解 析】（

27、3）在 B 下 落 至 临 落 地 时，据 动 能 定 理，有 1、2Mgh-/Jmgh=（M+m）v,在 B 落 地 后,A 运 动 到 Q,据 动 能 定 理，有?gs=0，”2,螭：=-丝-。将 M=0 5kg,2（M+m）s+mh5/7 5 s机=0.4依 代 入 得=上=-,从 S/?图 象 得 斜 率 火=1.04,即 士=1.04,代 入 上 式 得 2 9+4 人 h15.（2012江 苏 卷）.（1 6 分）某 缓 冲 装 置 的 理 所 示，劲 度 系 数 足 够 大 的 轻 质 弹 簧 与 轻 杆 相 连,定 的 槽 内 移 动，与 槽 间 的 滑 动 摩 擦 力 恒 为

28、/，轻 想 模 型 如 图 轻 杆 可 在 固 杆 向 右 移 动不 超 过/时，装 置 可 安 全 工 作，一 质 量 为 m 的 小 车 若 以 速 度 V。撞 击 弹 簧，将 导 致 轻 杆 向 右 移 动 机，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

29、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/=依 且 尸=/解 得=工 k（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 师 撞 击 弹 簧 时 一/.；一 卬=0 一；/（4）小 车 以 匕“撞 击 弹 簧 时 一/zw=o 51 机 匕“9（3）设 轻 杆 恰 好 移 动 时，小 车 撞 击 速 度 为 匕，I,mv.=W 2由 解 得 v116.（2012重 庆 卷）.（16分）题 23图 所 示 为 一 种 摆 式

30、摩 擦 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 0 在 竖 直 平 面 内 自 由 转 动，摆 锤 重 心 到 0 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（s L）,之 后 继 续 摆 动 至 与 坚 直 方 向 成 8

31、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 A E=mgL cos 0 摩 擦 力 做 的 功 W/=-mgL cos 6 动 摩 擦 因 数 u=mgLcos/FS17.(2 0 1 2 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

32、 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 如，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 必；(2)小 船 经 过 B 点 时 的 速 度 大 小 匕;21答 案：31.(19 分)(I)小 船 从 4点 运 动

33、到 8 点 克 服 阻 力 椒 功 W产(2)小 船 从 4 点 运 动 到 8 点，电 动 机 率 引 绳 对 小 船 做 功 ft,由 动 能 定 理 方 1 1，W-AT,=,不 m%-由 式 解 甩 e：；m(3)设 小 船 经 过 8 点 时 绳 的 拉 力 大 小 为 F.同 叮 水 平 寺 向 夹 地 勺 e电 壬 机 牵 书 绳 等 次 堂 入 专.则 P n Fuu=1 i c e s 由 牛 顿 第 二 定 律 有 F-f U E 2 电 式 解 得 p Ja-Z-_-w m18.(2012海 南 卷).现 要 通 过 实 验 验 证 机 械 能 守 恒 定 律。实 验 装

34、 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-质 量 为 m 的 祛 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,

35、B 两 点 的 距 离，将 遮 光 片 通 过 光 电 门 的 平 均 速 度 通 过 B 点 时 的 瞬 时 速 度。用 g 表 示 重 力 加 速 度。完 成 下 列 填 c图；(1)若 将 滑 块 自 A 点 由 静 止 释 放，则 在 滑 块 从 A 运 动 至 B加 占 图 I看 作 滑 块 我 光 片 上 士，光 电 门 空 和 作 A的 过 程中，滑 块、遮 光 片 与 祛 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 o 若 在 运 动 过 程 中 机 械 能 守 恒，J 与 S 的 关 系 式 为/一（2）多

36、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:i 2 3 4 50.600 0.800 1.000 1.200 1.400“ms)8.22 7.17 6.44 5.85 5.43i/?n o V2)148 1.95 2.41 2.92 3.39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 x 104m

37、-.r2（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 尤,，将 k 和 心 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。I 1 r 2答 案：(1)(-M-m)g s(/?+A/)sd 2 t1 _ 2(hM-d m)g(M+m)d/72(2)2.402 0 n 年 高 考 新 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

38、 过 程 中 对 鸡 蛋 所 做 的 功 最 接 近 于 A.B.c.D.0.3J3J30J300J2（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 用 的 小 物 块，小 物 块 与 箱 子 底 板 间 的 动 摩 擦 因 数 为 U 初 始 时 小 物 块 停 在 箱 子 正 中 间，如 图 所 示。现 给 小 物 块,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。

39、设 碰 撞 都 是 弹 性 的，则 整 个 过 程 中，系 统 损 失 的 动 能 为 A.mv2 B.!一/c.N p m g L D.NjumgL2 2 m+M 2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：-m v2-(m+M)u2=-v2系 统 损 失 的 动 能 转 2 2 2 m+M化 为 内 能 Q=f s=N/.imgL3.（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

40、 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 义；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 A.B 两 项；而 C 项 宜 用 动 能 定

41、 理；D 项 则 考 查 超 重、失 而 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 K 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 3A.整 个

42、过 程 中 小 球 电 势 能 变 换 了-m g2t2?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 机 2D.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

43、能 增 减 以 及 动 能 变 化 等，从 而 排 除 A.C 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 品，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 0+.：.+（一 义 运 动 学 公 式 一 2 一 得 马=2嶙。对 加 电 场 之 后 的 运 动 过 程 应 用 动 能 定 理 得 气-

44、fngh,-=2阿 d=2wg2/2匕 二 g。由 以 上 各 式 联 立 可 得 电 2 J 2 1，即 整 个 过 程 中 小 球 电 势 能 减 少 了 2羽 A错；动 量 增 量 为 A F=活/一=2阳”=2活 g,可 知 B正 确；从 加 电 场 开 始 到 小 球 运 A&=0-=一 工 网 g2d动 到 最 低 点 时，2 2,C 错；由 运 动 学 公 式 知 的 _ v1/t _ 1 _ 申 2a1 _ 3。2 7,以 及%W/2 a 2 1,则 从 A 点 到 最 低 点 小 球 重 力 势 能 变 化 量 为 LEr=+Aj）=m g+h=|xwvf=1 wg2Z2 D

45、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 9A.0 2 s内 外 力 的 平 均 功 率 是 一 W4B.第 2 秒 内 外 力 所 做 的 功 是 4C.第 2 秒 末 外 力 的 瞬 时 功 率 最 大 4D.笫 1秒 内 与 第 2 秒 内 质 点 动 能 增 加 量 的 比 值 是？5解 析：由 动 量 定 理 求 出 1S末、2 s末 速 度 分 别 为：

46、V|=2m/s v2=3 m/s故 合 力 做 功 为 w=,?d=4.5/功 率 2w 4.5为 p=-w=1.5w I s 末、2 s末 功 率 分 别 为：4w、3 w 第 1秒 内 与 第 2 秒 动 能 增 加 量 分 别 为：t 3；7匕 2=2/、mv-rnv=2.5J,比 值：4：56（2011新 课 标 理 综 第 1 6题）.一 蹦 极 运 动 员 身 系 弹 性 蹦 极 绳 从 水 面 上 方 的 高 价 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（AB

47、C）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，堂 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

48、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。币:力 势 能 的 改 变 与 市 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 I接 触。电 流 I 从 一 条 轨 道 流 入，通 过 导 电 弹 体 后 从 另 一 条

49、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

50、 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 BIIL=-m v2,B=kl解 得 v 也 匹。所 以 正 确 答 案 是 2 V mB D 8(2011上 海 1 5).如 图，一 长 为 L 的 轻 杆 一 端 固 定 在 光 滑 被 链 匕 另 一 端 固 定 一 质 量 为 机 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 6 0 时，拉 力 的 功 率 为(A)mgLco(B)(C)mgLco(