2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 真題匯編 E單元 功和能

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1、2022年高考物理大一輪復(fù)習(xí) 真題匯編 E單元 功和能 19．A2 、C2、E1[xx·全國卷Ⅱ] 兩實(shí)心小球甲和乙由同一種材料制成，甲球質(zhì)量大于乙球質(zhì)量．兩球在空氣中由靜止下落，假設(shè)它們運(yùn)動時(shí)受到的阻力與球的半徑成正比，與球的速率無關(guān)．若它們下落相同的距離，則(　　) A．甲球用的時(shí)間比乙球長 B．甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C．甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D．甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 19．BD　[解析] 設(shè)f＝kR，則由牛頓第二定律得F合＝mg－f＝ma，而m＝πR3·ρ，故a＝g－，由m甲>m乙、ρ甲＝ρ乙可知a甲>a乙，故C錯(cuò)誤；因甲、

2、乙位移相同，由v2＝2ax可知，v甲>v乙，B正確；由x＝at2可知，t甲f乙，則W甲克服>W乙克服，D正確． 8．E1　C5[xx·天津卷] 我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平，和諧號動車組是由動車和拖車編組而成，提供動力的車廂叫動車，不提供動力的車廂叫拖車．假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等，動車的額定功率都相同，動車組在水平直軌道上運(yùn)行過程中阻力與車重成正比．某列動車組由8節(jié)車廂組成，其中第1、5節(jié)車廂為動車，其余為拖車，則該動車組(　　) 圖1- A．啟動時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動的方向相反 B．做勻加速運(yùn)動時(shí)，第5、6節(jié)與

3、第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3∶2 C．進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動機(jī)時(shí)的速度成正比 D．與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為1∶2 8．BD　[解析] 列車啟動時(shí)，乘客隨著車廂加速運(yùn)動，乘客受到的合力方向與車運(yùn)動的方向一致，而乘客受到車廂的作用力和重力，所以啟動時(shí)乘客受到車廂作用力的方向與車運(yùn)動方向成一銳角，A錯(cuò)誤；動車組運(yùn)動的加速度a＝＝－kg，則對第6、7、8節(jié)車廂的整體有f56＝3ma＋3kmg＝0.75F，對第7、8節(jié)車廂的整體有f67＝2ma＋2kmg＝0.5F，故第5、6節(jié)車廂與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為3∶2，B正確；根據(jù)動能定理得Mv2

4、＝kMgs，解得s＝，可知進(jìn)站時(shí)從關(guān)閉發(fā)動機(jī)到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動機(jī)時(shí)的速度的二次方成正比 ，C錯(cuò)誤；8節(jié)車廂有2節(jié)動車時(shí)的最大速度為vm1＝＝，8節(jié)車廂有4節(jié)動車的最大速度為vm2＝＝，則＝，D正確． E2 動能 動能定理 25．E2D2 [xx·全國卷Ⅰ] 如圖1-，一輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角為37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上B處，彈簧處于自然狀態(tài)，直軌道與一半徑為R的光滑圓弧軌道相切于C點(diǎn)，AC＝7R，A、B、C、D均在同一豎直平面內(nèi)．質(zhì)量為m的小物塊P自C點(diǎn)由靜止開始下滑，最低到達(dá)E點(diǎn)(未畫出)，隨后P沿軌道被彈回，最高到達(dá)F點(diǎn)，AF＝4R，

5、已知P與直軌道間的動摩擦因數(shù)μ＝，重力加速度大小為g.(取sin 37°＝，cos 37°＝) (1)求P第一次運(yùn)動到B點(diǎn)時(shí)速度的大?。? (2)求P運(yùn)動到E點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能． (3)改變物塊P的質(zhì)量，將P推至E點(diǎn)，從靜止開始釋放．已知P自圓弧軌道的最高點(diǎn)D處水平飛出后，恰好通過G點(diǎn)．G點(diǎn)在C點(diǎn)左下方，與C點(diǎn)水平相距R、豎直相距R，求P運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)速度的大小和改變后P的質(zhì)量． 圖1- [答案] (1)2　(2)mgR　(3)　m [解析] (1)根據(jù)題意知，B、C之間的距離l為 l＝7R－2R?、? 設(shè)P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度為vB，由動能定理得 mglsin θ－μmglcos

6、 θ＝mv?、? 式中θ＝37°，聯(lián)立①②式并由題給條件得 vB＝2?、? (2)設(shè)BE＝x，P到達(dá)E點(diǎn)時(shí)速度為零，設(shè)此時(shí)彈簧的彈性勢能為Ep.P由B點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中，由動能定理有 mgxsin θ－μmgxcos θ－Ep＝0－mv?、? E、F之間的距離l1為 l1＝4R－2R＋x?、? P到達(dá)E點(diǎn)后反彈，從E點(diǎn)運(yùn)動到F點(diǎn)的過程中，由動能定理有 Ep－mgl1sin θ－μmgl1cos θ＝0?、? 聯(lián)立③④⑤⑥式并由題給條件得 x＝R?、? Ep＝mgR?、? (3)設(shè)改變后P的質(zhì)量為m1，D點(diǎn)與G點(diǎn)的水平距離x1和豎直距離y1分別為 x1＝R－Rsin θ?、? y1

7、＝R＋R＋Rcos θ?、? 式中，已應(yīng)用了過C點(diǎn)的圓軌道半徑與豎直方向夾角仍為θ的事實(shí)． 設(shè)P在D點(diǎn)的速度為vD，由D點(diǎn)運(yùn)動到G點(diǎn)的時(shí)間為t.由平拋物運(yùn)動公式有 y1＝gt2　? x1＝vDt　? 聯(lián)立⑨⑩??式得 vD＝　? 設(shè)P在C點(diǎn)速度的大小為vC，在P由C運(yùn)動到D的過程中機(jī)械能守恒，有 m1v＝m1v＋m1g　? P由E點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)的過程中，同理，由動能定理有 Ep－m1g(x＋5R)sin θ－μm1g(x＋5R)cos θ＝m1v? 聯(lián)立⑦⑧???式得 m1＝m　? 16．C5、D6、E2[xx·全國卷Ⅱ] 小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的

8、質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖1-所示．將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點(diǎn)(　　) 圖1- A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的動能一定小于Q球的動能 C．P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 16．C　[解析] 從釋放到最低點(diǎn)過程中，由動能定理得mgl＝mv2－0，可得v＝，因lPmQ，故兩球動能大小無法比較，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)對兩球進(jìn)行受力分析，根據(jù)牛頓第二定律及向心力公式

9、可知T－mg＝m＝man，得T＝3mg，an＝2g，則TP>TQ，aP＝aQ，C正確，D錯(cuò)誤． 16．A2　E2[xx·全國卷Ⅲ] 一質(zhì)點(diǎn)做速度逐漸增大的勻加速直線運(yùn)動，在時(shí)間間隔t內(nèi)位移為s，動能變?yōu)樵瓉淼?倍．該質(zhì)點(diǎn)的加速度為(　　) A. B. C. D. 16．A　[解析] 由Ek＝mv2可知速度變?yōu)樵瓉淼?倍．設(shè)加速度為a，初速度為v，則末速度為3v.由速度公式vt＝v0＋at得3v＝v＋at，解得at＝2v；由位移公式s＝v0t＋at2得s＝vt＋·at·t＝vt＋·2v·t＝2vt，進(jìn)一步求得v＝；所以a＝＝·＝，A正確． 20．D4　E2[xx·全國卷Ⅲ] 如圖所

10、示，一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面；在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P.它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點(diǎn)的過程中，克服摩擦力做的功為W.重力加速度大小為g.設(shè)質(zhì)點(diǎn)P在最低點(diǎn)時(shí)，向心加速度的大小為a，容器對它的支持力大小為N，則(　　) 圖1- A．a(chǎn)＝ B．a(chǎn)＝ C．N＝ D．N＝ 20．AC　[解析] 質(zhì)點(diǎn)P下滑到底端的過程，由動能定理得mgR－W＝mv2－0，可得v2＝，所以a＝＝，A正確，B錯(cuò)誤；在最低點(diǎn)，由牛頓第二定律得N－mg＝m，故N＝mg＋m＝mg＋·＝，C正確，D錯(cuò)誤． 10．C2　D4　E2[xx·天津卷] 我國將于2022年舉辦冬奧會，跳臺滑雪是

11、其中最具觀賞性的項(xiàng)目之一．如圖1-所示，質(zhì)量m＝60 kg的運(yùn)動員從長直助滑道AB的A處由靜止開始以加速度a＝3.6 m/s2勻加速滑下，到達(dá)助滑道末端B時(shí)速度vB＝24 m/s，A與B的豎直高度差H＝48 m．為了改變運(yùn)動員的運(yùn)動方向，在助滑道與起跳臺之間用一段彎曲滑道銜接，其中最低點(diǎn)C處附近是一段以O(shè)為圓心的圓?。滥┒薆與滑道最低點(diǎn)C的高度差h＝5 m，運(yùn)動員在B、C間運(yùn)動時(shí)阻力做功W＝－1530 J，g取10 m/s2. 圖1- (1)求運(yùn)動員在AB段下滑時(shí)受到阻力Ff的大小； (2)若運(yùn)動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R至少應(yīng)為多大？

12、[答案] (1)144 N　(2)12.5 m [解析] (1)運(yùn)動員在AB上做初速度為零的勻加速運(yùn)動，設(shè)AB的長度為x，則有v＝2ax　 ① 由牛頓第二定律有mg－Ff＝ma?、? 聯(lián)立①②式，代入數(shù)據(jù)解得Ff＝144 N?、? (2)設(shè)運(yùn)動員到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，在由B到達(dá)C的過程中，由動能定理有 mgh＋W＝mv－mv?、? 設(shè)運(yùn)動員在C點(diǎn)所受的支持力為FN，由牛頓第二定律有FN－mg＝m?、? 由運(yùn)動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，聯(lián)立④⑤式，代入數(shù)據(jù)解得R＝12.5 m 1．E2[xx·四川卷] 韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動員．他在一次自由式滑雪空中技

13、巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900 J，他克服阻力做功100 J．韓曉鵬在此過程中(　　) A．動能增加了1900 J B．動能增加了xx J C．重力勢能減小了1900 J D．重力勢能減小了xx J 1．C　[解析] 由題可得，重力做功1900 J，則重力勢能減少1900 J，可得C正確，D錯(cuò)誤．由動能定理：WG－Wf＝ΔEk可得動能增加1800 J，則A、B錯(cuò)誤． 18．E2[xx·浙江卷] 如圖1-4所示為一滑草場，某條滑道由上下兩段高均為h，與水平面傾角分別為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為μ.質(zhì)量為m的載人滑草

14、車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端(不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．則(　　) 圖1-4 A．動摩擦因數(shù)μ＝ B．載人滑草車最大速度為 C．載人滑草車克服摩擦力做功為mgh D．載人滑草車在下段滑道上的加速度大小為g 18．AB　[解析] 作出滑道簡化示意圖如圖所示，從A處到C處的過程中，由動能定理有(mgsin θ1－μmgcos θ1)＋(mgsin θ2－μmgcos θ2)＝0，解得μ＝，選項(xiàng)A正確；到B點(diǎn)時(shí)載人滑草車速度最大，從A處到B處的過程中，由動能定理有(mgsin

15、θ1－μmgcos θ1)＝mv，得vm＝，選項(xiàng)B正確；從A處到C處的過程中，克服摩擦力所做的功等于重力勢能減少量2mgh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在下段滑道上的加速度大小a＝＝g，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． E3 機(jī)械能守恒定律 21．C2、 E3[xx·全國卷Ⅱ] 如圖1-，小球套在光滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連．現(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點(diǎn)．已知在M、N兩點(diǎn)處，彈簧對小球的彈力大小相等，且∠ONM<∠OMN<.在小球從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中(　　) 圖1- A．彈力對小球先做正功后做負(fù)功 B．有兩個(gè)時(shí)刻小球的加速度等于重力加速度 C．彈簧長

16、度最短時(shí)，彈力對小球做功的功率為零 D．小球到達(dá)N點(diǎn)時(shí)的動能等于其在M、N兩點(diǎn)的重力勢能差 21．BCD　[解析] 小球在M點(diǎn)時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，在N點(diǎn)時(shí)彈簧處于伸長狀態(tài)，則在由M到N過程中有一點(diǎn)彈簧處于原長狀態(tài)，設(shè)該點(diǎn)為B點(diǎn)，另設(shè)小球在A點(diǎn)時(shí)對應(yīng)的彈簧最短，如圖所示．從M點(diǎn)到A點(diǎn)，彈簧壓縮量變大，彈力做負(fù)功，從A點(diǎn)到B點(diǎn)彈簧從壓縮逐漸恢復(fù)至原長，彈力做正功，從B點(diǎn)到N點(diǎn)彈簧從原長逐漸伸長，彈力做負(fù)功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．小球在A點(diǎn)時(shí)，水平方向上彈簧的彈力與桿的彈力相平衡，小球受到的合外力F合＝mg，故加速度a＝g；小球在B點(diǎn)時(shí)，彈簧處于原長，桿對小球沒有作用力，小球受到的合外力F合＝mg，故加速

17、度a＝g，B正確．在A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力F彈垂直于桿，小球的速度沿桿向下，則P彈＝F彈vcos α＝0，C正確．從M點(diǎn)到N點(diǎn)，小球與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則Ek增＝Ep減，即EkN－0＝Ep重M－Ep重N＋Ep彈M－Ep彈N，由于在M、N兩點(diǎn)彈簧彈力大小相同，由胡克定律可知，彈簧形變量相同，則彈性勢能Ep彈N＝Ep彈M，故EkN＝Ep重M－Ep重N，D正確． 14．B7、D1、E3如圖1-所示，傾角為α的斜面A被固定在水平面上，細(xì)線的一端固定于墻面，另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連，B靜止在斜面上．滑輪左側(cè)的細(xì)線水平，右側(cè)的細(xì)線與斜面平行．A、B的質(zhì)量均為m.撤去固定A的裝置后

18、，A、B均做直線運(yùn)動．不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g.求： 圖1- (1)A固定不動時(shí)，A對B支持力的大小N； (2)A滑動的位移為x時(shí)，B的位移大小s； (3)A滑動的位移為x時(shí)的速度大小vA. 14．[答案] (1)mgcos α　(2)　(3) [解析] (1)支持力的大小N＝mgcos α (2)根據(jù)幾何關(guān)系sx＝x·(1－cos α)，sy＝x·sin α 且s＝ 解得s＝·x (3)B的下降高度sy＝x·sin α 根據(jù)機(jī)械能守恒定律mgsy＝mv＋mv 根據(jù)速度的定義得vA＝，vB＝ 則vB＝·vA 解得vA＝ 7．E3[xx·上海卷]

19、在今年上海的某活動中引入了全國首個(gè)戶外風(fēng)洞飛行體驗(yàn)裝置，體驗(yàn)者在風(fēng)力作用下漂浮在半空．若減小風(fēng)力，體驗(yàn)者在加速下落過程中(　　) A．失重且機(jī)械能增加 B．失重且機(jī)械能減少 C．超重且機(jī)械能增加 D．超重且機(jī)械能減少 7．B　[解析] 體驗(yàn)者在加速下落過程中加速度方向向下，處于失重狀態(tài)，除重力外其他力的合力做負(fù)功，機(jī)械能減少，B正確． E4 實(shí)驗(yàn)：探究動能定理 22．E4[xx·全國卷Ⅱ] 某物理小組對輕彈簧的彈性勢能進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)裝置如圖(a)所示：輕彈簧放置在光滑水平桌面上，彈簧左端固定，右端與一物塊接觸而不連接，紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器并與物塊連接．向左推物塊使彈簧壓縮一段距離

20、，由靜止釋放物塊，通過測量和計(jì)算，可求得彈簧被壓縮后的彈性勢能． 圖1- (1)實(shí)驗(yàn)中涉及下列操作步驟： ①把紙帶向左拉直 ②松手釋放物塊 ③接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源 ④向左推物塊使彈簧壓縮，并測量彈簧壓縮量 上述步驟正確的操作順序是________(填入代表步驟的序號)． (2)圖(b)中M和L紙帶是分別把彈簧壓縮到不同位置后所得到的實(shí)際打點(diǎn)結(jié)果．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所用交流電的頻率為50 Hz.由M紙帶所給的數(shù)據(jù)，可求出在該紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中物塊脫離彈簧時(shí)的速度為____________ m/s.比較兩紙帶可知，________(填“M”或“L”)紙帶對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中彈簧被壓縮后的彈性勢能大

21、． 圖1- 22．[答案] (1)④①③②　(2)1.29　M [解析] (2)脫離彈簧后物塊應(yīng)該做勻速直線運(yùn)動，則v＝×10－2 m/s＝1.29 m/s. 由能量守恒定律可知，物塊脫離彈簧時(shí)動能越大，則彈簧被壓縮時(shí)的彈性勢能越大，故EpM>EpL. 8．[xx·四川卷] Ⅰ.E4用如圖1-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，由靜止釋放，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

22、、O之間的距離x. 圖1- (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? C．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 8．Ⅰ. [答案] (1)v＝　(2)C　(3)B [解析] (1)滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動，與BC間的速度相同，故v＝. (2)彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化成了滑塊的動能，所以還需要測量滑塊(含遮光片)的質(zhì)量，故C對． (3)增大A、O之間的距離x，滑塊獲

23、得的動能增大，速度增大，故計(jì)時(shí)器顯示的時(shí)間t將減小，B對． E5 實(shí)驗(yàn)：驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律 22．E5　C5[xx·全國卷Ⅰ] 某同學(xué)用圖(a)所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，其中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源為交流電源，可以使用的頻率有20 Hz、30 Hz和40 Hz，打出紙帶的一部分如圖(b)所示． 圖1- 該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中沒有記錄交流電的頻率f，需要用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和其他題給條件進(jìn)行推算． (1)若從打出的紙帶可判定重物勻加速下落，利用f和圖(b)中給出的物理量可以寫出：在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出B點(diǎn)時(shí)，重物下落的速度大小為________，打出C點(diǎn)時(shí)重物下落的速度大小為________，重物下落的

24、加速度大小為________． (2)已測得s1＝8.89 cm，s2＝9.50 cm，s3＝10.10 cm；當(dāng)?shù)刂亓铀俣却笮?.80 m/s2，實(shí)驗(yàn)中重物受到的平均阻力大小約為其重力的1%.由此推算出f為________ Hz. [答案] (1)(s1＋s2)f　(s2＋s3)f　(s3－s1)f2 (2)40 [解析] (1)B點(diǎn)對應(yīng)的速度vB＝＝，C點(diǎn)對應(yīng)的速度vC＝＝，加速度a＝＝. (2)由牛頓第二定律得mg(1－1%)＝ma，則頻率f＝＝40 Hz. 21．E5[xx·北京卷] (2)利用圖1-裝置做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)． ①為驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，需要比較

25、重物下落過程中任意兩點(diǎn)間的________． A．動能變化量與勢能變化量 B．速度變化量和勢能變化量 C．速度變化量和高度變化量 ②除帶夾子的重物、紙帶、鐵架臺(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) 圖1- ③實(shí)驗(yàn)中，先接通電源，再釋放重物，得到圖1-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

26、化量ΔEp＝________，動能變化量ΔEk＝________． 圖1- ④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＝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)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)算對應(yīng)計(jì)數(shù)點(diǎn)的重物速度v，描繪v2-h圖像，并做如下判斷：若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則重物下落過程中機(jī)械能守恒，請你分析論證該同學(xué)的判斷依據(jù)是否正確． 21．（2）[答案]①A?、贏B?、郏?/p>

27、mghB　m?、蹸 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，有mgh－fh＝mv2－0解得v2＝2h.由此可知，v2-h圖像就是過原點(diǎn)的一條直線．要想通過v2-h圖像的方法驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒，還必須看圖像的斜率是否接近2g [解析]①由機(jī)械能守恒定律可知，動能的減少量和重力勢能的增加量相等，選項(xiàng)A正確． ②需要用低壓交流電源接電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，需要用刻度尺測量紙帶上點(diǎn)跡間距離．選擇A、B. ③ΔEp＝－mghB， ΔEk＝mv 由勻變速直線運(yùn)動規(guī)律可知，vB＝ 代入可得，ΔEk＝m. ④由于空氣阻力和摩擦阻力的影響，有一部分重力勢能會轉(zhuǎn)化為熱能．選項(xiàng)C正確．

28、 11．E5[xx·江蘇卷] 某同學(xué)用如圖1-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＝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與動能變化大小ΔEk，就能驗(yàn)證機(jī)械能是否守恒． 圖1- (1)用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)

29、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＝mv2計(jì)算鋼球動能變化的大小，用刻度尺測量遮光條寬度，示數(shù)如圖1-所示，其讀數(shù)為________cm.某次測量中，計(jì)時(shí)器的示數(shù)為0.0100 s，則鋼球的速度為v＝________m/s. 圖1- (3)下表為該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果： ΔEp/(10－2 J) 4.892 9.786 14.69 19.59 29.38 ΔEk/(10－2 J) 5.04 10.1 15.1 20.0 29.8 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

30、說明理由． (4)請你提出一條減小上述差異的改進(jìn)建議． 11．[答案] (1)B (2)1.50(1.49～1.51 都算對) 1．50(1.49～1.51 都算對) (3)不同意，因?yàn)榭諝庾枇斐搔k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′＝v. [解析] (2)讀數(shù)時(shí)要注意最小分度是1毫米，要估讀到最小分度的下一位，速度v＝＝＝1.50 m/s. (3)因?yàn)榭諝庾枇箘幽艿脑黾恿喀k小于重力勢能的減少量ΔEp，但表中ΔEk大于ΔEp，所以不同意他的觀點(diǎn)． (4)據(jù)圖可看出，光電門計(jì)時(shí)

31、器測量的是遮光條經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間，而此時(shí)遮光條經(jīng)過光電門時(shí)的速度比小球的速度大，因?yàn)樗鼈冏龅氖且詰尹c(diǎn)為圓心的圓周運(yùn)動，半徑不等，所以速度不能等同，而這位同學(xué)誤以為相同，從而給實(shí)驗(yàn)帶來了系統(tǒng)誤差．改進(jìn)方法：根據(jù)它們運(yùn)動的角速度相等，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′＝v. 26．E5[xx·上海卷] 在“用DIS研究機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，用到的傳感器是________傳感器．若擺錘直徑的測量值大于其真實(shí)值會造成擺錘動能的測量值偏________(選填“大”或“小”)． 26．[答案] 光電門　大 [解析] 測量速度的傳感器是光電門傳感器；

32、速度測量值v＝，擺錘直徑d的測量值大于其真實(shí)值會導(dǎo)致速度測量值偏大，造成動能測量值偏大． E6 功和能綜合 25．D6、E6[xx·全國卷Ⅱ] 輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧長度為l.現(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接．AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，如圖所示．物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5.用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度l，然后放開，P開始沿軌道運(yùn)動，重力加速度大小為g. (1)若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度

33、的大小，以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)間的距離； (2)若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍． 圖1- 25．[答案] (1)　2 l　(2)m≤M

34、P此時(shí)的速度大小v應(yīng)滿足 －mg≥0?、? 設(shè)P滑到D點(diǎn)時(shí)的速度為vD，由機(jī)械能守恒定律得 mv＝mv＋mg·2l?、? 聯(lián)立③⑤式得 vD＝?、? vD滿足④式要求，故P能運(yùn)動到D點(diǎn)，并從D點(diǎn)以速度vD水平射出．設(shè)P落回到軌道AB所需的時(shí)間為t，由運(yùn)動學(xué)公式得 2l＝gt2?、? P落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離為 s＝vDt?、? 聯(lián)立⑥⑦⑧式得 s＝2 l?、? (2)為使P能滑上圓軌道，它到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的速度不能小于零． 由①②式可知5mgl>μMg·4l 要使P仍能沿圓軌道滑回，P在圓軌道的上升高度不能超過半圓軌道的中點(diǎn)C.由機(jī)械能守恒定律有 Mv≤Mgl　? 聯(lián)

35、立①②⑩?式得 m≤M0)的粒子在電容器中靠近下極板處，以初動能Ek0豎直向上射出．不計(jì)重力，極板尺寸足夠大．若粒子能打到上極板，則兩極板間電場強(qiáng)度的最大值為(　　) 圖1- A. B. C. D. 6．B　[解析] 當(dāng)粒子恰好打到上極板時(shí)，兩極板間的電場強(qiáng)度最大，由動能定理得－Emqd＝Ek－Ek0.將粒子速度沿平行和垂直于極板方向分解，當(dāng)粒子恰好打到上極板時(shí)，垂直于極板方向的分速度為0，而平行于極板方向的分速度始終不變，可知Ek＝Ek0

36、，聯(lián)立以上兩式可得Em＝. 25．E6[xx·上海卷] 地面上物體在變力F作用下由靜止開始豎直向上運(yùn)動，力F隨高度x的變化關(guān)系如圖1-所示，物體能上升的最大高度為h，hmg，a＝，因此，F(xiàn)最大時(shí)加速度最大，此時(shí)高度為零；隨著F減小，有mg>F, a＝，當(dāng)F最小時(shí)加速度最大，所以當(dāng)物體加速度最大時(shí)其高度為0或h.設(shè)高度為h時(shí)對應(yīng)的拉力為F′，根據(jù)圖像有＝，則F′＝F0，拉力的功等于圖中梯形面積，即W＝(F0＋F′)h，根據(jù)動能定理得mgh＝

37、(F0＋F′)h，有F0－mg＝mg－F′，故物體高度為0或h時(shí)，其加速度大小相等且為最大值，解得F0＝，根據(jù)牛頓第二定律，a＝＝ . 2．[xx·黑龍江大慶一中期末] 已知雨滴在空中豎直下落時(shí)所受空氣阻力與速度大小的二次方成正比，且不同質(zhì)量的雨滴所受空氣阻力與速度大小的二次方的比值相同．現(xiàn)有兩滴質(zhì)量分別為m1和m2的雨滴從空中豎直下落，在落到地面之前都已做勻速直線運(yùn)動，那么在兩滴雨滴落地之前做勻速直線運(yùn)動的過程中，其重力的功率之比為(　　) A．m1∶m2 B.∶ C.∶ D.∶ 2．C　[解析] 因?yàn)橛甑温涞降孛媲熬炎鰟蛩僦本€運(yùn)動，所以雨滴受的是平衡力，雨滴受到的阻力為f

38、＝mg＝kv2，所以雨滴的速度為v＝；又因?yàn)镻＝＝＝Fv，所以兩雨滴重力的功率之比為＝＝＝＝，C項(xiàng)正確． 3．[xx·黑龍江雙鴨山一中12月月考] xx年春晚中開心麻花團(tuán)隊(duì)打造的創(chuàng)意形體秀《魔幻三兄弟》給觀眾留下了很深的印象．該劇采用了“斜躺”的表演方式，三位演員躺在傾角為30°的斜面上完成一系列動作，攝像機(jī)垂直于斜面拍攝，讓觀眾產(chǎn)生演員在豎直墻面前表演的錯(cuò)覺．如圖K15-2所示，演員甲被演員乙和演員丙“豎直向上”拋出，到最高點(diǎn)后恰好懸停在“空中”．已知演員甲的質(zhì)量m＝60 kg，該過程中觀眾看到演員甲上升的“高度”為0.8 m．設(shè)演員甲和斜面間最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，重力加速度g取10

39、 m/s2，不計(jì)空氣阻力．則該過程中，下列說法不正確的是(　　) 圖K15-2 A．演員甲被拋出的初速度為4 m/s B．演員甲運(yùn)動的時(shí)間為0.4 s C．演員甲的重力勢能增加了480 J D．演員乙和演員丙對甲做的功為480 J 3．C　[解析] 因到達(dá)最高點(diǎn)后，恰好懸停，則有：mgsin 30°＝μmgcos 30°，向上滑動的過程中，加速度a＝＝2gsin 30°＝10 m/s2，根據(jù)v＝2ax得，初速度v0＝＝ m/s＝4 m/s，故A正確．演員甲的運(yùn)動時(shí)間t＝＝ s＝0.4 s，故B正確．演員甲的重力勢能增加量ΔEp＝mgxsin 30°＝600×0.8× J＝240

40、 J，故C錯(cuò)誤．演員乙和演員丙對甲做的功W＝mv＝×60×16 J＝480 J，故D正確． 3．[xx·天水一中期中考試] 如圖K16-3所示，一半圓形碗的邊緣兩邊通過一不可伸長的輕質(zhì)細(xì)線掛著兩個(gè)小物體A、B，質(zhì)量分別為m1、m2, m1＞m2.現(xiàn)讓A從靠近邊緣處由靜止開始沿碗內(nèi)壁下滑．設(shè)碗固定不動，其內(nèi)壁和邊緣均光滑、半徑為R.則A滑到碗最低點(diǎn)時(shí)的速度為(　　) 圖K16-3 A．2 B. C. D. 2 3．A　[解析] 設(shè)物體A到達(dá)碗底端的速度大小為v，將物體A的速度分解可得物體B的速度v2＝vcos 45°，對兩物體組成的系統(tǒng)，在運(yùn)動過程中，沒有機(jī)械能與其他形式能的

41、轉(zhuǎn)化，因此系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得m1gR－m2g·R＝m1v2＋m2，解得v＝2，A項(xiàng)正確． 5．(多選)[xx·重慶市南開中學(xué)期中考試] 如圖K16-5所示，固定在水平面上的光滑斜面傾角為30°，質(zhì)量分別為M、m的兩個(gè)物體A、B通過細(xì)繩及輕彈簧連接于光滑輕滑輪兩側(cè)，斜面底端有一與斜面垂直的擋板．開始時(shí)用手按住物體A，此時(shí)A與擋板的距離為s，B靜止于地面，滑輪兩邊的細(xì)繩恰好伸直，且彈簧處于原長狀態(tài)．已知M＝2m，空氣阻力不計(jì)．松開手后，關(guān)于二者的運(yùn)動下列說法中正確的是(　　) 圖K16-5 A．A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B．當(dāng)A的速度最大時(shí)，B與地面間的作用力為零

42、 C．若A恰好能到達(dá)擋板處，則此時(shí)B的速度為零 D．若A恰好能到達(dá)擋板處，則此過程中重力對A做的功等于彈簧彈性勢能的增加量與物體B的機(jī)械能增加量之和 5．BD　[解析] 因A、B之間有彈簧，故兩物體受彈簧的彈力做功，機(jī)械能不守恒，故A錯(cuò)誤；A的重力分力為Mgsin θ＝mg，A物體先做加速運(yùn)動，當(dāng)受力平衡時(shí)A速度達(dá)到最大，則此時(shí)B受力為mg，故B恰好與地面間的作用力為零，故B正確；從B開始運(yùn)動直到A到達(dá)擋板過程中，彈力的大小一直大于B的重力，故B一直做加速運(yùn)動，A到達(dá)擋板時(shí)，B的速度不為零，故C錯(cuò)誤；A恰好能到達(dá)擋板處，則此過程中重力對A做的功等于彈簧彈性勢能的增加量與物體B的機(jī)械能增加量

43、之和，故D正確． 3．[xx·濟(jì)南一中期中] 如圖K17-3所示，傾斜軌道AB的傾角為37°，CD、EF軌道水平，AB與CD通過光滑圓弧管道BC連接，CD右端與豎直光滑圓周軌道相連．小球可以從D進(jìn)入該軌道，沿軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動，從E滑出該軌道進(jìn)入EF水平軌道．小球從A點(diǎn)由靜止釋放，已知AB長為5R，CD長為R，重力加速度為g，小球與斜軌AB及水平軌道CD、EF間的動摩擦因數(shù)均為0.5，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，圓弧管道BC入口B與出口C的高度差為1.8R.(在運(yùn)算中，根號中的數(shù)值無需算出) (1)求小球滑到管道底端C時(shí)速度的大?。? (2)求小球剛到C時(shí)對軌道的作用力．

44、(3)要使小球在運(yùn)動過程中不脫離軌道，豎直圓周軌道的半徑R′應(yīng)該滿足什么條件？ 圖K17-3 3．(1)　(2)6.6mg　方向豎直向下　(3)R′≤0.92R或R′≥2.3R [解析] (1)設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度為v，小球從A運(yùn)動至C，由動能定理有 mg(5Rsin 37°＋1.8R)－μmgcos 37°·5R＝mv 可得：vC＝. (2)小球沿BC管道做圓周運(yùn)動，設(shè)在C點(diǎn)時(shí)軌道對球的作用力為N，由牛頓第二定律，有： N－mg＝m 其中r滿足： r＋rsin 53°＝1.8R 聯(lián)立上式可得： N＝6.6mg 由牛頓第三定律可得，球?qū)壍赖淖饔昧Υ笮?.6mg，

45、方向豎直向下. (3)要使小球不脫離軌道，有兩種情況： 情況一：小球能滑過圓周軌道最高點(diǎn)，進(jìn)入EF軌道，則小球在最高點(diǎn)P應(yīng)滿足： m≥mg 小球從C到P點(diǎn)過程，由動能定理，有： －μmgR－mg·2R′＝mv－mv 可得：R′≤0.92R 情況二：小球上滑至四分之一圓軌道的Q點(diǎn)時(shí)，速度減為零，然后滑回D，則由動能定理，有： －μmgR－mgR′＝0－mv 解得：R′≥2.3R. 2．[xx·天水一中期中考試] 在“斜面沙壺”的游戲中，要求游戲者通過一光滑固定的斜面將質(zhì)量為m的物塊送上高處的水平傳送帶后運(yùn)送到網(wǎng)兜內(nèi)．斜面長度為l，傾角為θ＝30°，傳送帶距地面高度為l，傳送

46、帶的長度為3l.小物塊與傳送帶表面間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5，傳送帶一直以速度v＝順時(shí)針運(yùn)動．當(dāng)游戲者第一次試操作時(shí)，瞬間給予小物塊一初速度v1(未知)，只能將物塊剛好送到斜面頂端；第二次調(diào)整初速度，恰好讓物塊水平?jīng)_上傳送帶．求： (1)第一次小物塊瞬間獲得的初速度大小v1； (2)第二次小物塊滑上傳送帶的速度大小v2和傳送帶距斜面頂端的水平距離s； (3)第二次小物塊通過傳送帶過程中摩擦力對物塊所做的功以及摩擦產(chǎn)生的熱量Q. 圖K18-2 2．(1)　(2)　l　(3)－mgl　mgl [解析] (1)第一次小物塊在斜面上滑到頂端時(shí)加速度為：a＝gsin 30°＝g 由運(yùn)動學(xué)

47、公式得：v＝2al 得第一次小物塊獲得的初速度為：v1＝＝. (2)第二次恰好讓物塊水平?jīng)_上傳送帶，逆向看相當(dāng)于平拋運(yùn)動，豎直方向上相當(dāng)于自由落體，有：vy＝＝ 同時(shí)有：l＝gt 解得：t1＝ 第二次小物塊滑上傳送帶的速度為：v2＝vx＝＝ 傳送帶與斜面頂端的水平距離為：s＝vxt1＝× ＝l. (3)在傳送帶上，當(dāng)小物塊減速到與傳送帶速度相等時(shí)，有：v2－v＝－2μgx 小物塊向右運(yùn)動的距離為：x＝＝＝l＜3l 即物塊在傳送帶上先減速后勻速運(yùn)動，摩擦力對物塊所做的功為： W1＝mv2－mv＝－mgl 物塊在傳送帶上減速的時(shí)間為： t2＝＝＝ 此過程中傳送帶向右運(yùn)動的

48、距離為：s傳＝vt2＝×＝l 物塊與傳送帶之間相對位移大小為：Δs＝x－s傳＝l－l＝l 即摩擦產(chǎn)生的熱量為Q＝μmgΔs＝0.5mg×l＝mgl. 3．[xx·湖南師范大學(xué)附中月考] 圖K18-3為一利用傳輸帶輸送貨物的裝置，物塊(視為質(zhì)點(diǎn))自平臺經(jīng)斜面滑到以恒定速度v運(yùn)動的水平長傳輸帶上，再由傳輸帶輸送到遠(yuǎn)處目的地．已知斜面高h(yuǎn)＝2.0 m，水平邊長L＝4.0 m，傳輸寬度d＝2.0 m，傳輸帶的運(yùn)動速度v＝3.0 m/s，物塊與斜面間的動摩擦因數(shù)μ1＝0.30，物塊自斜面頂端下滑的初速度為零．沿斜面下滑的速度方向與傳輸帶運(yùn)動方向垂直．設(shè)物塊通過斜面與傳輸帶交界處時(shí)無動能損失，重力加

49、速度g取10 m/s2. (1)為使物塊滑到傳輸帶上后不會從傳輸帶邊緣脫離，物塊與傳輸帶之間的動摩擦因數(shù)μ2至少為多少？ (2)當(dāng)貨物的平均流量(單位時(shí)間里輸送的貨物質(zhì)量)穩(wěn)定在η＝40 kg/s時(shí)，求單位時(shí)間里物塊對傳輸帶所做的功W1以及傳輸帶對物塊所做的功W2. 圖K18-3 3．(1)0.5　(2)－360 J?。?40 J [解析] 令m表示物塊的質(zhì)量，物塊在斜面上滑動的加速度 a＝＝g(sin θ－μ1cos θ) 其中sin θ＝，cos θ＝ 物塊滑到斜面底端的速度 v0＝＝4.0 m/s 以傳輸帶為參考系，物塊滑到傳輸帶的初速度大小 v′0＝＝5.0

50、m/s 運(yùn)動方向與傳輸帶邊緣的夾角α滿足 tan α＝ 物塊在傳輸帶上做減速運(yùn)動，其加速度大小 a′＝＝μ2g 當(dāng)物塊與傳輸帶相對靜止時(shí)在傳輸帶上運(yùn)動的距離 s′＝＝ 最小動摩擦因數(shù)μ2應(yīng)滿足 s′sin α＝＝d 因此可得 μ2＝＝0.5. (2)傳輸帶上存在相對滑動的貨物質(zhì)量：m′＝η·＝ 物塊對傳輸帶的摩擦力大?。篎＝μ2m′g＝ηv′0 單位時(shí)間內(nèi)物塊對傳輸帶所做的功： W1＝Fvcos(π－α)＝－ηv′0cos α·v＝－ηv2＝－360 J 單位時(shí)間內(nèi)傳輸帶對物塊所做的功：W2＝ηv2－ηv＝－140 J. 3．[xx·吉林實(shí)驗(yàn)中學(xué)第五次模擬考

51、試] 利用如圖K39-3所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究合外力做的功與物體動能改變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，將光電門固定在軌道上的B點(diǎn)，用重物通過細(xì)線拉小車，小車質(zhì)量為M，保持小車質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次小車都從同一位置A由靜止釋放(g取10 m/s2)． 圖K39-3 (1)完成該實(shí)驗(yàn)時(shí)，________(選填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力； (2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力，其原因是______________． (3)在正確規(guī)范操作后，實(shí)驗(yàn)時(shí)除了需要讀出傳感器的示數(shù)F，測出小車質(zhì)量M，還需測量的物理量有________，驗(yàn)證動能定理的表達(dá)式為_______

52、_(用測得的物理量表示)． 3．(1)需要　(2)m不遠(yuǎn)小于M　(3)A、B間的距離L、遮光條寬度d和遮光條通過光電門的時(shí)間t　FL＝M [解析] (1)拉力傳感器測得的是細(xì)線的拉力，要使小車所受的合外力等于細(xì)線的拉力還需平衡摩擦力；(2)由牛頓第二定律可得：mg＝(m＋M)a，只有M?m時(shí)，細(xì)線的拉力才近似等于mg；(3)小車通過光電門的瞬時(shí)速度v＝；如果平衡好了摩擦力，則對小車做功的力就是F，還需測量的物理量是A、B間的距離L、遮光條寬度d和遮光條通過光電門的時(shí)間t，需要驗(yàn)證的表達(dá)式為FL＝M. 1．[xx·黑龍江牡丹江一中期末考試] 利用如圖K40-1所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究重錘下落過

53、程中重力勢能與動能的轉(zhuǎn)化問題． (1)圖K40-2為一條符合實(shí)驗(yàn)要求的紙帶，O點(diǎn)為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下的第一個(gè)點(diǎn)．分別測出若干連續(xù)點(diǎn)A、B、C、…與 O點(diǎn)之間的距離h1、h2、h3、….已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重錘質(zhì)量為m，重力加速度為g，可得重錘下落到B點(diǎn)時(shí)的速度大小為________． 圖K40-1 圖K40-2 (2)取打下O點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢能為零，計(jì)算出該重錘下落不同高度h時(shí)所對應(yīng)的動能Ek和重力勢能Ep.建立坐標(biāo)系，橫軸表示h，縱軸表示Ek和Ep，根據(jù)以上數(shù)據(jù)在圖K40-3中繪出圖線Ⅰ和圖線Ⅱ.已求得圖線Ⅰ斜率的絕對值k1＝2.94 J/m，圖線Ⅱ的斜率k2＝2.80

54、 J/m.重錘和紙帶在下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為________(用k1和k2表示)． 圖K40-3 1．(1)　(2) [解析] (1)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，那么B點(diǎn)對應(yīng)的瞬時(shí)速度vB＝. (2)取打下O點(diǎn)時(shí)重錘的重力勢能為零，因?yàn)槌跷恢玫膭幽転榱?，則機(jī)械能為零，每個(gè)位置對應(yīng)的重力勢能和動能互為相反數(shù)，即重力勢能的絕對值與動能相等，而圖線的斜率的絕對值不同，原因是重錘和紙帶下落過程中需要克服阻力做功．根據(jù)動能定理得mgh－fh＝mv2，則mg－f＝，圖線Ⅰ斜率的絕對值k1＝＝mg，圖線Ⅱ斜率k2＝＝mg－f，知k1－f＝k2，則阻力f＝k1－k2，所以重錘和紙帶下落過程中所受平均阻力與重錘所受重力的比值為.