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2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律的应用专题练习

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一、填空题

1．如图所示，质量均为 m 的 A 、B 两小球，用长为l 的轻质细线相连，置于高为 h 的光滑水平桌面上， l >h ，A 球刚跨过桌边。若 A 球竖直下落着地后不再反跳，则 A 球刚要着时的速度大小为_____；B 球刚要着地时的速度大小为_____。

2．如图所示，铜棒ab 长0.1m ，质量为0.06kg ，两端由两根长都是1m 的轻铜线悬挂起来，铜棒ab 保持水平，整个装置静止于竖直平面内，装置所在处有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度0.5T B ，现给铜棒如ab 中通入恒定电流，铜棒发生摆动．已知最大偏转角为37°，则铜棒从最低点运动到最高点的过程中，安培力做的功是___________J ，恒定电流的大小为_________A （不计感应电流影响）．

3．如图所示，在光滑水平桌面上有一质量为M =2kg 的小车，小车跟绳一端相连，绳子另一端通过滑轮吊一个质量为m =0.5kg 的物体，开始绳处于伸直状态，物体从距地面h =1m 处由静止释放，物体落地之前绳的拉力为______N ；当物体着地的瞬间(小车未离开桌子)小车的速度大小为_______m/s.(g =10 m/s 2)

4．如图所示，轻质动滑轮下方悬挂质量为m 的物块A ，轻绳的左端绕过定滑轮连接质量为2m 的物块B ，开始时物块A 、B 处于静止状态，释放后A 、B 开始运动，假设摩擦阻力和空气阻力均忽略不计，重力加速度为g ，当物块B 向右运动的位移为L 时，物块A 的速度大小为__________，物块A 减少的机械能为_________。

5．一物体在竖直弹簧的上方h米处下落，然后又被弹簧弹回，则物体动能最大时是______。

6．如图所示，一根原长为L的轻质弹簧，下端固定在水平桌面上，上端固定一个质量为m的物体A。A静止时弹簧的压缩量为ΔL1，在A上再放一个质量也是m的物体B，待A、B静止后，在B上施加一竖直向下的力F，使弹簧再缩短ΔL2，这时弹簧的弹性势能为E P．突然撤去力F，则B脱离A向上飞出的瞬间弹簧的

长度应为____________．这时B的速度是_____________。

7．如图所示，位于光滑水平桌面上的质量均为m的小滑块P和Q都视作质点，Q与轻质弹簧相连。静止在水平面上，P以某一初速度v向Q运动并与弹簧发生碰撞，在整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能等于_____ 此时P物体的速度为____

8．如图所示，质量为m、长度为L的匀质铁链的一半搁在倾角为30°的粗糙斜面上，其余部分竖直下垂。现在铁链下滑至整条铁链刚好全部离开斜面的过程中，铁链的重力势能减少________。

9．在竖直平面内，一根光滑硬质杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为y = 0.1cos x（单位：m），杆足够长，图中只画出了一部分。将一质量为m的小环（可视为质点）套在杆上，在P点给小环一个沿杆斜向下的初速度v0=1m/s，g取10m/s2，则小环经过最低点Q时处于________状态（选填“超重”、“失重”或“平衡”）；小环运动过程中能到达的最高点的y轴坐标为_________m，以及对应的x轴坐标为___________m。

10．如图所示,光滑水平地面上一个静止的滑槽末端和地面相切,滑槽质量为M,一个质量为m的滑块以初速度v0冲上M,恰好到最高点,求：

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m 在M 上上升的最大高度h=______________;最终M 获得的最大速度v max =___________________． 11．如图所示，螺旋形管道内径均匀，内壁光滑，螺距均为1m d =，共有5圈整，螺旋横截面的半径2m R =，管道内径远小于螺距，可忽略不计．一小球自管道A 端从静止开始下滑，当它到达管道B 端时的速度v =________m/s ，从A 到B 的时间t 大约为________．

12．如图所示，A 、B 、C 三个物体的质量之比为2:2:1，A 、B 放在光滑的、同一高度的水平台面上，A 、B 之间用一轻绳（无弹性）连接，D 、E 分别是两个摩擦、大小均不计的定滑轮，DE 间的距离为1.2m ，现将C 用一光滑的轻钩挂在绳子上DE 的中点，开始时用手托住C 使绳子水平拉直，然后从静止开始释放C ，当C 下落高度为_______m 时C 的速率是A 的速率的两倍（A 、B 仍在水平台面上），此时C 的速率为_______m/s ．（保留两位小数，重力加速度取g = 10m/s 2）

13．如图所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一长为l 的细线，细线的一端固定在O 点，另一端拴一质量为m 的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，已知O 点到斜面底边的距离S oc =L ，则小球通过最高点A 时的速度表达式v A 。___________；小球通过最低点B 时，细线对小球拉力表达式

T B =_____________________；若小球运动到A 点或B 点时剪断细线，小球滑落到斜面底边时到C 点的距离相等，则l 和L 应满足的关系式是__________________。

14．如图，长为1m 的轻杆OA 可绕O 处铰链在竖直平面内转动，质量均为1kg 的小球固定在A 、B 两处，B 为杆的中点．若杆在水平位置由静止起开始自由转动，不计阻力，转动30°角时B 球的速度为______m/s

，

此过程中杆对A球做的功为______J．

二、解答题

15．如图所示，质量为m的小球从四分之一光滑圆弧轨道顶端静止释放，从轨道末端O点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的P点。以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程

y=6-x2(单位：m)，小球质量m=0.4kg，圆弧轨道半径R=1.25m。g取10m/s2，求：

(1)小球对圆弧轨道末端的压力大小；

(2)小球从O点到P点所需的时间(结果可保留根号)。

16．在半径R=4000km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m=0．2kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示，忽略星球自转．求：

（1）圆弧轨道BC的半径r；

（2）该星球的第一宇宙速度

17．如图所示。一对杂技演员(都视为质点)乘秋千(秋千绳处于水平位置)从A点由静止出发绕O点下摆。当摆到最低点B时。女演员在极短时间内将男演员沿水平方向推出。然后自己刚好能回到高处A.求男演员落地

=2。秋千的质量不计。秋千的摆长为点C与O点的水平距离x.已知男演员质量m1和女演员质量m2之比m1

R。C点比O点低5R.

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参考答案

2．0.12 4 3．4 2 4

mgL

5．物体重力与弹力相等时6．L

7．2

0.25mv0.5v

8．7

16mgL9．超重0.05

x x

ππ

或10．

2()g

M m

(M m)

11．10 12.6 12．0.35，1. 86（或1.87）

6sin

mgθ 1.5

L l

=14． 1 15．(1) 12N ；

(2)

16．（1）0．16 m （2）4×103 m/s 17．8R

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