全國通用版2022年高考物理考點復(fù)習(xí)訓(xùn)練試題專題六機(jī)械能及其守恒

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5.[2017江蘇,14,16分]如圖所示,兩個半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上,其上有一光滑圓柱C,三者半徑均為R.C的質(zhì)量為m,A、B的質(zhì)量都為m2,與地面間的動摩擦因數(shù)均為μ.現(xiàn)用水平向右的力拉A,使A緩慢移動,直至C恰好降到地面.整個過程中B保持靜止.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力,重力加速度為g.求:(1)未拉A時,C受到B作用力的大小F;(2)動摩擦因數(shù)的最小值μmin;(3)A移動的整個過程中,拉力做的功W.6.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——直升機(jī)應(yīng)急救援][12分]應(yīng)急救援中心派直升機(jī)營救一被困于狹小山谷底部的探險者.直升機(jī)懸停在山谷正上方某處,放下一質(zhì)量不計的繩索,探險者將繩索一端系在身上,在繩索拉力作用下,從靜止開始豎直向上運動,到達(dá)直升機(jī)處速度恰為零.已知繩索拉力F隨時間t變化的關(guān)系如圖所示,探險者(含裝備)質(zhì)量為m=80kg,重力加速度g=10m/s2,不計空氣阻力.求:(1)直升機(jī)懸停處距谷底的高度h;(2)在探險者從山谷底部到達(dá)直升機(jī)的過程中,牽引繩索的發(fā)動機(jī)輸出的平均機(jī)械功率P.考點2動能定理1.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——無人機(jī)投送物品]在新冠疫情防控期間,可以利用無人機(jī)投送物品.設(shè)無人機(jī)懸停在距離地面高度為h的空中,欲將質(zhì)量為m的物品投送到地面,重力加速度為g,下列說法正確的是 ()A.若讓物品自由下落,到達(dá)地面時速度為v1,則下落過程中物品克服空氣阻力做的功為12mB.若輕繩一端系在物品上,另一端系在無人機(jī)上,物品加速下落到達(dá)地面時物品速度為v2,不計空氣阻力,則下落過程中克服輕繩拉力做的功為mgh-12mC.若輕繩一端系在物品上,另一端系在無人機(jī)上(忽略短暫的加速過程),物品以速度v3勻速落到地面,不計空氣阻力,則下落過程中克服輕繩拉力做的功為mgh-12mD.若輕繩一端系在物品上,另一端系在無人機(jī)上,使物品先加速下落12h,然后以同樣大小的加速度減速下落,不計空2.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——發(fā)光彈弓飛箭]發(fā)光彈弓飛箭是傍晚在廣場常見的兒童玩具.其工作原理是彈弓發(fā)生形變后將所具有的彈性勢能傳遞給發(fā)光飛箭,使飛箭具有初動能,從而能彈出并在空中飛行.若小朋友以大小為E的初動能將飛箭從地面豎直向上彈出,飛箭落回地面時動能大小為3E4,設(shè)飛箭在運動過程中所受空氣阻力的大小不變,以地面為零勢能面,則下列說法正確的是 (A.飛箭上升階段克服空氣阻力做的功為EB.飛箭下落過程中重力做的功為13C.飛箭在最高點具有的機(jī)械能為ED.飛箭所受空氣阻力與重力大小之比為1∶73.[2020湖南四校摸底聯(lián)考,多選]如圖甲所示,傾角為θ的足夠長的傳送帶以恒定的速率v0沿逆時針方向運行.t=0時,將質(zhì)量m=1kg的物體(可視為質(zhì)點)輕放在傳送帶上,物體相對地面的v-t圖像如圖乙所示.設(shè)沿傳送帶向下為正方向,取重力加速度g=10m/s2,sin37°=cos53°=0.6.則()A.傳送帶的速率v0=10m/sB.傳送帶與水平方向的夾角θ=30°C.物體與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5D.0~2.0s內(nèi)摩擦力對物體做的功Wf=-24J4.[2020福建五校第二次聯(lián)考,多選]如圖甲所示,下端固定的輕質(zhì)彈簧豎直放置,一質(zhì)量為m的小球,從距離彈簧上端高h(yuǎn)處由靜止釋放.若以小球開始下落的位置為坐標(biāo)原點O,沿豎直向下方向建立坐標(biāo)軸Ox,作出小球落到彈簧上繼續(xù)向下運動到最低點的過程中,小球所受彈力F的大小隨下落的位置坐標(biāo)x的變化關(guān)系如圖乙所示.不計空氣阻力,重力加速度為g.以下判斷正確的是 ()A.小球受到的彈力最大值等于2mgB.當(dāng)x=h+a時,小球的重力勢能與彈簧的彈性勢能之和最小C.小球動能的最大值為mgh+mgaD.彈力F隨時間t變化的圖線也應(yīng)該是線性圖線5.[16分]如圖所示的裝置由AB、BC、CE三段軌道組成,軌道交接處均由很小的圓弧平滑連接,其中軌道AB、CE是光滑的,水平軌道BC的長度s=5m,軌道CE足夠長且傾角θ=37°,D為軌道CE上一點,A、D兩點離軌道BC的高度分別為h1=4.3m、h2=1.35m.現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊從A點由靜止釋放.已知小滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:(1)小滑塊第一次到達(dá)D點時的速度大小vD;(2)小滑塊第一次與第二次通過C點的時間間隔;(3)小滑塊最終停止的位置距B點的距離.考點3機(jī)械能守恒定律1.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——跳樓機(jī)]有一種大型游戲機(jī)叫“跳樓機(jī)”,如圖所示,參加游戲的游客被安全帶固定在座椅上,先由電動機(jī)將座椅沿豎直軌道提升到離地面高H處,然后由靜止釋放.游客們的總質(zhì)量為m,重力加速度為g,下列關(guān)于游客們緩慢上升的過程說法正確的是 ()A.合力對游客們所做的功為mgHB.游客們的重力勢能增加了mgHC.電動機(jī)所做的功為mgHD.游客們的機(jī)械能守恒2.[2021浙江五校高三聯(lián)考]如圖所示,一同學(xué)將甲球從桌子邊緣O點以水平速度v1彈出,球直接落在A點;另一同學(xué)將乙球從桌子邊緣O點以水平速度v2彈出,落在水平地面上的B點反彈后恰好也落在A點.兩球質(zhì)量均為m.若乙球落在B點時的速度與地面的夾角為60°,且與地面發(fā)生彈性碰撞,不計碰撞時間和空氣阻力,下列說法正確的是()A.由O點到A點,甲、乙兩球運動時間之比是1∶1B.甲球落地時速度與水平地面的夾角為45°C.設(shè)地面處勢能為零,甲、乙兩球在運動過程中的機(jī)械能之比為3∶1D.若乙球要在地面上彈兩次后落在A點,則乙球的初速度應(yīng)變?yōu)関3.[2021安徽名校高三聯(lián)考,多選]如圖所示,質(zhì)量分別為2m、m的小滑塊A、B,其中A套在固定的豎直桿上,B靜置于水平地面上,A、B間通過鉸鏈用長為L的剛性輕桿連接.一輕彈簧左端與B相連,右端固定在豎直桿上,彈簧水平.當(dāng)α=30°時,彈簧處于原長狀態(tài),此時將A由靜止釋放,下降到最低點時α變?yōu)?5°,整個運動過程中,A、B始終在同一豎直平面內(nèi),彈簧也始終在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g.則A下降過程中 ()A.A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.彈簧彈性勢能的最大值為(3-2)mgLC.豎直桿對A的彈力一定大于彈簧彈力D.A的速度達(dá)到最大值前,地面對B的支持力小于3mg4.[2020遼寧大連雙基測試,多選]如圖所示,由長為L的輕桿構(gòu)成的等邊三角形支架位于豎直平面內(nèi),其中兩個端點分別固定質(zhì)量均為m的小球A、B,系統(tǒng)可繞O點在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,初始位置OA水平.由靜止釋放,重力加速度為g,不計一切摩擦及空氣阻力,則 ()A.系統(tǒng)在運動過程中機(jī)械能守恒B.B球運動至最低點時,系統(tǒng)重力勢能最小C.A球運動至最低點過程中,動能一直在增大D.轉(zhuǎn)動過程中,小球B的最大動能為345.[2020河北唐山第一次聯(lián)考,18分]如圖所示,傾角θ=37°的光滑且足夠長的斜面固定在水平面上,在斜面頂端固定一個光滑定滑輪D,質(zhì)量均為m=1kg的物體A和B用一勁度系數(shù)k=240N/m的輕彈簧連接,物體B被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住.用一不可伸長的輕繩跨過定滑輪與物體A和小環(huán)C連接,輕彈簧軸線和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行,小環(huán)C穿在豎直固定的光滑均勻細(xì)桿上.當(dāng)環(huán)C位于Q處時整個系統(tǒng)靜止,此時繩與細(xì)桿的夾角α=53°,且物體B對擋板P的壓力恰好為零.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2.(1)求當(dāng)環(huán)C位于Q處時繩子的拉力大小T和小環(huán)C的質(zhì)量M.(2)現(xiàn)讓環(huán)C從位置R由靜止釋放,位置R與位置Q關(guān)于位置S對稱,圖中SD水平且長度為d=0.2m,求:①小環(huán)C運動到位置Q的速率v;②小環(huán)C從位置R運動到位置S的過程中輕繩對環(huán)做的功WT.考點4功能關(guān)系、能量守恒定律1.[多選]如圖所示,一長木板B放在粗糙的水平地面上,在B的左端放一物塊A,現(xiàn)以恒定的外力F拉A,經(jīng)一段時間物塊A從長木板B的右端滑下,在此過程中以地面為參考系,長木板B也向右移動一段距離,則在此過程中 ()A.外力F對A做的功等于A和B動能的增加量B.A對B摩擦力做的功與B對A摩擦力做的功絕對值相等C.外力F做的功等于A、B動能的增加量與系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量之和D.A對B摩擦力做的功等于B動能的增加量和B與地面之間因摩擦產(chǎn)生的熱量之和2.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——“水上飛人”]在旅游景點經(jīng)常會有“水上飛人”表演,如圖所示,當(dāng)表演者腳踩的噴水裝置向下高速噴水時,人就會飛起來,這套裝置其實是水管在水面通過小艇連接一高壓水泵,水泵從水面吸水,逐漸加大功率,通過腳底兩個噴口噴出水柱使人升起.已知人與噴水裝置的質(zhì)量為65kg,腳底每個噴口的橫截面積為225cm2,人升起后懸停在8.5m高處,此時噴口噴出水流的速度為10m/s,水的密度為1.0×103kg/m3,整個過程中水泵的效率為75%,重力加速度g取10m/s2,則以下敘述正確的是()A.人從升起至懸停的過程中,噴水系統(tǒng)做的功為5525JB.人懸停在8.5m高處時,噴水系統(tǒng)不做功C.人懸停在8.5m高處時,高壓水泵的總功率為81kWD.人懸停在8.5m高處時,兩個噴口噴射水流的總功率為11.25kW3.[2020山西太原定時檢測,多選]如圖所示,傾角為θ的傳送帶由電動機(jī)帶動,始終保持速率v順時針勻速運動,質(zhì)量為m的物塊由傳送帶底端靜止釋放.已知物塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為μ(μ>tanθ),物塊到達(dá)傳送帶頂端前已經(jīng)與傳送帶保持相對靜止,則在物塊由靜止釋放到相對傳送帶靜止的過程中,下列說法正確的是()A.電動機(jī)多提供的能量為mv2B.傳送帶克服摩擦力做的功為12mvC.傳送帶和物塊增加的內(nèi)能為μmD.摩擦力對物塊做功的平均功率為12μmgvcos4.[2020山東四市聯(lián)考,多選]如圖甲所示,固定粗糙斜面的傾角為θ=37°,與斜面平行的輕彈簧下端固定在C處,上端連接質(zhì)量為1kg的小滑塊(視為質(zhì)點),BC等于彈簧的原長.現(xiàn)將滑塊從A處由靜止釋放,在滑塊從釋放至第一次到達(dá)最低點的過程中,其加速度a隨彈簧的形變量x的變化規(guī)律如圖乙所示(取沿斜面向下為加速度的正方向).已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2.下列說法正確的是()A.滑塊到達(dá)B處時的速度最大B.彈簧的勁度系數(shù)為10N/mC.滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.5D.滑塊第一次運動到最低點時,彈簧的彈性勢能為1.6J考點5實驗:探究動能定理1.[6分]如圖甲所示是探究“恒力做功與物體動能改變的關(guān)系”的實驗裝置,主要實驗步驟如下:①用天平測出滑塊(含滑輪)質(zhì)量M=240g,并安裝好實驗裝置;②適當(dāng)墊高長木板不帶滑輪的一端,滑塊不掛輕繩,掛上紙帶,輕推滑塊使滑塊沿長木板勻速運動;③輕繩通過長木板末端的滑輪和滑塊上的滑輪,一端掛在拉力傳感器上,另一端掛質(zhì)量為m=100g的鉤碼,繞過兩滑輪的輕繩與長木板平行;④接通打點計時器電源,釋放滑塊,打出一條點跡清晰的紙帶,如圖乙所示,相鄰計數(shù)點的時間間隔為0.1s,并記錄拉力傳感器示數(shù)F=0.39N.回答下列問題:(1)從打點計時器打出B點到打出D點的過程中,合力對滑塊(含滑輪)所做的功W=J,滑塊(含滑輪)動能的增量ΔEk=J.(計算結(jié)果均保留2位有效數(shù)字)

(2)多次實驗發(fā)現(xiàn)合力對滑塊(含滑輪)所做的功W總略大于滑塊(含滑輪)動能的增量ΔEk,可能的原因是(填選項前面字母).

A.沒有滿足滑塊(含滑輪)質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量B.平衡摩擦力過度C.滑輪摩擦影響(3)寫出一種利用該實驗裝置還可以完成的物理實驗:.

2.[5分]某實驗小組用圖甲所示實驗裝置探究合力做功與動能變化的關(guān)系.鐵架臺豎直固定放置在水平桌面上,將長木板傾斜放置,一端P固定在水平桌面邊緣處,另一端放置在鐵架臺的鐵桿上,忽略長木板厚度,P處放置一光電門計時器.實驗步驟如下:①用游標(biāo)卡尺測出滑塊的擋光片寬度l,用天平測出含擋光片的滑塊的質(zhì)量m;②以長木板放置在水平桌面上的一端為軸,調(diào)節(jié)長木板在鐵架臺上的放置位置,使滑塊恰好沿長木板向下做勻速運動,在鐵架臺豎直桿上記下此位置Q1,用刻度尺測出Q1到水平桌面的高度H;③保持長木板P端與桌面接觸位置不變,長木板另一端放置在鐵架臺豎直桿Q2位置處,用刻度尺量出Q1、Q2的距離h1,將滑塊從Q2位置由靜止釋放,由光電門計時器讀出滑塊的擋光時間t1;④保持長木板P端與桌面接觸位置不變,重新調(diào)節(jié)長木板另一端在鐵架臺上的放置位置,重復(fù)步驟③數(shù)次.(1)滑塊沿長木板由Q2運動到P的過程中,用測量的物理量表示下列物理量(已知重力加速度為g):滑塊動能的變化量ΔEk=,滑塊克服摩擦力做的功Wf=,合力對滑塊做的功W合=.

(2)某學(xué)生以長木板在鐵架臺豎直桿上的放置位置到Q1的距離h為橫坐標(biāo),以滑塊通過光電門的擋光時間的平方的倒數(shù)1t2為縱坐標(biāo),根據(jù)測量數(shù)據(jù)畫出如圖乙所示圖線,若圖線過原點,且圖線斜率k=,則能證明合外力做的功等于滑塊動能增量考點6實驗:驗證機(jī)械能守恒定律1.[6分]實驗室準(zhǔn)備了如圖甲所示的實驗裝置.圖甲(1)你認(rèn)為用此實驗裝置能用來驗證哪些規(guī)律或測量哪些物理量?(重物的質(zhì)量已知).請列舉兩例填在下面的橫線上.例如:驗證機(jī)械能守恒定律.①.

②.

(2)如圖乙所示是在驗證機(jī)械能守恒定律時,打點計時器打出的重物在重力作用下做勻加速直線運動時的紙帶.已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣萭=9.80m/s2,測得所用重物的質(zhì)量為m=1.00kg,紙帶上剛打出的兩點間的距離約為2mm,A、B、C是連續(xù)打出的三個點,它們到O點的距離分別是hA=15.55cm、hB=19.20cm、hC=23.23cm,則重物由O點運動到B點,重力勢能的減少量為J,動能的增加量為J,動能的增加量小于重力勢能的減少量的原因主要是.(計算結(jié)果保留兩位小數(shù))

圖乙2.[2021河南名校第一次聯(lián)考,7分]某物理興趣小組的同學(xué)用如圖甲所示裝置驗證機(jī)械能守恒定律,輕繩一端固定在光滑固定轉(zhuǎn)軸O處,另一端系一小球.(1)張同學(xué)在小球運動的最低點和最高點附近均放置了一組光電門(未畫出),用螺旋測微器測出了小球的直徑,如圖乙所示,則小球的直徑d=mm,使小球在豎直面內(nèi)做圓周運動,測出小球經(jīng)過最高點的擋光時間為Δt1,經(jīng)過最低點的擋光時間為Δt2.

(2)戴同學(xué)在光滑水平轉(zhuǎn)軸O處安裝了一個拉力傳感器,已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間.現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運動,通過拉力傳感器讀出小球在最高點時繩上的拉力大小是F1,在最低點時繩上的拉力大小是F2.(3)如果要驗證小球從最低點到最高點的過程機(jī)械能守恒,張同學(xué)還需要測量的物理量有(填字母序號),戴同學(xué)還需要測量的物理量有(填字母序號).

A.小球的質(zhì)量m B.輕繩的長度LC.小球運行一周所需要的時間T(4)根據(jù)張同學(xué)的思路,請你寫出驗證小球從最低點運動到最高點的過程機(jī)械能守恒的表達(dá)式:(用題目所給物理量表示).

(5)根據(jù)戴同學(xué)的思路,請你寫出驗證小球從最低點運動到最高點的過程機(jī)械能守恒的表達(dá)式:(用題目所給物理量表示).

3.[6分]如圖所示,兩個質(zhì)量分別為m1和m2的小物塊A和B,分別系在一條跨過定滑輪的軟繩兩端,已知m1>m2,現(xiàn)要利用此裝置驗證機(jī)械能守恒定律.(1)若選物塊A從靜止開始下落的過程進(jìn)行測量,則需要測量的物理量有.

A.物塊的質(zhì)量m1、m2B.物塊A下落的距離及下落這段距離所用的時間C.物塊B上升的距離及上升這段距離所用的時間D.繩子的長度(2)為提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度,某小組同學(xué)對此實驗提出以下建議:A.繩的質(zhì)量要輕B.在“輕質(zhì)繩”的前提下,繩子越長越好C.盡量保證物塊只沿豎直方向運動,不要搖晃D.兩個物塊的質(zhì)量之差要盡可能大以上建議中確實對提高準(zhǔn)確程度有作用的是.

(3)在處理數(shù)據(jù)的過程中,A、B物塊的勢能減小量總是大于A、B物塊的動能增加量,導(dǎo)致這一結(jié)果的原因除有空氣阻力和摩擦阻力外,還有可能的原因是.

(4)寫出一條上面沒有提到的對提高實驗結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議:.一、選擇題(共9小題,54分)1.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——電動平衡車]電動平衡車因為其炫酷的操作,被年輕人所喜歡,變成了日常通勤的交通工具.平衡車依靠人體重心的改變,來實現(xiàn)車輛的啟動、加速、減速、停止等動作.下表所示為某款電動平衡車的部分參數(shù),若平衡車以最大速度行駛時,電機(jī)恰好達(dá)到額定功率,則下列說法中正確的是 ()電池輸出電壓36V電池總?cè)萘?0000mA·h電機(jī)額定功率900W最大速度15km/h充電時間2~3小時百公里標(biāo)準(zhǔn)耗電量6kW·hA.電池輸出的電能最多為1800JB.充滿電的平衡車以額定功率行駛的最長時間為2hC.該平衡車以最大速度行駛時牽引力為60ND.該平衡車在標(biāo)準(zhǔn)情況下能騎行的最大里程為3km2.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——風(fēng)力發(fā)電]風(fēng)力發(fā)電是一種環(huán)保的電能獲取方式.某風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片轉(zhuǎn)動形成的圓面積為S,某時間風(fēng)的速度大小為v,風(fēng)向恰好跟此圓面垂直,此時空氣的密度為ρ,該風(fēng)力發(fā)電機(jī)將空氣動能轉(zhuǎn)化為電能的效率為η,則風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為 ()A.ηρSv2 B.12ηρSv2 C.ηρSv3 D.12ηρ3.[生產(chǎn)生活實踐問題情境——襄陽炮]如圖甲所示為歷史上著名的襄陽炮,其實質(zhì)就是一種大型拋石機(jī).它采用杠桿原理,由一根橫桿和支架構(gòu)成,橫桿的一端固定重物,另一端放置石袋,發(fā)射時用絞車將放置石袋的一端用力往下拽,而后突然松開,石袋里的巨石就被拋出.將其簡化為如圖乙所示的裝置,橫桿的質(zhì)量不計,將一質(zhì)量m=10kg,可視為質(zhì)點的石塊,裝在橫桿長臂與轉(zhuǎn)軸O點相距L=5m的末端石袋中,在短臂右端固定一重物,發(fā)射之前先利用外力使石塊靜止在地面上的A點,靜止時長臂與水平面的夾角α=37°,解除外力后石塊被發(fā)射,當(dāng)長臂轉(zhuǎn)到豎直位置時立即停止運動,石塊被水平拋出,落在水平地面上,石塊落地位置與O點的水平距離s=20m,空氣阻力不計,sin37°=0.6,g取10m/s2.則 ()A.石塊水平拋出時的初速度為105m/sB.石塊水平拋出時的初速度為20m/sC.從A點到最高點的過程中,長臂對石塊做的功為2050JD.從A點到最高點的過程中,長臂對石塊做的功為2500J4.[2020浙江7月選考,16,多選]如圖所示,系留無人機(jī)是利用地面直流電源通過電纜供電的無人機(jī),旋翼由電動機(jī)帶動.現(xiàn)有質(zhì)量為20kg、額定功率為5kW的系留無人機(jī)從地面起飛沿豎直方向上升,經(jīng)過200s到達(dá)100m高處后懸停并進(jìn)行工作.已知直流電源供電電壓為400V,若不計電纜的質(zhì)量和電阻,忽略電纜對無人機(jī)的拉力,則 ()A.空氣對無人機(jī)的作用力始終大于或等于200NB.直流電源對無人機(jī)供電的額定電流為12.5AC.無人機(jī)上升過程中消耗的平均功率為100WD.無人機(jī)上升及懸停時均有部分功率用于對空氣做功5.[多選]如圖,汽車從靜止開始通過纜繩將質(zhì)量為m的貨物從A處沿光滑斜面拉到B處,此過程中貨物上升高度為h,到B處時定滑輪右側(cè)纜繩與水平方向間夾角為θ,左側(cè)纜繩與斜面間夾角為2θ,汽車的速度大小為v,已知重力加速度為g,則()A.此時貨物的速度大小為cosθB.此時貨物的速度大小為cos2θC.此過程中纜繩對貨物做的功為mD.此過程中纜繩對貨物做的功為mv26.[多選]如圖所示,兩質(zhì)量分別為m、2m的物塊甲、乙之間用一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線拴接,然后用一輕質(zhì)橡皮筋懸掛在天花板上,裝置靜止時橡皮筋伸長了Δx,此時橡皮筋儲存的彈性勢能為Ep,若橡皮筋的勁度系數(shù)為k,則Ep=12k(Δx)2.已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.某時刻將物塊甲、乙之間的細(xì)線燒斷,則 (A.燒斷細(xì)線瞬間,物塊甲的加速度大小為0B.當(dāng)物塊甲的加速度為零時,其動能為23mgΔC.從燒斷細(xì)線到物塊甲的加速度為零的過程,橡皮筋上彈力做的功為43mgΔD.橡皮筋處于原長狀態(tài)時,物塊甲的速度一定為07.[2020廣東汕頭模擬,多選]如圖甲所示,固定在豎直面內(nèi)的光滑圓形管道內(nèi)有一小球在做圓周運動,小球直徑略小于管道內(nèi)徑,管道最低處N裝有連著數(shù)字計時器的光電門,可測出球經(jīng)過N點時的速率vN,最高處裝有力的傳感器M,可測出球經(jīng)過M點時對管道的作用力F(豎直向上為正方向),用同一小球以不同的初速度重復(fù)實驗,得到F與vN2的關(guān)系圖像如圖乙所示,c為圖像與橫軸交點的橫坐標(biāo),b為圖像延長線與縱軸交點的縱坐標(biāo),重力加速度為g,則下列說法正確的是 (A.若小球經(jīng)過N點時滿足vN2=c,則經(jīng)過B.若小球經(jīng)過N點時滿足vN2=2c,則經(jīng)過C.小球做圓周運動的半徑為cD.F=-b表示小球經(jīng)過N點時速度等于08.[多選]質(zhì)量為2kg的物塊放在粗糙水平面上,在水平拉力的作用下由靜止開始運動,物塊的動能Ek與其位移x之間的關(guān)系如圖所示.已知物塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,g取10m/s2,則下列說法正確的是 ()A.x=1m時物塊的速度大小為2m/sB.x=3m時物塊的加速度大小為1.25m/s2C.在前2m的運動過程中物塊所經(jīng)歷的時間為2sD.在前4m的運動過程中拉力對物塊做的功為25J9.[2020河北六校第一次聯(lián)考,多選]如圖所示,質(zhì)量為m和2m的兩個小球甲、乙分別固定在長為2l的輕桿兩端,桿的中點是一水平轉(zhuǎn)軸O,系統(tǒng)可在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動,空氣阻力不計,重力加速度為g.若將桿處于水平位置由靜止釋放系統(tǒng),系統(tǒng)轉(zhuǎn)過90°的過程中,以下說法正確的是()A.該過程桿的彈力對小球甲做正功B.該過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒,小球乙的機(jī)械能也守恒C.桿處于豎直方向時,兩小球速度均為v=2D.桿處于豎直方向時,轉(zhuǎn)軸O對桿的作用力大小為4mg,方向豎直向上二、非選擇題(共6小題,70分)10.[6分]某物理興趣小組利用如圖所示裝置進(jìn)行探究彈簧彈性勢能與彈簧形變量的關(guān)系實驗.圖中光滑水平平臺距水平地面高h(yuǎn)=1.25m,平臺上一輕質(zhì)彈簧一端固定在擋板上,質(zhì)量為m的小球與彈簧另一端接觸并壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量x后,由靜止釋放小球,小球從平臺邊緣水平飛出,落在地面上,用刻度尺測出小球的水平飛行距離s,并用傳感器(圖中未畫出)測量出小球從平臺邊緣飛出后在空中的飛行時間t.多做幾次實驗后,記錄的數(shù)據(jù)如下表所示.(1)由表中數(shù)據(jù)可知,在h一定時,小球水平位移s=x,與無關(guān);

(2)由實驗原理和表中數(shù)據(jù)可知,彈簧彈性勢能Ep與彈簧形變量x的關(guān)系式為Ep=(用m、h、x和重力加速度g表示);

(3)某同學(xué)按物體平拋運動規(guī)律計算出小球在空中的飛行時間t=2hg=2×1.2510s=0.5s=500ms,對比表中數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)測量值t均偏大,經(jīng)檢查,實驗操作及測量無誤,且空氣阻力可以忽略,造成以上偏差的原因是12345x/m0.010.020.030.040.05s/m0.510.991.501.982.50t/ms505.3505.1504.8504.9505.211.[2020上海,18,10分]圖(a)是用DIS研究機(jī)械能守恒的裝置.(1)圖(a)中定位擋片的作用是

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(2)[多選]實驗中測得C點的機(jī)械能偏大的原因可能是.

A.光電門在C的下方B.擺錘釋放時繩子松弛C.擺錘在擺動的過程中有空氣阻力D.擺錘釋放時在A的上方(3)為了驗證單擺的機(jī)械能守恒,某同學(xué)制作了擺在下擺時動能Ek與偏角θ的函數(shù)關(guān)系圖,如圖(b)所示.以D所在的水平面為零勢能面,當(dāng)偏角θ=32°時擺的重力勢能為J,若擺的質(zhì)量為0.0075kg.則擺長為m.

12.[12分]如圖所示,質(zhì)量為mA=2kg的木板A被鎖定在傾角為30°的光滑斜面的頂端,質(zhì)量mB=1kg可視為質(zhì)點的物塊B恰能在木板A上勻速下滑.現(xiàn)讓物塊B以v0=7.5m/s的初速度從木板的上端下滑,同時解除對木板A的鎖定.g取10m/s2,斜面足夠長.(1)要使物塊B不從木板A上滑落下來,求木板A的長度至少為多少.(2)在物塊B不從木板A上滑落的前提下,求系統(tǒng)損失的機(jī)械能最多是多少.13.[2021浙江杭州重點中學(xué)測試,12分]如圖所示,兩個半徑均為R的圓形光滑細(xì)管道組成的軌道CDE豎直放置在水平面上,C、E兩管口切線水平,O1和O2分別為兩細(xì)管道圓心,O1O2連線與豎直線間的夾角α=120°,一勁度系數(shù)k=4mgR的輕質(zhì)彈簧右端固定,原長時左端處于P點,已知彈簧原長足夠長,一質(zhì)量為m、可視為質(zhì)點的滑塊從A點以初速度v0=22gR斜向上拋出,剛好從C點沿水平方向進(jìn)入管道,已知滑塊與地面間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25,彈簧的彈性勢能Ep與彈簧形變量Δx的關(guān)系是Ep=12k(Δx(1)求滑塊到C點時對軌道的壓力;(2)求A、E間的距離;(3)要使滑塊能再次返回細(xì)管道EDC但又不能從C點離開軌道,求E、P間的水平距離x應(yīng)滿足的條件.(計算結(jié)果可用根式表示)14.[新設(shè)問——判斷論證題][14分]在滑板公園里經(jīng)?？吹礁鞣N滑板場地,現(xiàn)有一個滑板場地可簡化為如圖所示模型,滑板軌道由足夠長的斜直軌道、半徑R1=2m的凹形圓弧軌道和半徑R2=3.6m的凸形圓弧軌道三部分組成,這三部分軌道依次平滑連接,且處于同一豎直平面內(nèi).其中M點為凹形圓弧軌道的最低點,N點為凸形圓弧軌道的最高點,凸形圓弧軌道的圓心O與M點在同一水平面上.一可視為質(zhì)點、質(zhì)量為m=1kg的滑板從斜直軌道上的P點無初速度滑下,經(jīng)M點滑向N點.在凸形圓弧軌道最右側(cè)距離L=0.9m的位置有一個高度h2=3m、傾角為53°的斜面.不計一切阻力,sin53°=0.8,g取10m/s2.(1)若P點距水平面的高度h1=3.2m,滑板滑至M點時,求軌道對滑板的支持力大小FN.(2)若滑板滑至N點時對軌道恰好無壓力,求滑板的下滑點P距水平面的高度H.(3)若保持(2)中條件不變,滑板滑至N點時剛好做平拋運動,滑板能否與右側(cè)斜面發(fā)生碰撞(不考慮碰撞后反彈)?若能,請計算出碰撞的具體位置;若不能,請說明理由.15.[16分]如圖所示,勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在水平面上,另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連接且處于直立狀態(tài).細(xì)繩跨過一固定光滑定滑輪,一端系在物塊A上,另一端連接一個不計質(zhì)量的小掛鉤.小掛鉤不掛任何物體時,物塊A處于靜止?fàn)顟B(tài).在小掛鉤上輕輕掛上一個質(zhì)量為2m的物塊B并由靜止釋放后,物塊A開始向上運動,運動過程中B始終未接觸地面,彈簧的形變始終在彈性限度內(nèi).已知重力加速度為g.(1)設(shè)物塊A上升通過Q點位置時速度最大,求Q點到出發(fā)點的距離x0及最大速度vm;(2)若物塊B的質(zhì)量增大為原來的N倍,試分析說明不管N多大,物塊A上升到Q點時的速度都不可能增大到2vm;(3)若把物塊B撤掉,在小掛鉤上施加一個豎直向下的外力F(未知),使物塊A由靜止向上做勻加速直線運動,經(jīng)過時間t上升到Q點,求此過程外力做的功.答案專題六機(jī)械能及其守恒考點1功和功率1.C根據(jù)汽車做勻速直線運動可得此時汽車的牽引力等于阻力,即F=f=1.8×103N,此時汽車發(fā)動機(jī)的實際輸出功率即瞬時功率,根據(jù)P=Fv,代入數(shù)據(jù)解得此時汽車發(fā)動機(jī)的實際輸出功率為36kW,A、B、D項均錯誤,C項正確.2.D重物沒有位移,所以人對重物沒有做功,故A錯誤;人的重心不動,可知人處于平衡狀態(tài),受到的摩擦力與拉力平衡,傳送帶對人的摩擦力方向水平向右,拉力等于物體的重力G,所以人對傳送帶的摩擦力大小等于G,方向水平向左,人與傳送帶之間有相對位移,且傳送帶相對人的位移的方向與人對傳送帶的摩擦力的方向相同,所以人對傳送帶做正功,根據(jù)P=Fv,可得人對傳送帶做功的功率為Gv0,故B、C錯誤,D正確.3.ABCv-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示位移,由題圖甲計算可知0~6s內(nèi)物體的位移大小為30m,A正確.P-t圖像中圖線與坐標(biāo)軸圍成的面積表示功,由題圖乙計算可知0~6s內(nèi)拉力做的功為70J,B正確.由題圖甲可知2~6s內(nèi)物體做勻速運動,速度不變,動能不變,合外力對物體不做功,由受力分析可知F=Ff,又P=Fv,聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)可得Ff=53N,故C正確,D錯誤4.A在繩的下端Q緩慢地被豎直向上拉起的過程中,由于被外力拉起來的繩長不斷增大,所以外力的大小在不斷增大,即外力是一個變力.由于這個過程是“緩慢”的,所以細(xì)繩的動能不變,但細(xì)繩的重力勢能不斷增大,外力做的功等于細(xì)繩重力勢能的增量.比較始、末兩個狀態(tài),發(fā)現(xiàn)整個過程就是將距離下端Q長13l的細(xì)繩提升了13l的高度.設(shè)細(xì)繩重力勢能的增量為Ep,則Ep=13mg×13l=19mgl,外力做的功為W=Ep5.(1)33mg(2)32(3)(2μ-1)(3-解析:(1)由C受力平衡知,2Fcos30°=mg(1分)解得F=33mg(1分)(2)C恰好降到地面時,B受C壓力的水平分力最大Fxmax=32mgB受地面的摩擦力f=μmg(1分)根據(jù)題意fmin=Fxmax,解得μmin=32(3分)(3)C下降的高度h=(3-1)R(1分)A的位移x=2(3-1)R(2分)摩擦力做功的大小Wf=fx=2(3-1)μmgR(2分)根據(jù)動能定理知,W-Wf+mgh=0-0(2分)解得W=(2μ-1)(3-1)mgR(2分).6.(1)112.5m(2)3000W解析:(1)由題意知mg=800N,結(jié)合題圖可知,探險者先做勻加速運動,再做勻速運動,最后做勻減速直線運動到達(dá)直升機(jī)處.加速階段繩索拉力為F1=840N,時間t1=10s,設(shè)探險者的加速度大小為a1,上升高度為h1,則有F1-mg=ma1(1分)h1=12a1t解得a1=0.5m/s2,h1=25m勻速階段時間t2=15s,設(shè)探險者的運動速度大小為v,上升高度為h2,則有v=a1t1(1分)h2=vt2(1分)解得v=5m/s,h2=75m減速階段繩索拉力F3=720N,設(shè)探險者的加速度大小為a3,時間為t3,上升高度為h3,則有mg-F3=ma3(1分)v=a3t3(1分)h3=12a3t32(或h3=1解得a3=1m/s2,t3=5s,h3=12.5m探險者上升的總位移即為直升機(jī)懸停處距谷底的高度h,則有h=h1+h2+h3(1分)解得h=112.5m(1分).(2)設(shè)在探險者從山谷底部到達(dá)直升機(jī)的過程中,牽引繩索拉力做的功為W,則有W=mgh(1分)P=Wt解得P=3000W(1分).考點2動能定理1.B若讓物品自由下落,到達(dá)地面時速度為v1,則下落過程由動能定理有mgh-Wf1=12mv12,解得下落過程中物品克服空氣阻力做的功為Wf1=mgh-12mv12,選項A錯誤;根據(jù)題意由動能定理有mgh-WF2=12mv22,解得下落過程中克服輕繩拉力做的功為WF2=mgh-12mv22,選項B正確;根據(jù)題意由動能定理有mgh-WF3=0,解得下落過程中克服輕繩拉力做的功為WF3=mgh,選項C錯誤;根據(jù)題意由運動的對稱性可知,物品落地時速度為零,動能變化量為零,不計空氣阻力,則由動能定理有2.D設(shè)飛箭上升階段克服空氣阻力做的功為Wf,由于空氣阻力大小不變,上升過程和落回地面的過程位移大小相等,則飛箭下落階段克服空氣阻力做的功也為Wf,對飛箭從發(fā)射到落回地面的整個過程,由動能定理有-2Wf=3E4-E,解得Wf=E8,選項A錯誤;對飛箭從最高點到落回地面的過程,由動能定理有WG-Wf=3E4,解得該過程中重力做的功為WG=7E8,選項B錯誤;由功能關(guān)系可知,飛箭在最高點的重力勢能為Ep=WG=7E8,又動能為零,即飛箭在最高點具有的機(jī)械能為7E8,選項C錯誤;Wf=E8=fh,WG=7E8=Gh3.ACD由題圖乙知,物體先以加速度a1做初速度為零的勻加速直線運動,速度達(dá)到傳送帶速度后(在t=1.0s時刻),物體繼續(xù)向下做加速度為a2的勻加速直線運動,可知傳送帶的速率為v0=10m/s,故A正確;在0~1.0s內(nèi),對物體受力分析可知物體所受摩擦力方向沿傳送帶向下,加速度為a1=mgsinθ+μmgcosθm=gsinθ+μgcosθ,由題圖乙可得a1=101m/s2=10m/s2,即gsinθ+μgcosθ=10m/s2,在1.0~2.0s內(nèi),對物體受力分析可知物體的加速度為a2=mgsinθ-μmgcosθm=gsinθ-μgcosθ,由題圖乙可得a2=2m/s2,即gsinθ=37°,故B錯誤,C正確;根據(jù)圖線與橫軸所圍圖形的面積表示物體的位移,可知0~1.0s內(nèi)物體相對于地面的位移x1=12×10×1m=5m,由動能定理有mgx1sinθ+Wf1=12mv02,解得Wf1=20J,1.0~2.0s內(nèi)物體相對于地的位移x2=11m,由動能定理有mgx2sinθ+Wf2=12mv22-12mv02,解得Wf2=-44J,故0~2.0s內(nèi)摩擦力對物體做的功Wf=Wf1+W4.BC設(shè)小球下落到彈簧壓縮量最大為x1時彈簧的彈力為Fmax,從小球開始下落到彈簧壓縮量達(dá)到最大的過程中,由動能定理有mg(h+x1)-WF=0,根據(jù)F-x圖線與橫軸所圍圖形的面積表示小球克服彈力做的功,可得WF=12Fmaxx1,聯(lián)立可得Fmax=2mg+2mghx1>2mg,選項A錯誤;由題圖乙可知,當(dāng)x=h+a時,小球所受重力和彈力的合力為零,此時小球的速度最大,動能最大,由于小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,所以當(dāng)x=h+a時,小球的重力勢能和彈簧的彈性勢能之和最小,選項B正確;小球開始下落至下落到x=h+a的過程,由動能定理有mg(h+a)-W'F=Ek,此時彈簧彈性勢能為W'F=12mga,聯(lián)立解得小球動能的最大值Ek=mgh+12mga,故選項C正確;由于小球不是做勻速運動,即x與t5.(1)vD=3m/s(2)t=2s(3)1.4m解析:(1)小滑塊在A→B→C→D過程中,應(yīng)用動能定理有mg(h1-h2)-μmgs=12mvD代入數(shù)據(jù)解得vD=3m/s(2分).(2)小滑塊在A→B→C過程中,由動能定理有mgh1-μmgs=12mvC代入數(shù)據(jù)解得小滑塊第一次到達(dá)C點的速度大小vC=6m/s(1分)小滑塊沿CE段上滑時,由牛頓第二定律有mgsinθ=ma(1分)解得小滑塊的加速度大小a=gsinθ=6m/s2(1分)則小滑塊從C點沿CE段上滑到最高點所用的時間t1=vCa小滑塊沿CE段上滑和下滑的受力情況不變,由對稱性可知,小滑塊從最高點滑回C點所用的時間t2=1s(1分)故小滑塊第一次與第二次通過C點的時間間隔t=t1+t2=2s(1分).(3)設(shè)小滑塊在水平軌道上運動的總路程為s總,對小滑塊從靜止釋放到最終停止的全過程,由動能定理得mgh1-μmgs總=0,解得s總=8.6m(2分)故小滑塊最終停止的位置與B點的距離為2s-s總=1.4m(2分).考點3機(jī)械能守恒定律1.B游客們在緩慢上升的過程中,動能不變,故合力對游客們做的功為零,選項A錯誤.游客們被提升到H高度的過程中,重力做的功WG=-mgH,重力勢能增加mgH,選項B正確.電動機(jī)做的功,一方面用于增加游客們的重力勢能,另一方面用于克服其他阻力做功,故電動機(jī)做的功大于mgH,選項C錯誤.游客們在上升的過程中,動能不變,重力勢能增加,故機(jī)械能增加,選項D錯誤.2.C設(shè)O點距離地面的高度為h,則由平拋運動規(guī)律可知甲球的運動時間為t1=2hg,乙球先做平拋運動,反彈后再做斜上拋運動,所以乙球的運動時間為t2=32hg,A錯誤;由于水平方向做勻速直線運動,則甲球的初速度大小為乙球初速度大小的3倍,即v1=3v2,對乙球有tan60°=gt1v2,對甲球有tanθ=gt1v1,整理解得θ=30°,B錯誤;以地面為零勢能面,甲球落地瞬間的速度大小v甲=v1cos30°=23v1,乙球落地瞬間的速度大小v乙=v2cos60°=2v2,則甲、乙兩球落地瞬間的動能分別為Ek甲=12mv甲2=23mv12,Ek乙=12mv乙2=2mv22,又v1=3v2,故Ek甲∶Ek乙=3∶1,而兩球運動過程中機(jī)械能守恒,則兩球在運動過程中的機(jī)械能之比為33.BD忽略所有摩擦力,故A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,又彈簧逐漸伸長,彈簧彈性勢能逐漸變大,故A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸減小,故A錯誤;根據(jù)A、B和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得Epmax=2mgL(cos30°-cos45°),解得彈性勢能的最大值為Epmax=(3-2)mgL,故B正確;對B受力分析,水平方向的合力Fx=F桿1·sinα-F彈=ma,對A受力分析,豎直桿對A的彈力大小F桿2=F桿1·sinα,由于滑塊B先做加速運動后做減速運動,所以豎直桿對A的彈力先大于彈簧彈力后小于彈簧彈力,故C錯誤;A下降過程中動能達(dá)到最大前,A加速下降,對A、B整體在豎直方向上受力分析,可知地面對B的支持力N<3mg,故D正確.4.AD系統(tǒng)在運動過程中,只有重力做功,故機(jī)械能守恒,A項正確;系統(tǒng)重心在A、B連線的中點位置,故A、B連線水平時,系統(tǒng)重力勢能最小,動能最大,所以A球運動至最低點過程中,其動能先增加,后減小,故B、C兩項錯誤;因A、B連線水平時,系統(tǒng)動能最大,此時A球在題圖中B球位置,故根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有mg·32L=2×12mv2,解得12mv2=5.(1)T=12NM=0.72kg(2)①2m/s②0.3J解析:(1)以A、B和輕彈簧組成的系統(tǒng)為研究對象,系統(tǒng)受到重力、支持力和繩子的拉力處于平衡狀態(tài),根據(jù)平衡條件得繩子的拉力大小T=2mgsinθ(1分)解得T=12N(1分)以C為研究對象,進(jìn)行受力分析,根據(jù)平衡條件得Tcos53°=Mg(1分)解得M=0.72kg(1分).(2)①環(huán)從位置R運動到位置Q的過程中,小環(huán)C、彈簧、輕繩、A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有Mg·2d·1tanα=12Mv2+1其中vA=vcosα(1分)聯(lián)立解得v=2m/s(1分).②由題意分析知,環(huán)C位于Q處時,B對擋板的壓力恰好為零,所以B受到重力、支持力和彈簧的拉力,對B受力分析,有kΔx1=mgsinθ(1分)解得彈簧的伸長量Δx1=0.025m(1分)小環(huán)從R運動到S時,A下降的距離為xA=dsinα-此時彈簧的壓縮量Δx2=xA-Δx1=0.025m(1分)由速度分解可知此時A的速度為零,小環(huán)從R運動到S的過程中,初、末的彈性勢能相等,故小環(huán)C、彈簧、輕繩、A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,有Mgd·1tanα+mgxAsinθ=E解得小環(huán)C在位置S時的動能Ek=1.38J(1分)小環(huán)從位置R運動到位置S的過程中,對小環(huán)C,由動能定理可知WT+Mgd·1tanα=E解得WT=0.3J(1分).考點4功能關(guān)系、能量守恒定律1.CD根據(jù)能的轉(zhuǎn)化和能量守恒定律可知,外力F做的功等于A、B動能的增量與系統(tǒng)由于摩擦而產(chǎn)生的熱量(包括A、B之間,B和地面之間因摩擦所產(chǎn)生的熱量)之和;同理,A對B的摩擦力做的功等于B動能的增量和B與地面之間因摩擦產(chǎn)生的熱量之和,雖然A對B的摩擦力與B對A的摩擦力大小相等,但在力的方向上的位移大小不同,所以A對B的摩擦力做的功與B對A的摩擦力做的功的絕對值不相等,C、D正確,A、B錯誤.2.C人從升起至懸停的過程中,噴水系統(tǒng)做的功應(yīng)該等于人與噴水裝置增加的重力勢能和運動過程中水增加的機(jī)械能之和,而人增加的重力勢能為Ep=mgh=5525J,A錯誤;人懸停在8.5m高處時,噴水系統(tǒng)對人不做功,但對水仍然要做功,B錯誤;人懸停在8.5m高處時,高壓水泵的有效功為ηP'Δt=12Δm·v2+Δm·gh=12ρ·2SΔl·v2+ρ·2SΔl·gh,高壓水泵的總功率P'=ρSv3+ρ·2Svghη=81kW,C正確;人懸停在8.5m高處時對單個噴口有PΔt=12Δm·v2=12ρSΔl·v2,單個噴口噴射水流的功率為P=Δl2Δt3.CD從物塊由靜止釋放到與傳送帶相對靜止的過程中,物塊增加的動能為Ek=12mv2,該過程中,傳送帶的位移為x2=vt、物塊的位移為x1=12vt,整理得x2=2x1,對物塊有Ffx1=12mv2+mgx1sinθ,因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q=Ff(x2-x1)=Ffx1.由能量守恒定律可知,電動機(jī)多提供的能量等于物塊增加的機(jī)械能與因摩擦而產(chǎn)生的熱量之和,大于mv2,A項錯誤.傳送帶克服摩擦力做的功為W=Ffx2=2Q,即等于電動機(jī)多提供的能量,則大于mv2,B項錯誤.傳送帶和物塊增加的內(nèi)能為Ff(x2-x1)=Ff(vt-12vt)=μmgcosθ·12vt,對物塊受力分析,由牛頓第二定律得a=Ff-mgsinθm=μgcosθ-gsinθ,則物塊加速的時間為t=va=vμgcosθ-gsinθ,故傳送帶和物塊增加的內(nèi)能為μmv2cosθ2(μcosθ-sinθ)4.BC滑塊從A到B的過程,由牛頓第二定律有mgsinθ+kx-μmgcosθ=ma,因此過程中x減小,則a減小,滑塊做加速度減小的加速運動.從B到A'點(A點關(guān)于B點對稱的點)的過程,由牛頓第二定律有mgsinθ-kx-μmgcosθ=ma,因此過程中x增大,則a減小,即從B到A'的過程中滑塊做加速度減小的加速運動,滑塊到達(dá)A'時,a恰好為0,此后滑塊受到的合力沿斜面向上,做減速運動,綜上可知滑塊到達(dá)A'處時的速度最大,選項A錯誤.滑塊從A到B,由牛頓第二定律有mgsinθ+kx-μmgcosθ=ma,解得a=kmx+gsinθ-μgcosθ,結(jié)合題圖乙得km=4-20.2-0N/(m·kg),解得彈簧的勁度系數(shù)為k=10N/m,選項B正確.滑塊在B點時,由牛頓第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma,由題圖乙知,此時滑塊的加速度a=2m/s2,代入數(shù)據(jù)解得μ=0.5,選項C正確.滑塊從釋放到第一次運動到最低點的過程,滑塊沿斜面運動的位移為s=(0.2+0.6)m=0.8m,則摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgcosθ·s=3.2J,根據(jù)能量守恒定律知,彈簧的彈性勢能的增加量為ΔEp=mgssinθ-Q=1.6J,由于初始時彈簧有彈性勢能,所以滑塊第一次運動到最低點時,彈簧的彈性勢能大于1考點5實驗:探究動能定理1.(1)0.14(1分)0.13(1分)(2)C(2分)(3)研究勻變速直線運動規(guī)律;探究加速度與合外力的關(guān)系;探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系;測量滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù).(寫出一種即可)(2分)解析:(1)由題圖乙知,合外力對滑塊(含滑輪)做的功為W=2FxBD=0.14J,根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律可得vB=xAC0.6m/s,vD=xCE2t=1.2m/s,所以滑塊(含滑輪)動能的增量ΔEk=12MvD2-12(2)因有拉力傳感器測量繩上的拉力,故不需要滿足滑塊(含滑輪)質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量,A項錯誤;若平衡摩擦力過度,會有重力做正功,滑塊(含滑輪)動能的增量應(yīng)大于合外力做的功,B項錯誤;滑輪有摩擦,需要克服摩擦力做功,有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,所以滑塊(含滑輪)動能的增量略小于合外力做的功,C項正確.(3)有打點計時器、紙帶,可研究勻變速直線運動的規(guī)律,也可測量滑塊與長木板間的動摩擦因數(shù);加速度、質(zhì)量、合外力均可知,故也可以研究加速度與質(zhì)量、合外力的關(guān)系.2.(1)ml22t12(1分)mgH(1分)mgh解析:(1)由于擋光片寬度很小,可近似認(rèn)為滑塊通過光電門的速度v=lt1,滑塊(含擋光片)動能的變化量ΔEk=12mv2-0=ml22t12.滑塊從Q1釋放勻速下滑時,設(shè)長木板的傾角為θ,Q1P長度為L,P到鐵架臺豎直桿的距離為x,由動能定理有mgH-μmgLcosθ=0,且Lcosθ=x,得μmgx=mgH.滑塊從Q2釋放時,設(shè)長木板的傾角為α,Q2P長度為L',則滑塊克服摩擦力做的功為Wf=μmgL'cosα,且L'cosα=x,故Wf=mgH.合力做的功W合=mg(H+(2)由動能定理有W合=ΔEk,即mgh=ml22t2,整理得1t2=考點6實驗:驗證機(jī)械能守恒定律1.(1)①驗證動能定理(1分)②測量重力加速度(1分,其他符合要求的答案也給分)(2)1.88(1分)1.84(1分)重物下落時受到振針、限位孔與紙帶間的阻力作用(2分)解析:(1)該實驗裝置可以驗證的是動能定理、測量重力加速度等.(2)因為紙帶上剛打出的兩點間的距離約為2mm,所以可認(rèn)為打O點時重物開始下落,則重物由O點運動到B點,重力勢能的減少量ΔEp=mghB≈1.88J,又因為vB=hC-hA2T,動能的增加量ΔEk=12mv2.(1)5.700(5.699~5.701均可,1分)(3)B(1分)A(1分)(4)d2(Δt2)2-d2(Δt1)2=4gL解析:(1)螺旋測微器固定刻度讀數(shù)為5.5mm,可動刻度讀數(shù)為20.0×0.01mm,故最終讀數(shù)為兩者相加,即5.700mm.(3)根據(jù)張同學(xué)的實驗方案,小球在最高點的速度大小為v1=dΔt1,小球在最低點的速度大小為v2=dΔt2,若小球從最低點到最高點的過程滿足機(jī)械能守恒定律,則有12md2(Δt1)2+mg(2L+d)=12md2(Δt2)2成立,化簡得d2(Δt2)2-d2(Δt1)2=4gL+2gd,所以張同學(xué)還需要測量的物理量是輕繩的長度L.根據(jù)戴同學(xué)的實驗方案,設(shè)小球做圓周運動的半徑為r(4)由(3)中分析可知,根據(jù)張同學(xué)的思路,驗證小球從最低點運動到最高點的過程機(jī)械能守恒的表達(dá)式為d2(Δt2)2-(5)由(3)中分析可知,根據(jù)戴同學(xué)的思路,驗證小球從最低點運動到最高點的過程機(jī)械能守恒的表達(dá)式為F2-F1=6mg.3.(1)AB(或AC)(2分)(2)AC(2分)(3)沒有考慮滑輪動能的增加(1分)(4)對同一距離進(jìn)行多次測量取平均值(選取受力后相對伸長盡量小的繩也可)(1分)解析:(1)通過連接在一起的A、B兩物塊驗證機(jī)械能守恒定律,即驗證系統(tǒng)的勢能變化大小與動能變化大小是否相等,A、B連接在一起,A下降的距離一定等于B上升的距離;A、B的速度大小總是相等的,故不需要測量繩子的長度;對A、B兩物塊,分別由牛頓第二定律得加速度a=(m1-m2)gm1+m2,又v=at,所以驗證機(jī)械能守恒定律的表達(dá)式為(m1-m2)gs=12(m1+m2)v2,即2(m1+m2)s=(2)如果繩子較重,系統(tǒng)的重力勢能就會有一部分轉(zhuǎn)化為繩子的動能,造成實驗誤差;繩子不宜太長,越長,形變對實驗的影響越大;物塊末速度v是根據(jù)勻變速直線運動求出的,故要保證物塊只在豎直方向運動;m1、m2相差越大,物塊運動的速度越大,則對時間的測量誤差就會越大.故提高實驗結(jié)果的準(zhǔn)確程度的做法選A、C.(3)在處理數(shù)據(jù)的過程中,A、B物塊的勢能減小量總是大于A、B物塊的動能增加量,導(dǎo)致這一結(jié)果的原因除有空氣阻力和摩擦阻力外,還有可能的原因是沒有考慮滑輪動能的增加.(4)減小誤差的建議:對同一距離進(jìn)行多次測量取平均值;選取受力后相對伸長盡量小的繩等.B由題表中所給電池的輸出電壓和容量,可算出電池最大輸出的電能為W=qU=50000×10-3×3600×36J=6.48×106J,選項A錯誤;充滿電的平衡車以額定功率行駛時,行駛時間t=6.48×106900s=7200s=2h,選項B正確;平衡車以額定功率行駛時的最大速度v=15km/h=256m/s,此時的牽引力F=Pv=216N,選項C錯誤;平衡車的百公里標(biāo)準(zhǔn)耗電量為6kW·h,在標(biāo)準(zhǔn)情況下能騎行的最大里程為x2.D設(shè)Δt時間內(nèi)吹來風(fēng)的質(zhì)量為Δm,則Δm=vΔt·Sρ,空氣動能轉(zhuǎn)化得到的電能為η·12Δmv2,所以發(fā)電功率為P=12Δmv2·3.C石塊被拋出后做平拋運動,由平拋運動的相關(guān)規(guī)律及幾何關(guān)系可知,拋出點離地面的豎直高度為h=L+Lsinα=12gt2,解得石塊做平拋運動的時間為t=2(L+Lsinα)g=2510s,石塊在水平方向上做勻速直線運動,則有s=v0t,解得石塊水平拋出的初速度為v0=510m/s,選項A、B錯誤;石塊從A點到最高點的過程中,由動能定理有W-mgh4.BD無人機(jī)從靜止到懸停的過程先加速上升后減速上升最終速度減為零,即無人機(jī)經(jīng)歷先超重再失重的過程,故空氣對無人機(jī)的作用力并非始終大于或等于無人機(jī)的重力,A項錯誤;直流電源對無人機(jī)供電的額定電流I=PU=5kW400V=12.5A,B項正確;無人機(jī)上升過程克服重力做的功W=mgh=2×105.AD設(shè)貨物在B處的速度大小為v1,將速度沿纜繩方向和與纜繩垂直方向分解,則沿纜繩方向的速度大小為v2=v1cos2θ,將汽車的速度沿纜繩方向和與纜繩垂直方向分解,則v2=vcosθ,解得v1=cosθcos2θv,A正確,B錯誤;此過程中纜繩對貨物做的功為W,根據(jù)動能定理有W-mgh=12mv12-0,解得W6.BC初始狀態(tài)時,由題意可知Δx=3mgk,Ep=12k(Δx)2=32mgΔx,燒斷細(xì)線的瞬間物塊甲受重力和橡皮筋拉力的作用,則由牛頓第二定律得kΔx-mg=ma,解得a=2g,A錯誤;當(dāng)物塊甲的加速度為零時,物塊甲的動能最大,此時橡皮筋的伸長量為Δx'=mgk=Δx3,則物塊甲上升的高度為h=Δx-Δx'=2Δx3,由于橡皮筋的彈性勢能與形變量的平方成正比,則此時橡皮筋的彈性勢能為19Ep,則彈性勢能減少了89Ep,橡皮筋彈力所做的功在數(shù)值上等于橡皮筋彈性勢能的減少量,則從燒斷細(xì)線到物塊甲的加速度為零的過程,橡皮筋上彈力做的功為89Ep=43mgΔx,C正確;由動能定理得89Ep-mgh=Ek-0,解得Ek=23mgΔx,B正確;橡皮筋恢復(fù)到原長狀態(tài)過程中,橡皮筋上彈力做的功為Ep,物塊甲克服重力做的功為mgΔx,則由動能定理得Ep-mgΔ7.AC由題圖乙可知,若小球經(jīng)過N點時的速度滿足vN2=c,有F=0,則小球經(jīng)過M點時對管道無壓力,選項A正確;由題圖乙可知,若小球經(jīng)過N點時滿足vN2=2c>c,有F>0,即小球經(jīng)過M點時對管道壁的作用力豎直向上,可知此時小球?qū)ν夤艿辣谟袎毫?選項B錯誤;若小球經(jīng)過N點時滿足vN2=c,則小球在M點時有mg=mvM2R,從N到M的過程,由機(jī)械能守恒有12mvN2=mg·2R+12mvM2,聯(lián)立解得小球做圓周運動的半徑為8.BCD根據(jù)題圖知,x=1m時,物塊的動能為2J,由12mv2=2J,解得v=2m/s,故A錯誤;對x=2m到x=4m的過程運用動能定理,有F合2Δx=ΔEk,解得F合2=2.5N,則物塊的加速度a=F合2m=2.52m/s2=1.25m/s2,故B正確;對前2m的運動過程運用動能定理得F合1Δx'=ΔE'k,解得F合1=2N,則物塊的加速度a'=F合1m=22m/s2=1m/s2,末速度2m/s,根據(jù)v'=a't得t=2s,故C正確;對全過程運用動能定理得WF-μmgx=ΔE″k,解得WF=25J,故D正確.9.AC桿從水平位置由靜止轉(zhuǎn)過90°的過程中,對小球甲,由動能定理可得WF-mgl=12mv2,顯然桿的彈力對小球甲做正功,選項A正確;把輕桿和兩端小球看作一個整體,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,而系統(tǒng)中桿的彈力對小球甲做正功,小球甲的機(jī)械能增加,則小球乙的機(jī)械能必然減少,選項B錯誤;對輕桿和兩端小球組成的整體,由機(jī)械能守恒定律有2mgl-mgl=12mv2+12×2mv2,解得v=2gl3,選項C正確;系統(tǒng)轉(zhuǎn)過90°,桿處于豎直方向時,對小球甲,由牛頓第二定律有mg+F1=mv2l,解得F1=-13mg,負(fù)號表示輕桿對小球甲的作用力豎直向上,即軸O對輕桿上半部分的作用力豎直向上,對小球乙,由牛頓第二定律有F2-2mg=2mv2l,解得F2=103mg,正號表示輕桿對小球乙的作用力豎直向上,即軸O10.(1)50(1分)小球從平臺邊緣飛出后在空中的飛行時間t(或t)(1分)(2)625mghx2(2分)(3)重力加速度g取10m/s2,取值偏大(或者當(dāng)?shù)氐?/p>