高中物理机械能守恒解答题专题训练含答案Word文档下载推荐.docx
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（用该处到O1的连线与竖直线夹角表示）
（2）凡能在O点脱离滑道的小滑块，其落水点到O2的距离范围?
4．如图所示，光滑圆弧轨道BCD固定在竖直面内，圆心为O，半径R=0.5m，半径OB、OD与竖直方向的夹角均为θ=37°
，长为L=2m的固定光滑斜面AB下端与光滑的圆弧轨道相切于B点，倾斜传送带DE表面下端与圆弧轨道相切于D点，传送带以v=1.6m/s的速度沿顺时针转动。
一个质量m=0.10kg的物块P从斜面上端A点无初速下滑，物块P与传送带间的动摩擦因数μ=0.5，已知sin37°
=0.6，cos37°
=0.8，重力加速度g=10m/s2，传送带足够长，忽略空气阻力。
（1）物块第一次经过圆弧轨道最低点C时，对轨道的压力大小；
（2）物块沿传送带向上运动的最大距离；
（3）物块第二次在光滑斜面上运动的时间为多少。
5．目前市场在售的玩具枪，各式各样，有些生产厂家为了利益，生产超标的违规玩具枪，这种违规产品有很大的安全隐患。
《公安机关涉案枪支弹药性能鉴定工作规定》指出，不能发射制式弹药的非制式枪支，其所发射弹丸的“枪口比动能”大于等于18J/cm2都认定为枪支。
“枪口比动能”是指子弹弹头离开枪口的瞬间所具有的动能除以枪口的横截面积。
现有一玩具枪。
其枪管长度，枪口横截面积为，子弹质量为，在测试中，让玩具枪在高度处水平发射，实测子弹水平射程为18m。
不计子弹受到的阻力，重力加速度。
（1）子弹离开枪口时的速度大小；
（2）此玩具枪是否被认定为枪支，请计算说明。
6．如图所示，半径未知的光滑圆弧AB与倾角为37°
的斜面在B点连接，B点的切线水平。
斜面BC长为L=0.3m。
整个装置位于同一竖直面内。
现让一个质量为m的小球从圆弧的端点A由静止释放，小球通过B点后恰好落在斜面底端C点处。
不计空气阻力。
（g取10m/s2）
（1）求圆弧的轨道半径；
（2）若在圆弧最低点B处放置一块质量为m的胶泥后，小球仍从A点由静止释放，粘合后整体落在斜面上的某点D。
若将胶泥换成3m重复上面的过程，求前后两次粘合体在斜面上的落点到斜面顶端的距离之比。
7．如图所示，AB之间有一顺时针匀速转动的传送带，A端左侧有与传送带平滑相接的光滑曲面，B端右侧的粗糙平面上有一轻质弹簧，弹簧右端固定，左端连接一块轻质挡板P，当弹簧处于原长时P恰好在B端。
现有一质量为的物块（可以视质点）从高为h处的光滑曲面上由静止释放，经传送带与P相撞，无能量损失，并压缩弹簧，物块在粗糙面上减速为零时，刚好能停在此处不再运动，该位置距P的距离为。
已知传送带速度为，长度为，与物块之间的摩擦因数为，粗糙面与物块间的摩擦因数；
弹簧被压缩到最大压缩量时，弹簧的弹性势能，（重力加速度）求：
（1）物块滑离传送带时的速度；
（2）物块下滑高度h的的范围。
8．如图所示，在倾角的光滑斜面上用轻弹簧连接着质量均为m的物体A和B，物体A紧靠在斜面底端的挡板上，物体B通过绕过光滑定滑轮的一条轻质、不可伸长的细线与长为的轻杆中点D相连接，轻杆下端通过铰链固定在地面上，D点恰与定滑轮O等高，杆的上端固定一个质量为m的小球C。
初始状态细线刚好拉直，但无作用力。
由于受到扰动，杆绕铰链转动，在小球C触地瞬间物体A恰好离开挡板。
已知运动过程中物体B始终没有撞击到定滑轮，重力加速度为g。
（1）弹簧的劲度系数；
（2）物体A刚要离开挡板时物体B的速度。
9．如图所示，长为L=3m，质量为M=3kg的平板车在粗糙水平面上向右滑行，当其速度为v=4m/s时，在其右端轻轻放上一个质量为m=1kg的滑块，已知滑块与平板车间的动摩擦因数为μ1=0.1，平板车与地面间的动摩擦因数为μ2=0.2。
（1）滑块与平板车取得相同的速度前各自的加速度；
（2）从开始至最终停止，滑块与平板车间因摩擦产生的热量Q；
（3）从开始至最终停止，滑块、平板车和地面组成的系统增加的内能U。
10．如图所示，光滑水平平台AB与竖直光滑半圆轨道AC平滑连接，C点切线水平，长为L=4m的粗糙水平传送带BD与平台无缝对接。
质量为m1=0.3kg和m2=1kg的两个小物块中间有一被压缩的轻质弹簧，用细绳将它们连接。
已知传送带以v0=1.5m/s的速度向左匀速运动，小物体与传送带间动摩擦因数为μ=0.15。
某一时刻剪断细绳，小物块m1向左以v1=10m/s的速度向左运动，小物块m2以v2=3m/s的速度向右运动。
g取10m/s2。
（1）从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的时间；
（2）从小物体m2滑上传送带到第一次滑离传送带的过程中，为了维持传送带匀速运动，电动机需对传送带多提供的电能E；
（3）为了让小物块m1从C点水平飞出后落至AB平面的水平位移最大，求竖直光滑半圆轨道AC的半径R和小物块m1平抛的最大水平位移x的大小。
参考答案
1．
（1）；
（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）设细线1与竖直方向夹角为，根据平衡条件有
由题得
解得细线1对小球的拉力大小
（2）小球摆动到最低点过程中，根据动能定理有
小小球运动到最低点时，根据牛顿第二定律有
解得小物体所受拉力
根据牛顿第三定律，小球在最低点时细线2所受拉力大小
2．
（1）m/s；
（2）20N/m；
（3）1m/s
（1）O→M过程，由动能定理
得
（2）O1→O过程，分析弹力在水平方向上的分量
即Fx与相对O点的水平位移∆x成正比，分析弹力在竖直方向上的分量
即O1→O过程中支持力
由动能定理
解得
（3）设O2点速度最大，此处受力平衡
O1→O2过程，由动能定理
3．
（1）；
（1）设滑块出发点为P1，离开点P2，依题意要求O1P1、O2P2与竖直方向的夹角相等，设为θ，滑块在P2处脱离滑脱道的条件为
由机械能守恒有
=
（2）滑块刚能在O点离开滑道有
又
对应的落水点到O2的距离
当滑块从A点静止开始下滑时，到达O点的速度
对应的落水点至O2的距离
xmax=2R
所以落水点到O2的距离范围为
4．
（1）6.2N；
（2）2.4m；
（3）s
（1）根据机械能守恒定律
mg（Lsinθ+R-Rcosθ）=
m/s
在C位置，根据牛顿第二定律
F=6.2N
根据牛顿第三定律可知，物块对轨道的压力
F'
=F=6.2N
（2）根据机械能守恒定律
由于
因此物块滑上传送带时做匀减速运动，根据牛顿第二定律
=10m/s2
物块与传送带速度相同时，物块向上滑动的距离
=0.9m
达到与传送带速度相同时，由于μ<
tanθ，物块此后仍做匀减速运动，根据牛顿第二定律
=2m/s2
物块继续向上运动的位移
=1.5m
向上运动的最大位移
=2.4m
（3）设物块到B点的速度为，根据动能定理有
5m/s
物块在斜面上运动的加速度大小
=gsinθ=6m/s2
因此物块第二次在斜面上运动的时间
s
5．
（1）30m/s；
（2）不能被认定为枪支
（1）子弹从枪口射出做平抛运动，由平抛运动的运动公式得
将题中的数据代入表达式，得
即子弹离开枪口时的速度是30m/s。
（2）结合第一问，可知子弹离开枪口瞬间的动能为
则
所以此玩具枪不能被认定为枪支。
6．
（1）0.08m；
（1）设圆弧的半径为R，则小球在AB段运动时由
小球从B平抛运动到C的过程中，分解位移
联立解得
（2）在B处放置m的胶泥后，粘合时动量守恒，由
在B处放置3m的胶泥后，粘合时动量守恒，由
整体从平抛，分解位移
根据几何关系可知
解得平抛时间为
落点距离为
可知
7．
（1）2m/s；
（1）粗糙面上，由功能关系
代入数据
（2）h最大时，物块应在传送带上一直减速
h最小时，物块应在传送带上一直加速
其中
代入数据得
，
曲面上由
由
8．
（1）；
（1）初始时弹簧压缩，有
物体A恰好离开挡板时弹簧伸长，有
由几何关系知物体B沿斜面上升到A恰好离开挡板时D点绕转轴转了角，即
弹簧的劲度系数
（2）设物体A刚要离开挡板时物体B的速度为v，则杆的中点的速度为，此时杆和水平方向的夹角为，因此有
小球C的速度为，因此小球C的速度为，由于弹簧伸长和压缩量相同。
对应的弹性势能不变，转角时，由
9．
（1）1m/s2，3m/s2；
（2）；
（3）24J
（1）开始阶段，对滑块有
对滑板有
（2）经过t1时间速度相等，则
此时共同速度
滑块与平板车取得相同速度前，滑块位移
滑板位移
第一阶段相对位移
此后，如果以共同速度减速，则
加速度
则滑块受摩擦力
故此后两个物体做加速度不同的减速运动，滑块相对平板向前运动；
对滑块，有
对滑板，有
滑板速度先减为零，位移
滑块速度减为零的位移
故第二阶段相对位移
滑块与平板车间因摩擦增加的内能
（3）根据能量守恒定律，滑块、平板车和地面组成的系统增加的内能
10．
（1）4.5s；
（2）6.75J；
（3）1.25m，5m
（1）m2的加速度
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