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(jì)時(shí)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(cè)得A、B間的距離為H（H＞＞d），光電計(jì)時(shí)器記錄下小球通過光電門的時(shí)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(cè)得小球的直徑d=?????mm． （2）小球經(jīng)過光電門B時(shí)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(shí)，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(dòng)能增加量△EK總是稍小于重力勢(shì)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(jì)時(shí)器每隔0.02 s打一個(gè)點(diǎn)，g取9.8 m/s2，圖中測(cè)量結(jié)果記錄在下面的表格中。 項(xiàng)目 x1/cm A點(diǎn)瞬時(shí) 速度/(m·s－1) x2/cm B點(diǎn)瞬時(shí) 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(dòng)過程中，動(dòng)能的增加量為____ J，重力勢(shì)能的減少量為______J。 3、某同學(xué)利用自由落體運(yùn)動(dòng)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(gè)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(shí)間分別為和。 （1）為驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，它還必須測(cè)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(dòng)的時(shí)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(dòng)時(shí)重力勢(shì)能的減少量與小球增加的動(dòng)能是否相等，若運(yùn)用所測(cè)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(duì)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(dòng)，經(jīng)一段時(shí)間，拉力做功為W，此后撤去拉力，球又經(jīng)相同時(shí)間回到地面。以地面為零勢(shì)能面，不計(jì)空氣阻力。求： （1）球回到地面時(shí)的

5、動(dòng)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(dòng)能為時(shí)的重力勢(shì)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(zhǎng)度s＝ 5 m，軌道CD足夠長(zhǎng)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(dòng)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(shí)的速度大??； （2）小滑

6、塊第一次與第二次通過C點(diǎn)的時(shí)間間隔． 6、與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況時(shí)常用的計(jì)時(shí)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(gè)光電門，在圖示位置釋放滑塊后，光電計(jì)時(shí)器記錄下滑塊上的遮光板先后通過兩個(gè)光電門的時(shí)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(zhǎng)、當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間。 （1）計(jì)算滑塊先后通過兩個(gè)光電門時(shí)的瞬時(shí)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(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測(cè)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(gè)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)(圖中未標(biāo)出)，計(jì)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(gè)操

8、作步驟： A．按照?qǐng)D示的裝置安裝器件 B．將打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(cè)量紙帶上某些點(diǎn)間的距離 E．根據(jù)測(cè)量的結(jié)果，分別計(jì)算系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能和增加的動(dòng)能 其中操作不當(dāng)?shù)牟襟E是__________(填選項(xiàng)對(duì)應(yīng)的字母)． (2)在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v＝______m/s； (3)在打點(diǎn)0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量ΔEk＝________ J，系統(tǒng)勢(shì)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(jì)算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的表達(dá)________________，并計(jì)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(shí)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(dòng)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(jì)時(shí)裝置測(cè)出鋼球通過A.B的時(shí)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(shí)速度。測(cè)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(cè)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(shí)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(gè)點(diǎn)未畫出．已知相鄰兩點(diǎn)時(shí)間間隔為0.02 s，長(zhǎng)度單位是 cm，g取9.8 m/s2.則打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)B時(shí)，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(shì)能的減少量ΔEp＝________J，動(dòng)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(dòng)，運(yùn)動(dòng)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(shí)速度大小； （2）小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對(duì)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(shí)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(jì)） 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(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平，如圖所示，長(zhǎng)度l=4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)。不計(jì)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(shí)的速度大小為4m/s，則兩個(gè)物體的質(zhì)量應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系？ （3）若mA=mB，請(qǐng)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(zhǎng)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(gè)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(dòng)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(shí)的初速度大小v0； （2）物體在軌道DE上運(yùn)動(dòng)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(dòng)，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)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(dòng)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(dòng)到A點(diǎn)時(shí)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(tái)置于足夠長(zhǎng)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(tái)。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(shí)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(shì)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(chǎng)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(chǎng)時(shí)，R上的電流大??； （2）整個(gè)過程中R放出的熱量． 19、某水上游樂場(chǎng)舉辦了一場(chǎng)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(zhǎng)L=5.0m的不可伸長(zhǎng)的輕繩，輕繩另一端系在距離水面高H=10.0m的O點(diǎn)，此時(shí)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(tái)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(shí)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(shí)速度的大小v； （2）求參賽者從臺(tái)階上A點(diǎn)躍出時(shí)的動(dòng)能EK； （3）若手與繩之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.6，參賽者要順利完成比賽，則每只手對(duì)繩的最大握力不得小于多少？（設(shè)最大靜摩擦等于滑動(dòng)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(zhǎng)為L(zhǎng)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(dòng)過程中對(duì)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(shí)刻滑塊相對(duì)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(dòng)摩擦因數(shù)為μ，求： ① 滑塊運(yùn)動(dòng)過程中，小車的最大速度vm； ② 滑塊從B到C運(yùn)動(dòng)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