專題07 動(dòng)量和能量-廣州市2024年高一物理力學(xué)競賽輔導(dǎo)資料含解析

專題07動(dòng)量和能量-廣州市2024年高一物理力學(xué)競賽輔導(dǎo)資料含解析專題07動(dòng)量和能量一、單項(xiàng)選擇題（每道題只有一個(gè)選項(xiàng)正確）1、質(zhì)量為m、速度為v的A球跟質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后B球的速度允許有不同的值。則碰撞后B球的速度可能是（）A.0.6vB.0.5vC.0.4vD.0.3v2、如圖所示，在足夠長的光滑水平面上有一靜止的質(zhì)量為M的斜面，斜面表面光滑、高度為h、傾角為θ。一質(zhì)量為m(m＜M)的小物塊以一定的初速度沿水平面向左運(yùn)動(dòng)，不計(jì)沖上斜面時(shí)的機(jī)械能損失。如果斜面固定，則小物塊恰能沖到斜面的頂端。如果斜面不固定，則小物塊沖上斜面后能達(dá)到的最大高度為()A.h B.eq\f(mh,m＋M)C.eq\f(mh,M) D.eq\f(Mh,m＋M)3、如圖所示，在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車。現(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小球以v0的水平速度沿切線水平的槽口向小車滑去(不計(jì)摩擦)，到達(dá)某一高度后，小球又返回小車右端，則以下說法不正確的是()A.小球在小車上到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為eq\f(v0,2)B.小球離車后，對(duì)地將向右做平拋運(yùn)動(dòng)C.小球離車后，對(duì)地將做自由落體運(yùn)動(dòng)D.此過程中小球?qū)囎龅墓閑q\f(1,2)mveq\o\al(2,0)4、如圖所示，質(zhì)量M＝2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m＝1kg的小球通過L＝0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0＝4m/s，g取10m/s2。則（）A.若鎖定滑塊，小球通過最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力為12NB.若解除對(duì)滑塊的鎖定，滑塊和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.若解除對(duì)滑塊的鎖定，小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度為3m/sD.若解除對(duì)滑塊的鎖定，小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為eq\f(2,3)m5、如圖所示，甲球從O點(diǎn)以水平速度v1飛出，落在水平地面上的A點(diǎn)。乙球從O點(diǎn)以水平速度v2飛出，落在水平地面上的B點(diǎn)，反彈后恰好也落在A點(diǎn)，兩球質(zhì)量均為m。若乙球落在B點(diǎn)時(shí)的速度大小為2v2，與地面的夾角為60°，且與地面發(fā)生彈性碰撞，不計(jì)碰撞時(shí)間和空氣阻力，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．乙球在B點(diǎn)受到的沖量大小為B．拋出時(shí)甲球的機(jī)械能大于乙球的機(jī)械能C．OA兩點(diǎn)的水平距離與OB兩點(diǎn)的水平距離之比是3:1D．由O點(diǎn)到A點(diǎn)，甲、乙兩球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比是1:16、.如圖所示，水平光滑的地面上停放著一輛質(zhì)量為M的小車，小車左端靠在豎直墻壁上，其左側(cè)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB是光滑的，軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切，整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)．將質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)無初速度釋放，物塊沿軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出．重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計(jì)．關(guān)于物塊從A位置運(yùn)動(dòng)至C位置的過程，下列說法中正確的是()A．在這個(gè)過程中，小車和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒B．在這個(gè)過程中，物塊克服摩擦力所做的功為mgRC．在這個(gè)過程中，摩擦力對(duì)小車所做的功為mgRD．在這個(gè)過程中，由于摩擦生成的熱量為二、多項(xiàng)選擇題（每道題至少有二個(gè)選項(xiàng)正確）7、如圖所示，一質(zhì)量M＝2kg、板長L＝0.65m的滑板靜止在光滑水平地面上，右側(cè)固定平臺(tái)D等高．質(zhì)量為m＝1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))v0＝3m/s的水平速度滑上滑板．滑板運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)D時(shí)被牢固粘連．已知物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，滑板右端到平臺(tái)D左側(cè)的距離s在0.2m＜s＜0.5m范圍內(nèi)取值．取g＝10m/s2，則（）A.在滑板M和平臺(tái)D接觸之前，物塊m一直做減速運(yùn)動(dòng)B.在滑板M和平臺(tái)D接觸之前，物塊m先做減速運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)C.物塊m剛滑上平臺(tái)D時(shí)的動(dòng)能是0.25JD.物塊m和滑板M摩擦生的熱為3J8、觀賞“煙火”表演是每年“春節(jié)”慶?；顒?dòng)的壓軸大餐。某型“禮花”底座僅0.2s的發(fā)射時(shí)間，就能將5kg的禮花彈豎直拋上180m的最高點(diǎn)，此時(shí)禮花彈爆炸為沿水平方向運(yùn)動(dòng)的兩塊（爆炸時(shí)炸藥質(zhì)量忽略不計(jì)），測得兩塊落地點(diǎn)間的距離S=900m，落地時(shí)兩者的速度相互垂直，(忽略發(fā)射底座高度，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)則（）A.火藥對(duì)禮花彈的作用力為為1500NB.火藥對(duì)禮花彈的作用力為為1550NC.禮花彈在180m最高點(diǎn)爆炸時(shí)，禮花彈動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒D.禮花彈爆炸成的兩塊物體質(zhì)量之比為1：4或4：19、如圖所示，兩塊相同平板P1、P2置于光滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于P1的最右端，質(zhì)量為2m且可看作質(zhì)點(diǎn)。P1與P以共同速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起。P壓縮彈簧后被彈回并停在A點(diǎn)(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。P與P2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。則（）A.P1、P2剛碰完時(shí)的共同速度為B.P2的最終速度為C.此過程中彈簧的最大壓縮量為eq\f(veq\o\al(2,0),32μg)－LD.此過程中彈簧的最大彈性勢能eq\f(1,16)mveq\o\al(2,0)10、如圖甲所示，在光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧一端固定，物體A以速度v0向右運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，測得彈簧的最大壓縮量為x。現(xiàn)讓彈簧一端連接另一質(zhì)量為m的物體B(如圖乙所示)，物體A以2v0的速度向右壓縮彈簧，測得彈簧的最大壓縮量仍為x，則()A.A物體的質(zhì)量為3mB.A物體的質(zhì)量為2mC.彈簧壓縮最大時(shí)的彈性勢能為eq\f(3,2)mveq\o\al(2,0)D.彈簧壓縮最大時(shí)的彈性勢能為mveq\o\al(2,0)11、如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為2M、半徑為R(R足夠大)的eq\f(1,4)圓弧曲面C，質(zhì)量為M的小球B置于其底端，另一個(gè)小球A質(zhì)量為eq\f(M,2)，小球A以v0＝6m/s的速度向B運(yùn)動(dòng)，并與B發(fā)生彈性碰撞，不計(jì)一切摩擦，小球均視為質(zhì)點(diǎn)，則()A.B的最大速率為4m/sB.B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速率為eq\f(3,4)m/sC.B能與A再次發(fā)生碰撞D.B不能與A再次發(fā)生碰撞12、.如圖所示，三個(gè)小球A、B、C的質(zhì)量均為m，A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為L，B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長?，F(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點(diǎn)，兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°，A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則此下降過程中（）A.A的動(dòng)能達(dá)到最大前，B受到地面的支持力小于mgB.A、B、C系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒C.彈簧的彈性勢能最大時(shí)，A的加速度為零D.彈簧的彈性勢能最大值為13、如圖所示，將一輕質(zhì)彈簧從物體B內(nèi)部穿過，并將其上端懸掛于天花板，下端系一質(zhì)量為m1=2.0kg的物體A。平衡時(shí)物體A距天花板h=2.4m，在距物體A正上方高為h1=1.8m處由靜止釋放質(zhì)量為m2=1.0kg的物體B，B下落過程中某時(shí)刻與彈簧下端的物體A碰撞（碰撞時(shí)間極短）并立即以相同的速度與A運(yùn)動(dòng)，兩物體不粘連，且可視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)，歷時(shí)0.25s第一次到達(dá)最低點(diǎn)，（彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2）下列說法正確的是（）A.碰撞結(jié)束瞬間兩物體的速度大小為2m/sB.碰撞結(jié)束后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)的最大位移大小為0.25mC.碰撞結(jié)束后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)的過程中，兩物體間的平均作用力大小為18ND.A、B在碰后一起下落的過程中，它們減少的動(dòng)能等于克服彈簧力所做的功三、計(jì)算題14、如圖所示，在水平地面上放有一高度為h＝1.6m、質(zhì)量為2m的斜面體，地面與斜面體弧面的底端相切。有兩個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的甲、乙兩滑塊，甲的質(zhì)量為2m，乙的質(zhì)量為Nm。現(xiàn)將乙滑塊置于斜面體左邊地面上，將甲滑塊置于斜面體的頂端，甲滑塊由靜止滑下，然后與乙滑塊發(fā)生碰撞，碰后乙獲得了v＝2.0m/s的速度。(不計(jì)一切摩擦，取g＝10m/s2)(1)求甲滑塊剛滑到斜面底端時(shí)的速度v0；(2)試依據(jù)甲滑塊跟乙滑塊的碰撞情況，求出N的取值范圍并分析出碰撞后甲滑塊的運(yùn)動(dòng)情況。15、如圖，半徑為R的光滑圓形軌道固定在豎直面內(nèi)．小球A、B質(zhì)量分別為m、βm（β為待定系數(shù)）．A球從左邊與圓心等高處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止于軌道最低點(diǎn)的B球相撞，碰撞后A、B球能達(dá)到的最大高度均為,碰撞中無機(jī)械能損失．重力加速度為g．試求：（1）待定系數(shù)β．（2）第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)小球A、B各自的速度和B球?qū)壍赖膲毫Γ?）小球A、B在軌道最低處第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度，并討論小球A、B在軌道最低處第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度．16、探究某種筆的彈跳問題時(shí)，把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分，其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m．筆的彈跳過程分為三個(gè)階段：①把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面（見圖a）；②由靜止釋放，外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1時(shí)，與靜止的內(nèi)芯碰撞（見圖b）；③碰后，內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處（見圖c）．設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力、不計(jì)摩擦與空氣阻力，重力加速度為g．求：（1）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大?。唬?）從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功；（3）從外殼下端離開桌面到上升至h2處，筆損失的機(jī)械能．17、某興趣小組用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究．他們?cè)谒阶烂嫔瞎潭ㄒ粌?nèi)徑為d的圓柱形玻璃杯，杯口上放置一直徑為、質(zhì)量為m的勻質(zhì)薄圓板，板上放一質(zhì)量為2m的小物塊，板中心、物塊均在杯的軸線上，物塊與板間動(dòng)摩擦因數(shù)為，不計(jì)板與杯口之間的摩擦力，重力加速度為g，不考慮板的翻轉(zhuǎn)．（1）對(duì)板施加指向圓心的水平外力F，設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為，若物塊能在板上滑動(dòng)，求F應(yīng)滿足的條件．（2）如果對(duì)板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力，沖量為I，①I應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下？②物塊從開始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移s為多少？②根據(jù)s與I的關(guān)系式說明要使s更小，沖量應(yīng)如何改變．18、如圖，傾角θ=30o的光滑斜面底端固定一塊垂直于斜面的擋板。將長木板A靜置于斜面上，A上放置一小物塊B，初始時(shí)A下端與擋板相距L=4m，現(xiàn)同時(shí)無初速釋放A和B。已知在A停止運(yùn)動(dòng)之前B始終沒有脫離A且不會(huì)與擋板碰撞。A和B的質(zhì)量均為m=1kg，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，A或B與擋板每次碰撞損失的動(dòng)能均為ΔE=10J。忽略碰撞時(shí)間，重力加速度大小g取10m/s2。求（1）A第一次與擋板碰前瞬間的速度大小v；（2）A第一次與擋板碰撞到第二次與擋板碰撞的時(shí)間Δt；（3）B相對(duì)于A滑動(dòng)的可能最短時(shí)間t。專題07動(dòng)量和能量一、單項(xiàng)選擇題（每道題只有一個(gè)選項(xiàng)正確）1、質(zhì)量為m、速度為v的A球跟質(zhì)量為3m的靜止B球發(fā)生正碰。碰撞可能是彈性的，也可能是非彈性的，因此，碰撞后B球的速度允許有不同的值。則碰撞后B球的速度可能是（）A.0.6vB.0.5vC.0.4vD.0.3v【答案】C【解析】①若是彈性碰撞，由動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律可得mv＝mv1＋3mv2eq\f(1,2)mv2＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)×3mveq\o\al(2,2)得v1＝eq\f(m－3m,m＋3m)v＝－eq\f(1,2)v，v2＝eq\f(2m,4m)v＝eq\f(1,2)v若是完全非彈性碰撞，則mv＝4mv′，v′＝eq\f(1,4)v因此eq\f(1,4)v≤vB≤eq\f(1,2)v，只有C是可能的。2、如圖所示，在足夠長的光滑水平面上有一靜止的質(zhì)量為M的斜面，斜面表面光滑、高度為h、傾角為θ。一質(zhì)量為m(m＜M)的小物塊以一定的初速度沿水平面向左運(yùn)動(dòng)，不計(jì)沖上斜面時(shí)的機(jī)械能損失。如果斜面固定，則小物塊恰能沖到斜面的頂端。如果斜面不固定，則小物塊沖上斜面后能達(dá)到的最大高度為()A.h B.eq\f(mh,m＋M)C.eq\f(mh,M) D.eq\f(Mh,m＋M)【答案】D【解析】斜面固定時(shí)，由動(dòng)能定理得－mgh＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)所以v0＝eq\r(2gh)斜面不固定時(shí)，由水平方向動(dòng)量守恒得mv0＝(M＋m)v由機(jī)械能守恒得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)(M＋m)v2＋mgh′解得h′＝eq\f(M,M＋m)h，選項(xiàng)D正確。3、如圖所示，在光滑水平面上停放質(zhì)量為m裝有弧形槽的小車?，F(xiàn)有一質(zhì)量也為m的小球以v0的水平速度沿切線水平的槽口向小車滑去(不計(jì)摩擦)，到達(dá)某一高度后，小球又返回小車右端，則以下說法不正確的是()A.小球在小車上到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為eq\f(v0,2)B.小球離車后，對(duì)地將向右做平拋運(yùn)動(dòng)C.小球離車后，對(duì)地將做自由落體運(yùn)動(dòng)D.此過程中小球?qū)囎龅墓閑q\f(1,2)mveq\o\al(2,0)【答案】B【解析】小球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，小車和小球相對(duì)靜止，且水平方向總動(dòng)量守恒，有mv0＝2mv，v＝eq\f(v0,2)，選項(xiàng)A正確；小球離開小車時(shí)類似完全彈性碰撞，兩者速度互換，此過程中小球?qū)囎龅墓＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)，故選項(xiàng)C、D正確，B錯(cuò)誤。4、如圖所示，質(zhì)量M＝2kg的滑塊套在光滑的水平軌道上，質(zhì)量m＝1kg的小球通過L＝0.5m的輕質(zhì)細(xì)桿與滑塊上的光滑軸O連接，小球和輕桿可在豎直平面內(nèi)繞O軸自由轉(zhuǎn)動(dòng)，開始輕桿處于水平狀態(tài)，現(xiàn)給小球一個(gè)豎直向上的初速度v0＝4m/s，g取10m/s2。則（）A.若鎖定滑塊，小球通過最高點(diǎn)P時(shí)對(duì)輕桿的作用力為12NB.若解除對(duì)滑塊的鎖定，滑塊和小球組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒C.若解除對(duì)滑塊的鎖定，小球通過最高點(diǎn)時(shí)速度為3m/sD.若解除對(duì)滑塊的鎖定，小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為eq\f(2,3)m【答案】D【解析】設(shè)小球到達(dá)最高點(diǎn)速度為vP，則eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝mgL＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,P)，得vP＝eq\r(6)m/s，對(duì)小球F＋mg＝meq\f(veq\o\al(2,P),L)，得F＝2N，若解除鎖定，小球和滑塊構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒。由動(dòng)量守恒得mvm＝MvM和機(jī)械能守恒得eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)＋eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,M)＋mgL得vm＝2m/s，設(shè)小球擊中滑塊右側(cè)軌道位置點(diǎn)與小球起始位置點(diǎn)間的距離為xm，滑塊運(yùn)動(dòng)的距離為xM。由系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒得mxm＝MxM且又xm＋xM＝2L得xm＝eq\f(2,3)m。故D正確。5、如圖所示，甲球從O點(diǎn)以水平速度v1飛出，落在水平地面上的A點(diǎn)。乙球從O點(diǎn)以水平速度v2飛出，落在水平地面上的B點(diǎn)，反彈后恰好也落在A點(diǎn)，兩球質(zhì)量均為m。若乙球落在B點(diǎn)時(shí)的速度大小為2v2，與地面的夾角為60°，且與地面發(fā)生彈性碰撞，不計(jì)碰撞時(shí)間和空氣阻力，下列說法錯(cuò)誤的是（）A．乙球在B點(diǎn)受到的沖量大小為B．拋出時(shí)甲球的機(jī)械能大于乙球的機(jī)械能C．OA兩點(diǎn)的水平距離與OB兩點(diǎn)的水平距離之比是3:1D．由O點(diǎn)到A點(diǎn)，甲、乙兩球運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比是1:1【答案】D【解析】由動(dòng)量定理，可知A正確，剛拋出時(shí)，甲和乙的勢能相同，但是甲的動(dòng)能大于乙的動(dòng)能，故甲的機(jī)械能大于乙的機(jī)械能，故B正確。乙和地面發(fā)生彈性碰撞，由對(duì)稱性可知，故第一次落地的水平位移之比為3：1，故C正確，由可知，甲和乙用的時(shí)間不等，故D錯(cuò)誤。6、.如圖所示，水平光滑的地面上停放著一輛質(zhì)量為M的小車，小車左端靠在豎直墻壁上，其左側(cè)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB是光滑的，軌道最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切，整個(gè)軌道處于同一豎直平面內(nèi)．將質(zhì)量為m的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從A點(diǎn)無初速度釋放，物塊沿軌道滑行至軌道末端C處恰好沒有滑出．重力加速度為g，空氣阻力可忽略不計(jì)．關(guān)于物塊從A位置運(yùn)動(dòng)至C位置的過程，下列說法中正確的是()A．在這個(gè)過程中，小車和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)水平方向動(dòng)量守恒B．在這個(gè)過程中，物塊克服摩擦力所做的功為mgRC．在這個(gè)過程中，摩擦力對(duì)小車所做的功為mgRD．在這個(gè)過程中，由于摩擦生成的熱量為【答案】D【解析】在物塊從A位置運(yùn)動(dòng)到B位置過程中，小車和物塊構(gòu)成的系統(tǒng)在水平方向受到的合力不為零，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量不守恒，A錯(cuò)誤；物塊從A滑到B的過程中，小車靜止不動(dòng)，對(duì)物塊，由動(dòng)能定理得：mgR＝mv2－0，解得物塊到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度v＝；在物塊從B運(yùn)動(dòng)到C過程中，物塊做減速運(yùn)動(dòng)，小車做加速運(yùn)動(dòng)，最終兩者速度相等，在此過程中，系統(tǒng)在水平方向動(dòng)量守恒，由動(dòng)量守恒定律可得mv＝(M＋m)v′，v′＝，以物塊為研究對(duì)象，由動(dòng)能定理可得：－Wf＝mv′2－mv2，解得：Wf＝mgR－，B錯(cuò)誤；對(duì)小車由動(dòng)能定理得：Wf車＝Mv′2＝，C錯(cuò)誤；物塊與小車組成的系統(tǒng)，在整個(gè)過程中，由能量守恒定律得：mgR＝Q＋(M＋m)v′2，解得：Q＝，D正確．二、多項(xiàng)選擇題（每道題至少有二個(gè)選項(xiàng)正確）7、如圖所示，一質(zhì)量M＝2kg、板長L＝0.65m的滑板靜止在光滑水平地面上，右側(cè)固定平臺(tái)D等高．質(zhì)量為m＝1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))v0＝3m/s的水平速度滑上滑板．滑板運(yùn)動(dòng)到平臺(tái)D時(shí)被牢固粘連．已知物塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，滑板右端到平臺(tái)D左側(cè)的距離s在0.2m＜s＜0.5m范圍內(nèi)取值．取g＝10m/s2，則（）A.在滑板M和平臺(tái)D接觸之前，物塊m一直做減速運(yùn)動(dòng)B.在滑板M和平臺(tái)D接觸之前，物塊m先做減速運(yùn)動(dòng)，再做勻速運(yùn)動(dòng)C.物塊m剛滑上平臺(tái)D時(shí)的動(dòng)能是0.25JD.物塊m和滑板M摩擦生的熱為3J【答案】BC【解析】物塊滑上滑板后開始做勻減速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)滑板開始作勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物塊與滑板達(dá)到共同速度時(shí)，二者開始做勻速直線運(yùn)動(dòng)．設(shè)它們的共同速度為v，根據(jù)動(dòng)量守恒mvC＝(m＋M)v，解v＝1m/s，對(duì)物塊，－μmgs1＝mv2－m，得：s1＝0.8m，對(duì)滑板，μmgs2＝Mv2，解s2＝0.2m，由此可知物塊在滑板上相對(duì)滑過Δs＝s1－s2＝0.6m時(shí)，小于0.65m，并沒有滑下去，二者就具有共同速度了(同速時(shí)物塊離滑板右側(cè)還有L－Δs＝0.05m距離)，物塊的運(yùn)動(dòng)是勻減速運(yùn)動(dòng)s1＝0.8m，勻速運(yùn)動(dòng)s－s2，勻減速運(yùn)動(dòng)L－Δs＝0.05m，滑上平臺(tái)D，對(duì)物塊，－μmg＝EKD－m，得：EKD＝0.25J.因?yàn)閙在M上滑過的距離是L，故D錯(cuò)誤。8、觀賞“煙火”表演是每年“春節(jié)”慶?；顒?dòng)的壓軸大餐。某型“禮花”底座僅0.2s的發(fā)射時(shí)間，就能將5kg的禮花彈豎直拋上180m的最高點(diǎn)，此時(shí)禮花彈爆炸為沿水平方向運(yùn)動(dòng)的兩塊（爆炸時(shí)炸藥質(zhì)量忽略不計(jì)），測得兩塊落地點(diǎn)間的距離S=900m，落地時(shí)兩者的速度相互垂直，(忽略發(fā)射底座高度，不計(jì)空氣阻力，g取10m/s2)則（）A.火藥對(duì)禮花彈的作用力為為1500NB.火藥對(duì)禮花彈的作用力為為1550NC.禮花彈在180m最高點(diǎn)爆炸時(shí)，禮花彈動(dòng)量守恒，機(jī)械能也守恒D.禮花彈爆炸成的兩塊物體質(zhì)量之比為1：4或4：1【答案】BD【解析】禮花彈豎直拋上180m高空用時(shí)為t，則得：設(shè)發(fā)射時(shí)間為t1，火藥對(duì)禮花彈的作用力為F，得，禮花彈在180m高空爆炸時(shí)分裂為質(zhì)量為m1、m2的兩塊，對(duì)應(yīng)水平速度大小為、，方向相反，禮花彈爆炸時(shí)該水平方向合外力為零，動(dòng)量守恒定律，且，設(shè)物塊落地時(shí)豎直速度為，落地時(shí)兩者的速度相互垂直，如圖所示，有：又=gt代入數(shù)據(jù)解得：或9、如圖所示，兩塊相同平板P1、P2置于光滑水平面上，質(zhì)量均為m。P2的右端固定一輕質(zhì)彈簧，左端A與彈簧的自由端B相距L。物體P置于P1的最右端，質(zhì)量為2m且可看作質(zhì)點(diǎn)。P1與P以共同速度v0向右運(yùn)動(dòng)，與靜止的P2發(fā)生碰撞，碰撞時(shí)間極短，碰撞后P1與P2粘連在一起。P壓縮彈簧后被彈回并停在A點(diǎn)(彈簧始終在彈性限度內(nèi))。P與P2之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。則（）A.P1、P2剛碰完時(shí)的共同速度為B.P2的最終速度為C.此過程中彈簧的最大壓縮量為eq\f(veq\o\al(2,0),32μg)－LD.此過程中彈簧的最大彈性勢能eq\f(1,16)mveq\o\al(2,0)【答案】BCD【解析】P1、P2碰撞瞬間，P的速度不受影響，根據(jù)動(dòng)量守恒mv0＝2mv1，得v1＝eq\f(v0,2),最終三個(gè)物體具有共同速度，根據(jù)動(dòng)量守恒3mv0＝4mv2，得v2＝eq\f(3,4)v0,根據(jù)能量守恒，系統(tǒng)動(dòng)能減少量等于因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,1)＋eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,0)－eq\f(1,2)×4mveq\o\al(2,2)＝2mgμ(L＋x)×2得x＝eq\f(veq\o\al(2,0),32μg)－L,在從第一次共速到第二次共速過程中，彈簧彈性勢能等于因摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，即Ep＝2mgμ(L＋x)得Ep＝eq\f(1,16)mveq\o\al(2,0),故選項(xiàng)BCDC正確，A錯(cuò)誤10、如圖甲所示，在光滑水平面上，輕質(zhì)彈簧一端固定，物體A以速度v0向右運(yùn)動(dòng)壓縮彈簧，測得彈簧的最大壓縮量為x?，F(xiàn)讓彈簧一端連接另一質(zhì)量為m的物體B(如圖乙所示)，物體A以2v0的速度向右壓縮彈簧，測得彈簧的最大壓縮量仍為x，則()A.A物體的質(zhì)量為3mB.A物體的質(zhì)量為2mC.彈簧壓縮最大時(shí)的彈性勢能為eq\f(3,2)mveq\o\al(2,0)D.彈簧壓縮最大時(shí)的彈性勢能為mveq\o\al(2,0)【答案】AC【解析】對(duì)題圖甲，設(shè)物體A的質(zhì)量為M，由機(jī)械能守恒定律可得，彈簧壓縮x時(shí)彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)；對(duì)題圖乙，物體A以2v0的速度向右壓縮彈簧，A、B組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒，彈簧達(dá)到最大壓縮量時(shí)，A、B二者速度相等，由動(dòng)量守恒定律有M·2v0＝(M＋m)v，由能量守恒定律有Ep＝eq\f(1,2)M·(2v0)2－eq\f(1,2)(M＋m)v2，聯(lián)立解得M＝3m，Ep＝eq\f(1,2)Mveq\o\al(2,0)＝eq\f(3,2)mveq\o\al(2,0)，選項(xiàng)A、C正確，B、D錯(cuò)誤。11、如圖所示，光滑水平面上有一質(zhì)量為2M、半徑為R(R足夠大)的eq\f(1,4)圓弧曲面C，質(zhì)量為M的小球B置于其底端，另一個(gè)小球A質(zhì)量為eq\f(M,2)，小球A以v0＝6m/s的速度向B運(yùn)動(dòng)，并與B發(fā)生彈性碰撞，不計(jì)一切摩擦，小球均視為質(zhì)點(diǎn)，則()A.B的最大速率為4m/sB.B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的速率為eq\f(3,4)m/sC.B能與A再次發(fā)生碰撞D.B不能與A再次發(fā)生碰撞【答案】AD【解析】A與B發(fā)生彈性碰撞，取水平向右為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和機(jī)械能守恒定律得eq\f(M,2)v0＝eq\f(M,2)vA＋MvB，eq\f(1,2)·eq\f(M,2)veq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)·eq\f(M,2)veq\o\al(2,A)＋eq\f(1,2)·Mveq\o\al(2,B)，解得vA＝－2m/s，vB＝4m/s，故B的最大速率為4m/s，選項(xiàng)A正確；B沖上C并運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)二者共速，設(shè)為v，則MvB＝(M＋2M)v，得v＝eq\f(4,3)m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從B沖上C然后又滑下的過程，設(shè)B、C分離時(shí)速度分別為vB′、vC′，由水平方向動(dòng)量守恒有MvB＝MvB′＋2MvC′，由機(jī)械能守恒有eq\f(1,2)·Mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)·MvB′2＋eq\f(1,2)·2MvC′2，聯(lián)立解得vB′＝－eq\f(4,3)m/s，由于|vB′|<|vA|，所以二者不會(huì)再次發(fā)生碰撞，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。12、.如圖所示，三個(gè)小球A、B、C的質(zhì)量均為m，A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接，桿長為L，B、C置于水平地面上，用一輕質(zhì)彈簧連接，彈簧處于原長?，F(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點(diǎn)，兩輕桿間夾角α由60°變?yōu)?20°，A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，彈簧在彈性限度內(nèi)，忽略一切摩擦，重力加速度為g。則此下降過程中（）A.A的動(dòng)能達(dá)到最大前，B受到地面的支持力小于mgB.A、B、C系統(tǒng)機(jī)械能守恒，動(dòng)量守恒C.彈簧的彈性勢能最大時(shí)，A的加速度為零D.彈簧的彈性勢能最大值為【答案】AD【解析】A的動(dòng)能最大時(shí)，設(shè)B和C受到地面的支持力大小均為F，此時(shí)整體在豎直方向受力平衡，可得，所以，在A的動(dòng)能達(dá)到最大前一直是加速下降，處于失重情況，所以B受到地面的支持力小于，A正確；三者組成的系統(tǒng)，勢能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒，但是系統(tǒng)只有在A速度最大時(shí)，合力為零，所以系統(tǒng)動(dòng)量不守恒，B錯(cuò)誤；當(dāng)A達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)動(dòng)能為零，此時(shí)彈簧的彈性勢能最大，A的加速度方向向上，C錯(cuò)誤；A下落的高度為：，根據(jù)功能關(guān)系可知，小球A的機(jī)械能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，即彈簧的彈性勢能最大值為，D正確13、如圖所示，將一輕質(zhì)彈簧從物體B內(nèi)部穿過，并將其上端懸掛于天花板，下端系一質(zhì)量為m1=2.0kg的物體A。平衡時(shí)物體A距天花板h=2.4m，在距物體A正上方高為h1=1.8m處由靜止釋放質(zhì)量為m2=1.0kg的物體B，B下落過程中某時(shí)刻與彈簧下端的物體A碰撞（碰撞時(shí)間極短）并立即以相同的速度與A運(yùn)動(dòng)，兩物體不粘連，且可視為質(zhì)點(diǎn)，碰撞后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)，歷時(shí)0.25s第一次到達(dá)最低點(diǎn)，（彈簧始終在彈性限度內(nèi)，不計(jì)空氣阻力，g=10m/s2）下列說法正確的是（）A.碰撞結(jié)束瞬間兩物體的速度大小為2m/sB.碰撞結(jié)束后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)的最大位移大小為0.25mC.碰撞結(jié)束后兩物體一起向下運(yùn)動(dòng)的過程中，兩物體間的平均作用力大小為18ND.A、B在碰后一起下落的過程中，它們減少的動(dòng)能等于克服彈簧力所做的功16.如圖所示，小剛和小明兩人分別坐在兩個(gè)完全相同的冰車上，在水平冰面上進(jìn)行一15.【答案】ABC【解析】A項(xiàng)：B物體自由下落至與A碰撞前其速度為v0，根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，AB碰撞結(jié)束之后瞬時(shí)二者速度共同速度為vt，根據(jù)動(dòng)量守恒定律，代入數(shù)據(jù)可得：，故A正確；B、C項(xiàng)：從二者一起運(yùn)動(dòng)到速度變?yōu)榱愕倪^程中，選擇B作為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)量定理：，解得F=18N，方向豎直向上，此過程對(duì)B分析，根據(jù)動(dòng)能定量理可得，解得x=0.25m，故BC正確；學(xué)*科網(wǎng)D項(xiàng)：根據(jù)動(dòng)能定理：A、B在碰后一起下落的過程中，它們減少的動(dòng)能等于克服彈簧力所做的功和克服重力做功之和，故D錯(cuò)誤。三、計(jì)算題14、如圖所示，在水平地面上放有一高度為h＝1.6m、質(zhì)量為2m的斜面體，地面與斜面體弧面的底端相切。有兩個(gè)可以視為質(zhì)點(diǎn)的甲、乙兩滑塊，甲的質(zhì)量為2m，乙的質(zhì)量為Nm。現(xiàn)將乙滑塊置于斜面體左邊地面上，將甲滑塊置于斜面體的頂端，甲滑塊由靜止滑下，然后與乙滑塊發(fā)生碰撞，碰后乙獲得了v＝2.0m/s的速度。(不計(jì)一切摩擦，取g＝10m/s2)(1)求甲滑塊剛滑到斜面底端時(shí)的速度v0；(2)試依據(jù)甲滑塊跟乙滑塊的碰撞情況，求出N的取值范圍并分析出碰撞后甲滑塊的運(yùn)動(dòng)情況?！窘馕觥?1)對(duì)甲滑塊和斜面體，在下滑的過程中，水平方向動(dòng)量守恒，以水平向左為正方向，則有2mv0－2mv1＝0由機(jī)械能守恒定律有2mgh＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,0)＋eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,1)解得v0＝4m/s(2)若甲、乙兩滑塊發(fā)生彈性碰撞，有2mv0＝2mv2＋Nmveq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)×2mveq\o\al(2,2)＋eq\f(1,2)×Nmv2解得N＝6，v2＝－2m/s，負(fù)號(hào)表示碰撞后速度與碰撞前速度方向相反若甲、乙兩滑塊發(fā)生完全非彈性碰撞，有2mv0＝(2m＋Nm)v解得N＝2所以N的取值范圍是2≤N≤6若甲碰后速度為零，則有2mv0＝Nmv解得N＝4當(dāng)2≤N＜4，碰后甲向左勻速運(yùn)動(dòng)當(dāng)N＝4，碰后甲靜止當(dāng)4<N≤6，碰后甲向右勻速運(yùn)動(dòng)15、如圖，半徑為R的光滑圓形軌道固定在豎直面內(nèi)．小球A、B質(zhì)量分別為m、βm（β為待定系數(shù)）．A球從左邊與圓心等高處由靜止開始沿軌道下滑，與靜止于軌道最低點(diǎn)的B球相撞，碰撞后A、B球能達(dá)到的最大高度均為,碰撞中無機(jī)械能損失．重力加速度為g．試求：（1）待定系數(shù)β．（2）第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)小球A、B各自的速度和B球?qū)壍赖膲毫Γ?）小球A、B在軌道最低處第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度，并討論小球A、B在軌道最低處第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)各自的速度．【解析】（1）由機(jī)械能守恒定律得故；（2）設(shè)A、B第一次碰撞后的速度大小分別為、，則，，故，向左；向右；設(shè)軌道對(duì)B球的支持力為，B球?qū)壍赖膲毫?，，由牛頓第三定律知，方向豎直向下．（3）由機(jī)械能守恒定律知，第一次碰撞前A的速度為．設(shè)A、B球第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別為、，則解得，（另一組解：，不合題意，舍去）．由此可得：當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，小球A、B在第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別與其第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)相同；當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，小球A、B在第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別與其第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)相同．16、探究某種筆的彈跳問題時(shí)，把筆分為輕質(zhì)彈簧、內(nèi)芯和外殼三部分，其中內(nèi)芯和外殼質(zhì)量分別為m和4m．筆的彈跳過程分為三個(gè)階段：①把筆豎直倒立于水平硬桌面，下壓外殼使其下端接觸桌面（見圖a）；②由靜止釋放，外殼豎直上升至下端距桌面高度為h1時(shí)，與靜止的內(nèi)芯碰撞（見圖b）；③碰后，內(nèi)芯與外殼以共同的速度一起上升到外殼下端距桌面最大高度為h2處（見圖c）．設(shè)內(nèi)芯與外殼的撞擊力遠(yuǎn)大于筆所受重力、不計(jì)摩擦與空氣阻力，重力加速度為g．求：（1）外殼與內(nèi)芯碰撞后瞬間的共同速度大?。唬?）從外殼離開桌面到碰撞前瞬間，彈簧做的功；（3）從外殼下端離開桌面到上升至h2處，筆損失的機(jī)械能．【解析】（1）由機(jī)械能守恒定律得故；（2）設(shè)A、B第一次碰撞后的速度大小分別為、，則，，故，向左；向右；設(shè)軌道對(duì)B球的支持力為，B球?qū)壍赖膲毫?，，由牛頓第三定律知，方向豎直向下．（3）由機(jī)械能守恒定律知，第一次碰撞前A的速度為．設(shè)A、B球第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別為、，則解得，（另一組解：，不合題意，舍去）．由此可得：當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，小球A、B在第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別與其第一次碰撞剛結(jié)束時(shí)相同；當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，小球A、B在第n次碰撞剛結(jié)束時(shí)的速度分別與其第二次碰撞剛結(jié)束時(shí)相同．17、某興趣小組用如圖所示的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究．他們?cè)谒阶烂嫔瞎潭ㄒ粌?nèi)徑為d的圓柱形玻璃杯，杯口上放置一直徑為、質(zhì)量為m的勻質(zhì)薄圓板，板上放一質(zhì)量為2m的小物塊，板中心、物塊均在杯的軸線上，物塊與板間動(dòng)摩擦因數(shù)為，不計(jì)板與杯口之間的摩擦力，重力加速度為g，不考慮板的翻轉(zhuǎn)．（1）對(duì)板施加指向圓心的水平外力F，設(shè)物塊與板間最大靜摩擦力為，若物塊能在板上滑動(dòng)，求F應(yīng)滿足的條件．（2）如果對(duì)板施加的指向圓心的水平外力是作用時(shí)間極短的較大沖擊力，沖量為I，①I應(yīng)滿足什么條件才能使物塊從板上掉下？②物塊從開始運(yùn)動(dòng)到掉下時(shí)的位移s為多少？②根據(jù)s與I的關(guān)系式說明要使s更小，沖量應(yīng)如何改變．【解析】（1）設(shè)圓板與物塊相對(duì)靜止時(shí)，它們之間的靜摩擦力為f。共同加速度為a由牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有對(duì)物塊f=2ma對(duì)圓板F-f=ma兩物相對(duì)靜止，有f≤得 F≤fmax相對(duì)滑動(dòng)的條件F＞fmax（2）設(shè)沖擊剛結(jié)束時(shí)圓板獲得的速度大小為，物塊掉下時(shí)圓板和物塊速度大小分別為和。由動(dòng)量定理，有由動(dòng)能定理，有對(duì)圓板對(duì)物塊由動(dòng)量守恒定律，有要使物塊落下，必須＞由以上各式得＞s＝分子有理化得s＝根據(jù)上式結(jié)果知：I越大，s越小。18、如圖，傾角θ=30o的光滑斜面底端固定一塊垂直于斜面的擋板。將長木板A靜置于斜面上，A上放置一小物塊B，初始時(shí)A下端與擋板相距L=4m，現(xiàn)同時(shí)無初速釋放A和B。已知在A停止運(yùn)動(dòng)之前B始終沒有脫離A且不會(huì)與擋板碰撞。A和B的質(zhì)量均為m=1kg，它們之間的動(dòng)摩擦因數(shù)，A或B與擋板每次碰撞損失的動(dòng)能均為ΔE=10J。忽略碰撞時(shí)間，重力加速度大小g取10m/s2。求（1）A第一次與擋板碰前瞬間的速度大小v；（2）A第一次與擋板碰撞到第二次與擋板碰撞的時(shí)間Δt；（3）B相對(duì)于A滑動(dòng)的可能最短時(shí)間t。【解析】（1）B和A一起沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，由機(jī)械能守恒定律有 =1\*GB3①由=1\*GB3①式得=2\*GB3②（2）第一次碰后，對(duì)B有故B勻速下滑=3\*GB3③對(duì)A有 =4\*GB3④得A的加速度，方向始終沿斜面向下，A將做類豎直上拋運(yùn)動(dòng)=5\*GB3⑤（1分）設(shè)A第1次反彈的速度大小為v1，由動(dòng)能定理有=6\*GB3⑥=7\*GB3⑦由=6\*GB3⑥=7\*GB3⑦式得=8\*GB3⑧（3）設(shè)A第2次反彈的速度大小為v2，由動(dòng)能定理有=9\*GB3⑨得=10\*GB3⑩即A與擋板第2次碰后停在底端，B繼續(xù)勻速下滑，與擋板碰后B反彈的速度為，加速度大小為a′，由動(dòng)能定理有? ?此后A將一直靜止在斜面上，由eq\o\ac(○,11)eq\o\ac(○,12)式得：B沿A向上做勻減速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間?當(dāng)B速度為0時(shí)，因，B將靜止在A上。?當(dāng)A停止運(yùn)動(dòng)時(shí)，B恰好勻速滑至擋板處，B相對(duì)A運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t最短，故最短時(shí)間 ?高中力學(xué)競賽輔導(dǎo)資料專題08力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定 律”實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．圖1(1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材________；乙同學(xué)需在圖中選用的器材________．(用字母表示)圖2(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②.紙帶________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小為 ________．2、某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)，光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測出，取v＝eq\f(d,t)作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。(1)ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時(shí)的鋼球球心到之間的豎直距離。A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為cm。某次測量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s，則鋼球的速度為v＝m/s。(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說明理由。(4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議。3、某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖(a)(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。(2)將n(依次取n＝1，2，3，4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s，繪制s－t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表。n＝2時(shí)的s－t圖象如圖(b)所示；由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表。n12345a/m·s－20.200.580.781.00圖(b)(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a－n圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。圖(c)(5)利用a－n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g＝9.8m·s－2)。(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))A．a(chǎn)－n圖線不再是直線B．a(chǎn)－n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)C．a(chǎn)－n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大4、用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測量A、O之間的距離x。(1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是。(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量。A．彈簧原長B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將。A．增大B．減小C．不變5、在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí) 驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端．用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示．請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；②記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；③只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測力計(jì)的示數(shù)F3，________________；④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；⑥比較________的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．6、利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。圖2①為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的。A．動(dòng)能變化量與勢能變化量B．速度變化量與勢能變化量C．速度變化量與高度變化量②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。A．交流電源B．刻度尺C．天平(含砝碼)③實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝，動(dòng)能變化量ΔEk＝。圖3④大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是。A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度B．利用公式v＝eq\r(2gh)計(jì)算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法⑤某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2－h(huán)圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確的。7、某同學(xué)利用如圖1所示裝置研究外力與加速度的關(guān)系。將力傳感器安裝在置于水平軌道的小車上，通過細(xì)繩繞過定滑輪懸掛鉤碼，小車與軌道及滑輪間的摩擦可忽略不計(jì)。開始實(shí)驗(yàn)后，依次按照如下步驟操作：①同時(shí)打開力傳感器和速度傳感器；②釋放小車；③關(guān)閉傳感器，根據(jù)F－t，v－t圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a；④重復(fù)上述步驟。(1)某次釋放小車后得到的F－t，v－t圖象如圖2和3所示。根據(jù)圖象，此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為N，對(duì)應(yīng)的加速度a為m/s2。(保留2位有效數(shù)字)(2)利用上述器材和過程得到的多組數(shù)據(jù)作出小車的加速度a隨F變化的圖象(a－F圖象)，如圖4所示。若圖線斜率為k，則安裝了力傳感器的小車的質(zhì)量為。8、某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)探究“外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車?yán)剿杰壍赖腛位置由靜止釋放，在小車從O位置運(yùn)動(dòng)到A位置過程中，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理得到了彈簧彈力與小車位移的關(guān)系圖線如圖(b)所示，還得到了小車在A位置的速度大小vA；另外用電子秤測得小車(含位移傳感器發(fā)射器)的總質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}：(1)由圖(b)可知，圖(a)中A位置到力傳感器的距離(“小于”、“等于”或“大于”)彈簧原長。(2)小車從O位置運(yùn)動(dòng)到A位置過程中彈簧對(duì)小車所做的功W＝，小車的動(dòng)能改變量ΔEk＝。(用m、vA、xA中各相關(guān)物理量表示)(3)若將彈簧從小車上卸下，給小車一初速度v0，讓小車從軌道右端向左端滑動(dòng)，利用位移傳感器和計(jì)算機(jī)得到小車的速度隨時(shí)間變化的圖線如圖(c)所示，則小車所受軌道摩擦力的大小＝。(用m、v0、tm中各相關(guān)物理量表示)(4)綜合步驟(2)、(3)，該實(shí)驗(yàn)所要探究的“外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系”表達(dá)式是。(用m、vA、xA、v0、tm中各相關(guān)物理量表示)9、某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度。實(shí)驗(yàn)步驟：①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的總重力，記作G；②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上，通過水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連，如圖甲所示。在A端向右拉動(dòng)木板，待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后，將讀數(shù)記作F；③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量，重復(fù)步驟①②；實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.61④如圖乙所示，將木板固定在水平桌面上，滑塊置于木板上左端C處，細(xì)繩跨過定滑輪分別與滑塊和重物P連接，保持滑塊靜止，測量重物P離地面的高度h；⑤滑塊由靜止釋放后開始運(yùn)動(dòng)并最終停在木板上的D點(diǎn)(未與滑輪碰撞)，測量C、D間的距離s。完成下列作圖和填空：(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出F－G圖線。(2)由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝(保留2位有效數(shù)字)。(3)滑塊最大速度的大小v＝(用h、s、μ和重力加速度g表示)。10、現(xiàn)用頻閃照相方法來研究物塊的變速運(yùn)動(dòng)．在一小物塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中，用頻閃相機(jī)拍攝的不同時(shí)刻物塊的位置如圖所示.拍攝時(shí)頻閃頻率是10Hz；通過斜面上固定的刻度尺讀取 的5個(gè)連續(xù)影像間的距離依次為x1、x2、x3、x4.已知斜面頂端的高度h和斜 面的長度s.數(shù)據(jù)如下表所示．重力加速度大小g＝9.80m/s2.單位：cmx1x2x3x4hs10.7615.0519.3423.6548.0080.00根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，完成下列填空：(1)物塊的加速度a＝__________m/s2(保留3位有效數(shù)字)．(2)因?yàn)開_________________________，可知斜面是粗糙的．11、某同學(xué)探究小磁鐵在銅管中下落時(shí)受電磁阻尼作用的運(yùn)動(dòng)規(guī)律．實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為50Hz的交流電．圖1(1)下列實(shí)驗(yàn)操作中，不正確的有________．A．將銅管豎直地固定在限位孔的正下方B．紙帶穿過限位孔，壓在復(fù)寫紙下面C．用手捏緊磁鐵保持靜止，然后輕輕地松開讓磁鐵下落D．在磁鐵下落的同時(shí)接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源(2)該同學(xué)按正確的步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(記為“實(shí)驗(yàn)①”)，將磁鐵從管口處釋放，打出一條紙帶，取開始下落的一段，確定一合適的點(diǎn)為O點(diǎn)，每隔一個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，標(biāo)為1，2，…，用刻度尺量出各計(jì)數(shù)點(diǎn)的相鄰兩計(jì)時(shí)點(diǎn)到O點(diǎn)的距離，記錄在紙帶上，如圖2所示．圖2計(jì)算相鄰計(jì)時(shí)點(diǎn)間的平均速度v，粗略地表示各計(jì)數(shù)點(diǎn)的速度，抄入下表．請(qǐng)將表中的數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整.位置12345678v(cm/s)24.533.837.8____39.539.839.839.8(3)分析上表的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知：在這段紙帶記錄的時(shí)間內(nèi)，磁鐵運(yùn)動(dòng)速度的變化情況是________________；磁鐵受到阻尼作用的變化情況是________________________________________________________________________．(4)該同學(xué)將裝置中的銅管更換為相同尺寸的塑料管,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)操作(記為“實(shí)驗(yàn)②”)，結(jié)果表明磁鐵下落的運(yùn)動(dòng)規(guī)律與自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律幾乎相同．請(qǐng)問實(shí)驗(yàn)②是為了說明什么？對(duì)比實(shí)驗(yàn)①和②的結(jié)果可得到什么結(jié)論？__________________________________________________________________________________________________________________________________12、某探究學(xué)習(xí)小組用如圖所示的方案測滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。在實(shí)驗(yàn)桌上固定一斜面，在斜面上距斜面底端擋板一定距離處放置一小滑塊，系住小滑塊的輕質(zhì)細(xì)線跨過光滑的定滑輪后系住一小球，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷細(xì)線后，小滑塊沿斜面向下運(yùn)動(dòng)與擋板相碰，小球自由下落與地面相碰，先后聽到兩次碰撞的聲音。反復(fù)調(diào)節(jié)擋板的位置，直到只聽到一次碰撞的聲音。測得此情況下小滑塊距擋板的距離x＝0.5m，距桌面距離h＝0.3m，小球下落的高度H＝1.25m，取g＝10m/s2。不考慮空氣的阻力，則：(1)小滑塊與擋板碰前的速度大小為m/s。(2)滑塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)的表達(dá)式為(用所給物理量的符號(hào)表示)，代入數(shù)據(jù)得μ＝。13、某實(shí)驗(yàn)小組探究彈簧的勁度系數(shù)k與其長度(圈數(shù))的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：一均勻長彈簧豎起懸掛，7個(gè)指針P0、P1、P2、P3、P4、P5、P6分別固定在彈簧上距懸點(diǎn)0、10、20、 30、40、50、60圈處；通過旁邊豎起放置的刻度尺，可以讀出指針的位置，P0指向0刻度．設(shè)彈簧下端未掛重物時(shí)，各指針的位置記為x0，掛有質(zhì)量為0.100kg的砝碼時(shí),各指針的位置記為x.測量結(jié)果及部分計(jì)算結(jié)果如下表所示(n為彈簧的圈數(shù)，取重力加速度為9.80m/s2)．已知實(shí)驗(yàn)所用彈簧總?cè)?shù)為60，整個(gè)彈簧的自由長度為11.88cm.P1P2P3P4P5P6x0(cm)2.044.066.068.0510.0312.01x(cm)2.645.267.8110.3012.9315.41n102030405060k(N/m)163①56.043.633.828.8eq\f(1,k)(m/N)0.0061②0.01790.02290.02960.0347(1)將表中數(shù)據(jù)補(bǔ)充完整：①__________；②__________．(2)以n為橫坐標(biāo)，eq\f(1,k)為縱坐標(biāo)，在圖(b)給出的坐標(biāo)紙上畫出eq\f(1,k)n圖象．(3)圖(b)中畫出的直線可近似認(rèn)為通過原點(diǎn)，若從實(shí)驗(yàn)中所用的彈簧截取圈數(shù) 為n的一段彈簧，該彈簧的勁度系數(shù)k與其圈數(shù)n的關(guān)系的表達(dá)式為k＝ __________N/m；該彈簧的勁度系數(shù)k與其自由長度l0(單位為m)的關(guān)系的表 達(dá)式為k＝__________N/m.14、在“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系” 時(shí)，某同學(xué)把兩根彈簧如圖1連接起來進(jìn)行探究．(1)某次測量如圖2所示，指針示數(shù)為______cm.(2)在彈性限度內(nèi)，將50g的鉤碼逐個(gè)掛在彈簧下端，得到指針A、B的示數(shù)LA和LB,如表1.用表1數(shù)據(jù)計(jì)算彈簧Ⅰ的勁度系數(shù)為__________N/m(重力加速度g取10m/s2)．由表1數(shù)據(jù)__________(填“能”或“不能”)計(jì)算出彈簧Ⅱ的勁度系數(shù).鉤碼數(shù)1234LA/cm15.7119.7123.6627.76LB/cm29.9635.7641.5147.36表115、圖1是“研究平拋物體運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)裝置圖，通過描點(diǎn)畫出平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡．(1)以下是實(shí)驗(yàn)過程中的一些做法，其中合理的有__________．a(chǎn)．安裝斜槽軌道，使其末端保持水平b．每次小球釋放的初始位置可以任意選擇c．每次小球應(yīng)從同一高度由靜止釋放d．為描出小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，描繪的點(diǎn)可以用折線連接(2)實(shí)驗(yàn)得到平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，在軌跡上取一些點(diǎn),以平拋起點(diǎn)O為坐標(biāo)原點(diǎn)，測量它們的水平坐標(biāo)x和豎直坐標(biāo)y，圖2中yx2圖象能說明平拋小球運(yùn)動(dòng)軌跡為拋物線的是__________．(3)圖3是某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)畫出的平拋小球的運(yùn)動(dòng)軌跡，O為平拋的起點(diǎn)，在軌跡上任取三點(diǎn)A、B、C,測得A、B兩點(diǎn)豎直坐標(biāo)y1為5.0cm，y2為45.0cm，A、B兩點(diǎn)水平間距Δx為40.0cm，則平拋小球的初速度v0為__________m/s，若C點(diǎn)的豎直坐標(biāo)y3為60.0cm，則小球在C點(diǎn)的速度vC為__________m/s(結(jié) 果保留兩位有效數(shù)字，g取10m/s2)．高中力學(xué)競賽輔導(dǎo)資料專題08力學(xué)實(shí)驗(yàn)1、甲同學(xué)準(zhǔn)備做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定 律”實(shí)驗(yàn)，乙同學(xué)準(zhǔn)備做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．圖1(1)圖1中A、B、C、D、E表示部分實(shí)驗(yàn)器材，甲同學(xué)需在圖中選用的器材________；乙同學(xué)需在圖中選用的器材________．(用字母表示)圖2(2)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室選齊所需器材后，經(jīng)正確操作獲得如圖2所示的兩條紙帶①和②.紙帶________的加速度大(填“①”或“②”)，其加速度大小為 ________．【解析】(1)“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”一般采用重錘自由落體運(yùn)動(dòng)，使用紙帶法測速度,所以要用到重錘和電火花打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，即A、B；“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)一般以小車為研究對(duì)象，需改變小車質(zhì)量，要用到紙帶法測加速度，所以需要電火花計(jì)時(shí)器、小車、鉤碼，即B、D、E.(2)紙帶①相鄰相等時(shí)間位移之差Δx1＝0.1cm,而②紙帶的Δx2＝0.05cm，由a＝eq\f(Δx,T2)可知①紙帶加速度大，且可算得a＝eq\f(Δx,T2)＝eq\f(0.1×10－2,0.022)m/s2＝2.5m/s2.【答案】(1)ABBDE(2)①(2.5±0.2)m/s22、某同學(xué)用如圖所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。一根細(xì)線系住鋼球，懸掛在鐵架臺(tái)上，鋼球靜止于A點(diǎn)，光電門固定在A的正下方，在鋼球底部豎直地粘住一片寬度為d的遮光條。將鋼球拉至不同位置由靜止釋放，遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間t可由計(jì)時(shí)器測出，取v＝eq\f(d,t)作為鋼球經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的速度。記錄鋼球每次下落的高度h和計(jì)時(shí)器示數(shù)t，計(jì)算并比較鋼球在釋放點(diǎn)和A點(diǎn)之間的勢能變化大小ΔEp與動(dòng)能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒。(1)ΔEp＝mgh計(jì)算鋼球重力勢能變化的大小，式中鋼球下落高度h應(yīng)測量釋放時(shí)的鋼球球心到之間的豎直距離。A．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的頂端B．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心C．鋼球在A點(diǎn)時(shí)的底端(2)用ΔEk＝eq\f(1,2)mv2計(jì)算鋼球動(dòng)能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖所示，其讀數(shù)為cm。某次測量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100s，則鋼球的速度為v＝m/s。(3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：ΔEp(×10－2J)4.8929.78614.6919.5929.38ΔEk(×10－2J)5.0410.115.120.029.8他發(fā)現(xiàn)表中的ΔEp與ΔEk之間存在差異，認(rèn)為這是由于空氣阻力造成的。你是否同意他的觀點(diǎn)？請(qǐng)說明理由。(4)請(qǐng)你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議?！窘馕觥?1)鋼球下落高度h，應(yīng)測量釋放時(shí)鋼球心到鋼球在A點(diǎn)時(shí)的球心之間的豎直距離，故選B。(2)遮光條的寬度d＝1.50cm，鋼球的速度v＝eq\f(d,t)＝1.50m/s(3)不同意，因?yàn)榭諝庾枇?huì)造成ΔEk小于ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp。(4)分別測出光電門和球心到懸點(diǎn)的長度L和l，計(jì)算ΔEk時(shí)，將v折算成鋼球的速度v′＝eq\f(l,L)v?！敬鸢浮?1)B(2)1.501.50(3)不同意理由見解析(4)見解析3、某物理課外小組利用圖(a)中的裝置探究物體加速度與其所受合外力之間的關(guān)系。圖中，置于實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的長木板水平放置，其右端固定一輕滑輪；輕繩跨過滑輪，一端與放在木板上的小滑車相連，另一端可懸掛鉤碼。本實(shí)驗(yàn)中可用的鉤碼共有N＝5個(gè)，每個(gè)質(zhì)量均為0.010kg。實(shí)驗(yàn)步驟如下：圖(a)(1)將5個(gè)鉤碼全部放入小車中，在長木板左下方墊上適當(dāng)厚度的小物塊，使小車(和鉤碼)可以在木板上勻速下滑。(2)將n(依次取n＝1，2，3，4，5)個(gè)鉤碼掛在輕繩右端，其余N－n個(gè)鉤碼仍留在小車內(nèi)；用手按住小車并使輕繩與木板平行。釋放小車，同時(shí)用傳感器記錄小車在時(shí)刻t相對(duì)于其起始位置的位移s，繪制s－t圖象，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后可得到相應(yīng)的加速度a。(3)對(duì)應(yīng)于不同的n的a值見下表。n＝2時(shí)的s－t圖象如圖(b)所示；由圖(b)求出此時(shí)小車的加速度(保留2位有效數(shù)字)，將結(jié)果填入下表。n12345a/m·s－20.200.580.781.00圖(b)(4)利用表中的數(shù)據(jù)在圖(c)中補(bǔ)齊數(shù)據(jù)點(diǎn)，并作出a－n圖象。從圖象可以看出：當(dāng)物體質(zhì)量一定時(shí)，物體的加速度與其所受的合外力成正比。圖(c)(5)利用a－n圖象求得小車(空載)的質(zhì)量為kg(保留2位有效數(shù)字，重力加速度取g＝9.8m·s－2)。(6)若以“保持木板水平”來代替步驟(1)，下列說法正確的是(填入正確選項(xiàng)前的標(biāo)號(hào))A．a(chǎn)－n圖線不再是直線B．a(chǎn)－n圖線仍是直線，但該直線不過原點(diǎn)C．a(chǎn)－n圖線仍是直線，但該直線的斜率變大【解析】(3)因?yàn)樾≤囎龀跛俣葹榱愕膭蚣铀僦本€運(yùn)動(dòng)，將圖(b)中點(diǎn)(2，0.78)代入s＝eq\f(1,2)at2可得，a＝0.39m/s2。(4)根據(jù)描點(diǎn)法可得如圖所示圖線。(5)根據(jù)牛頓第二定律可得nmg＝(M＋5m)a，則a＝eq\f(mg,M＋5m)n，圖線斜率k＝eq\f(mg,M＋5m)＝eq\f(1.00,5)，可得M＝0.45kg(6)若不平衡摩擦力，則有nmg－μ[M＋(5－n)m]g＝(M＋5m)a，則a＝eq\f(mg＋μmg,M＋5m)n－eq\f(μMg＋5μmg,M＋5m)，所以a－n圖線仍是直線，但直線不過原點(diǎn)，斜率變大，故B、C正確?！敬鸢浮?3)0.39(4)見解析圖(5)0.45(6)BC4、用如圖所示的裝置測量彈簧的彈性勢能。將彈簧放置在水平氣墊導(dǎo)軌上，左端固定，右端在O點(diǎn)；在O點(diǎn)右側(cè)的B、C位置各安裝一個(gè)光電門，計(jì)時(shí)器(圖中未畫出)與兩個(gè)光電門相連。先用米尺測得B、C兩點(diǎn)間距離s，再用帶有遮光片的滑塊壓縮彈簧到某位置A，靜止釋放，計(jì)時(shí)器顯示遮光片從B到C所用的時(shí)間t，用米尺測量A、O之間的距離x。(1)計(jì)算滑塊離開彈簧時(shí)速度大小的表達(dá)式是。(2)為求出彈簧的彈性勢能，還需要測量。A．彈簧原長B．當(dāng)?shù)刂亓铀俣菴．滑塊(含遮光片)的質(zhì)量(3)增大A、O之間的距離x，計(jì)時(shí)器顯示時(shí)間t將。A．增大B．減小C．不變【解析】(1)滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，v＝eq\f(s,t)。(2)根據(jù)功能關(guān)系可得，Ep＝eq\f(1,2)mv2，則還需要測量滑塊的質(zhì)量，選項(xiàng)C正確。(3)增大A、O之間的距離x，彈簧的彈性勢能增大，滑塊離開彈簧后的速度增大，從B到C的時(shí)間t將減小，選項(xiàng)B正確?！敬鸢浮?1)eq\f(s,t)(2)C(3)B5、在“驗(yàn)證力的平行四邊形定則”實(shí) 驗(yàn)中，某同學(xué)用圖釘把白紙固定在水平放置的木板上，將橡皮條的一端固定在板上一點(diǎn)，兩個(gè)細(xì)繩套系在橡皮條的另一端．用兩個(gè)彈簧測力計(jì)分別拉住兩個(gè)細(xì)繩套，互成角度地施加拉力，使橡皮條伸長，結(jié)點(diǎn)到達(dá)紙面上某一位置，如圖所示．請(qǐng)將以下的實(shí)驗(yàn)操作和處理補(bǔ)充完整：①用鉛筆描下結(jié)點(diǎn)位置，記為O；②記錄兩個(gè)彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1和F2，沿每條細(xì)繩(套)的方向用鉛筆分別描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把相應(yīng)的點(diǎn)連成線；③只用一個(gè)彈簧測力計(jì)，通過細(xì)繩套把橡皮條的結(jié)點(diǎn)仍拉到位置O，記錄測力計(jì)的示數(shù)F3，________________；④按照力的圖示要求，作出拉力F1、F2、F3；⑤根據(jù)力的平行四邊形定則作出F1和F2的合力F；⑥比較________的一致程度，若有較大差異，對(duì)其原因進(jìn)行分析，并作出相應(yīng)的改進(jìn)后再次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．【解析】③此步驟中應(yīng)記錄此時(shí)拉力的大小和方向，結(jié)合②的操作，③中橫線應(yīng)填寫:沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn)，用刻度尺把這些點(diǎn)連成直 線．⑥要驗(yàn)證平行四邊形定則,需要比較F與F3的大小，方向是否一致，故⑥中橫線應(yīng)填寫F和F3【答案】③沿此時(shí)細(xì)繩(套)的方向用鉛筆描出幾個(gè)點(diǎn),用刻度尺把這些點(diǎn)連成 直線⑥F和F36、利用圖2裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)。圖2①為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的。A．動(dòng)能變化量與勢能變化量B．速度變化量與勢能變化量C．速度變化量與高度變化量②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(tái)(含鐵夾)、電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中，還必須使用的兩種器材是。A．交流電源B．刻度尺C．天平(含砝碼)③實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖3所示的一條紙帶。在紙帶上選取三個(gè)連續(xù)打出的點(diǎn)A、B、C，測得它們到起始點(diǎn)O的距離分別為hA、hB、hC。已知當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹間，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的周期為T。設(shè)重物的質(zhì)量為m。從打O點(diǎn)到打B點(diǎn)的過程中，重物的重力勢能變化量ΔEp＝，動(dòng)能變化量ΔEk＝。圖3④大多數(shù)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，重力勢能的減少量大于動(dòng)能的增加量，原因是。A．利用公式v＝gt計(jì)算重物速度B．利用公式v＝eq\r(2gh)計(jì)算重物速度C．存在空氣阻力和摩擦阻力的影響D．沒有采用多次實(shí)驗(yàn)取平均值的方法⑤某同學(xué)想用下述方法研究機(jī)械能是否守恒，在紙帶上選取多個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，測量它們到起始點(diǎn)O的距離h，計(jì)算對(duì)應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2－h(huán)圖象，并做如下判斷：若圖象是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，請(qǐng)你分析論證該同學(xué)的判斷是否正確的?！窘馕觥竣僦匚锵侣溥^程中重力勢能減少，動(dòng)能增加，故該實(shí)驗(yàn)需要比較重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的動(dòng)能變化量與勢能變化量在誤差范圍內(nèi)是否相等，A項(xiàng)正確。②電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，故要選A，需要測紙帶上兩點(diǎn)間的距離，還需要刻度尺，選B，根據(jù)mgh＝eq\f(1,2)mv2－0可將等式兩邊的質(zhì)量抵消，不需要天平，需使用C。③重物的重力勢能變化量為ΔEp＝－mghB，動(dòng)能的變化量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)＝eq\f(1,2)m(eq\f(hC－h(huán)A,2T))2④重物重力勢能的減少量略大于動(dòng)能的增加量，是因?yàn)橹匚锵侣溥^程中存在空氣阻力和摩擦阻力的影響，C正確。⑤該同學(xué)的判斷依據(jù)不正確，在重物下落h的過程中，若阻力f恒定，根據(jù)mgh－fh＝eq\f(1,2)mv2－0，則v2＝2(g－eq\f(f,m))h可知，v2－h(huán)圖象就是過原點(diǎn)的一條直線。要想通過v2－h(huán)圖象的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖象的斜率是否接近2g?！敬鸢浮?1)增強(qiáng)敏感(2)①A②AB③－mghBeq\f(1,2)m(eq\f(hC－h(huán)A,2T))2④C⑤不正確，理由見解析7、某同學(xué)利用如圖1所示裝置研究外力與加速度的關(guān)系。將力傳感器安裝在置于水平軌道的小車上，通過細(xì)繩繞過定滑輪懸掛鉤碼，小車與軌道及滑輪間的摩擦可忽略不計(jì)。開始實(shí)驗(yàn)后，依次按照如下步驟操作：①同時(shí)打開力傳感器和速度傳感器；②釋放小車；③關(guān)閉傳感器，根據(jù)F－t，v－t圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a；④重復(fù)上述步驟。(1)某次釋放小車后得到的F－t，v－t圖象如圖2和3所示。根據(jù)圖象，此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為N，對(duì)應(yīng)的加速度a為m/s2。(保留2位有效數(shù)字)(2)利用上述器材和過程得到的多組數(shù)據(jù)作出小車的加速度a隨F變化的圖象(a－F圖象)，如圖4所示。若圖線斜率為k，則安裝了力傳感器的小車的質(zhì)量為?！窘馕觥?1)根據(jù)v－t圖象得到0.8s前小車是靜止的，0.8s后小車做勻加速運(yùn)動(dòng)，所以此次操作應(yīng)記錄下的外力F大小為：F＝0.785N＝0.79N，根據(jù)v－t圖象的斜率求出加速度：a＝eq\f(Δv,Δt)＝eq\f(1.8,1.80－0.80)m/s2＝1.8m/s2。(2)根據(jù)a＝eq\f(F,m)可知a－F圖象理論上直線斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，則小車的質(zhì)量為m＝eq\f(1,k)?！敬鸢浮?1)0.791.8(2)eq\f(1,k)8、某實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示實(shí)驗(yàn)裝置及數(shù)字化信息系統(tǒng)探究“外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)時(shí)將小車?yán)剿杰壍赖腛位置由靜止釋放，在小車從O位置運(yùn)動(dòng)到A位置過程中，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理得到了彈簧彈力與小車位移的關(guān)系圖線如圖(b)所示，還得到了小車在A位置的速度大小vA；另外用電子秤測得小車(含位移傳感器發(fā)射器)的總質(zhì)量為m?；卮鹣铝袉栴}：(1)由圖(b)可知，圖(a)中A位置到力傳感器的距離(“小于”、“等于”或“大于”)彈簧原長。(2)小車從O位置運(yùn)動(dòng)到A位置過程中彈簧對(duì)小車所做的功W＝，小車的動(dòng)能改變量ΔEk＝。(用m、vA、xA中各相關(guān)物理量表示)(3)若將彈簧從小車上卸下，給小車一初速度v0，讓小車從軌道右端向左端滑動(dòng)，利用位移傳感器和計(jì)算機(jī)得到小車的速度隨時(shí)間變化的圖線如圖(c)所示，則小車所受軌道摩擦力的大小＝。(用m、v0、tm中各相關(guān)物理量表示)(4)綜合步驟(2)、(3)，該實(shí)驗(yàn)所要探究的“外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系”表達(dá)式是。(用m、vA、xA、v0、tm中各相關(guān)物理量表示)【解析】(1)由圖(b)可知，圖(a)中A位置到力傳感器的距離大于彈簧原長。(2)小車從O位置運(yùn)動(dòng)到A位置過程中彈簧對(duì)小車所做的功W＝eq\f(1,2)(F0＋FA)xA，小車的動(dòng)能改變量ΔEk＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)；(3)由圖線可知，小車的加速度為a＝eq\f(v0,tm)，則根據(jù)牛頓第二定律可知，小車所受軌道摩擦力的大小f＝meq\f(v0,tm)；(4)該實(shí)驗(yàn)所要探究的“外力做功與小車動(dòng)能變化的關(guān)系”表達(dá)式是WF－Wf＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)，即：eq\f(1,2)(F0＋FA)xA－meq\f(v0,tm)xA＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)?！敬鸢浮?1)大于(2)eq\f(1,2)(F0＋FA)xAeq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)(3)meq\f(v0,tm)(4)eq\f(1,2)(F0＋FA)xA－meq\f(v0,tm)xA＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,A)9、某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺，測量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大速度。實(shí)驗(yàn)步驟：①用彈簧秤測量橡皮泥和滑塊的