專題功能關(guān)系含答案

1、2015年新建二中高考物理第二輪復(fù)習(xí)專題2功能關(guān)系 命題人：裘有昭 審題人：涂曉政一、單項(xiàng)選擇題1如圖1所示，質(zhì)量相等的物體A和物體B與地面間的動摩擦因數(shù)相等，在力F的作用下，一起沿水平地面向右移動x，則()圖1A摩擦力對A、B做功相等BA、B動能的增量相同CF對A做的功與F對B做的功相等D合外力對A做的功與合外力對B做的功不相等解析因F斜向下作用在物體A上，A、B受的摩擦力不相同，所以摩擦力對A、B做的功不相等，A錯誤；但A、B兩物體一起運(yùn)動，速度始終相同，故A、B動能增量一定相同，B正確；F不作用在B上，因此力F對B不做功，C錯誤；合外力對物體做的功等于物體動能的增量，故D錯誤答案B2如圖

2、2所示為某中學(xué)科技小組制作的利用太陽能驅(qū)動小車的裝置當(dāng)太陽光照射到小車上方的光電板時，光電板中產(chǎn)生的電流經(jīng)電動機(jī)帶動小車前進(jìn)若質(zhì)量為m的小車在平直的水泥路上從靜止開始沿直線加速行駛，經(jīng)過時間t前進(jìn)的距離為x，且速度達(dá)到最大值vm.設(shè)這一過程中電動機(jī)的功率恒為P，小車所受阻力恒為Ff，那么這段時間內(nèi)()圖2A小車做勻加速運(yùn)動B小車受到的牽引力逐漸增大C小車受到的合外力所做的功為PtD小車受到的牽引力做的功為Ffxmv解析小車在運(yùn)動方向上受向前的牽引力F和向后的阻力Ff，因?yàn)関增大，P不變，由PFv，F(xiàn)Ffma，得出F逐漸減小，a也逐漸減小，當(dāng)vvm時，a0，故A、B項(xiàng)均錯；合外力做的功W外PtF

3、fx，由動能定理得W牽Ffxmv，故C項(xiàng)錯，D項(xiàng)對答案D3如圖3所示，一質(zhì)量為M，長為L的木板，放在光滑的水平地面上，在木板的右端放一質(zhì)量為m的小木塊，用一根不可伸長的輕繩通過光滑的定滑輪分別與m、M連接，木塊與木板間的動摩擦因數(shù)為，開始時木塊和木板靜止，現(xiàn)用水平向右的拉力F作用在M上，在將m拉向木板左端的過程中，拉力至少做功為()圖3A2mgL B.mgLC(Mm)gL DmgL解析在拉力F的作用下，m、M緩慢勻速運(yùn)動，將m拉到木板的左端的過程中，拉力做功最少，設(shè)此時繩的拉力為T，則Tmg，TmgF，當(dāng)m到達(dá)M左端時，M向右運(yùn)動的位移為，故拉力做功WF·mgL，故D正確答案D4靜止

4、在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力不計空氣阻力，在整個上升過程中，物體機(jī)械能隨時間變化關(guān)系是()解析設(shè)在恒力作用下的加速度為a，則機(jī)械能增量EFhF·at2/2，知機(jī)械能隨時間不是線性增加，撤去拉力后，機(jī)械能守恒，則機(jī)械能隨時間不變故C正確，A、B、D錯誤答案C5如圖4所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿MON，桿的水平部分粗糙，動摩擦因數(shù)0.2，桿的豎直部分光滑兩部分各套有質(zhì)量均為1 kg的小球A和B，A、B球間用細(xì)繩相連初始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知：OA3 m，OB4 m，若A球在水平拉力的作用下向右緩慢地移動1 m(取g10 m/s2)，那么該過程中拉力F做功

5、為()圖4A14 J B10 J C6 J D4 J解析對A、B球整體受力分析如圖所示，由于在水平拉力作用下A球緩慢移動，所以FN12mg2×1×10 N20 N，F(xiàn)fFN10.2×20 N4 N，根據(jù)動能定理可知，WFWFfWGB0，所以WF(Ff×l)(mgl)0，代數(shù)解得WF14 J，選項(xiàng)A正確答案A6將小球以10 m/s的初速度從地面豎直向上拋出，取地面為零勢能面，小球在上升過程中的動能Ek、重力勢能Ep與上升高度h間的關(guān)系分別如圖5中兩直線所示取g10 m/s2，下列說法正確的是()圖5A小球的質(zhì)量為0.2 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大

6、小為0.20 NC小球動能與重力勢能相等時的高度為 mD小球上升到2 m時，動能與重力勢能之差為0.5 J解析在最高點(diǎn)，Epmgh得m0.1 kg，A項(xiàng)錯誤；由除重力以外其他力做功W其E可知：fhE高E低，E為機(jī)械能，解得f0.25 N，B項(xiàng)錯誤；設(shè)小球動能和重力勢能相等時的高度為H，此時有mgHmv2，由動能定理：fHmgHmv2mv得H m，故C項(xiàng)錯；當(dāng)上升h2 m時，由動能定理，fhmghEk2mv得Ek22.5 J，Ep2mgh2 J，所以動能與重力勢能之差為0.5 J，故D項(xiàng)正確答案D7如圖6所示，質(zhì)量相等、材料相同的兩個小球A、B間用一勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連組成系統(tǒng)，系統(tǒng)穿過一

7、粗糙的水平滑桿，在作用在B上的水平外力F的作用下由靜止開始運(yùn)動，一段時間后一起做勻加速運(yùn)動，當(dāng)它們的總動能為4Ek時撤去外力F，最后停止運(yùn)動不計空氣阻力，認(rèn)為最大靜摩擦力等于滑動摩擦力則在從撤去外力F到停止運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是()圖6A撤去外力F的瞬間，彈簧的壓縮量為B撤去外力F的瞬間，彈簧的伸長量為C系統(tǒng)克服摩擦力所做的功小于系統(tǒng)機(jī)械能的減少量DA克服外力所做的總功等于2Ek解析撤去F瞬時，彈簧處于拉伸狀態(tài)，對系統(tǒng)在F作用下一起勻加速運(yùn)動，由牛頓第二定律有F2mg2ma，對A有kxmgma，求得拉伸量x，則A、B兩項(xiàng)錯誤；撤去F之后，系統(tǒng)運(yùn)動過程中，克服摩擦力所做的功等于機(jī)械能的減

8、少量，則C錯誤；對A利用動能定理W合0EkA，又有EkAEkB2Ek，則知A克服外力做的總功等于2Ek，則D項(xiàng)正確答案D8一質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上，從t0時刻開始受到方向恒定的水平拉力F作用，F(xiàn)與時間t的關(guān)系如圖7甲所示物體在時刻開始運(yùn)動，其vt圖象如圖乙所示，若可認(rèn)為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力，則()圖7A物體與地面間的動摩擦因數(shù)為B物體在t0時刻的加速度大小為C物體所受合力在t0時刻的功率為2F0v0D水平力F在t0到2t0這段時間內(nèi)的平均功率為F0(2v0)解析由題圖知在時刻，物體剛被拉動，有F0mg，則，A錯誤；在t0時刻加速度大于，B錯誤；物體在t0時刻的合力F2F0m

9、gF0，功率PFv0F0v0，C錯誤；t02t0時間內(nèi)，加速度為a，2t0時刻的速度為vv0at，t02t0時間內(nèi)的平均速度，平均功率2F0，聯(lián)立得F0(2v0)，D正確答案D9如圖8所示，有一光滑斜面傾角為，c為斜面上固定擋板，物塊a和b通過輕質(zhì)彈簧連接，a、b處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧壓縮量為x.現(xiàn)對a施加沿斜面向下的外力使彈簧再壓縮3x，之后突然撤去外力，經(jīng)時間t，物塊a沿斜面向上運(yùn)動的速度為v，此時物塊剛要離開擋板已知兩物塊的質(zhì)量均為m，重力加速度為g.下列說法正確的是()圖8A彈簧的勁度系數(shù)為B物塊b剛要離開擋板時，a的加速度為gsin C物塊a沿斜面向上運(yùn)動速度最大時，物塊b對擋板c的壓力

10、為0D撤去外力后，經(jīng)過時間t，彈簧彈力對物塊a做的功為5mgxsin mv2解析無外力作用時，以物塊a為研究對象kxmgsin ，k，選項(xiàng)A錯誤；當(dāng)物塊b剛離開擋板時，以物塊b為研究對象kx1mgsin ，所以x1x，彈簧處于拉伸狀態(tài)，這時物塊a的加速度為2gsin ，選項(xiàng)B錯誤；物塊a速度最大時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，物塊b對擋板c的壓力為2mgsin ，選項(xiàng)C錯誤；撤去外力后由動能定律得W彈mgsin ·5xmv20，W彈5mgxsin mv2，選項(xiàng)D正確答案D10如圖9，豎直平面內(nèi)的軌道和都由兩段細(xì)直桿連接而成，兩軌道長度相等，用相同的水平恒力將穿在軌道最低點(diǎn)B的靜止小球，分別沿和

11、推至最高點(diǎn)A，所需時間分別為t1、t2，動能增量分別為Ek1、Ek2，假定球在經(jīng)過軌道轉(zhuǎn)折點(diǎn)前后速度大小不變，且球與和軌道間的動摩擦因數(shù)相等，則()圖9AEk1Ek2，t1t2 BEk1Ek2，t1t2CEk1Ek2，t1t2 DEk1Ek2，t1t2解析因?yàn)槟Σ亮ψ龉f(mgcos Fsin )·smgxFh，可知沿兩軌道運(yùn)動，摩擦力做功相等，根據(jù)動能定理得：WFmghWfEk，知兩次情況拉力做功相等，摩擦力做功相等，重力做功相等，則動能的變化量相等作出在兩個軌道上運(yùn)動的速度時間圖線如圖所示，由于路程相等，則圖線與時間軸圍成的面積相等，由圖可知，t1t2.故B正確，A、C、D錯誤

12、答案B二、多項(xiàng)選擇題11有一系列斜面，傾角各不相同，它們的底端相同，都是O點(diǎn)，如圖10所示有一些完全相同的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從這些斜面上的A、B、C、D各點(diǎn)同時由靜止釋放，下列判斷正確的是()圖10A若各斜面均光滑，且這些滑塊到達(dá)O點(diǎn)的速率相同，則A、B、C、D各點(diǎn)處在同一水平線上B若各斜面均光滑，且這些滑塊到達(dá)O點(diǎn)的速率相同，則A、B、C、D各點(diǎn)處在同一豎直面內(nèi)的圓周上C若各斜面均光滑，且這些滑塊到達(dá)O點(diǎn)的時間相同，則A、B、C、D各點(diǎn)處在同一豎直面內(nèi)的圓周上D若各斜面與這些滑塊間有相同的動摩擦因數(shù)，滑到O點(diǎn)的過程中，各滑塊損失的機(jī)械能相同，則A、B、C、D各點(diǎn)處在同一豎直線上解析由機(jī)械能守

13、恒可知A正確，B錯誤；若A、B、C、D各點(diǎn)在同一豎直平面內(nèi)的圓周上，則下滑時間均為t(d為直徑)，因此選項(xiàng)C正確；設(shè)斜面和水平面間夾角為，損失的機(jī)械能為Emgscos ，損失機(jī)械能相同，則scos 相同，因此A、B、C、D各點(diǎn)在同一豎直線上，D正確答案ACD12三角形傳送帶以1 m/s的速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動，兩邊的傳送帶長都是2 m且與水平方向的夾角均為37°.現(xiàn)有兩個質(zhì)量相同的小物塊A、B從傳送帶頂端都以1 m/s的初速度沿傳送帶下滑，物塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)都是0.5，g取10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°()圖11A物塊A先到達(dá)傳送帶底端B

14、物塊A、B同時到達(dá)傳送帶底端C傳送帶對物塊A、B均做負(fù)功D物塊A下滑過程系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量小于B下滑過程系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量解析計算比較得mgsin mgcos ，A和B沿傳送帶斜面向下做初速度相同、加速度相同的勻加速運(yùn)動，并且兩物塊與地面距離相同，所以兩物塊同時到達(dá)底端，選項(xiàng)A錯，B對；兩物塊的摩擦力方向都與運(yùn)動方向相反，所以傳送帶對物塊A、B均做負(fù)功，選項(xiàng)C對；物塊A與傳送帶運(yùn)動方向相同，物塊B與傳送帶運(yùn)動方向相反，而劃痕是指物塊與傳送帶間的相對位移，所以s相對As相對B，而Q熱mgs相對，所以QAQB，選項(xiàng)D對答案BCD13如圖12所示，長為L的粗糙長木板水平放置，在木板的A端放置一個質(zhì)量為m的小

15、物塊現(xiàn)緩慢地抬高A端，使木板以左端為軸轉(zhuǎn)動，當(dāng)木板轉(zhuǎn)到與水平面的夾角為時小物塊開始滑動，此時停止轉(zhuǎn)動木板，小物塊滑到底端的速度為v，重力加速度為g.下列判斷正確的是()圖12A整個過程物塊受的支持力垂直于木板，所以不做功B物塊所受支持力做功為mgLsin C發(fā)生滑動前靜摩擦力逐漸增大D整個過程木板對物塊做的功等于物塊機(jī)械能的增量解析由題意得，物塊滑動前支持力屬于沿運(yùn)動軌跡切線方向的變力，由微元法可知在這個過程中支持力做正功，而且根據(jù)動能定理，在緩慢抬高A端的過程中，WmgLsin 0，可知WmgLsin ，所以A項(xiàng)錯，B項(xiàng)正確由平衡條件得在滑動前靜摩擦力f靜mgsin ，當(dāng)，f靜，所以C正確在

16、整個過程中物塊的重力勢能不變，動能增加，所以機(jī)械能變大，根據(jù)除了重力以外其他力做功等于機(jī)械能的變化量可知D項(xiàng)正確答案BCD14如圖13甲所示，質(zhì)量m0.5 kg，初速度v010 m/s的物體，受到一個與初速方向相反的外力F的作用，沿粗糙的水平面滑動，經(jīng)3 s撤去外力，直到物體停止，整個過程物體的vt圖象如圖乙所示，g取10 m/s2，則()圖13A物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.1B02 s內(nèi)F做的功為8 JC07 s內(nèi)物體由于摩擦產(chǎn)生的熱量為25 JD07 s內(nèi)物體滑行的總位移為29 m解析由圖象可知物體在37 s內(nèi)僅受摩擦力做減速運(yùn)動，其加速度a1 m/s2g，得物體與地面的動摩擦因數(shù)為0.1

17、，A對；計算07 s內(nèi)所圍面積可得物體滑行的總位移為x29 m，D對，07 s內(nèi)物體由于摩擦產(chǎn)生的熱量為Qmgx14.5 J，C錯；02 s加速度a12 m/s2，由mgFma1可得F0.5 N,02 s內(nèi)位移由面積可得s16 m，所以F做的功為WFs8 J，B對答案ABD2、 實(shí)驗(yàn)題15某興趣小組的實(shí)驗(yàn)裝置如圖14所示，通過電磁鐵控制的小球從A點(diǎn)自由下落，下落過程中經(jīng)過光電門B時，通過與之相連的毫秒計時器(圖中未畫出)記錄下?lián)豕鈺r間t，測出A、B之間的距離h.實(shí)驗(yàn)前應(yīng)調(diào)整光電門位置使小球下落過程中球心通過光電門中的激光束圖14(1)若用該套裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒，已知重力加速度為g，還需要測量的

18、物理量為_AA點(diǎn)與地面間的距離HB小球的質(zhì)量mC小球從A到B的下落時間tABD小球的直徑d(2)用游標(biāo)卡尺測得小球直徑如圖15所示，則小球直徑為_ cm，某次小球通過光電門毫秒計數(shù)器的讀數(shù)為3 ms，則該次小球通過光電門B時的瞬時速度大小為v_ m/s.圖15(3)若用該套裝置進(jìn)行“探究做功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，大家提出以下幾種猜想：Wv；Wv2；W.然后調(diào)節(jié)光電門B的位置，計算出小球每次通過光電門B的速度v1、v2、v3、v4，并測出小球在A、B間的下落高度h1、h2、h3、h4，然后繪制了如圖16所示的hv圖象若為了更直觀地看出h和v的函數(shù)關(guān)系，他們下一步應(yīng)該重新繪制()圖16Ahv

19、2圖象 Bh 圖象Ch 圖象 Dh 圖象答案(1)D(2)1.143.8(3)A解析(1)根據(jù)機(jī)械能守恒定律知，需要知道速度和物體下落的高度，故選項(xiàng)D正確(2)游標(biāo)卡尺是10分的，故游標(biāo)卡尺的的讀數(shù)為1.14 cm，由平均速度來表示瞬時速度，故v3.8 m/s.(3)由于圖中曲線是開口向上的拋物線，故由數(shù)學(xué)知識可以猜到hv2關(guān)系，故選項(xiàng)A正確16小宇同學(xué)看見一本參考書上說“在彈性限度內(nèi)，勁度系數(shù)為k的彈簧，形變量為x時的彈性勢能為Epkx2”，為了驗(yàn)證該結(jié)論，他分別設(shè)計了下面的三個實(shí)驗(yàn)(重力加速度用g表示)：實(shí)驗(yàn)一：如圖17甲所示，在豎直掛著的彈簧下端掛上一個質(zhì)量為m的小球，測得其靜止后彈簧的

20、形變量為d；實(shí)驗(yàn)二：如圖乙所示，將同一根彈簧豎直固定在水平桌面上，并把同一個小球置于彈簧上端，在彈簧外側(cè)套一根帶插銷孔的內(nèi)壁光滑的透明長管，將彈簧壓縮后用插銷鎖定，測出彈簧壓縮量為x.拔掉插銷解除鎖定后，彈簧將小球彈起，測出小球上升的最大高度為H；實(shí)驗(yàn)三：如圖丙所示，將這根彈簧置于光滑水平桌面上，一端固定，另一端通過前面的小球?qū)椈蓧嚎sx后釋放，測得桌面高度為h，小球最終落點(diǎn)與桌面邊沿的水平距離為L.圖17(1)由實(shí)驗(yàn)一測得該彈簧的勁度系數(shù)k_；(2)若Epkx2成立，則實(shí)驗(yàn)二中測出的物理量x與d、H的關(guān)系式是x_；(3)若Epkx2成立，則實(shí)驗(yàn)三中測出的物理量x與d、h、L的關(guān)系式是x_.答

21、案(1)(2)(3)L解析(1)如題圖甲所示，在豎直掛著的彈簧下端掛上一個質(zhì)量為m的小球，測得其靜止后彈簧的形變量為d，根據(jù)二力平衡得：Fmgkdk.(2)拔掉插銷解除鎖定后，彈簧將小球彈起，測出小球上升的最大高度為H，若Epkx2成立，根據(jù)小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒列出等式Epkx2mgH由解得x.(3)將彈簧壓縮x后釋放，小球初動能Ek10，小球離開桌面后，以初速度v0做平拋運(yùn)動，則有Lv0thgt2可得v0L彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的動能，所以Epkx2mv解得xL.17某學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲“探究小車動能變化與合外力對它所做功的關(guān)系”，在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計了如圖18所示甲、乙兩套裝置，圖中A為小車，

22、B為打點(diǎn)計時器，C為彈簧測力計，P為小桶(內(nèi)有沙子)，一端帶有定滑輪的足夠長的木板水平放置圖18(1)如果忽略滑輪與繩間的摩擦，小組成員認(rèn)為：甲圖中彈簧秤的示數(shù)即為小車受到的拉力大??；乙圖中彈簧秤示數(shù)的二倍為小車受到的拉力大小請判斷兩種分析是否正確，若不正確，請指明并簡要說出不正確的原因_.(2)選擇了上述一種合理的方法后，要順利完成該實(shí)驗(yàn)，除圖中實(shí)驗(yàn)儀器和低壓交流電源(含導(dǎo)線)外，還必需的兩個實(shí)驗(yàn)儀器是_、_.(3)該實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)小車受到的阻力對實(shí)驗(yàn)結(jié)果影響較大，在長木板保持水平的情況下，請你利用該裝置測出小車受到的阻力，其方法是_(4)在上述實(shí)驗(yàn)操作中，打點(diǎn)計時器使用的交流電頻率為50 Hz

23、，某同學(xué)打出的一段紙帶如圖19所示，O、A、BF為打點(diǎn)計時器連續(xù)打出的計時點(diǎn)，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)求出小車運(yùn)動時與紙帶上E點(diǎn)相對應(yīng)的瞬時速度vE_ m/s.(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)圖19答案(1)的說法是正確的；的說法不正確，因?yàn)楫?dāng)小車加速運(yùn)動時，要考慮滑輪的質(zhì)量，小車所受到的拉力小于(或不等于)彈簧秤示數(shù)的二倍(2)刻度尺天平(3)調(diào)整小桶內(nèi)沙子的質(zhì)量，輕推小車，使小車拖動紙帶做勻速運(yùn)動，則彈簧秤的示數(shù)等于小車受到的阻力大小(4)1.39解析(1)在題圖甲中，小車的拉力等于彈簧秤的拉力，在題圖乙中，考慮到動滑輪的質(zhì)量m，設(shè)彈簧秤的拉力為F，小車對滑輪的拉力為FT，則2FFTma，知小車所受到的拉力小

24、于(或不等于)彈簧秤示數(shù)的二倍(2)該實(shí)驗(yàn)要計算出小車的動能，要測量小車的質(zhì)量，所以需要天平；要測量紙帶計時點(diǎn)之間的長度，還需要刻度尺(3)調(diào)整小桶內(nèi)沙子的質(zhì)量，輕推小車，使小車拖動紙帶做勻速運(yùn)動，則彈簧秤的示數(shù)等于小車受到的阻力大小(4)E點(diǎn)的速度等于DF段的平均速度vE m/s1.39 m/s.3、 計算題18如圖20所示，豎直放置的四分之一光滑圓弧軌道固定在平臺AB上，軌道半徑R1.8 m，末端與平臺相切于A點(diǎn)傾角為37°的斜面BC緊靠平臺固定，斜面頂端與平臺等高從圓弧軌道最高點(diǎn)由靜止釋放質(zhì)量為m1 kg的滑塊a，當(dāng)a運(yùn)動到B點(diǎn)的同時，與a質(zhì)量相同的滑塊b從斜面底端C點(diǎn)以初速度

25、v05 m/s沿斜面向上運(yùn)動，a、b(視為質(zhì)點(diǎn))恰好在斜面上的P點(diǎn)相遇，已知AB的長度s2 m，a與AB面及b與BC面間的動摩擦因數(shù)均為0.5，重力加速度g10 m/s2，sin 37°0.6，cos 37°0.8，求：圖20(1)滑塊a在圓弧軌道末端A時受軌道的作用力；(2)滑塊a在B點(diǎn)時的速度；(3)斜面上P、C間的距離解析(1)在圓弧軌道上，由動能定理mgRmv得vA6 m/s在A點(diǎn)，由牛頓第二定律，F(xiàn)Nmg代入數(shù)據(jù)得FN30 N(2)從A到B，由牛頓第二定律及運(yùn)動學(xué)公式得mgmaA2aAsvv得vB4 m/s(3)滑塊a離開B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動xvBtytan 代入數(shù)據(jù)

26、得t0.6 s滑塊b沿斜面向上運(yùn)動，由牛頓第二定律a110 m/s2滑塊b從C點(diǎn)開始到速度為零經(jīng)歷的時間t10.5 s0.6 s因此，滑塊b要沿斜面下滑，由牛頓第二定律a2gsin gcos 2 m/s2P、C間的距離xPCv0t1a1ta2(tt1)21.24 m.答案(1)30 N(2)4 m/s(3)1.24 m19如圖21所示為某種彈射裝置的示意圖，光滑的水平導(dǎo)軌MN右端N處與水平傳送帶理想連接，傳送帶長L4.0 m，電動機(jī)帶動皮帶輪沿順時針方向轉(zhuǎn)動，傳送帶以速率v3.0 m/s勻速運(yùn)動質(zhì)量為m1.0 kg的滑塊置于水平導(dǎo)軌上，將滑塊向左移動壓縮彈簧，后由靜止釋放滑塊，滑塊脫離彈簧后以

27、速度v02.0 m/s滑上傳送帶，并從傳送帶右端滑落至地面上的P點(diǎn)已知滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)0.20，g10 m/s2.圖21(1)如果水平傳送帶距地面的高度為h0.2 m，求滑塊從傳送帶右端滑出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離是多少？(2)如果改變彈簧的壓縮量，重復(fù)以上的實(shí)驗(yàn)，要使滑塊總能落至P點(diǎn)，則彈簧彈性勢能的最大值是多少？在傳送帶上最多能產(chǎn)生多少熱量？解析(1)滑塊滑上傳送帶后由mgma，得加速度ag2 m/s2設(shè)滑塊從滑上傳送帶到速度達(dá)到傳送帶的速度v所用的時間為t.由vv0at，得t0.5 s在時間t內(nèi)滑塊的位移為xv0tat21.25 mL故滑塊在傳送帶上加速到與傳送帶速度相等后勻速從

28、右端滑出根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有hgt2，xPvt，解得xP0.6 m.(2)滑塊滑上傳送帶的初速度如果增大，要使滑塊從傳送帶右端平拋的水平位移不變，而滑塊滑上傳送帶的速度達(dá)到最大，則應(yīng)滿足滑塊經(jīng)過傳送帶減速運(yùn)動到右端時，速度恰好為v3 m/s由v2v022(a)L，解得v05 m/s故彈簧的最大彈性勢能為Epmmv0212.5 J在這種情況下滑塊與傳送帶的相對路程最大，產(chǎn)生的熱量最多，設(shè)相對路程為L，則LLv·1 m則最多能產(chǎn)生的熱量為QmmgL2 J.答案(1)0.6 m(2)2 J20圖22為某游樂場內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切點(diǎn)A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面一質(zhì)量為m的游客(視為質(zhì)點(diǎn))可從軌道AB的任意位置滑下，不計空氣阻力圖22(1)若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下，到B點(diǎn)時沿切線方向滑離軌道落在水面D點(diǎn)，OD2R，求游客滑到B點(diǎn)時的速度vB大小及運(yùn)動過程軌道摩擦力對其所做的功Wf；(2)若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點(diǎn)，又因受到微小擾動，