黑龍江省大慶市喇中高考物理材料大題集練機(jī)械能守恒

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1、高中物理大題集練——機(jī)械能守恒 1、如圖甲所示，一位同學(xué)利用光電計時器等器材做“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)．有一直徑為d、質(zhì)量為m的金屬小球由A處由靜止釋放，下落過程中能通過A處正下方、固定于B處的光電門，測得A、B間的距離為H（H＞＞d），光電計時器記錄下小球通過光電門的時間為t，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間．則： （1）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得小球的直徑d=?????mm． （2）小球經(jīng)過光電門B時的速度表達(dá)式為?????． （3）多次改變高度H，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，作出隨H的變化圖象如圖丙所示，當(dāng)圖中已知量t0、H0和重力加速度g及小球的直徑d滿足以下表達(dá)式：?????時，可

2、判斷小球下落過程中機(jī)械能守恒． （4）實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)動能增加量△EK總是稍小于重力勢能減少量△EP，增加下落高度后，則△Ep﹣△Ek將??????（選填“增加”、“減小”或“不變”）． 2、在驗(yàn)證機(jī)械能守恒的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用圖甲中器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確地完成實(shí)驗(yàn)操作后，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，如圖乙所示。在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理中，某同學(xué)取A.B兩點(diǎn)來驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。已知打點(diǎn)計時器每隔0.02 s打一個點(diǎn)，g取9.8 m/s2，圖中測量結(jié)果記錄在下面的表格中。 項(xiàng)目 x1/cm A點(diǎn)瞬時 速度/(m·s－1) x2/cm B點(diǎn)瞬時 速度/(m·s－1) AB兩點(diǎn)間距離/cm 數(shù)據(jù)

3、 3.92 0.98 12.80 ? 50.00 ? (1)觀察紙帶，可知連接重物的夾子應(yīng)夾在紙帶的________端；(選填“左”或“右”) (2)將表格中未填項(xiàng)目填寫完整； (3)若重物和夾子的總質(zhì)量為0.6 kg，那么在A到B運(yùn)動過程中，動能的增加量為____ J，重力勢能的減少量為______J。 3、某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，它在同一豎直線上不同高度處安裝兩個光電門，然后在高處的光電門正上方一定距離處由靜止釋放小球，下落中小球球心經(jīng)過兩光電門的細(xì)光束，光電門顯示的遮光時間分別為和。 （1）為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，它還必須測出的物理量有____

4、____ A．小球的質(zhì)量m B．小球的直徑D C．兩光電門中心的距離L D．小球在兩光電門中心間運(yùn)動的時間 （2）為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，需要比較小球在兩光電門間運(yùn)動時重力勢能的減少量與小球增加的動能是否相等，若運(yùn)用所測量物理量及相關(guān)常量表示，則=________；=________； （3）為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，對選擇小球的要求是___________________ 4、質(zhì)量為m的小球在豎直向上的恒定拉力作用下，由靜止開始從水平地面向上運(yùn)動，經(jīng)一段時間，拉力做功為W，此后撤去拉力，球又經(jīng)相同時間回到地面。以地面為零勢能面，不計空氣阻力。求： （1）球回到地面時的

5、動能Ekt； （2）撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F； （3）球動能為時的重力勢能Ep。 5、如圖所示裝置由AB、BC、CD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、CD段是光滑的，水平軌道BC的長度s＝ 5 m，軌道CD足夠長且傾角θ＝37°，A、D兩點(diǎn)離軌道BC的高度分別為h1＝4.30 m、h2＝1.35 m?，F(xiàn)讓質(zhì)量為m的小滑塊自A點(diǎn)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10 m/s2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8。求： （1）小滑塊第一次到達(dá)D點(diǎn)時的速度大?。? （2）小滑

6、塊第一次與第二次通過C點(diǎn)的時間間隔． 6、與打點(diǎn)計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運(yùn)動情況時常用的計時儀器，如圖（甲）所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置?，F(xiàn)利用如圖（乙）所示的裝置驗(yàn)證“機(jī)械能守恒定律”。方法是：在滑塊上安裝一遮光板，把滑塊放在水平放置的氣墊導(dǎo)軌上，通過跨過定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連，連接好1、2兩個光電門，在圖示位置釋放滑塊后，光電計時器記錄下滑塊上的遮光板先后通過兩個光電門的時間分別為△t1、△t2。已知滑塊（含遮光板）質(zhì)量為M、鉤碼質(zhì)量為m、兩光電門間距為s、遮光板寬度為L、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。 （1）計算滑塊先后通過兩個光電門時的瞬時速度的表

7、達(dá)式為v1=?????v2=????????（用題目中給定的字母表示） （2）本實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證機(jī)械能守恒的表達(dá)式為????????????（用題目中給定的字母表示）。 7、用如圖實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．m2從高處由靜止開始下落，m1上拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．如圖給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶：0是打下的第一個點(diǎn)，每相鄰兩計數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計數(shù)點(diǎn)間的距離已在圖中標(biāo)出．已知m1＝50 g、m2＝150 g，則(g取10 m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) ? ? (1)下面列舉了該實(shí)驗(yàn)的幾個操

8、作步驟： A．按照圖示的裝置安裝器件 B．將打點(diǎn)計時器接到直流電源上 C．先釋放m2，再接通電源打出一條紙帶 D．測量紙帶上某些點(diǎn)間的距離 E．根據(jù)測量的結(jié)果，分別計算系統(tǒng)減少的重力勢能和增加的動能 其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是__________(填選項(xiàng)對應(yīng)的字母)． (2)在紙帶上打下計數(shù)點(diǎn)5時的速度v＝______m/s； (3)在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢能的減少量ΔEp＝______J，由此得出的結(jié)論是____________________________________________________________________

9、____________； (4)若某同學(xué)作出v2－h(huán)圖象如圖所示，寫出計算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的表達(dá)________________，并計算出當(dāng)?shù)氐膶?shí)際重力加速度g＝________m/s2. 8、如圖所示，質(zhì)量為km的斜劈，其中k>1，靜止放在光滑的水平面上，斜劈的曲面光滑且為半徑為R的四分之一圓面，圓面下端與光滑水平面相切。一質(zhì)量為m的小球位于水平面上某位置，現(xiàn)給小球水平向右的初速度v0。 ①若R足夠大，求當(dāng)小球從斜劈滑下離開時小球的速度； ②若小球向右滑上斜劈剛好沒有越過圓面上端，求k的取值 . 9、某活動小組利用圖甲所示的裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律。鋼球自由

10、下落過程中，先后通過光電門A.B，計時裝置測出鋼球通過A.B的時間分別為tA.tB。用鋼球通過光電門的平均速度表示鋼球球心通過光電門的瞬時速度。測出兩光電門間的距離為h，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。 （1）用游標(biāo)卡尺測量鋼球的直徑，讀數(shù)如圖乙所示，鋼球直徑為d＝__________cm。 （2）要驗(yàn)證機(jī)械能守恒，只要比較__________。 A.與gh是否相等 B.與2gh是否相等 C.與gh是否相等 D.與2gh是否相等 （3）鋼球通過光電門的平均速度______。（選填“>”或“<”）鋼球球心通過光電門的瞬時速 度，由此產(chǎn)生的誤差______（選

11、填“能”或“不能”）通過增加實(shí)驗(yàn)次數(shù)減小。 10、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，若重物質(zhì)量為0.50 kg，選擇好的紙帶如圖10所示，O、A之間有幾個點(diǎn)未畫出．已知相鄰兩點(diǎn)時間間隔為0.02 s，長度單位是 cm，g取9.8 m/s2.則打點(diǎn)計時器打下點(diǎn)B時，重物的速度vB＝________m/s；從起點(diǎn)O到打下點(diǎn)B的過程中，重物重力勢能的減少量ΔEp＝________J，動能的增加量ΔEk＝________J．(結(jié)果保留三位有效數(shù)字) 11、如圖所示，半徑=0.4m的光滑半圓環(huán)軌道處于豎直平面內(nèi)，半圓環(huán)與粗糙的水平地面相切于圓環(huán)的端點(diǎn)A．一質(zhì)量=0.1kg的小球，以初速

12、度=8m/s在水平地面上向左作加速度=4m/s2的勻減速直線運(yùn)動，運(yùn)動4m后，沖上豎直半圓環(huán)，經(jīng)過最高點(diǎn)B最后小球落在C點(diǎn)。取重力加速度=10m/s2。求： （1）小球到達(dá)A點(diǎn)時速度大?。? （2）小球經(jīng)過B點(diǎn)時對軌道的壓力大??； （3）A、C兩點(diǎn)間的距離。 12、如圖所示，斜面的傾角＝30°，另一邊與地面垂直，高為，斜面頂點(diǎn)有一定滑輪，物塊A和B的質(zhì)量分別為和，通過輕而柔軟的細(xì)繩連接并跨過定滑輪，開始時兩物體與地面的垂直距離均為，釋放兩物塊后，A沿斜面無摩擦地上滑，B沿斜面的豎直邊下落，且落地后不反彈。若物塊A恰好能達(dá)到斜面的頂點(diǎn)，試求和的比值．（滑輪的質(zhì)量、半徑和

13、摩擦均可忽略不計） 13、物體A的質(zhì)量為mA，圓環(huán)B的質(zhì)量為mB，通過繩子連結(jié)在一起，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時連接圓環(huán)的繩子處于水平，如圖所示，長度l=4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)。不計定滑輪和空氣的阻力，取g=10m/s2。求： （1）若mA:mB=5:2，則圓環(huán)能下降的最大距離hm。 （2）若圓環(huán)下降h2=3m時的速度大小為4m/s，則兩個物體的質(zhì)量應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？ （3）若mA=mB，請定性說明小環(huán)下降過程中速度大小變化的情況及其理由。 14、如圖所示，半徑R=0.6m的光滑圓弧軌道BCD與足夠長的粗糙軌道DE在D處平滑連接，O為圓弧軌道BCD的圓

14、心，C點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)，半徑OB、OD與OC的夾角分別為53°和37°。將一個質(zhì)量m=0.5kg的物體(視為質(zhì)點(diǎn))從B點(diǎn)左側(cè)高為h=0.8m處的A點(diǎn)水平拋出，恰從B點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓弧軌道。已知物體與軌道DE間的動摩擦因數(shù)=0.8，重力加速度g取10m/s2，sin37°="0." 6，cos37°=0.8。求： （1）物體水平拋出時的初速度大小v0； （2）物體在軌道DE上運(yùn)動的路程s。 15、如圖所示，豎直平面內(nèi)的半圓形軌道下端與水平面相切，B、C分別為半圓形軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)。小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）沿水平面向左滑動，經(jīng)過A點(diǎn)時的速度,恰好通過最高點(diǎn)C.已知半圓形

15、軌道光滑，半徑R=0.40m，滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)m =0.50，A、B兩點(diǎn)間的距離L=1.30m。取重力加速度g=10m/s2。求： （1）滑塊運(yùn)動到A點(diǎn)時速度的大小 （2）滑塊從C點(diǎn)水平飛出后，落地點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離x。 16、如圖所示，一質(zhì)量M=2kg的帶有弧形軌道的平臺置于足夠長的水平軌道上，弧形軌道與水平軌道平滑連接，水平軌道上靜置一小球B。從弧形軌道上距離水平軌道高h(yuǎn)=0.3m處由靜止釋放一質(zhì)量mA=1kg的小球A，小球A沿軌道下滑后與小球B發(fā)生彈性正碰，碰后小球A被彈回，且恰好追不上平臺。已知所有接觸面均光滑，重力加速度為g=10m/s2。求小球B的質(zhì)量

16、。 17、質(zhì)量m = 0.2kg的小球放在豎立的輕彈簧上，并把球往下按至A的位置，如圖所示，迅速松手后，彈簧把球彈起，球升至最高位置C，途中經(jīng)過位置B時彈簧正好處于自由狀態(tài)。已知B、A的高度差x1 =0.1m，C、B的高度差x2 = 0.2m，空氣的阻力可忽略，重力加速度g=10m/s2，彈性勢能的表達(dá)式,式中x為彈簧的形變量。求: （1）彈簧的勁度系數(shù)k； （2）松手后瞬間小球的加速度大小a。 18、如圖所示，兩光滑金屬導(dǎo)軌，間距d="0.2" m，在桌面上的部分是水平的，處在磁感應(yīng)強(qiáng)度B="0.1" T、方向豎直向下的有界磁場中，電阻R="3" Ω，桌面高H

17、="0.8" m，金屬桿ab質(zhì)量m="0.2" kg、電阻r="1" Ω，在導(dǎo)軌上距桌面h="0.2" m高處由靜止釋放，落地點(diǎn)距桌面左邊緣的水平距離s="0.4" m，g="10" m/s2，求： （1）金屬桿剛進(jìn)入磁場時，R上的電流大?。? （2）整個過程中R放出的熱量． 19、某水上游樂場舉辦了一場趣味水上比賽．如圖所示，質(zhì)量m=60kg的參賽者（可視為質(zhì)點(diǎn)），在河岸上A點(diǎn)雙手緊握一根長L=5.0m的不可伸長的輕繩，輕繩另一端系在距離水面高H=10.0m的O點(diǎn)，此時輕繩與豎直方向的夾角為θ=37°，C點(diǎn)是位于O點(diǎn)正下方水面上的一點(diǎn)，距離C點(diǎn)x=5.0m處的D點(diǎn)固定著一

18、只救生圈，O、A、C、D各點(diǎn)均在同一豎直面內(nèi)，若參賽者雙手抓緊繩端點(diǎn)，從臺階上A點(diǎn)沿垂直于輕繩斜向下以一定的初速度躍出，當(dāng)擺到O點(diǎn)正下方的B點(diǎn)時松開手，此后恰能落在救生圈內(nèi)。（sin37°=0.6，cos37°=0.8， g=10m/s2） （1）求參賽者經(jīng)過B點(diǎn)時速度的大小v； （2）求參賽者從臺階上A點(diǎn)躍出時的動能EK； （3）若手與繩之間的動摩擦因數(shù)為0.6，參賽者要順利完成比賽，則每只手對繩的最大握力不得小于多少？（設(shè)最大靜摩擦等于滑動摩擦力） 20、如圖，質(zhì)量為M的小車靜止在光滑的水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長為L的水平粗

19、糙軌道，兩段軌道相切于B點(diǎn)，一質(zhì)量為m的滑塊在小車上從A點(diǎn)靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g。 （1）若固定小車，求滑塊運(yùn)動過程中對小車的最大壓力； （2）若不固定小車，滑塊仍從A點(diǎn)由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點(diǎn)滑出小車，已知滑塊質(zhì)量，在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動摩擦因數(shù)為μ，求： ① 滑塊運(yùn)動過程中，小車的最大速度vm； ② 滑塊從B到C運(yùn)動過程中，小車的位移大小s。 答案 1、答案 2、答案 3、答案 4、答案 5、答案 6、答案 7、答案 8、答案 9、答案 10、答案 11、答案 12、答案 13、答案 14、答案 15、答案 16、答案 17、答案 18、答案 19、答案 20、答案