2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能階段檢測(cè)含解析新人教版

PAGE13-階段滾動(dòng)檢測(cè)(五)(第五章)(45分鐘100分)一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。1～5小題為單選,6～8小題為多選)1．(2024·榆林模擬)一個(gè)人站立在商店的自動(dòng)扶梯的水平踏板上，隨扶梯向上加速，如圖所示，則()A．人對(duì)踏板的壓力大小等于人所受到的重力大小B．人只受重力和踏板的支持力的作用C．踏板對(duì)人的支持力做的功等于人的機(jī)械能增加量D．人所受合力做的功等于人的動(dòng)能的增加量【解析】選D。人的加速度斜向上，將加速度分解到水平和豎直方向得：ax＝acosα，方向水平向右；ay＝asinα，方向豎直向上，水平方向受靜摩擦力作用，f＝max＝macosα，水平向右，豎直方向受重力和支持力，F(xiàn)N－mg＝masinα，由牛頓第三定律知人對(duì)踏板的壓力FN′＝FN>mg，故A、B錯(cuò)誤；踏板對(duì)人的作用力即為支持力與摩擦力，并且二力均做正功；故在隨著扶梯向上加速運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，踏板對(duì)人支持力做的功小于人的機(jī)械能的增加量，故C錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)能定理可知：合外力對(duì)人做的功等于人動(dòng)能的增加量，故D正確。2.按壓式圓珠筆內(nèi)裝有一根小彈簧,尾部有一個(gè)小帽,壓一下小帽,筆尖就伸出來(lái)。如圖所示,使筆的尾部朝下,將筆向下按到最低點(diǎn),使小帽縮進(jìn),然后放手,筆將向上彈起至肯定的高度。忽視摩擦和空氣阻力。筆從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中()A.筆的動(dòng)能始終增大B.筆的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和始終減小C.彈簧的彈性勢(shì)能削減量等于筆的動(dòng)能增加量D.彈簧的彈性勢(shì)能削減量等于筆的重力勢(shì)能增加量【解析】選D。起先時(shí)彈力大于筆的重力,則筆向上做加速運(yùn)動(dòng);當(dāng)彈力等于重力時(shí)加速度為零,速度最大;然后彈力小于重力,筆向上做減速運(yùn)動(dòng),當(dāng)筆離開(kāi)桌面時(shí)將做豎直上拋運(yùn)動(dòng),直到速度減為零到達(dá)最高點(diǎn)。筆的動(dòng)能先增大后減小,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因只有彈力和重力做功,則筆的重力勢(shì)能、動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能守恒;因動(dòng)能先增加后減小,則筆的重力勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能總和先減小后增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因整個(gè)過(guò)程中初末動(dòng)能不變,則彈簧的彈性勢(shì)能削減量等于筆的重力勢(shì)能的增加量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確?！炯庸逃?xùn)練】如圖所示，光滑水平面上，質(zhì)量分別為m、M的木塊A、B在水平恒力F作用下一起以加速度a向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，木塊間的輕質(zhì)彈簧勁度系數(shù)為k，原長(zhǎng)為L(zhǎng)0，則此時(shí)木塊A、B間的距離為 ()A.L0+B.L0+C.L0+ D.L0+【解析】選B。先以A、B整體為探討對(duì)象，加速度為a，依據(jù)牛頓其次定律可得a=，再隔離木塊A，彈簧的彈力為T(mén)=ma=kΔx，則彈簧的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=L0+=L0+，選項(xiàng)B正確。3.2020年2月2日上午，武漢火神山醫(yī)院正式交付，從方案設(shè)計(jì)到建成交付僅用10天，被譽(yù)為“中國(guó)速度”。在醫(yī)院建立過(guò)程中，有一吊機(jī)將靜止在地面上的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中，v-tA．1s末貨物的加速度大小為1.5m/s2B．前2s內(nèi)貨物克服重力做功的功率不變C．最終3s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)D．在第4s末至第7s末的過(guò)程中，貨物的機(jī)械能增大【解析】選D。0～1s內(nèi)貨物做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，速度圖像的斜率表示加速度，則有a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(1.5,2)m/s2＝0.75m/s2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；前2s內(nèi)貨物的速度增大，克服重力做功的功率P＝mgv增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；最終3s內(nèi)貨物減速上升，加速度方向向下，所以貨物處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在第4s末至第7s末的過(guò)程中，拉力仍對(duì)貨物做正功，所以貨物的機(jī)械能增大，選項(xiàng)D正確。4.(萬(wàn)有引力與航天、機(jī)械能)北斗三號(hào)基本系統(tǒng)已完成建設(shè)，起先供應(yīng)全球服務(wù)。其導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道如圖所示：a為低軌道極地衛(wèi)星；b為地球同步衛(wèi)星；c為傾斜軌道衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面有肯定的夾角，周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。下列說(shuō)法正確的是()A．衛(wèi)星a的線速度比衛(wèi)星c的線速度小B．衛(wèi)星b和衛(wèi)星c的線速度大小相等C．衛(wèi)星b的向心加速度比衛(wèi)星c的向心加速度大D．衛(wèi)星a的機(jī)械能肯定比衛(wèi)星b的機(jī)械能大【解析】選B。人造衛(wèi)星在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中由萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力，依據(jù)萬(wàn)有引力定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)得Geq\f(mM,r2)＝ma＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(\f(GM,r))，a＝eq\f(GM,r2)，由題意可知，衛(wèi)星a的軌道半徑小于衛(wèi)星c(b)的軌道半徑，故衛(wèi)星a的線速度大于衛(wèi)星c的線速度；衛(wèi)星b和衛(wèi)星c的周期相同，由Geq\f(mM,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，可知軌道半徑相同，故衛(wèi)星b的線速度等于衛(wèi)星c的線速度，衛(wèi)星b的向心加速度等于衛(wèi)星c的向心加速度，選項(xiàng)A、C錯(cuò)誤，B正確；由于不知道衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，故無(wú)法推斷衛(wèi)星a的機(jī)械能與衛(wèi)星b的機(jī)械能關(guān)系，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。5．(2024·大慶模擬)目前，我國(guó)在人工智能和無(wú)人駕駛技術(shù)方面已取得較大突破。為早日實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛，某公司對(duì)汽車(chē)性能進(jìn)行了一項(xiàng)測(cè)試，讓質(zhì)量為m的汽車(chē)沿一山坡向上或向下直線行駛。測(cè)試中發(fā)覺(jué)，下坡時(shí)若只關(guān)掉油門(mén)，則汽車(chē)的速度保持不變；若以恒定的功率P上坡，則從靜止啟動(dòng)做加速運(yùn)動(dòng)，發(fā)生位移s時(shí)速度剛好達(dá)到最大值vm。設(shè)汽車(chē)在上坡和下坡過(guò)程中所受的由各種摩擦引起的總阻力大小恒定，下列說(shuō)法正確的是()A．關(guān)掉油門(mén)后的下坡過(guò)程，汽車(chē)的機(jī)械能守恒B．上坡過(guò)程中，汽車(chē)牽引力漸漸增大C．上坡過(guò)程中，汽車(chē)速度由eq\f(vm,4)增至eq\f(vm,2)，所用的時(shí)間大于eq\f(3mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)),32P)D．上坡過(guò)程中，汽車(chē)從靜止啟動(dòng)到剛好達(dá)到最大速度vm所用時(shí)間等于eq\f(2s,vm)【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)留意以下兩點(diǎn)：(1)下坡過(guò)程，由共點(diǎn)力平衡條件可求得汽車(chē)受到的阻力，推斷機(jī)械能是否守恒；(2)上坡過(guò)程，由P=Fv推斷牽引力大小的變更狀況，由動(dòng)能定理推斷加速的時(shí)間。【解析】選C。關(guān)掉油門(mén)后的下坡過(guò)程，汽車(chē)動(dòng)能不變，重力勢(shì)能減小，因此汽車(chē)的機(jī)械能減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)P＝Fv，由于以恒定功率起動(dòng)，上坡過(guò)程中，隨速度的增加，牽引力減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；設(shè)汽車(chē)速度由eq\f(vm,4)增至eq\f(vm,2)位移為s0，依據(jù)動(dòng)能定理Pt－fs0＝eq\f(1,2)m(eq\f(vm,2))2－eq\f(1,2)m(eq\f(vm,4))2，整理得t＝eq\f(3mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)),32P)＋eq\f(fs0,P)>eq\f(3mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(m)),32P)，選項(xiàng)C正確；由于汽車(chē)做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，可知eq\x\to(v)>eq\f(vm,2)，因此整個(gè)過(guò)程的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f(s,\x\to(v))<eq\f(2s,vm)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.如圖所示，用輕繩連接的滑輪組下方懸掛著兩個(gè)物體，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，且m2＝2m1，m1用輕繩掛在動(dòng)滑輪上，滑輪的質(zhì)量、摩擦均不計(jì)?，F(xiàn)將系統(tǒng)從靜止釋放，對(duì)m1上升h高度(h小于兩滑輪起始高度差)這一過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是()A．m2減小的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為m1增加的重力勢(shì)能B．m1上升到h高度時(shí)的速度為eq\r(\f(2gh,3))C．輕繩對(duì)m2做功的功率與輕繩對(duì)m1做功的功率大小相等D．輕繩的張力大小為eq\f(1,3)m1g【解析】選B、C。依據(jù)能量守恒可知，m2減小的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為m1的重力勢(shì)能和兩物體的動(dòng)能，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；依據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知，m2的速度為m1速度的2倍，依據(jù)動(dòng)能定理可得m2g·2h－m1gh＝eq\f(1,2)m2veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))＋eq\f(1,2)m1veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))，解得v1＝eq\r(\f(2gh,3))，選項(xiàng)B正確；輕繩的拉力相同，故輕繩對(duì)m2做功的功率P2＝Fv2，輕繩對(duì)m1做功的功率P1＝2F·v1，由于v2＝2v1，故輕繩對(duì)m2做功的功率與輕繩對(duì)m1做功的功率大小相等，選項(xiàng)C正確；依據(jù)動(dòng)滑輪的特點(diǎn)可知，m1的加速度為m2的加速度的一半，依據(jù)牛頓其次定律可知2F－m1g＝m1a，m2g－F＝m2a′，a′＝2a，聯(lián)立解得F＝eq\f(2m1g,3)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.如圖所示，光滑軌道ABCD是大型游樂(lè)設(shè)施過(guò)山車(chē)軌道的簡(jiǎn)化模型，最低點(diǎn)B處的入、出口靠近但相互錯(cuò)開(kāi)，C是半徑為R的圓形軌道的最高點(diǎn)，BD部分水平，末端D點(diǎn)與右端足夠長(zhǎng)的水平傳送帶無(wú)縫連接，傳送帶以恒定速度v逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將一質(zhì)量為m的小滑塊從軌道AB上某一固定位置A由靜止釋放，滑塊能通過(guò)C點(diǎn)后再經(jīng)D點(diǎn)滑上傳送帶，則()A．固定位置A到B點(diǎn)的豎直高度可能為2RB．滑塊在傳送帶上向右運(yùn)動(dòng)的最大距離與傳送帶速度v有關(guān)C．滑塊可能重新回到動(dòng)身點(diǎn)A處D．傳送帶速度v越大，滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量越多【解題指導(dǎo)】解答本題應(yīng)留意以下三點(diǎn)：(1)滑塊恰能通過(guò)C點(diǎn)時(shí)依據(jù)牛頓其次定律列方程求C點(diǎn)時(shí)的速度，由動(dòng)能定理知AC高度差，從而知AB高度；(2)對(duì)滑塊在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程依據(jù)動(dòng)能定理列方程推斷影響最大距離的因素；依據(jù)傳送帶速度知滑塊的速度，從而可知是否能回到A點(diǎn)；(3)滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q=μmgΔx，算熱量多少，分析相對(duì)路程?！窘馕觥窟xC、D。若滑塊恰能通過(guò)C點(diǎn)時(shí)有：mg＝meq\f(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C)),R)；由A到C，依據(jù)動(dòng)能定理知mghAC＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))；聯(lián)立解得：hAC＝eq\f(1,2)R；則AB間豎直高度最小為2R＋eq\f(1,2)R＝2.5R，所以A到B點(diǎn)的豎直高度不行能為2R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)滑塊在傳送帶上滑行的最遠(yuǎn)距離為x，則由動(dòng)能定理：0－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(C))＝2mgR－μmgx，知x與傳送帶速度無(wú)關(guān)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；若滑塊回到D點(diǎn)速度大小不變，則滑塊可重新回到動(dòng)身點(diǎn)A點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；滑塊與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmgΔx，傳送帶速度越大，相對(duì)路程越大，產(chǎn)生熱量越多，選項(xiàng)D正確。8．(2024·西安模擬)2024年北京和張家口將攜手舉辦冬奧會(huì)，因此在張家口建立了高標(biāo)準(zhǔn)的滑雪跑道(圖甲)，來(lái)迎接冬奧會(huì)的到來(lái)。如圖乙所示，一個(gè)滑雪運(yùn)動(dòng)員從左側(cè)斜坡距離坡底8m處自由滑下，當(dāng)下滑到距離坡底s1處時(shí)，動(dòng)能和勢(shì)能相等(以坡底為參考平面)；到坡底后運(yùn)動(dòng)員又靠慣性沖上斜坡(不計(jì)經(jīng)過(guò)坡底時(shí)的機(jī)械能損失)，當(dāng)上滑到距離坡底s2處時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)能和勢(shì)能又相等，上滑的最大距離為4m。關(guān)于這個(gè)過(guò)程，A．摩擦力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功等于運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的變更量B．重力和摩擦力對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的總功等于運(yùn)動(dòng)員動(dòng)能的變更量C．s1<4m，s2>2mD．s1>4m，s2<2m【解析】選B、C。運(yùn)動(dòng)員在斜坡上滑行的過(guò)程中有重力做功、摩擦力做功，由動(dòng)能定理可知A錯(cuò)誤，B正確；從左側(cè)斜坡s處滑至s1處過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：mg(s－s1)sinα－Wf＝eq\f(1,2)mv2①(其中s＝8m，s1是距坡底的距離)，因?yàn)橄禄骄嚯x坡底s1處動(dòng)能和勢(shì)能相等，所以有：mgs1sinα＝eq\f(1,2)mv2②，由①②式得：mg(s－s1)sinα－Wf＝mgs1sinα③，由③式得：s－s1>s1，即s1<4m；同理，從右側(cè)斜坡s2處滑至s′(s′＝4m)處過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：－mg(s′－s2)sinθ－W′f＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))④，因?yàn)榫嗥碌譻2處動(dòng)能和勢(shì)能相等，有mgs2sinθ＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))⑤，由④⑤式得：mg(s′－s2)sinθ＋W′f＝mgs2sinθ⑥，由⑥式得：s′－s2<s2，即s2>2m。綜上所述，C正確，D錯(cuò)誤?！炯庸逃?xùn)練】(多選)(2024·濟(jì)寧模擬)用輕桿通過(guò)鉸鏈相連的小球A、B、C處于豎直平面內(nèi)，質(zhì)量均為m，兩段輕桿等長(zhǎng)?，F(xiàn)將C球置距地面高h(yuǎn)處，由靜止釋放，假設(shè)三個(gè)小球只在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不計(jì)一切摩擦，則在小球C下落過(guò)程中()A.小球A、B、C組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.小球C的機(jī)械能先減小后增大C.小球C落地前瞬間的速度大小為eq\r(2gh)D.當(dāng)小球C的機(jī)械能最小時(shí)，地面對(duì)小球B的支持力大于mg【解析】選A、B、C。由于小球A、B、C組成的系統(tǒng)只有重力做功，故系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)A正確；小球B的初速度為零，C落地瞬間，B的速度為零，故B的動(dòng)能先增大后減小，而B(niǎo)的重力勢(shì)能不變，則B的機(jī)械能先增大后減小，同理可得A的機(jī)械能先增大后減小，而系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故C的機(jī)械能先減小后增大，選項(xiàng)B正確；小球C落地前瞬間的速度大小依據(jù)動(dòng)能定理可知eq\f(1,2)mv2＝mgh，解得v＝eq\r(2gh)，選項(xiàng)C正確；當(dāng)小球C的機(jī)械能最小時(shí)，小球B速度最大，此時(shí)小球B的加速度為零，水平方向所受的合力為零，桿CB對(duì)小球B恰好沒(méi)有力的作用，所以地面對(duì)小球B的支持力大小為mg，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。二、試驗(yàn)題(12分)9．(2024·吉林模擬)某同學(xué)用如圖甲所示裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的試驗(yàn)。質(zhì)量均為M的A、B兩個(gè)圓筒用繞過(guò)光滑定滑輪的細(xì)線連接，圓筒B鎖定在桌子的邊緣，B上裝有質(zhì)量不計(jì)的遮光條，遮光條上方有與光電計(jì)時(shí)器連接的光電門(mén)，圓筒A中裝有10個(gè)質(zhì)量均為m的砝碼。已知重力加速度為g：(1)試驗(yàn)前用游標(biāo)卡尺測(cè)出遮光條的寬度，示數(shù)如圖乙所示，則遮光條的寬度d＝__________mm；(2)解除對(duì)圓筒B的鎖定，使圓筒B由靜止起先向上運(yùn)動(dòng)，通過(guò)光電門(mén)時(shí)，遮光條的遮光時(shí)間為t，此時(shí)A、B和10個(gè)砝碼具有的總動(dòng)能為_(kāi)___________(用測(cè)得和已知的物理量表示)；要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，還須要測(cè)量的物理量為_(kāi)_________________________(寫(xiě)出物理量及其符號(hào))；(3)每一次將A中的一個(gè)砝碼取出后放在B中，重復(fù)(2)的試驗(yàn)，測(cè)得遮光條每次遮光的時(shí)間為t，作出eq\f(1,t2)-(n－5)圖象(其中n為A筒中砝碼的個(gè)數(shù)，n大于5)，假如作出的是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，則圖像的斜率為_(kāi)__________(用已知和測(cè)量的物理量表示)，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證?！窘馕觥?1)該游標(biāo)卡尺為20分度，最小精確度為0.05mm，游標(biāo)卡尺讀數(shù)為3mm＋11×0.05mm(2)遮光條遮光時(shí)間為t時(shí)，系統(tǒng)的速度大小為v＝eq\f(d,t)，系統(tǒng)的總動(dòng)能Ek＝eq\f(1,2)(2M＋10m)(eq\f(d,t))2＝(M＋5m)(eq\f(d,t))2。要驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，即要驗(yàn)證系統(tǒng)削減的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能，因此還須要測(cè)量解除鎖定前，遮光條到光電門(mén)的高度h。(3)當(dāng)A筒中有n個(gè)砝碼時(shí)，B筒中有10－n個(gè)砝碼，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒時(shí)[n－(10－n)]mgh＝eq\f(1,2)(2M＋10m)(eq\f(d,t))2即eq\f(1,t2)＝eq\f(2mgh,（M＋5m）d2)(n－5)，因此假如作出的eq\f(1,t2)-(n－5)圖象是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線，則圖像的斜率k＝eq\f(2mgh,（M＋5m）d2)，則機(jī)械能守恒定律得到驗(yàn)證。答案：(1)3.55(2)(M＋5m)(eq\f(d,t))2解除鎖定前，遮光條到光電門(mén)的高度h(3)eq\f(2mgh,（M＋5m）d2)【加固訓(xùn)練】(2024·晉中模擬)某試驗(yàn)小組要通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。試驗(yàn)裝置如圖甲所示，水平桌面上固定一氣墊導(dǎo)軌，把氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平，在導(dǎo)軌上A點(diǎn)處有一帶長(zhǎng)方形遮光條的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端用跨過(guò)輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一質(zhì)量為m的鉤碼相連，遮光條兩條長(zhǎng)邊與導(dǎo)軌垂直，導(dǎo)軌上B點(diǎn)有一光電門(mén)，可以測(cè)量遮光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的擋光時(shí)間t，用d表示遮光條的寬度，s表示A、B兩點(diǎn)間的距離，將遮光條通過(guò)光電門(mén)的平均速度看作滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度。用g表示重力加速度。完成下列問(wèn)題。,)(1)如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度d＝__________mm；(2)試驗(yàn)時(shí)將滑塊從如圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t＝1.2×10－2s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度為_(kāi)_______m/s(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)；(3)若將滑塊自A點(diǎn)由靜止釋放，考慮遮光條寬度的影響，則在滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過(guò)程中，滑塊、遮光條與鉤碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量測(cè)量值__________(選填“大于”“小于”或“等于”)動(dòng)能的增加量測(cè)量值；(4)該試驗(yàn)小組在探討中發(fā)覺(jué)利用該裝置可測(cè)帶長(zhǎng)方形遮光條的滑塊的總質(zhì)量M，試驗(yàn)小組多次變更光電門(mén)的位置，且每次均令滑塊自同一點(diǎn)(A點(diǎn))起先運(yùn)動(dòng)，測(cè)量相應(yīng)的s與t值。某同學(xué)完成試驗(yàn)后，想利用測(cè)得的數(shù)據(jù)探究s與t的關(guān)系。依據(jù)測(cè)量的數(shù)據(jù)作出eq\f(1,t2)-s圖象，測(cè)得直線的斜率為k，已知鉤碼的質(zhì)量為m，則滑塊的總質(zhì)量M的表達(dá)式為_(kāi)_________(用題目給出的字母表示)?！窘馕觥?1)游標(biāo)卡尺的整數(shù)部分為3mm，副尺零線以右與主尺上的刻度對(duì)準(zhǔn)的刻線數(shù)為16，乘上eq\f(1,20)，則小數(shù)部分為0.80mm，遮光條的寬度為整數(shù)部分加小數(shù)部分為3.80mm。(2)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度為v＝eq\f(d,t)，代入解得v≈0.317m/s，由于題干要求結(jié)果保留2位有效數(shù)字，即v＝0.32m/s。(3)勻加速運(yùn)動(dòng)中間位移處速度大于中間時(shí)刻速度，考慮遮光條寬度的影響，遮光條通過(guò)光電門(mén)的平均速度即中間時(shí)刻速度應(yīng)當(dāng)小于滑塊通過(guò)B點(diǎn)時(shí)的瞬時(shí)速度，動(dòng)能的增加量測(cè)量值偏小，則在滑塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)的過(guò)程中，滑塊、遮光條與鉤碼組成的系統(tǒng)重力勢(shì)能的減小量測(cè)量值大于動(dòng)能的增加量測(cè)量值。(4)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)列機(jī)械能守恒mgs－eq\f(1,2)(M＋m)(eq\f(d,t))2＝0，整理得(eq\f(1,t))2＝eq\f(2mg,（M＋m）d2)s，即k＝eq\f(2mg,（M＋m）d2)，解得M＝eq\f(2mg,kd2)－m答案：(1)3.80(2)0.32(或3.2×10－1)(3)大于(4)eq\f(2mg,kd2)－m三、計(jì)算題(本題共2小題，共40分。需寫(xiě)出規(guī)范的解題步驟)10.(18分)圖示為某商場(chǎng)的室內(nèi)模擬滑雪機(jī)，該機(jī)主要由前后兩個(gè)傳動(dòng)軸及傳送帶上粘合的雪毯構(gòu)成，雪毯不斷向上運(yùn)動(dòng)，使滑雪者產(chǎn)生身臨其境的滑雪體驗(yàn)。已知坡道長(zhǎng)L＝6m，傾角θ＝37°，雪毯始終以速度v＝5m/s向上運(yùn)動(dòng)。一質(zhì)量m＝70kg(含裝備)的滑雪者從坡道頂端由靜止滑下，滑雪者沒(méi)有做任何助力動(dòng)作，滑雪板與雪毯間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝eq\f(3,8)。重力加速度g取10m/s2。sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。不計(jì)空氣阻力。在滑雪者滑到坡道底端的過(guò)程中求：(1)滑雪者的加速度大小a以及經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間t；(2)滑雪者克服摩擦力所做的功W；(3)滑雪板與雪毯間因摩擦產(chǎn)生的熱量?！窘忸}指導(dǎo)】解答本題應(yīng)留意以下三點(diǎn)：(1)對(duì)滑雪者受力分析，依據(jù)牛頓其次定律求得加速度，利用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；(2)依據(jù)Wf=μmgcosθ·L求得克服摩擦力所做的功；(3)在時(shí)間t內(nèi)求得雪毯和滑雪者間發(fā)生的相對(duì)位移，由Q=f·Δx求得產(chǎn)生的熱量。【解析】(1)設(shè)滑雪者受到雪毯的支持力為N，摩擦力為f，由牛頓其次定律有mgsinθ－f＝ma①N＝mgcosθ②f＝μN(yùn)③聯(lián)立①②③式并代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得a＝3m/s由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有L＝eq\f(1,2)at2④代入相關(guān)數(shù)據(jù)可得t＝2s(2)滑雪者克服摩擦力所做的功W＝μmgLcosθ＝1260J(3)此過(guò)程雪毯運(yùn)行的距離為s＝vt＝10滑雪板與雪毯間因摩擦產(chǎn)生的熱量Q＝μmg(L＋s)cosθ＝3360J答案：(1)3m/s22s(2)1260J11.(22分)山地滑雪是人們寵愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。一滑雪道ABC的底部是一個(gè)半徑為R的圓，圓與雪道相切于C點(diǎn)，C點(diǎn)的切線沿水平方向，C點(diǎn)與水平雪地之間是高為H的峭壁，D是圓的最高點(diǎn)，如圖所示。運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止下滑，剛好經(jīng)過(guò)光滑圓軌道最高點(diǎn)D旋轉(zhuǎn)一周，再滑到C點(diǎn)后水平拋出，當(dāng)拋出時(shí)間為t時(shí)，迎面遭受一股強(qiáng)風(fēng)，運(yùn)動(dòng)員最終落到了雪地上，落地時(shí)速度大小為v。已知運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m，重力加速度為g，不計(jì)遭受強(qiáng)風(fēng)前的空氣阻力和雪道的摩擦阻力，求：(1)A、C的高度差h；(2)運(yùn)動(dòng)員剛遭受強(qiáng)風(fēng)時(shí)的速度大小及距地面的高度；(3)強(qiáng)風(fēng)對(duì)運(yùn)動(dòng)員所做的功?！窘馕觥?1)運(yùn)動(dòng)員剛好經(jīng)過(guò)圓軌道最高點(diǎn)，則其速度滿(mǎn)意mg＝eq\f(mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D)),R)運(yùn)動(dòng)員由A到D過(guò)程，由動(dòng)能定理有mg(h－2R)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(D))聯(lián)立解得h＝eq\f(5,2)R。(2)運(yùn)動(dòng)員從A到C由動(dòng)能定理有mg·eq\f(5,2)R＝eq\f(1,2)mveq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))可得v0＝eq\r(5gR)在圓軌道旋轉(zhuǎn)一周后運(yùn)動(dòng)員做平拋運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)員遭受強(qiáng)風(fēng)時(shí)，在豎直方向上的速度v′＝gt則運(yùn)動(dòng)員遭受強(qiáng)風(fēng)時(shí)的速度大小為：v1＝eq\r(veq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(0))＋v′2)＝eq\r(5gR＋g2t2)下落高度為h1＝eq\f(1,2)gt2則距地面的高度為h2＝H－h(huán)1＝H－eq\f(1,2)gt2。(3)對(duì)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程，由動(dòng)能定理得mg(H＋eq\f(5,2)R)＋W＝eq\f(1,2)mv2解得W＝eq\f(1,2)mv2－mg(H＋eq\f(5,2)R)。答案：(1)eq\f(5,2)R(2)eq\r(5gR＋g2t2)H－eq\f(1,2)gt2(3)eq\