9 第三节 课后达标能力提升.docx

一、单项选择题1.据报道，在北京国家体育场“鸟巢”进行的2023年国际田联世界田径锦标赛女子撑杆跳决赛中，古巴选手席尔瓦以4米90的成果夺得冠军.假如把撑杆跳全过程分成四个阶段：ab、bc、Ld、de,如图所示，则对这四个阶段的描述正确的是（）A. “fb阶段：人加速助跑，人和杆的机械能不变B. 8-c阶段：杆弯曲、人上升，系统动能削减，重力势能和弹性势能增加C. c-d阶段：杆伸直、人上升，人的动能削减量等于重力势能增加量D. 阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人机械能的增加量解析：选B。一人阶段：人加速助跑，人和杆的机械能增大，选项A错误；人一C阶段：人与杆组成的系统机械能守恒，系统动能削减，重力势能和弹性势能增加，选项B正确；c-d阶段：人与杆组成的系统机械能守恒，杆伸直、人上升，动能削减量与弹性势能的削减量之和等于重力势能的增加量，选项C错误；d-e阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人重力势能的削减量，选项D错误.2.（2023无锡模拟）如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法正确的是（）A.斜劈对小球的弹力不做功B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒C.斜劈的机械能守恒D.小球重力势能削减量等于斜劈动能的增加量解析：选B.不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球的重力做功，小球重力势能削减量等于斜劈和小球的动能增加量，系统机械能守恒，B正确，C、D错误；斜劈对小球的弹力与小球位移间夹角大于90°,故弹力做负功，A错误.3.（2023苏州模拟）如图所示，可视为质点的小球A、B用不行伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍.当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高.将A由静止释放，8上升的最大高度是（）”n5RCIRA.2RB.-C.-D.-解析：选C.设A、8的质量分别为2机、?，当A落到地面上时，8恰好运动到与圆柱轴心等高处，以4、B整体为探讨对象，则4、8组成的系统机械能守恒，故有2mgR-mgR=/2m+m）v2,4落到地面上以后，8仍以速度。竖直上抛，上升的高度为力=;芫，解得=孤4故8上升的总高度为R+z=y?,选项C正确.4. 静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力.不计空气阻力，在整个过程中，物体机械能随时间变更关系正确的是（）解析：选C以地面为零势能面，以竖直向上为正方向，则对于物体，在撤去外力前，有F-mg=ma,h=at2,某一时刻的机械能E=A£=产，联立以上各式得E=竽-，撇去外力后，物体机械能守恒，故只有C正确.5.（2023连云港段考）如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑定滑轮与直杆的距离为d.现将环从与定滑轮等高的A处由静止释放，当环沿直杆下滑距离也为d时（图中B处），下列说法正确的是（重力加速度为g）（）A.环刚释放时轻绳中的张力等于2吆B.环到达B处时，重物上升的高度为十一l）dC.环在8处的速度与重物上升的速度大小之比为乎D.环削减的机械能大于重物增加的机械能解析：选B.环释放后重物加速上升，故绳中张力确定大于2mg,A项错误；环到达8处时，绳与直杆间的夹角为45°,重物上升的高度力二（2-l）d,B项正确；如图所示，将B处环速度。进行正交分解，重物上升的速度与其分速度功大小相等，Vi=Vcos45°=冬，所以，环在8处的速度与重物上升的速度大小之比等于i,C项错误；环和重物组成的系统机械能守恒，故D项错误.6.如图所示，在高1.5m的光滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧.当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向夹角为60°,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为G=IOms2）（）A.IOJB.15JC.20JD.25J解析：选A.由tan60°可得。o=J而谈，由小球被弹射过程中小球和弹簧组成的系统机械能守恒得，Ep=5n屈=IOJ,A正确.二、多项选择题7.把质量是0.2kg的小球放在直立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示.快速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C（图丙）.途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）.已知氏A的高度差为0.1m,C、8的高度差为0.2m,弹簧的质量和空气阻力都可以忽视，重力加速度g=10ms2.则下列说法正确的是（）A.小球从A上升至8的过程中，弹簧的弹性势能始终减小，小球的动能始终增加B.小球从8上升到C的过程中，小球的动能始终减小，势能始终增加C.小球在位置A时，弹簧的弹性势能为0.6JD.小球从位置A上升至C的过程中，小球的最大动能为0.4J解析：选BC小球从A上升到8的过程中，弹簧的形变量越来越小，弹簧的弹性势能始终减小，小球在A、8之间某处的合力为零，速度最大，对应动能最大，选项A错误；小球从8上升到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒，动能削减，势能增加，选项B正确；依据机械能守恒定律，小球在位置A时，弹簧的弹性势能为Ep=mg以C=O.2X10X0.3J=0.6J,选项C正确；小球在8点时的动能为Ek=Mg%c=04JVEkm,选项D错误.8.某消遣项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关.现在将这个消遣项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以速率。竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器.若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率。抛出小球，如图所示.则小球能够击中触发器的可能是（）解析：选CD.竖直上抛时小球恰好击中触发器，则由一mg力=01;加，h=2R得u=2y.沿图A中轨道以速率。抛出小球，小球沿光滑圆弧内表面做圆周运动，到达最高点的速率应大于或等于诵，所以小球不能到达圆弧最高点，即不能击中触发器.沿图B中轨道以速率。抛出小球，小球沿光滑斜面上滑一段后做斜抛运动，最高点具有水平方向的速度，所以也不能击中触发器.图C及图D中小球在轨道最高点速度均可以为零，由机械能守恒定律可知小球能够击中触发器.9.（2023苏北四市调研）如图所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为R,圆环上套有质量分别为相和2机的小球A、8（均可看做质点），且小球A、8用一长为2R的轻质细杆相连，在小球B从最高点由静止起先沿圆环下滑至最低点的过程中（已知重力加速度为g）,下列说法正确的是（）A. 4球增加的机械能等于B球削减的机械能B. 4球增加的重力势能等于8球削减的重力势能C. A球的最大速度为、怦D.细杆对A球做的功为专解析：选AD.系统机械能守恒的实质可以理解为是一种机械能的转移，此题的情景就是A球增加的机械能等于B球削减的机械能，A对，B错；依据机械能守恒定律有：2mg2R-mg2R=×3mv2f所以A球的最大速度为、/盟C错；依据功能关系，细杆对A球做的1 Q功等于A球增加的机械能，即Wa=nv2+mg2R=tngR,故D对.10. (2023南京高三模拟)如图所示，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道48、水平轨道Be与斜面平滑连接在一起，斜面足够长.在圆弧轨道上静止着N个半径为r(r<<?)的光滑小球(小球无明显形变)，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点8依次标记为1、2、3M现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止起先沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是()A.N个小球在运动过程中始终不会散开B.第1个小球从A到8过程中机械能守恒C.第1个小球到达6点前第N个小球做匀加速运动D.第1个小球到达最低点的速度v<yR解析：选AD.在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加速运动，则后面的小球对前面的小球有向前挤压的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；第一个小球在下落过程中受到挤压，所以有外力对小球做功，小球的机械能不守恒，故B错误；由于小球在下落过程中速度发生变更，相互间的挤压力变更，所以第N个小球不行能做匀加速运动，故C错误；小球整体的重心运动到最低点的过程中，依据机械能守恒定律得：多加2=吆与解得：O=购同样对整体在AB段时，重心低于会所以第1个小球到达最低点的速度火痫，故D正确.三、非选择题11. (2023扬州市高三调研测试)游乐场的过山车可以底朝上在圆轨道上运行，游客不会掉下来，如图甲所示.我们把这种情形抽象为如图乙所示的模型：弧形轨道的下端与竖直圆轨道相接，使质量为加的小球从弧形轨道上端滚下，小球从圆轨道下端进入后沿圆轨道运动.假如已知圆轨道的半径为H,重力加速度为g,不考虑阻力.求：(1)若小球从高为h处由静止释放，小球到达圆轨道底端时对轨道的压力；(2)若要使小球运动过程中不脱离轨道，小球由静止释放时的高度满足的条件；(3)若让小球从高为h=2R处的A点由静止释放，小球所能达到的最大高度.解析：由动能定理得Zg7=/V2F11-mg=frrFn=ng÷nr=mgI+五J依据牛顿第三定律可知，小球到达圆轨道底端时对轨道的压力大小为尸N=尸N=7g(l+瓷)，方向竖直向下.(2)第一种可能：到达最高点，有s2迹由机械能守恒得mgh=fnv+mg2R解得栏IR其次种可能：小球到达与圆心等高处由机械能守恒得mgh=mgRh=R所以>?或hWR.5h=2R<jR,设小球将在C点脱离轨道，此时尸Nl=0，有mgsin6="N小球从A点到C点，依据机械能守恒得mg2K=%z+ng(R+Rsin)2解得sin6=3vc=ygRsin=ygR2小球在C处斜抛，达到最高点时速度Vx=Vcsin0=c小球从A点到最高点，依据机械能守恒mg-2R=ngh,imvl解得"=亲.答案：见解析12. (2023江苏六校联考)某物理爱好小组实行遥控赛车竞赛，竞赛路径如图所示，赛车从起点A动身，沿水平直线轨道运动L后，由8点进入半径为r的光滑竖直圆轨道，离开竖直圆轨道后接着在光滑平直轨道上运动到D点，并能越过以D点为圆心、半径为R的壕沟.已知赛车质量m=02kg,通电后以额定功率P=1.5W工作，进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计.图中AB间距L=IO.00m,r=0.18m,R=4m,9=60°,取g=10ms2.求：(1)要使赛车能够通过弧形壕沟，则赛车过D点时速度至少多少：(2)要使赛车完成竞赛，电动机至少工作多长时间；(3)若赛车刚好能过小圆轨道最高点，赛车经过D点后第一次落地点与D点的水平距离.解析：(1)小球离开。点后做平抛运动由RcosJ=Tgg得=yj2Rc；s加=皆：e=*5ms*5.48ms.(2)由动能定理得÷Wf=E>PtfL=mvt)则/2=4s.(3)小球刚好通过圆轨道最高点时对轨道恰好无作用力得?g=邛得c=ir=L8m/s由机械能守恒定律得mg2r=%n一品充得Vb=3m/s由平抛运动规律得X=VBhy=2以及几何关系X2+/=/?2得/3=0.8s所以=tW3=2.4m.答案：见解析