高考物理6年高考真题4年模拟试题专题分类汇编（2012）：机械能

高考物理6年高考真题4年模拟试题

专题分类汇编（2012）》

第一部分六年高考荟萃

2011年高考题

1（2011江苏第4题）.如图所示，演员正在进行杂技表演。由图可估

算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于

A.0.3J

B.3J

C.30J

D.300J

2（2011全国卷1第20题）.质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子

中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为口。初始时小物块停

在箱子正中间，如图所示。现给小物块一水平向右的初速度v,小物块与箱壁碰撞N次后

恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止。设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统

损失的动能为

.12c1rnM2-1„,

A.—mvB.------------vC.—N/JmgLrD.NpmgL

22m+M2

解析：两物体最终速度相等设为u由动量守恒得：mv=（m+M）u,系统损

失的动能为：

-1clinMr

-mv2--(m+M)u2系统损失的动能转

222m+M

化为内能Q=fs=NpmgL

3.（四川第19题）.如图是“神舟”系列航天飞船返回舱返回地

面的示意图，假定其过程可简化为：打开降落伞一段时间

后，整个装置匀速下降，为确保安全着陆，需点燃返回舱

的缓冲火箭，在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动，

则

A.火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小城冲火解

B.返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力

C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功

D.返回舱在喷气过程中处于失重状态

解析：先从力学角度讨论A.B两项：而C项宜用动能定理：D项则考查超重、失重概念。

答案选A。山整体法、隔离法结合牛顿第二定律，可知A正确B错；山动能定理可知

C错；因为物体具有竖直向上的加速度，因此处于超重状态，D错。

4（四川第21题）.质量为m的带正电小球由空中A点无初速度自由下落，在t秒末加上竖直

向上、范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点，不计空气阻力且小球从末

落地，则

3

A.整个过程中小球电势能变换了?

B.整个过程中小球动量增量的大小为2mgf

C.从加电场开始到小球运动到最低点时小球动能变化了mg2/2

2

D.从A点到最低点小球重力势能变化了ymg2t2

解析：选BD。从运动学公式（平均速度等）入手，可求出两次过程的末速度比例、加速度

比例，做好准备工作。通过动能定律、机械能守恒定律等得出电场力做功，再由功能

关系可知电势能增减以及动能变化等，从而排除A.C两项；借助运动学公式，选项

&

B中的动量变化可直接计算；对于选项D,要先山运动学公式确定也,再结合此前

的机械能守恒定律来计算重力势能变化量。

运动过程如上图所示，分析可知，加电场之前与加电场之后，小球的位移大♦

0+3」+（一R,

小是相等的。由运动学公式22得为=为对加电场之后％

的运动过程应用动能定理得“=9f-，对此前的过程有机斗

械能守恒2,以及运动学公式畤=0。由以上各式联立可得

“f222""F，即整个过程中小球电势能减少了2»8?，

A错；动量增量为"=*>-0=2«”=2<。,可知B正确；从加电场开始到小球运动

=0-1汨

到最低点时，22p,c错；由运动学公式知

JA_立曲-3

■［希-（一吟）1〃3,以及舄*/出2I,则从A点到最低点小球重力势能变化量

&%=nt萩+Aj）==金［*«?=三将?

为,"wi->/ft3B3^^32n3,D正确。

5.（2011海南第9题）.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内

受到2N的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判断正确的是

9

A.0〜2s内外力的平均功率是一W

4

B.第2秒内外力所做的功是』J

4

C.第2秒末外力的瞬时功率最大

D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是4?

5

解析：山动量定理求出1s末、2s末速度分别为：V]=2m/s、V2=3m/s故合力做功为

14w4.5

w=­/wv=4.5J功率为p——=w—1.5卬1s末、2s末功率分别为：4w、3w第1

秒内与第2秒动能增加量分别为：-WV.2=2J,-mv,2--wv,2=2.5J,比值：4：5

212221

6（2011新课标理综第16题）.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最

低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确

的是（ABC）

A.运动员到达最低点前重力势能始终减小

B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加

C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒

D.蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关

解析：主要考查功和能的关系。运动员到达最低点过程中，重力做正功，所以重力势能始终

减少，A项正确。蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性力做负功，弹性势能增加，B项

正确。蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，只有重力和弹性力做功，

所以机械能守恒，C项正确。量力势能的改变与重力势能零点选取无关，D项错误。

7（2011全国理综第18题）.电磁轨道炮工作原理如图所示。待发射弹体可在两平行轨道之

间自由移动，并与轨道保持良好接触。电流I从一条轨道流入，通过导电弹体后从另一

条轨道流回。轨道电流可形成在弹体处垂直于轨道面得磁场（可视为匀强磁场），磁感应

强度的大小与I成正比。通电的弹体在轨道上受到安培力的作用而高速射出。现欲使弹

体的出射速度增加至原来的2倍，理论

上可采用的方法是（BD）

A.只将轨道长度L变为原来的2倍

B.只将电流I增加至原来的2倍

C.只将弹体质量减至原来的一半

D.将弹体质量减至原来的一半，轨道,

长度L变为原来的2倍，其它量不变

解析：主要考查动能定理。利用动能定理

有BIlL=-mv2,B=kI解得

2

8（2011上海15）.如图，一长为L的轻杆一端固定在光滑钱链上，另一端固定一质量为加的

小球。一水平向右的拉力作用于杆的中点，使杆以角速度/匀速转动，当杆与水平方向

成60°时，拉力的功率为

V3

(A)mgLco(B)TmgLco

出

(C)—mgLco(D)mgLco

~6

答案：C

9（2011山东第18题）.如图所示，将小球“从地面以初速度V。竖直上抛的同时，将另一

h

相同质量的小球6从距地面〃处由静止释放，两球恰在一处相遇（不

2

计空气阻力）。则

A.两球同时落地

B.相遇时两球速度大小相等

C.从开始运动到相遇，球。动能的减少量等于球b动能的增加量

D.相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球6做功功率相等

答案：C

解析：相遇时满足;-%所以小球Q落地

时间乙=也,球b落地时间4=2・W=2返口，因此A错误；相遇

Vgsg\g

LjL

时，匕，v；-v；=-2g/,vA=0,所以B错误；因为两球恰在5

处相遇，说明重力做功的数值相等，根据动能定理，球a动能的减少量等于

球6动能的增加量，C正确；相遇后的任意时刻，球。的速度始终大于球6的

速度，因此重力对球。做功功率大于对球6做功功率，D错误。

10（2011海南第14题）.现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平

桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为

M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的祛码相连；遮光片两条长边与导轨

垂直；导轨上B点有一光电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间3用d表示A

点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示

遮光片的宽度，s表示A,B两点的距离，将遮光片通过光

电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表

示重力加速度。完成下列填空和作图；

图I

(1)若将滑块自A点由静止释放，则在滑块从A运动至B的

过程中，滑块、遮光片与祛码组成的系统重力势能的减小量可表示为

(-M-m)gs.动能的增加量可表示为—！("?+〃)若在运动过程中机械

d2t

能守恒，1与S的关系式为51_2(hM-dni)g

t2(M+s

(2)多次改变光电门的位置，每次均令滑块自同一点(A点)下滑，测量相应的s与t值,

结果如卜表所示:

12345

s(m)0.6000.8001.0001.2001.400

f(ms)8.227.176.445.855.43

17?(104s'2)1.481.952.412.923.39

以s为横坐标，，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数

据点;根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=2.40—x1(/加T.S-2(保

留3位有效数字).

由测得的h、d、b、M和m数值可以计算出直线的斜率%,将k和%进行比较，若

其差值在试验允许的范围内，则可认为此试验验证了机械能守恒定律。

11(上海第33题).(14分)如图(a),磁铁A、B的同名磁极

相对放置，置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端，B

的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放，由于能量守

恒，可通过测量B在不同位置处的速度，得到B的势能随位置x的变化规律，见图（c）中曲

线I。若将导轨右端抬高，使其与水平面成一定角度（如图（b）所示），贝心的总势能曲线如

图（c）中II所示，将B在x=20.0ca处由静止释放，求：（解答时必须写出必要的推断说明。

取g=9.8W/52）

（DB在运动过程中动能最大的位置;

（2）运动过程中B的最大速度和最大位移。

（3）图（c）中直线IH为曲线II的渐近线，求导轨的倾角。

⑷若A、B异名磁极相对放置，导轨的倾角不变，在图（c）上画出B的总势能随x的变化曲线.

答案.（14分）

（1）势能最小处动能最大（1分）

由图线11得

x=6.1（。〃?）

（2分）

（在5.9-6.3cm间均视为正确）

⑵由图读得释放处势能

Ep=0.90J,此即B的总能量。

出于运动中总能量守恒，因此在

势能最小处动能最大，由图像得

最小势能为0.47J,则最大动能为

瓦“=0.9—0.47=0.43（1）（2分）

（6,“在0.42-0.44J间均视为正确）

（1分）

（5,在1.29~1.33m/s间均视为正确）

x=20.0cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点

确定，由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此，最大位移

Ax=20.0-2.0=18.0（。⑼（2分）

（Ax在17.9~18.1cm间均视为正确）

⑶渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系，即

Epg=mgxsinJ=kx（2

分）

sin0——

mg

由图读出直线斜率k=0用5一°・3°=4.23x10-2（//cm）

20.0-7.0

4.23

0=sin-1=si-n-1=59.7°（1分）

mg0.5x9.8

（。在59°〜61°间均视为正确）

（4）若异名磁极相对放置，A,B间相互作用势能为负值，总势能如图。（2分）

12（江苏第14题）.（16分）如图所示，长为L、内壁光滑的直管与水平地面成30°角固定放

置。将一质量为m的小球固定在管底，用一轻质光滑细线将小球与质量为M=km的小物块

相连，小物块悬挂于管口。现将小球释放，一段时间后，小物块落地静止不动，小球继

续向上运动，通过管口的转向装置后做平抛运动，小球在转向过程中速率不变。（重力加

速度为g）

（1）求小物块下落过程中的加速度大小；

（2）求小球从管口抛出时的速度大小；

（3）试证明小球平抛运动的水平位移总小于丫-L

2

解析:

(1)设细线中的张方为7;根据牛顿第二定律

Mg-T=Ma

T-mgsin30°=ma

且M=km

解得瑞芦

(2)设“落地时的逑度大小为v.m射出管口时速度大小为r0,.W落地后m的加速度

为的.

根据牛顿第：定律-/ngsin30°=mu„

匀变速直线运动./=2dlsin30。.。：--=2。/(1-sin30。)

解得(0)

(3)平抛运动x=vot

Asin3O°=ygr2

：k-2

解得^2(A+1)

则x＜彳/，.得iE

13(福建第21题).(19分)

如图为某种鱼饵自动投放器中的投饵管装置示意图，其下半

部AB是一长为2R的竖直细管，上半部BC是半径为R的四分之

一圆弧弯管，管U沿水平方向，AB管内有一原长为R、下端固定

的轻质弹簧。投饵时，每次总将弹簧长度压缩到0.5R后锁定，在

弹簧上段放置一粒鱼饵，解除锁定，弹簧可将鱼饵弹射出去。设

质量为m的鱼饵到达管口C时，对管壁的作用力恰好为零。不计

鱼饵在运动过程中的机械能损失，且锁定和解除锁定时，均不改

变弹簧的弹性势能。已知重力加速度为g«求：

(1)质量为m的鱼饵到达管口C时的速度大小vl；

(2)弹簧压缩到0.5R时的弹性势能Ep;

(3)已知地面欲睡面相距1.5R,若使该投饵管绕AB管的中轴

2

线OO-。在绅*角的范围内来回缓慢转动，每次弹射时只放置粒鱼饵，鱼饵的质量在5

到m之间变化，且均能落到水面。持续投放足够长时间后，鱼饵能够落到水面的最大面积S

是多少？

解析：此题考查平抛运动规律、牛顿运动定律、竖直面内的圆周运动、机械能守恒定律等知

识点

(1)质量为m的鱼饵到达管口C时做圆周运动的向心力完全山重力提供，则

(1)

解得4=瘀(2)

(2)弹簧的弹性势能全部转化为鱼饵的机械能，由机械能守恒定律有

2.......................(3)

由(2)(3)得

E.=3t^gR.......................⑷

(3)不考虑因缓慢转动装置对鱼饵速度大小的影响，质量为m的鱼饵离开管口C后做平抛运

动，设经过t时间落到水面上，离00'的水平距离为X”由平抛规律有

45点=

2...................(5)

R=邛+虐..................(6)

由(5)(6)两式得玉=4点.............(7)

2

当鱼饵的质量为?”时，设其到达管口C时速度大小为V2,由机械能守恒定律有

212

由(4)(8)两式解得3=2麻.................(9)

2

质量为5掰的鱼饵落到水面时上时，设离00'的水平距离为X2则

勺=呼+长.....................(10)

由(5)(9)(10)解得：—=7我

I曳

鱼饵能够落到水面的最大面积S,S=4(7cx-22-7Lr|2)=4nR2(或&257tAD。

14(2011安徽24).(20分)

如图所示,质量麻2kg的滑块套在光

滑的水平轨道上，质量k1kg的小球通过

长Z,=0.5m的轻质细杆与滑块上的光滑轴

O连接，小球和轻杆可在竖直平面内绕。

轴自由转动，开始轻杆处于水平状态，现

给小球一个竖直向上的初速度v0=4m/s,g

取10m/s2o

(1)若锁定滑块，试求小球通过最高点产M

时对轻杆的作用力大小和方向。

(2)若解除对滑块的锁定，试求小球通过最高点时的速度大小。

(3)在满足(2)的条件下，试求小球击中滑块右侧轨道位置点与小球起始位置点间的距离。

解析：(1)设小球能通过最高点，且此时的速度为必。在上升过程中，因只有重力做功，小

球的机械能守恒。则

12r1,

-mv[+mgL=-mv0①

v[=y[6m/s②

设小球到达最高点时，轻杆对小球的作用力为尸，方向向卜，则

7

F+什吟③

由②©式，得F=2N④

由牛顿第三定律可知，小球对轻杆的作用力大小为2N,方向竖直向上。

(2)解除锁定后，设小球通过最高点时的速度为打，此时滑块的速度为几在上升过

程中，因系统在水平方向上不受外力作用，水平方向的动量守恒。以水平向右的方向

为正方向，有

wv,+MV=0⑤

在上升过程中，因只有重力做功，系统的机械能守恒，则

；mvl+；MV'+mgL=；加片©

由⑤⑥式，得v2=2m/s⑦

(3)设小球击中滑块右侧轨道的位置点与小球起始点的距离为s,,滑块向左移动的距

离为S2,任意时刻小球的水平速度大小为打，滑块的速度大小为V。由系统水平方向

的动量守恒，得

mv3—MV=0⑦

将⑧式两边同乘以△/,得

-MV'Nl—0⑨

因⑨式对任意时刻附近的微小间隔加都成立，累积相加后，有

G-MS2=0

又M+s2-2Z

2

山⑩⑪式得M=-^

©

15(2011全国卷1第26题).(20分)

装甲车和战舰采用I多层钢板比采用同样质量的单

层钢板更能抵御穿甲弹的射击。mE

O-►

通过对一下简化模型的计算可以粗略说明其原因。

质量为2m、厚度为2d的钢板静止在水平光滑桌面上。质量为m的子弹以某一速度垂直

射向该钢板，刚好能将钢板射穿。现把钢板分成厚度均为d、质量均为m的相同两块，间隔

一段距离水平放置，如图所示。若子弹以相同的速度垂直射向第一块钢板，穿出后再射向第

二块钢板，求子弹射入第二块钢板的深度。设子弹在钢板中受到的阻力为恒力，且两块钢板

不会发生碰撞不计重力影响。

解析：设子弹的初速为v。,穿过2d厚度的钢板时共同速度为：v受到阻力为f.

对系统由动量和能量守恒得：

mv0=（m+2m）v①

2

f•Id=~^(m+2m)v②

由①②得：./=，机％2

③

6

子弹穿过第块厚度为d的钢板时，设其速度为V”此时钢板的速度为U,穿第二块厚度

为d的钢板时共用速度为V2,穿过深度为d',

对子弹和第一块钢板系统山动量和能量守恒得:

mv0=mvt+mu④

,,12121

fd=~mvt)~~mv\~~^mu⑤

由③④⑤得：.=>"故只取一个）⑥

6

对子弹和第二块钢板系统山动量和能量守恒得：

=（加+

mvxni）v2⑦

f•d,二g■〃*2-A-(^74-/77)V2

2⑧

由③⑥⑦⑧得：d="旦

4

16（2011天津第10题）.（天分）

如图所示，圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平

地面上，轨道半径为R,MV为直径且与水平面

垂直，直径略小于圆管内径的小球/以某一初

速度冲进轨道，到达半圆轨道最高点M时与静

止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞，

碰后两球粘在一起飞出轨道，落地点距N为2M重力加速度为g,忽略圆管内径，空

气阻力及各处摩擦均不计，求：

(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间/;

(2)小球/冲进轨道时速度v的大小。

解析：(1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动，竖直方向分运动为自由落体运动，有

2R=-gt2①

解得，=2聆②

(2)设球/的质量为加，碰撞前速度大小为把球/冲进轨道最低点时的重力势能定为

0,由机械能守恒定律知mv2=mv^+2mgR③

设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为也，由动量守恒定律知mv,=2mv2④

飞出轨道后做平抛运动，水平方向分运动为匀速直线运动，有2/?=丫/⑤

综合②③④⑤式得匕=2，2g7?

17(2011浙江第24题).(20分)节能混合动力车是一种可以利用汽油及所储存电能作为

动力来源的汽车。有一质量"产1000kg的混合动力轿车，在平直公路上以匕=90七》///

匀速行驶，发动机的输出功率为P=504%。当驾驶员看到前方有80km/h的限速标志

时，保持发动机功率不变，立即启动利用电磁阻尼带动的发电机工作给电池充电，使轿

车做减速运动，运动占72m后，速度变为匕=72加/〃。此过程中发动机功率的工用

于轿车的牵引，;用于供给发电机工作，发动机输送给发电机的能量最后有50嘴化为

5

电池的电能。假设轿车在上述运动过程中所受阻力保持不变。求

(1)轿车以90切?/。在平直公路上匀速行驶时，所受阻力Fn的大小；

(2)轿车从90而7/4减速到72局/〃过程中，获得的电能

(3)轿车仅用其在上述减速过程中获得的电能瓦"维持72析?/〃匀速运动的距离£'。

解析：(1)汽车牵引力与输出功率的关系P=%v

将P=50HF,%=90km/h=25m/s代入得F牵=2xlO3A^

当轿车匀速行驶时，牵引力与阻力大小相等，有%=2X1()3N

(2)在减速过程中，注意到发动机只有工尸用于汽车的牵引，根据动能定理有

11110,

-Pt-F^L=-mv1--加匕2,代入数据得R=1.575x1O'J

4

电源获得的电能为6tl=0.5x《P/=6.3x104J

(3)根据题设，轿车在:平［公路上匀速行驶时受到的阻力仍为品=2X1()3N。此过程中,

由能量转化及守恒定律可知，仅有电能用于克服阻力做功E电=4,'，

代入数据得〃=31.5机

18(2011广东第36题)、(18分)如图20所示，以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨

道固定于竖直平面内，一滑板静止在光滑水平地面上，左端紧靠B点，上表面所在平面

与两半圆分别相切于B、C。•物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点，运动到A

时刚好与传送带速度相同，然后经A沿半圆轨道滑下，再经B滑上滑板。滑板运动到C

时被牢固粘连。物块可视为质点，质量为m滑板质量g=2m两半圆半径均为R,板长

L=6.5R,板右端到C的距离L在R<L<5R范围内取值。E距A为S=5R,物块与传送带、

物块与滑板间的动摩擦因素均为u=0.5,重力加速度取g.

(1)求物块滑到B点的速度大小；

(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中，克服摩擦力做的功W,与L的关系，并

判断物块能否滑到CD轨道的中点。

由20

2

解析：（1）umgs+mg•2R=—mvB①

所以va=3y[Rg

（2）设M滑动xi,m滑动x2二者达到共同速度v,则

mvB=（M+m）v②

12自

umgxi=­mv-⑶

1212公

一umgX7=—mv——mvB④

由②③④得v=J/?g,X|=2R,X2=8R

二者位移之差△*=X2—X|=6R<6.5R,即滑块未掉下滑板

讨论：

R<L<2R时，Wf=umg(L+L)=；mg(6.5R+L)

2RWLV5R时，Wf=umgx2+umg(tAx)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不为0,滑上右侧

轨道。

2

要使滑块滑到CD轨道中点，气必须满足：1mvc2mgR⑤

22

此时L应满足：umg(L+L)—mvB——mvc@

22

则L^-R,不符合题意，滑块不能滑到CD轨道中点。

2

答案：(1)VB=3底

(2)

①R<L<2R时，Wf=umg(t+L)=(mg(6.5R+L)

②2RWLV5R时，Wt=umgx2+umg(LAx)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不为0,滑匕&

侧轨道。

滑块不能滑到CD轨道中点

19(2011北京第22题).(16分)

如图所示，长度为1的轻绳上端固定在。点，下端系一质量为相

的小球(小球的大小可以忽略)。

(1)在水平拉力F的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为a,

小球保持静止。画出此时小球的受力图，并求力产的大小；

(2)由图示位置无初速释放小球，求当小球通过最低点

时的速度大小及轻绳对小球的拉力。不计空气阻力。

答案：(1)受力图见右

根据平衡条件，的拉力大小F=mgtana

(2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒

12

mgl\\-cosa)=~mv

则通过最低点时，小球的速度大小

v=J2g/(I-cosa)

根据牛顿第二定律T'-mg=mj-

解得轻绳对小球的拉力

T'=mg+m^-=mg（3-2cosa）,方向竖直向上

2010年高考题

1.2010•江苏物理•8如图所示，平直木板AB倾斜放置，板上的P点距A端较近，小物

块与木板间的动摩擦因数由A到B逐渐减小，先让物块从A由静止开始滑到B。然后，将

A着地，抬高B,使木板的倾角与前一过程相同，再让物块从B由静止开始滑到A。上述两

过程相比较，下列说法中一定正确的有

A.物块经过P点的动能，前一过程较小OS

B.物块从顶端滑到P点的过程中因摩擦产生的热量，前一过程较少

C.物块滑到底端的速度，前一过程较大

D.物块从顶端滑到底端的时间，前一过程较长玄……...

答案：AD

2.2010•福建•17如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将

一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后

又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感

器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，贝IJ

OV

国力仲斗器

A.4时刻小球动能最大

B.4时刻小球动能最大

C.芍〜4这段时间内，小球的动能先增加后减少

D.右~/3这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

答案：C

3.2010•新课标76如图所示，在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线.从图中

可以判断

A、在0〜4时间内，外力做正功

B、在0〜：时间内，外力的功率逐渐增大

C、在4时刻，外力的功率最大

D、在4〜4时间内，外力做的总功为零

答案：AD,

解析：选项B错误，根据P=Fv和图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，外力的功率先

减小后增大。选项C错误，此时外力的功率为零。

4.2010•上海物理•18如图为质量相等的两个质点力、B在同一直线上运动的u=/图像,

由图可知

(A)在，时刻两个质点在同一位置

(B)在f时刻两个质点速度相等

(C)在0-，时间内质点8比质点/位移大

(D)在。-，时间内合外力对两个质点做功相等

答案:BCD

解析：首先，B正确；根据位移由V-，图像中面积表示，在时间内质点B比质点A位

移大，C正确而A错误；根据动能定理，合外力对质点做功等于动能的变化，D正确；木题

选BCD。

本题考查丫-，图象的理解和动能定理。对D,如果根据归Fs则难判断。

难度：中等。

5.2010•安徽•14

14.伽利略曾设计如图所示的一个实验，将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上

的N点.如果在E或F处钉子，摆球将沿不同的同弧达到同一高度的对应点；反过来，如

果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M点.这个实验可以说明，物体由

静止开始沿不同倾角的光滑斜面（或弧线）下滑时，其末多4

速度的大小?

4只与斜面的颈角有关/、'、、

B.只与斜面的长度有关//：：｝、''、

C.只与下滑的高度有关M^：~—［凄夕N

D.只与物体的质量有关

【答案】C

【解析】伽利略的理想斜面和摆球实验，斜面上的小球和摆线上的小球好像“记得"起自己

的起始高度，实质是动能与势能的转化过程中，总能量不变。物体由静止开始沿不同帧角的

光滑斜面（或孤线）下滑时，高度越大，初始的势能越大转化后的末动能也就越大，速度越

大.选项C正确。

6.2010•上海物理・25如图，固定于竖直面内的粗糙斜杆，在水平方向夹角为30°,

质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力作用下，小球沿杆山底端匀速运动到

顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角a=—,拉力大小F=。

【解析】］；；四二黑鬻'"6。。，尸=石响，印=*因为没有摩

擦力，拉力做功最小。

本题考查力的分解，功等。难度：中等。

7.2010•全国卷n•24如图，MNP为整直面内-固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切

于N、P端

固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s.一木块自M端从静止开始沿轨道下滑,

与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处。若在MN段的摩擦可忽略不计，物

块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为明，求物块停止的地方与N点距离的可能值。

NP

hh

【答案】物块停止的位置距N的距离可能为2s-2或二-2s

【解析】根据功能原理，在物块从开始下滑到停止在水平轨道上的过程中，物块的重力势能

的减少与物块克服摩擦力所做功的数值相等。

\EP=W①

设物块的质量为m,在水平轨道上滑行的总路程为s',则

^EP=mgh②

W=/./mgs'③

连立①②③化简得

,h小

s=一④

第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，在N前停止，则物块停止的位置距N的距离为

h

d=2s-s'=2s----⑤

第一种可能是：物块与弹性挡板碰撞后，可再一次滑上光滑圆弧轨道，滑下后在水平轨道

上停止，则物块停止的位置距N的距离为

h

d=s'-2s=----2s⑥

A

所以物块停止的位置距N的距离可能为2s-2h或"h-2s。

8.2010•江苏物理•14在游乐节目中，选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,

小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示，他们将选手简化为质量m=60kg的指点，选

手抓住绳由静止开始摆动，此事绳与竖直方向夹角a=30',绳的悬挂点O距水面的高度为

H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深。取中立加速度

g=10w/52,sin53°=0.8,cos530=0.6

（1）求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F；

（2）若绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平

均浮力＜=800N,平均阻力人=700N,求选手落入水中的

深度d；

（3）若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点

距岸边越远；小阳认为绳越短，落点距岸边越远，请通过推算说明你的观点。

答案:

(1)机械能守恒rn^l(1-cosa)=三

圆周运动F*-mg

制彳5尸=(3-2cosa)mg

人对绳的拉力尸=尸'

贝UF=1080N

⑵动能定理”格(8-，893+〃)-5♦月”二。

则dJ咿丁C052

/1十E-W

解得&=1.2m

(3)选手从坡低点开始做平轮运动*="

且有①式

解得x-2-case)

当14时产有最大值解得1=1.5m

因此,两人的看法均不正确与绳长越接近L5m时，落点距岸边越远•

9.2010•上海物理•31倾角。=37°,质量M=5kg的粗糙斜面位于水平地血上，质量m=2kg

的木块置于斜面顶端，从静止开始匀加速下滑，经t=2s到达底端，运动路程L=4m,在此过

程中斜面保持静止(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/Y),求:

(1)地面对斜面的摩擦力大小与方向：

(2)地面对斜面的支持力大小

(3)通过计算证明木块在此过程中满足动能定理。

【解析】(1)隔离法：

对木块：mgsmO-=ma,mgcos0-Nt=0

因为s=得a=2m/s

22

所以，＜=8N,N\=\6N

对斜面：设摩擦力f向左，则/=N|Sin。—＜cos6=3.2N,方向向左。

(如果设摩擦力f向右，则/=—NISin6+工cos6=—3.2N,同样方向向左。)

(2)地面对斜面的支持力大小N=/=N、cos。＜sin。=67.67V

(3)木块受两个力做功。

重力做功：%=mgh=mgssin0-48J

摩擦力做功：Wf=_fs=_32J

合力做功或外力对木块做的总功：W=WG+Wf=16J

动能的变化AEk=yZMV2=；加・（。/）2-16J

所以，合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化（增加），证毕。

2009年高考题

一、选择题

1.（09•全国卷20）以初速度Vo竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的

空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g,则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的

解析：本题考查动能定理.上升的过程中，重力做负功，阻力/做负功,由动能定理得

2

-(mgh+fli)=—mvo,h=，求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重

力做功为零，只有阻力做功为有=；加B—；加匕2,解得V=%J竟了,A正确。

2.（09•上海物理•5）小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定，

地面为零势能面。在上升至离地高度h处，小球的动能是势能的两倍，在下落至离高度h

处，小球的势能是动能的两倍，则h等于

(D)

A.H/9B.2H/9C.3H19D.4〃/9

1,

解析：小球上升至最高点过程：=小球上升至离地高度〃处过程:

1,1,1

又万加匕2=2加8〃；小球上升至最高点后又下降至离地高度

力处过程：=又以上各式联立解得

4

h=-H,答案D正确。

9

3.（09•江苏物理•9）如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹

簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处

于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，

A、B从静止开始运动到第-一次速度相等的过程中，卜一列说法中正确的有

A.当A、B加速度相等时，系统的机械能最大

B.当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大

C.当A、B的速度相等时，A的速度达到最大

D.当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大

解析：处理本题的关键是对物体进行受力分析和运动过程分析，使用图象处理则可以使问

题大大简化。对/、8在水平方向受力分析如图，居为