高考物理復(fù)習(xí)-2013年模擬題匯編(2)專題六-機(jī)械能

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上2014高考物理復(fù)習(xí) 2013屆模擬題匯編（2）專題六 機(jī)械能1（2013四川資陽(yáng)診斷）一人用力把質(zhì)量為m的物體由靜止豎直向上勻加速提升h，速度增加為v，則對(duì)此過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是A人對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的增量B物體所受合外力所做的功為C人對(duì)物體所做的功為D人對(duì)物體所做的功為答案：AB解析：由功能原理可知，人對(duì)物體所做的功等于物體機(jī)械能的增量，為mgh+，選項(xiàng)A正確CD錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理可知，物體所受合外力所做的功為，選項(xiàng)B正確。2（2013四川自貢一診）如右圖所示，一直角斜面體固定在水平地面上，左側(cè)斜面傾角為60o，右側(cè)斜面傾角為30，A、B兩個(gè)物體分別系于

2、一根跨過(guò)定滑輪的輕繩兩端且分別置于斜面上，兩物體下邊緣位于同一高度且處于平衡狀態(tài)，不考慮所有的摩擦，滑輪兩邊的輕繩都平行于斜面。若剪斷輕繩，讓物體從靜止開(kāi)始沿斜面滑下，下列敘述錯(cuò)誤的是（ ）A著地瞬間兩物體的速度大小相等B著地瞬間兩物體的機(jī)械能相等C著地瞬間兩物體所受重力的功率相等。D兩物體的質(zhì)量之比為答案：B 解析：根據(jù)初始時(shí)刻兩物體處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可知，mAgsin60°= mBgsin30°，由此可得，兩物體的質(zhì)量之比為；由機(jī)械能守恒定律可知，著地瞬間兩物體的速度大小相等，選項(xiàng)AD敘述正確；著地瞬間，A物體重力功率PA=mAgvsin60°，B物體重

3、力功率PB=mBgvsin30°，兩物體所受重力的功率相等，選項(xiàng)C敘述正確；由于兩物體質(zhì)量不等，初始狀態(tài)兩物體的機(jī)械能不等，所以著地瞬間兩物體的機(jī)械能不相等，選項(xiàng)B敘述錯(cuò)誤。1F/Nt/s甲033122圖71.0 v/ms-1t/s乙03122.0 3（2013北京海淀期中）一滑塊在水平地面上沿直線滑行，t=0時(shí)其速度為2.0m/s。從此刻開(kāi)始在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上再施加一水平拉力F，力F和滑塊的速度v隨時(shí)間t的變化規(guī)律分別如圖7甲和乙所示。設(shè)在第1s內(nèi)、第2s內(nèi)、第3s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率分別為P1、P2、P3，則（ ）AP1>P2>P3BP1<P2<P3C

4、02s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功為4JD02s內(nèi)摩擦力對(duì)滑塊做功為4J.【答案】： BC【解析】：第1s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率分別為P1=F1·v1=1×1W=1W；第1s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率分別為P2=F2·v2=3×1W=3W；第1s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功的平均功率分別為P3=F3·v3=2×2W=4W；所以，P1<P2<P3，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；02s內(nèi)力F對(duì)滑塊做功為W= F1·X1+ F2·X1=1×1J+3×1J =4J，選項(xiàng)C正確；滑塊所受摩擦力f=2N，02s內(nèi)滑塊位移x=2

5、m，摩擦力對(duì)滑塊做功為fxcos180°=-4J，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4（2013沈陽(yáng)二中測(cè)試）如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，右端接一細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)光滑的定滑輪與物體B相連開(kāi)始時(shí)用手托住B，讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度下列有關(guān)該過(guò)程的分析正確的是（ ） AB物體的機(jī)械能一直減小BB物體的動(dòng)能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和CB物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢(shì)能的增加量D細(xì)線拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量答案：ABD解析：把AB和彈簧看作一個(gè)系統(tǒng)，相同機(jī)械能守恒，在B下落直

6、至B獲得最大速度過(guò)程中，A的動(dòng)能增大，彈簧彈性勢(shì)能增大，所以B物體的機(jī)械能一直減小，選項(xiàng)A正確；由動(dòng)能定理，B物體的動(dòng)能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和，選項(xiàng)B正確；B物體機(jī)械能的減少量等于彈簧的彈性勢(shì)能的增加量與A動(dòng)能增加量之和，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；對(duì)A和彈簧組成的系統(tǒng)，由功能關(guān)系，細(xì)線拉力對(duì)A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量，選項(xiàng)D正確。5（2013江蘇常州模擬）某滑沙場(chǎng)有兩個(gè)坡度不同的滑道AB和AB'（均可看作斜面），甲、乙兩名旅游者分別乘兩個(gè)完全相同的滑沙撬從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始分別沿AB和AB'滑下，最后都停在水平沙面BC上，如圖所示設(shè)滑沙撬和沙面間的動(dòng)摩擦因

7、數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認(rèn)為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢(shì)坐在滑沙撬上不動(dòng)則下列說(shuō)法中正確的是 ( )AB B / C A甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程 B甲在B點(diǎn)的動(dòng)能一定等于乙在B'點(diǎn)的動(dòng)能 C甲在B點(diǎn)的速率一定等于乙在B'點(diǎn)的速率D甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移答案：A解析：由動(dòng)能定理列方程計(jì)算可得兩人最后都停在水平沙面BC上同一點(diǎn)，甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程，甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移，選項(xiàng)A正確D錯(cuò)誤；甲在B點(diǎn)的動(dòng)能一定大于乙在B'點(diǎn)的動(dòng)能，甲在B點(diǎn)的速率一定大于乙在B'點(diǎn)的速率，選項(xiàng)BC

8、錯(cuò)誤。 6. （8分）（2013北京四中摸底）如圖所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點(diǎn)滑至B點(diǎn)，接著沿水平路面滑至C點(diǎn)停止，人與雪橇的總質(zhì)量為70kg表中記錄了沿坡滑下過(guò)程中的有關(guān)數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問(wèn)題：（1）人與雪橇從A到B的過(guò)程中，損失的機(jī)械能為多少?（2）設(shè)人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小（g10m/s2）位置ABC速度（m/s）2.012.00時(shí)刻（s）0410 . 解題思路：根據(jù)初末狀態(tài)的機(jī)械能得到損失的機(jī)械能；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)得到加速度，由牛頓第二定律得到人與雪橇在BC段所受阻力?？疾橐c(diǎn)：機(jī)械能、牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律。解析：（1）從A到B的過(guò)程中，人與雪撬

9、損失的機(jī)構(gòu)能為E=mgh（2）人與雪橇在BC段做減速運(yùn)動(dòng)的加速度根據(jù)牛頓第二定律，f =ma=70×(2)N=-140N7（15分）（2013四川資陽(yáng)診斷）一質(zhì)量為m=2kg的小滑塊，從半徑R=1.25m的光滑圓弧軌道上的A點(diǎn)由靜止滑下，圓弧軌道豎直固定，其末端B切線水平。a、b兩輪半徑r=0.4m，滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)µ=0.1，傳送帶右端點(diǎn)C距水平地面的高度h=1.25m，E為C的豎直投影點(diǎn)。g取10m/s2，求：（1）當(dāng)傳送帶靜止時(shí)，滑塊恰能在b輪最高點(diǎn)C離開(kāi)傳送帶，則BC兩點(diǎn)間的距離是多少？（2）當(dāng)a、b兩輪以某一角速度順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，滑塊從C點(diǎn)飛出落到地面D點(diǎn)

10、，已知CD兩點(diǎn)水平距離為3m。試求：a、b兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的內(nèi)能。（15分）解題思路：應(yīng)用機(jī)械能守恒定律、動(dòng)能定理、牛頓第二定律及其相關(guān)知識(shí)列方程求得BC兩點(diǎn)間的距離；由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和功能關(guān)系及其相關(guān)知識(shí)解得a、b兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度和滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的內(nèi)能?？疾橐c(diǎn)：機(jī)械能守恒定律、動(dòng)能定理、牛頓第二定律、平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和功能關(guān)系等。解：（1）由題知，滑塊從A到B機(jī)械能守恒：滑塊由B到C，由動(dòng)能定理有：滑塊恰能在C點(diǎn)離開(kāi)傳送帶，有：聯(lián)解式得：（2）設(shè)滑塊從C點(diǎn)飛出的速度為，a、b兩輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則：聯(lián)解式得：rad/s滑塊在傳送帶上

11、加速過(guò)程，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及功能關(guān)系有：對(duì)滑塊：滑塊加速時(shí)間：滑塊位移：傳送帶移動(dòng)的距離：產(chǎn)生的內(nèi)能：聯(lián)解式得：Q=1J評(píng)分參考意見(jiàn)：本題滿分15分，其中式2分，式各1分；若有其他合理解法且答案正確，可同樣給分。8（14分）（2013四川自貢一診）如右圖所示，水平面上放有質(zhì)量均為m=l kg的物塊A和B，A、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為1=0.4和1=0.1，相距l(xiāng)=0.75m現(xiàn)給物塊A一初速度使之向B運(yùn)動(dòng)，與此同時(shí)給物塊B一個(gè)F=3 N的水平向右的力，B由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間A恰好追上B且二者速度相等。g=10 m/s2，求： （1）物塊A的初速度大?。?（2）從開(kāi)始到物塊A追上物塊B的

12、過(guò)程中，力F對(duì)物塊B所做的功24.解題思路：對(duì)AB分別進(jìn)行受力分析，應(yīng)用牛頓第二定律求出加速度，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律和相關(guān)知識(shí)求得物塊A的初速度大小。應(yīng)用功的定義式求得力F對(duì)物塊B所做的功考查要點(diǎn)：牛頓第二定律、勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、功等。解析：（14分） (1)設(shè)A經(jīng)時(shí)間t追上B，A、B的加速度大小分別為a1、a2,由牛頓第二定律有： 1mg=ma1 （1分）a1=4 m/s2,F-2mg=ma2 （1分）a2=2 m/s2 ，恰好追上時(shí)它們速度相同,則： （2分）追上時(shí)由路程關(guān)系有： v0t- （2分）由以上四式解得A的初速度大小為： v0=3 m/s， t=0.5 s （3分）(2) B

13、運(yùn)動(dòng)的位移： s=a2t2 =0.25 m （2分） F對(duì)物塊B所做的功： W=Fs= 0.75 J （3分）9(16) （2013山東萊州質(zhì)檢）如圖所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內(nèi)徑很小。 傳送帶的運(yùn)行速度為V0=6ms，將質(zhì)量m=1.0kg的可看作質(zhì)點(diǎn)的滑塊無(wú)初速地放到傳送帶A端，長(zhǎng)度為L(zhǎng)=12.0m，“9”字全高H=0.8m，“9”字上半部分圓弧半徑為R=0.2m， 滑塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.3，重力加速度g=10ms2，試求：(1)滑塊從傳送帶A端運(yùn)動(dòng)到B端所需要的時(shí)間。 (2)滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道作用力的大小和方向。(

14、3)若滑塊從“9”形規(guī)道D點(diǎn)水平拋出后，恰好垂直撞在傾角 =60°的斜面上P點(diǎn)，求P、D兩點(diǎn)間的豎直高度h(保留兩位有效數(shù)字)。9.（16分）解題思路：應(yīng)用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解得滑塊從傳送帶A端運(yùn)動(dòng)到B端所需要的時(shí)間。由動(dòng)能定理、牛頓第二定律列方程解得滑塊滑到軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道作用力的大小和方向。由動(dòng)能定理和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律解得P、D兩點(diǎn)間的豎直高度h。解析：（1）在傳送帶上加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律 （1分）得 （1分）加速到與傳送帶達(dá)到同速所需要的時(shí)間， （1分）位移 （1分）之后滑塊做勻速運(yùn)動(dòng)的位移所用的時(shí)間 （1分）故 （1分）（2）滑塊由B到C的過(guò)程中動(dòng)能定理 （1分）

15、在C點(diǎn)，軌道對(duì)滑塊的彈力與其重力的合力為其做圓周運(yùn)動(dòng)提供向心力，設(shè)軌道對(duì)滑塊的彈力方向豎直向下，由牛頓第二定律得，（1分） 力方向豎直向下（1分）由牛頓第三定律得，滑塊對(duì)軌道的壓力大小為N=N=90N，（1分） 方向豎直向上。（1分）（3）滑塊從B到D的過(guò)程中由動(dòng)能定理得 （1分）在P點(diǎn) （1分）又 （2分） h=0.47m（1分）10（10分）（2013北京海淀期中）如圖16所示，光滑斜面與水平面在B點(diǎn)平滑連接，質(zhì)量為0.20kg的物體從斜面上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面（設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變），最后停在水平面上的C點(diǎn)。每隔0.20s通過(guò)速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度，下表

16、給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)。取g=10m/s2。t/s0.00.20.41.21.4v/ms-10.01.02.01.10.7求：圖16CAB（1）物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大??；（2）斜面上A、B兩點(diǎn)間的距離；（3）物體在水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功。10（10分）解題思路：根據(jù)表中測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用加速度定義式得到加速度，應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得到斜面上A、B兩點(diǎn)間的距離，應(yīng)用動(dòng)能定理得到滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功?？疾橐c(diǎn)：勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)能定理及其相關(guān)知識(shí)。解析：（1）物體在斜面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)加速度為a1，則 a1=m/s2=5.0m/s2 3分（2）設(shè)物體滑到B點(diǎn)所用時(shí)間為t

17、B，到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度大小為vB，在水平面上的加速度為a2，則由數(shù)據(jù)表可知 a2=m/s2=-2.0 m/s21分 vB=a1tB1分 1.1- vB=a2（1.2-tB）1分解得tB=0.5s1分設(shè)斜面上A、B兩點(diǎn)間的距離為xAB，則xAB=a1tB2=0.625m 1分 （3）設(shè)物體在水平面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，滑動(dòng)摩擦力對(duì)物體做的功為Wf，根據(jù)動(dòng)能定理Wf=0-J=-0.625J2分CAB圖1411（8分）（2013北京海淀期中）如圖14所示，質(zhì)量為2.0kg的木塊放在水平桌面上的A點(diǎn)，受到一沖量后以某一速度在桌面上沿直線向右運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到桌邊B點(diǎn)后水平滑出落在水平地面C點(diǎn)。已知木塊與桌面間的動(dòng)摩擦因

18、數(shù)為0.20，桌面距離水平地面的高度為1.25m，A、B兩點(diǎn)的距離為4.0m， B、C兩點(diǎn)間的水平距離為1.5m，g=10m/s2。不計(jì)空氣阻力，求：（1）木塊滑動(dòng)到桌邊B點(diǎn)時(shí)的速度大?。唬?）木塊在A點(diǎn)受到的沖量大小。11（8分）解題思路：由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得到木塊滑動(dòng)到桌邊B點(diǎn)時(shí)的速度大??；由動(dòng)能定理和動(dòng)量定理得到木塊在A點(diǎn)受到的沖量大小?？疾橐c(diǎn)：平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律、動(dòng)能定理、動(dòng)量定理等。解析：（1）設(shè)木塊在B點(diǎn)速度為vB，從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的時(shí)間為t，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有 1分1分 解得：t=0.50s，vB=3.0m/s 2分（2）設(shè)木塊在A點(diǎn)的速度為vA，根據(jù)動(dòng)能定理得1分解得：vA=5.0m

19、/s 1分根據(jù)動(dòng)量定理，木塊在A點(diǎn)受到的沖量I=mvA-0=10kgm/s 2分12（2013綿陽(yáng)一診）如圖所示，傳送帶的兩個(gè)輪子半徑均為r=0.2m,兩個(gè)輪子最高點(diǎn)A、B在同一水平面 內(nèi)，A、B間距離L=5m，半徑R=0.4的固定、豎直光滑圓軌道與傳送帶相切于B點(diǎn)，C 點(diǎn)是圓軌道的最高點(diǎn)。質(zhì)量m=0.1kg的小滑塊與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)=0.4。重力加速 度 g=10m/s2。求：(1)傳送帶靜止不動(dòng)，小滑塊以水平速度v0滑上傳送帶，并能夠運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，v0至少多大？(2)當(dāng)傳送帶的輪子以=10rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，將小滑塊無(wú)初速地放到傳送帶 上的A點(diǎn)，小滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間t

20、是多少？(3) 傳送帶的輪子以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，將小滑塊無(wú)初速地放到傳送帶上的A點(diǎn)，小滑塊運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，對(duì)圓軌道的壓力大小不同，最大壓力Fm是多大？ 12.（20分）解：（1）設(shè)小滑塊能夠運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，在C點(diǎn)的速度至少為v，則mg=m(2分)mv2mv02=2mgR-mgL (2分)解得v0=2m/s (1分)(2)設(shè)傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度為v1，小滑塊在傳送帶上滑動(dòng)時(shí)加速度是a，滑動(dòng)時(shí)間是t1，滑動(dòng)過(guò)程中通過(guò)的距離是x，則v1=r (1分)ma=mg (1分)v1=at1 (1分)x=at12，(1分)解得v1=2m/s，a=4m/s2，t1=0.5s，x=0.5m 由于xL，所以小滑塊還將在傳

21、送帶上與傳送帶相對(duì)靜止地向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t2，則Lx= v1t2 (2分)解得t2=2.25s則t= t1t2=2.75s (2分)（3）輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，即傳送帶運(yùn)動(dòng)的速度越大，小滑塊在傳送帶上加速的時(shí)間越長(zhǎng)，達(dá)到B點(diǎn)的速度越大，到C點(diǎn)時(shí)對(duì)圓軌道的壓力就越大。小滑塊在傳送帶上一直加速，達(dá)到B點(diǎn)的速度最大，設(shè)為vBm，對(duì)應(yīng)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為vcm，圓軌道對(duì)小滑塊的作用力為F，則vBm2=2aL (2分)mvCm2mvBm2=2mgR (2分)mg+F=m (1分)Fm=F (1分)解得Fm=5N (1分)hF1012394567813、（15分）（2013江蘇常州模擬）如圖所示的木

22、板由傾斜部分和水平部分組成，兩部分之間由一段圓弧面相連接在木板的中間有位于豎直面內(nèi)的光滑圓槽軌道，斜面的傾角為現(xiàn)有10個(gè)質(zhì)量均為m 、半徑均為r的均勻剛性球，在施加于1號(hào)球的水平外力F的作用下均靜止，力F與圓槽在同一豎直面內(nèi)，此時(shí)1號(hào)球球心距它在水平槽運(yùn)動(dòng)時(shí)的球心高度差為h現(xiàn)撤去力F使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，直到所有小球均運(yùn)動(dòng)到水平槽內(nèi)重力加速度為g求：水平外力F的大小；1號(hào)球剛運(yùn)動(dòng)到水平槽時(shí)的速度； 整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，2號(hào)球?qū)?號(hào)球所做的功13解析：以10個(gè)小球整體為研究對(duì)象，由力的平衡條件可得 （2分）得： 以1號(hào)球?yàn)檠芯繉?duì)象，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得 （2分） 得 撤去水平外力F后，以10個(gè)小球整體為

23、研究對(duì)象，利用機(jī)械能守恒定律可得 得 以1號(hào)球?yàn)檠芯繉?duì)象，由動(dòng)能定理得 得 圖10BEFDA14、（14分）（2013黃岡月考）如圖10所示，質(zhì)量為m的小球，由長(zhǎng)為l的細(xì)線系住，線能承受的最大拉力是9mg，細(xì)線的另一端固定在A點(diǎn)，AB是過(guò)A的豎直線，E為AB上的一點(diǎn)，且AE=0.5l，過(guò)E作水平線EF，在EF上釘鐵釘D，現(xiàn)將小球拉直水平，然后由靜止釋放，小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，不計(jì)細(xì)線與釘子碰撞時(shí)的能量損失，不考慮小球與細(xì)線間的碰撞（1）若釘鐵釘位置在E點(diǎn)，求細(xì)線與釘子碰撞前后瞬間，細(xì)線的拉力分別是多少？（2）若小球能繞釘子在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，求釘子位置在水平線EF上距E點(diǎn)距離的取值。14、

24、答案：（1），（2） x 解析： （1）小球釋放后沿圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)速度為v，由機(jī)械能守恒定律得，碰釘子瞬間前后小球運(yùn)動(dòng)的速率不變，碰釘子前瞬間圓周運(yùn)動(dòng)半徑為l，碰釘子前瞬間線的拉力為F1，碰釘子后瞬間圓周運(yùn)動(dòng)半徑為l/2，碰釘子后瞬間線的拉力為F2，由圓周運(yùn)動(dòng)、牛頓第二定律得：，得，（2）設(shè)在D點(diǎn)繩剛好承受最大拉力，記DE=x1，則：AD=懸線碰到釘子后，繞釘做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為：r1=lAD= l當(dāng)小球落到D點(diǎn)正下方時(shí)，繩受到的最大拉力為F，此時(shí)小球的速度v1，由牛頓第二定律有：Fmg=     結(jié)合F9mg 由機(jī)械能守恒定律得：mg (+r1)= mv12由上式聯(lián)立解得：x1    隨著x的減小，即釘子左移，繞釘子做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越來(lái)越大轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)的臨界速度也越來(lái)越大，但根據(jù)機(jī)械能守恒定律，半徑r越大，轉(zhuǎn)至最高點(diǎn)的瞬時(shí)速度越小，當(dāng)這個(gè)