高中物理人教版必修2《7.10能量守恒定律與能源》練習題

人教版必修2aio能量守恒定律與能源》練習題

一、單選題（本大題共8小題，共32.0分）

1.關于能量概念的敘述，下列說法有正確的是（）

A.物體由于運動而具有的能量叫做勢能

B.自然界中的能量只是在動能和勢能之間相互轉化

C.能量守恒定律的建立是哲學和自然科學長期發(fā)展的結果

D.能量耗散表明在能源的利用過程中能量是在不斷地消失

2.如圖甲所示，置于水平地面上質量為機的物體，在豎直拉力尸作用下，由靜止開始向上運動,

其動能以與距地面高度/?的關系如圖乙所示，已知重力加速度為g,空氣阻力不計.下列說法

正確的是

A.在0?壇過程中，產(chǎn)大小始終為幽？

B.在0?廄和生?2廄過程中，尸做功之比為2:1

C.在0?2/1。過程中，物體的機械能先增大后減小

D.在2壇?3,5垢過程中，物體的機械能不變

3.如圖，輕質彈簧一端固定，另一端與一質量為“、套在粗糙豎直固定桿A處

的圓環(huán)相連，彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B

處的速度最大，到達C處的速度為零，4c=八.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上

的速度心恰好能回到4彈簧始終在彈性限度內，重力加速度為g。則圓環(huán)（）

A.下滑過程中，克服摩擦力做的功為;加"2

B.下滑過程中，加速度一直減小

C.在C處，彈簧的彈性勢能為一7ngh

D.上滑經(jīng)過3的速度小于下滑經(jīng)過B的速度

4.如圖所示，輕質彈簧一端固定，另一端與一質量為相、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連，

彈簧水平且處于原長。圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，到達C處的速度為零，AC=h,如果圓環(huán)

在C處獲得一豎直向上的速度力恰好能回到A處。彈簧始終在彈性限度內，重力加速度為g,

則（）

A.從A到C的下滑過程中，圓環(huán)的加速度一直減小

B.從A下滑到C過程中彈簧的彈性勢能增加量等于mgh

2

C.從A到C的下滑過程中，克服摩擦力做的功為嗎

4

D.上滑過程系統(tǒng)損失的機械能比下滑過程多

5.2015年7月14日，“新視野號”探測器飛掠冥王星，成為人類首顆造

訪冥王星的探測器.在探測器飛赴冥王星的過程中，隨著它與冥王星間

距離的減小，冥王星對它的萬有引力（）

A.變小

B.變大

C.先變小后變大

D.先變大后變小

6.如圖所示，光滑水平面上有A、8兩物塊，已知A物塊的質量啊=2kg,以一定的初速度向右

運動，與靜止的物塊B發(fā)生碰撞并一起運動，碰撞前后的位移時間圖象如圖所示（規(guī)定向右為正

方向），則碰撞后的速度及物體8的質量分別為（）

A.2m/s,5kgB.2m/s,3kg

C.3.5m/s,2.86kgD.3.5m/s,0.86kg

7.如圖所示，在摩擦力不計的水平面上，放一輛質量為M的小車，一.

小車左端放一只箱子，其質量為m,水平恒力尸把箱子拉到小車的Ln-

右端；如果第一次小車被固定在地面上，第二次小車沒固定，可沿

水平面運動，在上述兩種情況下（）

A.尸做的功一樣多

B.箱子與小車之間的摩擦力大小相等

C.箱子獲得的動能一樣多

D.由摩擦而產(chǎn)生的內能不一樣多

8.如圖所示，一質量為2版的物塊8,靜止在光滑水平面上，左側固定一水平（a

輕質彈簧，另一質量為3依的物塊A向右以5m/s的速度撞擊彈簧，整個撞擊

過程中，兩物塊的速度始終在一條直線上，彈簧始終在彈性限度內，下列說法正確的是（）

A.物塊A的最終速度大小為3m/s

B.物塊B的最終速度大小為5m/s

C.彈簧的最大彈性勢能為15J

D.若其他條件不變而僅增大物塊A的質量，則物塊B的最終速度可能為12m/s

二、多選題（本大題共6小題，共24.0分）

9.在傾角為。的固定光滑斜面上有兩個用輕彈簧相連接的物塊A,B,它們的質量分別為徵1，僧2，

彈簧勁度系數(shù)為％,C為一固定擋板，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。現(xiàn)用一平行于斜面向上的恒力尸拉物

塊A使之向上運動，當物塊B剛要離開擋板C時，物塊A運動的距離為d,速度為則此時（）

A.拉力做功的瞬時功率為FusinO

B.物塊8滿足=kd.

C.物塊A的加速度為學

D.彈簧彈性勢能的增加量為Fd-Tnigdsin。-jm^2

10.下列能源屬于清潔能源的是（）

A.石油B.風能C.煤炭D.太陽能

11.如圖所示，物體4和帶負電的物體B用跨過定滑輪的絕緣輕繩連接，4、8的質量分別是/&g和

2kg,勁度系數(shù)為k=6N/7n的輕質彈簧一端固定在水平面上。另一端與物體A相連，傾角為。=

30。的斜面處于沿斜面向上的勻強電場中，整個系統(tǒng)不計一切摩擦。開始時，物體B在一個沿斜

面向上的外力F=15N的作用下保持靜止且輕繩恰好伸直，然后撤去外力F,直到物體8獲得

最大速度，且彈簧未超過彈性限度，則在此過程中（）

A.對于物體A、8、彈簧和地球組成的系統(tǒng)，電場力做功小于該系統(tǒng)增加的機械能

B.物體A、彈簧和地球所組成的系統(tǒng)機械能增加量大于物體3電勢能的減少量

C.撤去外力F的瞬間，物體B的加速度大小為5m/s2

D.B的速度最大時，彈簧的伸長量為2m

12.如圖1所示，一質量為m=1kg的木塊放在質量為M=2kg木板上，木板置于光滑的水平面上，

現(xiàn)用一恒定的水平拉力尸拉動木塊。已知木塊和木板的a-t圖象如圖2所示，重力加速度g=

10m/s2,下列說法正確的是（）

?a/（m,?-1）

tflt圖2ih

A.木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)為0.2

B.拉力F=4N

C.當F=2.5N時，木塊的加速度大小為0.5m/s2

D.無論拉力尸多大，木板的加速度都不會超過lm/s2

13.如圖所示，豎直平面內有一半徑為R的固定［圓軌道與水平軌道相°；......."人

切于最低點艮一質量為小的小物塊p（可視為質點）從A處由靜止滑jR/

下，經(jīng)過最低點8后沿水平軌道運動，到C處停下，8、C兩點間CB

的距離為R,物塊P與圓軌道、水平軌道之間的動摩擦因數(shù)均為〃.現(xiàn)用力尸將該小物體沿下滑

的路徑從C處緩慢拉回圓弧軌道的頂端A,拉力尸的方向始終與小物體的運動方向一致，小物

體從8處經(jīng)圓弧軌道到達A處過程中，克服摩擦力做的功為pngR,下列說法正確的是（）

A.物體在下滑過程中，運動到8處時速度最大

B.物體從A滑到C的過程中克服摩擦力做的功等于2“mgR

C.拉力尸做的功小于2mgR

D.拉力廠做的功為mgR(l+2〃)

＜，

14.如圖所示，在光滑的水平面上放有兩個小球A和8,其質量z^CmB，Z-T*彳、

(/)-MAAW/BJ

8球上固定一輕質彈簧。若將A球以速率丫去碰撞靜止的8球，下力力"〃〃加蘇

列說法中正確的是()

A.當彈簧壓縮量最大時，兩球速率都最小

B.當彈簧恢復原長時，8球速率最大

C.當A球速率為零時，3球速率最大

D.當B球速率最大時，彈性勢能為零

三、簡答題(本大題共2小題，共6.0分)

15.試說明下列過程中能量是怎樣轉化的。

(1)在水平公路上行駛的汽車，發(fā)動機熄滅后，速度越來越小，最后停止。

(2)汽車以恒定的速度在水平路面上行駛。

(3)火藥爆炸產(chǎn)生燃氣，子彈在燃氣的推動下從槍膛中發(fā)射出去，射穿一塊鋼板，速度減小。

(4)跳傘運動員在3000”?的高空離開飛機，立即打開降落傘，后來他以較低的速率勻速下降。

16.如圖所示，光滑水平平臺高生=8.4m,BC為一段光滑圓弧軌道，其圓心O與平臺等高，軌道

最低點C的切線水平，3c的高度差九2=4.2mo一不計厚度、質量m=1kg的長木板靜止于粗

糙水平面上，左端置于C點，右端與。點固定的豎直擋板相距s=4m。質量/n=1kg的小物塊

壓縮彈簧至我點，彈簧與小物塊不拴接，形變在彈性限度內。釋放小物塊彈簧恢復原長后，小

物塊從A點滑離平臺恰好能無碰撞地從B點進入圓弧形軌道，然后經(jīng)過C點滑上長木板，繼續(xù)

運動。長木板向右運動與擋板發(fā)生彈性碰撞(碰撞時間極短)，以原速率返回。碰撞后立即撤去

擋板，運動過程中小物塊始終未滑離長木板。已知物塊與長木板間動摩擦因數(shù)的=0.3,長木板

與地面間的動摩擦因數(shù)“2=0.05,取g-10?n/s2.求：

(1)小物塊由A到B的運動時間t；

(2)彈簧被壓縮至％點時具有的彈性勢能￡p；

(3)長木板左端最終離C點的水平距離x及其最小長度L。

A?

*〃〃777”,〃，4/?>'，，，，｝，，〃〃〃

四、計算題(本大題共4小題，共40.0分)

17.山地滑雪是人們喜愛的一項體育運動.一滑雪坡由AB和BC組成，AB是傾角。=37。的斜坡,

BC是半徑R=5m的圓弧面，圓弧面和斜面相切于8,與水平面相切于C,如圖所示，A8豎直

高度差加=8.8m,豎直臺階CO高度差電=5m,臺階底端與傾角。=37。斜坡DE相連.運動

員連同滑雪裝備總質量m=80kg,從A點由靜止滑下通過C點后飛落到QE上.不計空氣阻力

和軌道的摩擦阻力，g取10m/s2,s譏37。=0.6,cos37。=0.8.求:

(1)運動員到達C點的速度也大小；

(2)運動員經(jīng)過C點時軌道受到的壓力N的大??；

(3)運動員在空中飛行的時間t.

18.如圖所示，水平放置的兩平行金屬導軌間距/=2m,虛線CO左側的軌道光滑，右側粗糙；導

軌右側兩端點與匝數(shù)N=200、橫截面積S=100cm2、總電阻「=0.250的線圈相連，另有一金

屬棒PQ垂直擱置在導軌上，距離CO為0.6m：垂直放置在導軌左端的金屬棒MN通過水平絕

緣輕桿固定，兩金屬棒的質量均為m=0.1kg,電阻均為R=0.50；MM9C區(qū)域存在豎直向上

的勻強磁場，磁感應強度=0.5T,在t=0時刻，閉合電鍵K,同時金屬棒PQ以lzn/s的初速

度向左運動，同時線圈內磁場的磁感應強度/隨時間f的變化符合以下規(guī)律：Bi=

，兩金屬棒與導軌始終接觸良好,P。棒與導軌之間的動摩擦因數(shù)

(.0.4—O.Zt(/)zs<t<4s

〃=0.1,導軌電阻不計。

(1)通過定量計算分析4s內導體棒PQ的運動情況;

(2)計算4s內通過金屬棒PQ的電荷量大小;

(3)2?4s內絕緣輕桿右端受到的彈力大小和方向？

Bi

19.如圖所示，原長為工的輕質彈簧一端固定在。點，另一端與質量為，*的圓環(huán)丁

---------

相連，圓環(huán)套在粗糙豎直固定桿上的A處，環(huán)與桿間動摩擦因數(shù)〃=0.5,此'、、

時彈簧水平且處于原長.讓圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過8處時速度最''、、、

大，到達C處時速度為零.過程中彈簧始終在彈性限度之內.重力加速度為方

C

g.求：

(1)圓環(huán)在力處的加速度為多大？

(2)若AB間距離為則彈簧的勁度系數(shù)k為多少？

(3)若圓環(huán)到達C處時彈簧彈性勢能為Ep,且4c=h,使圓環(huán)在C處時獲得一個豎直向上的初速度，

圓環(huán)恰好能到達A處.則這個初速度應為多大？

20.一輛汽車以速度打行駛了2的位移，接著以速度%=20km//i跑完了其余:的位移，結果汽車全程

的平均速度D=27km/h,則打的值是多少？

【答案與解析】

1.答案：C

解析：解：A、物體由于運動而具有的能量叫動能，故A錯誤。

8、自然界中的能量是可以相互轉化的，不是僅限于動能和勢能，故B錯誤。

C、能量守恒定律的建立是哲學和自然科學長期發(fā)展的結果，故C正確。

。、能量耗散的過程中能量向品質低的大氣內能轉變過程，但是總的能量是守恒的，故。錯誤。

故選：Co

自然界中的能量是守恒的，能量耗散是能量向品質低的大氣內能轉變過程，但是總的能量是守恒的.

解決本題的關鍵知道自然界中的能量是守恒的，能量不能憑空創(chuàng)生，也不能憑空消失，只能從一種

形式轉化為另一種形式，或從一個物體轉移到另一個物體，能的總量保持不變.

2.答案:D

解析：

根據(jù)功能關系得除重力以外其它力所做的功等于物體機械能的變化量，合外力做功等于動能的變化

量。根據(jù)圖象的斜率大小表示合外力，分析拉力的大小。

本題主要考查功能關系及對圖象的理解與應用，熟悉功能關系是解題的關鍵，難度一般。

A.由于合外力做功等于動能的變化量，所以動能&與距地面高度〃的關系圖像斜率表示合外力，在

0~廄過程中，合外力大小等于〃喀，合力方向向上，根據(jù)牛頓第二定律得F大小始終為2mg,故A

錯誤；

B.在0?垢過程中動能增加小。色，重力做功為一山。魚，根據(jù)動能定理得尸做功為h0?2九（）過

程中，動能增加O.5mgho,重力做功為-mgho,根據(jù)動能定理得/做功為1.5mgho,所以尸做功之

比為4：3,故8錯誤；

C.在0?2殳過程中，力尸做正功，物體的機械能不斷增加，選項C錯誤；

。.在2廄?3.5垢過程中，由圖像的斜率得出合力為mg，方向向下，故物體只受重力，機械能不變,

選項。正確。

故選

3.答案：A

解析：解：A、研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程，運用動能定理列出等式為：

mgh.+叼+MJ彈=0-0=0

在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,運用動能定理列出等式為:

-mgh+（-W泓）+必=0--mv2

2

解得：Wf=-^mv,故A正確；

8、圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過B處的速度最大，到達C處的速度為零，所以圓環(huán)先做加速

運動，再做減速運動，經(jīng)過B處的速度最大，

所以經(jīng)過8處的加速度為零，所以加速度先減小，后增大，故B錯誤；

C、由上分析可知，W^=^mv2-mgh,所以在C處，彈簧的彈性勢能為mg/i-故C錯誤；

D、研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到8過程，運用動能定理列出等式為：mgh'+W'f+W'=

-1mvo2—n0

2B

研究圓環(huán)從8處上滑到A的過程，運用動能定理列出等式為：—mgh'+M/'f+（—W'殍）=0-；小吟

由于勿）<0,所以詔，則有：vB<v'B,即上滑經(jīng)過8的速度大于下滑經(jīng)過B的速度，

故。錯誤；

故選：A,

3、根據(jù)圓環(huán)的運動情況分析下滑過程中，加速度的變化；

AC、研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C和在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A兩個過

程，運用動能定理列出等式求解；

D,研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到B過程和圓環(huán)從B處上滑到A的過程，運用動能定理列出等

式。

能正確分析小球的受力情況和運動情況，對物理過程進行受力、運動、做功分析，是解決問題的根

本方法，掌握動能定理的應用。

4.答案：C

解析:

根據(jù)圓環(huán)的運動情況分析下滑過程中，加速度的變化；研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C和在C

處獲得一豎直向上的速度也恰好能回到4兩個過程，運用動能定理列出等式求解

能正確分析小球的受力情況和運動情況，對物理過程進行受力、運動、做功分析，是解決問題的根

本方法，掌握動能定理的應用。

解：A、圓環(huán)從A處由靜止開始下滑，經(jīng)過8處的速度最大，到達C處的速度為零，所以圓環(huán)先做

加速運動，再做減速運動，經(jīng)過B處的速度最大，所以經(jīng)過B處的加速度為零，所以加速度先減小，

后增大，故A錯誤；

BC、研究圓環(huán)從A處由靜止開始下滑到C過程，運用動能定理列出等式:mgh-Wf-W^=O-O=

0,在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A,運用動能定理列出等式：-mg/i+W建一必=

O-JmiA解得：W=^mv2,則克服摩擦力做的功為;m/,故C正確；

27f44

從上述分析知:小建=mgh-刎/，則從A下滑到C過程中彈簧的彈性勢能增加量等于mg九-^mv2,

故8錯誤。

。、由能量守恒定律知，損失的機械能全部轉化為摩擦生熱了，而摩擦生熱Q=]xs，顯然兩個過

程相等，選項。錯誤。

故選：C?

5.答案：B

解析：

在探測器飛赴冥王星的過程中，與冥王星間的距離不斷減小，結合萬有引力定律分析即可。

本題是對萬有引力定律的直接考查，關鍵是記住萬有引力定律的公式尸=誓，基礎題目。

根據(jù)題意，飛行器與冥王星間距離逐漸減小，根據(jù)萬有引力定律，有：尸=誓

由于，?不斷減小，故萬有引力尸不斷增加。故8正確，4CZ）錯誤。

故選B。

6.答案：B

解析：

由圖象求出碰撞前、后物體的速度，然后由動量守恒定律求出物體B的質量。

本題考查了求物體的質量，應用動量守恒定律時要清楚研究的對象和守恒條件；通過位移-時間圖

象得到一些信息。

解：由圖象可知，碰前A的速度為：以=翳*5m/s；

碰后4B的共同速度為：吊=1m/s=2m/s；

At8-4

A、B碰撞過程中動量守恒，以A、8組成的系統(tǒng)為研究對象，以A的初速度方向為正方向，由動量

守恒定律得：

犯4%=（叫1+mB）v,

即：2x5=（2+mB）x2,

解得：mB=3kg；故B正確，AC。錯誤。

故選：&

7.答案：B

解析：解：人第二次由于小車也會向右移動，故滑塊的對地的位移比第一次變大了，故拉力做的功

變多了，故A錯誤；

B、滑動摩擦力與壓力成正比，兩次壓力相等，都等于，咫，動摩擦因數(shù)是一定的，故滑動摩擦力一

定相等，故8正確：

C、根據(jù)動能定理，有：（?-/次=[6/；第二次由于小車也會向右移動，滑塊的對地位移x變大

了，故獲得的動能也變大了，故C錯誤；

D、摩擦產(chǎn)生的熱量等于滑動摩擦力乘以相對位移，IP：Q=fFS,兩次的相對位移相同，所以摩

擦產(chǎn)生的熱量一樣多，故。錯誤。

故選：B。

以地面為參考系，找出兩次滑塊位移，然后根據(jù)功的定義求解功，并根據(jù)功能關系判斷動能增加量

和內能增加量。

本題關鍵是明確功的定義和功能關系，要知道系統(tǒng)增加的內能等于一對滑動摩擦力做的功，即：Q=

/So

8.答案：C

解析：解：A3、兩物塊組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，

由動量守恒定律得：mAv0=mAvA+mBvB,

由機械能守恒定律得：如力評=\^AVA避，

代入數(shù)據(jù)解得：vA=lm/s,vB=6m/s,故AB錯誤；

C、兩物塊速度相等時彈簧彈性勢能最大，系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，

由動量守恒定律得：mAvQ=（叫4+

由能量守恒定律得：T啊評=l（,mA+血8）病+Ep,

代入數(shù)據(jù)解得：Ep=15/,故C正確；

。、兩物塊組成的系統(tǒng)動量守恒，以向右為正方向，

由動量守恒定律得：mAv0=mAvA+mBvB,

由機械能守恒定律得：刎4詔=lmAVA+^mBVB>

代入數(shù)據(jù)解得：以=詈需先，

niA+mB

若其他條件不變而僅增大物塊A的質量，物塊8的最終速度最大以max"%=5m/s,故。錯誤。

故選：Co

兩物塊速度相等時彈簧壓縮量最大，彈簧彈性勢能最大；兩物體組成的系統(tǒng)動量守恒，應用動量守

恒定律與能量守恒定律分析答題。

本題考查了動量守恒定律的應用，根據(jù)題意分析清楚物體的運動過程是解題的前提與關鍵，根據(jù)題

意應用動量守恒定律與機械能守恒定律可以解題。

9.答案：DCB

解析：略

10.答案：BD

解析：解：A、石油燃燒時能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空氣污染物，不屬于清潔能源,

故A錯誤。

8、風能在使用時，不會對環(huán)境造成污染，屬于清潔能源，故8正確。

C、煤在燃燒時能產(chǎn)生二氧化硫、一氧化碳、氮氧化物等空氣污染物，不屬于清潔能源，故C錯誤。

。、太陽能在使用中不會對環(huán)境造成污染，故屬于清潔能源，故。正確；

故選：BD.

明確清潔能源的性質，再根據(jù)風能、煤、石油、太陽能在使用時的產(chǎn)物和對環(huán)境的影響，進行分析

判斷.

能源與環(huán)境問題，是社會的熱點，也是物理所考查的熱點，了解能源的分類、能源使用對環(huán)境的影

響、新能源開發(fā)利用等是正確解答此類題的關鍵.

11.答案：BC

解析：解：A、電場力沿斜面向下做正功，物體A、8、彈簧和地球組成的系統(tǒng)的機械能增加，則電

場力做功等于物體A、B、彈簧和地球組成的系統(tǒng)增加的機械能，故4錯誤；

B、開始時，物體8在一個沿斜面向上的力尸=15N的作用下保持靜止且輕繩恰好伸直，輕繩恰好無

拉力，有：F=qE+mgsin30°

代入數(shù)據(jù)解得：qE=5N

物體B最大速度時，B的合力等于零，繩的拉力為：F1=qE+mgsin30°=15/V

在此過程中，電場力等于5N不變，繩的拉力從0增加到15M做出繩子拉力及重力隨x變化的圖像，

如圖，圖線和橫軸包圍的面積在數(shù)值上等于力所做功，所以繩的拉力的功大于電場力的功。

物體A、彈簧和地球所組成的系統(tǒng)機械能增加量等于繩子拉力做功，物體8電勢能的減少量等于電

場力做功，所以物體人彈簧和地球所組成的系統(tǒng)機械能增加量大于物體8電勢能的減少量，故B

正確；

C、以A8整體為研究對象，撤去外力前處于平衡狀態(tài)，撤去外力尸F(xiàn),/N

的瞬間，AB受到的其他外力都沒有變化，AB兩個物體所受的合力的15I/

大小就等于撤去的外力尸的大小，物體8的加速度大小為：a=10/

，”二=三7n人2=5m/s2,故C正確；5—一-----

mA+mB1+2I/

的速度最大時，AB所受合力等于零，對AB整體由平衡條件得：0%-----------------?x

kx=mgsin30°+qE

代入數(shù)據(jù)解得：x=2.5m,故。錯誤。

故選：BC。

在撤去外力前后對B物體受力分析，求出電場力；由牛頓第二定律求出加速度；當AB受到的合力

為零時，速度最大；根據(jù)機械能守恒定律的守恒條件判斷物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能是否守恒。

本題綜合考查了共點力平衡、牛頓第二定律、胡克定律、電場力做功與電勢能的關系，以及運動學

公式，綜合性較強，弄清楚受力情況和運動情況是關鍵.

12.答案：ABD

解析:

由題意知，兩者相對滑動，分別由牛頓第二定律列式聯(lián)立求木塊與木板之間的動摩擦因數(shù)和拉力大

小；當F=2.5N時，假設相對靜止，求出整體加速度，再與木塊的摩擦力比較可得解；假設相對滑

動，單獨對木板分析，由牛頓第二定律求出最大加速度進行判斷。

本題考查牛頓第二定律與圖象的綜合，知道滑塊和木板在不同拉力作用下的運動規(guī)律是解決本題的

關鍵，掌握處理圖象問題的一般方法，通常通過圖線的斜率和截距入手分析。但本題是a-t圖象，

要知道當?shù)募铀俣却笥贛的加速度時，兩者有相對滑動，從而由圖象可得兩者的加速度。

4B.對〃?分析，木塊受重力、支持力、向左的摩擦力和拉力，豎直方向受力平衡，水平方向由牛頓第

二定律可得：F-iimg=ma1,對M分析，M在，”向右的滑動摩擦力作用下做加速運動，由牛頓第

二定律可得：卬ng=Ma2,分析可知，當m的加速度大于M的加速度時;兩者有相對滑動，所以的=

2

27nls2,a2=lm/s,聯(lián)立解得：p=0.2,F=4N,故A8正確；

C.假設兩物體相對靜止一起加速運動，由牛頓第二定律可得a=￡=^m/s2=lm/s2,M受到

M+m1+26

的摩擦力為尸=Ma=2x：N=：N<〃mg=0.2xlxl0N=2N,則甲乙相對靜止，所以木塊的

63

加速度為a=Jni/sz,故C錯誤；

D如果相對滑動，木板的合力是由木塊的摩擦力提供，所以最大加速度為：amax=^=

絲羅m/s2=lm/s2,所以無論拉力尸多大，木板的加速度都不會超過lm/s2,故。正確。

故選ABD。

13.答案:CD

解析：解：A、物塊在下滑過程中，受到重力、支持力和滑動摩擦力作用，在沿切線方向的合力為零

時，受到最大，故4錯誤.

B、對A到C過程運用動能定理得：mgR-Wf=0,解得：Wf=mgR,故B錯誤。

C、對C到A過程運用動能定理得：WF-mgR-fimgR-^mgR=0,解得：WF=mgR(l+2^),

下滑過程在A8段受到的摩擦力大于上滑時受到的摩擦力，則下滑過程中克服摩擦力做功大于上滑過

程克服摩擦力做功，

下滑過程中克服摩擦力做功為：Wf'=mgR-fimgR,則有：⑷ngR<mgR-“mgR,即為：mgR>

2〃mgR,貝|畋<2mgR,故CD正確。

故選：CD。

物體沿圓弧面下滑時，沿切線方向的合力為零時，受到最大；對A到C過程運用動能定理，求出A

到C過程中克服摩擦力做功的大??；對C到A的過程運用動能定理，求出拉力尸的大小。

本題考查了動能定理與圓周運動的綜合運用，運用動能定理解題，關鍵選取好研究的過程，分析過

程中有哪些力做功，然后列式求解，注意沿圓弧面下滑時所受的摩擦力大于沿圓弧面緩慢向上運動

時所受的摩擦力。

14.答案：BD

解析：解：與彈簧接觸后，彈簧被壓縮，彈簧對A產(chǎn)生向左的彈力，對B產(chǎn)生向右的彈力，A做減

速運動，B做加速運動，當8的速度等于4的速度時壓縮量最大，此后A球速度繼續(xù)減小，8球速

度繼續(xù)增大，彈簧壓縮量減小，當彈簧第一次恢復原長時，B球速率最大。

4、由以上分析可知，當彈簧壓縮量最大時，兩球速度相同，此時兩球速度都不是最小，故4錯誤；

8、彈簧被壓縮后，8球的速度一直在增大，當彈簧恢復原長時，8球速率達到最大值，故8正確：

C、由于質量叫＜血8,A的速度變化比B快，A球的速度是0時，彈簧仍然處于壓縮狀態(tài)，B球的

速率沒有達到最大，故C錯誤；

。、當彈簧恢復原長時，8球速率達到最大值，所以此時彈簧的彈性勢能是0,故。正確；

故選：BD。

A與彈簧接觸后，彈簧被壓縮，彈簧對A產(chǎn)生向左的彈力，對8產(chǎn)生向右的彈力，A做減速運動，B

做加速運動，當8的速度大于A的速度后，彈簧壓縮量減小，則當小球A、8速度相等時，彈簧壓

縮量最大，彈性勢能最大；當彈簧第一次恢復原長時，8球速率最大。

本題是含有彈簧的問題，難點是對物體運動過程的分析，得到B球速度最大的臨界條件，同時明確

動量守恒定律的正確應用是解題的關鍵。

15.答案：解：（1）在水平公路上行駛的汽車，發(fā)動機熄火之后速度越來越小，最后停止，動能減小，

內能增加，所以機械能轉化為內能；

（2）速度和高度都沒有發(fā)生變化，所以機械能守恒；

（3）火藥爆炸是化學能轉化為內能，子彈在燃氣的推動下從槍膛發(fā)射出去，燃氣的內能減小，子彈的

動能增加，是內能轉化為動能，子彈射穿一塊鋼塊，速度減小，子彈的動能減小，內能增加，是動

能轉化為內能，所以化學能轉化為內能（火藥爆炸），內能轉化為機械能（子彈被發(fā)射），機械能又轉化

為內能（子彈穿過鋼板）。

（4）跳傘運動員打開傘后，在阻力的作用下速度減小，當阻力等于重力時做勻速直線運動；在此過程

中，損失的機械能轉化為內能。

答：（1）機械能轉化為內能；

（2）機械能守恒；

（3）化學能轉化為內能（火藥爆炸），內能轉化為機械能（子彈被發(fā)射），機械能又轉化為內能（子彈穿過

鋼板）;

（4）機械能轉化為內能。

解析：根據(jù)能量守恒定律可知，能量是不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，只能從一種形式轉化為另

一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，在轉化或轉移中能量不變。

本題考查了能量轉化問題，解題的關鍵是從運動的形式找到能量形式，哪種形式的能量減少，哪種

形式能量增加。

16.答案：解：(1)小物塊離開平臺后做平拋運動，設從A到8的時間為由平拋運動規(guī)律得:

1.

九1-九2

解得：t="s

(2)由題知R=hi，設。8連線與0C的夾角為氏由圖中幾何關系得：

cosd=e=60°

設物體從A點拋出時的水平速度為北，則在B點處有：

t*anda=—gt=VE3

v0

解得：v0=2y/7m/s

根據(jù)功能關系得彈簧的彈性勢能：

1,

mv

EP-2o=1句

(3)設物塊到達C點時速度為之，物塊由A到C由動能定理得:

11

mg展

代入數(shù)據(jù)解得：比=14m/s

物塊在木板上滑行做勻減速運動，其加速度為41,則有：

Al=hg=3m/s2

對長木板由牛頓第二定律得：

%nig-2〃2mg=ma2

2

解得：a2=2m/s

設經(jīng)時間ti長木板與擋板相撞，由s=4得：

0=2s

此時物塊和長木板速度分別為巧、“2,則有：

=vc—=8m/s,v2=a2tl=4m/s

物塊的位移為：=誓口=22m

物塊距離木板左端為：△-s=18m

長木板與擋板相撞后，物塊繼續(xù)向右做勻減速運動，長木板向左減速運動，設其加速度為。3,則有:

+242mg=ma3

2

代入數(shù)據(jù)解得：a3=4m/s

經(jīng)時間t2長木板速度為零，則=^=1S

此時物塊的速度為%,則%=%一axt2=5m/s

物塊向右的位移小=笠^2=6.5m

木板減速向左的位移%3=yt2=2m

在此過程中物塊相對木板向右的位移為△x2=x2+x3=8.5m

設又經(jīng)時間匕兩者速度相等為以,即收=a2t3=%一

解得：t3=Is,v4=2m/s

在這段時間內物塊與長木板的位移分別為

v3+v4v4

x4=--—13=3.5m,x5=—t3=Im

物塊與長木板的相對位移△x3=x4-x5=2.5m

以后兩個一起以加速度以向右做勻減速運動，直到速度為零，則

3

a4=以2g=0.5m/s

兩個一起向右勻減速運動的位移：%6=4=4血

za4

則：％=s—右++%6=7m

L=L=△/+△%2+△x3=29m

答:(1)小物塊由A到B的運動時間r為亨S；

(2)彈簧被壓縮至火點時具有的彈性勢能￡p為14J；

(3)長木板左端最終離C點的水平距離x為7m及其最小長度L為29膽。

解析：(1)根據(jù)平拋運動規(guī)律可以計算出時間；

(2)根據(jù)平拋運動規(guī)律計算出離開A時的速度，進而根據(jù)功能關系可以算出彈性勢能；

(3)物塊滑到木板上，一直向右做勻減速運動，長木板先向右做勻加速運動，與擋板碰撞后向左做勻

減速運動直到速度為零，然后向右做勻加速運動與物塊速度相等，然后兩個一起向右做勻減速運動

直到速度為零。

物塊與木板的運動及其復雜，所以需要分析清楚他們的運動過程，然后逐個過程進行計算，計算它

們的加速度、速度和位移，最后根據(jù)全程的情況計算出長木板和物塊的相對位移即為木板的長度。

還有在計算木板距離C點的距離時還要注意長木板有一個向左減速運動的過程。

17.答案：解：(1)A-C過程，由動能定理得

7ng(九1+△h)=-1mvc7

△h=R(1—cos。)

聯(lián)立兩式代入數(shù)據(jù)解得：vc=14m/s

(2)在C點，由牛頓第二定律有Nc—mg=加工

得Nc=mg+=3936N

由牛頓第三定律知，運動員在C點時軌道受到的壓力N=3936/V.

2

(3)設在空中飛行時間為。則有Igt-h2=vct-tand

t=2.5s(另——解t=-0.4s舍去)

答：(1)運動員到達C點的速度叱大小為14m/s.

(2)運動員經(jīng)過C點時軌道受到的壓力N的大小為3936N.

(3)運動員在空中飛行的時間，為2.5s.

解析：(1)根據(jù)幾何關系求出8c的高度差，再對AC運用動能定理，求出運動員到達C點的速度大

小.

(2)運動員在C點受到重力和支持力，兩個力的合