1、2015-2016学年福建省三明市大田一中高一（下）第一次段考物理试卷一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情嬉耍在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是（）A先做负功，再做正功B先做正功，再做负功C一直做负功D一直做正功2如图所示，是我校20152016学年高一的某同学完成体育测试“引体 向上”项目的情景，该同学在这次测试中一分钟完成了20个“引体向上”，若该同学质量约为50kg，每次“引体向上”重心上升约0.5m，则吴亮同学在本次测试中做功的平均功率接近（）A8000
2、WB800WC80WD8W3两个物体质量比为1：4，速度大小之比为4：1，则这两个物体的动能之比为（）A1：1B1：4C4：1D2：14关于功率公式P=和P=Fv的说法正确的是（）A由P=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率C从P=Fv知，汽车的功率与它的速度成正比D从P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比5关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B做变速运动的物体机械能不可能守恒C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D若只有重力对物体做功，做体的机械能一定守恒6如图甲、乙、丙三种情形表示同一物体在相同的
3、粗糙水平面上分别受恒力F1、F2、F3作用下匀速向右发生一段相同的位移，力F1、F2、F3对物体做功分别为W甲、W乙、W丙则W甲、W乙、W丙大小关系为是（）AW甲W乙W丙BW甲W丙W乙CW乙W甲W丙DW丙W乙W甲7质量为m的汽车，其发动机额定功率为P当它开上一个倾角为的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（）ABCD8如图所示，在水平桌面上的A点，有一个质量为m的物体，以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，其动能为（）A mv+mgHB mv+mghCmgH+mghD mv+mg（Hh）9一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，
4、物体的（）A重力势能减少了2mghB动能增加了2mghC机械能保持不变D机械能增加了2mgh10如图M1M2，滑轮光滑轻质，阻力不计，M1离地高度为H，在M1下降过程中（）AM1的机械能减少BM2的机械能守恒CM1和M2的总机械能增加DM1和M2的总机械能减少11竖直上抛一小球，小球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度下列说法正确的是（）A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率12如图所示，用同种材料制
5、成的一个轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为R，水平放置的BC段长为R一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，物块在AB段克服摩擦力做功为（）AmgRB（1）mgRCDmgR13如图所示，物体以100J的初动能从斜面底端沿斜面向上运动，当它向上通过斜面上某一点M时，其动能减少了60J，克服摩擦力做功18J，则物体返回到斜面底端时的动能为（）A20JB40JC60JD80J14如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上其正上方A位置有一只小球小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到
6、零小球下降阶段下列说法中正确的是（）A在B位置小球动能最大B在C位置小球动能最大C从AC位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加D从AD位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加二、实验题（每空2分，共16分）15某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有、（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质
7、量应满足的实验条件是，实验时对木板放置要求是（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）16在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.80m/s2实验选用重锤质量为m（kg），从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近纸带上连续的点A、B、C、D至第1点
8、O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少J，重锤经过C时的速度为m/s，其动能增加J重力势能减少与动能增加不相等，可能原因是（计算结果保留3位有效数字）三、计算题（共3小题，7+9+12=28分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17如图所示，轻质弹簧K一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：（1）弹簧的最大弹性势能是多少（2）木块被弹回速度增大到3m/s时的弹性势能18如图，质量m=1kg的小球从A点由静止开始沿着光滑曲面轨道运动，已知A、B两点离
9、水平面的高度h1=0.60米，h2=0.15米，g取10m/s2，问：（1）小球从A点运动到B点的过程中重力做的功；（2）小球经过B点的速度大小为多少？（3）若小球经过C点时具有的动能是经过B点时动能的，则C点离水平面的高度h3为多少19某兴趣小组对一辆自制遥空小车的性能进行研究他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图象，如图1所示（除2s10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）已知在小车运动的过程中，2s14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥空而让小车自由滑行，小车的质量为1.0，可以认为在整个运动过程中小车所受到
10、的阻力大小不变求：（1）小车在减速行驶阶段的阻力及小车的额定功率；（2）小车以额定功率行驶时位移的大小；（3）在图2中作出行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系图象2015-2016学年福建省三明市大田一中高一（下）第一次段考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（本题共14小题，每小题4分，共56分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1如图所示，小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾，尽情嬉耍在小朋友接触床面向下运动的过程中，床面对小朋友的弹力做功情况是（）A先做负功，再做正功B先做正功，再做负功C一直做负功D一直做正功【考点】功的计算【分析】运动员在下降的过程中，受到的弹力逐渐增大，一直向上
11、，而位移向下，故可判断【解答】解；在下降过程中，弹力向上，位移向下，所以床面对小朋友的弹力做负功，故C正确；故选：C【点评】本题考查了力与运动关系，关键是会分析下降过程中弹力的方向及为位移2如图所示，是我校20152016学年高一的某同学完成体育测试“引体 向上”项目的情景，该同学在这次测试中一分钟完成了20个“引体向上”，若该同学质量约为50kg，每次“引体向上”重心上升约0.5m，则吴亮同学在本次测试中做功的平均功率接近（）A8000WB800WC80WD8W【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】引体向上中人要克服人自身的重力做功，根据公式W=mgh求出一次做的功，再求出总功；再根据公式
12、P=求出平均功率【解答】解：将身体向上拉起一次所做的功：W=mgh=50100.5J=250J；他1min内做的总功：W总=nW=20250J=5000J，则吴亮同学在本次测试中做功的平均功率： =83W；最接近80W；故C正确，ABD错误故选：C【点评】此题主要考查的是学生对功和功率计算公式的理解和掌握，弄清楚引体向上是克服人的体重做功是解决此题的关键3两个物体质量比为1：4，速度大小之比为4：1，则这两个物体的动能之比为（）A1：1B1：4C4：1D2：1【考点】动能【分析】根据动能的公式求出两个物体的动能之比【解答】解：根据得，质量比为1：4，速度大小比为4：1，则动能之比为4：1故C正
13、确，A、B、D错误故选：C【点评】解决本题的关键掌握动能的公式4关于功率公式P=和P=Fv的说法正确的是（）A由P=知，只要知道W和t就可求出任意时刻的功率B由P=Fv只能求某一时刻的瞬时功率C从P=Fv知，汽车的功率与它的速度成正比D从P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】功率的计算公式由两个P=，和P=Fv，P=只能计算平均功率的大小，而P=Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取决于速度是平均速度还是瞬时速度【解答】解：A、P=只能计算平均功率的大小，不能用来计算瞬时功率，所以A错误；B、P=Fv可以计算平均功率也可以是瞬时功率，取
14、决于速度是平均速度还是瞬时速度，所以B错误；C、从P=Fv知，当F不变的时候，汽车的功率和它的速度是成正比的，当F变化时就不对了，所以C错误；D、从P=Fv知，当汽车发动机功率一定时，牵引力与速度成反比，所以D正确故选：D【点评】在计算平均功率和瞬时功率时一定要注意公式的选择，公式P=一般用来计算平均功率，公式P=Fv既可以计算瞬时功率，又可以计算平均功率5关于机械能是否守恒的叙述，正确的是（）A做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B做变速运动的物体机械能不可能守恒C外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D若只有重力对物体做功，做体的机械能一定守恒【考点】机械能守恒定律【分析】根据机械能守恒的定义
15、和条件分析答题，只有重力或弹力做功，物体的机械能守恒【解答】解：A、做匀速直线运动的物体机械能不一定守恒，如匀速下降的降落伞机械能减少，机械能不守恒，故A错误；B、做变速运动的物体机械能可能守恒，如自由落体运动，故B错误；C、外力做功为零，机械能不一定守恒，如在空中匀速下落的物体，外力对物体做功为零，机械能不守恒，故C错误；D、若只有重力对物体做功，物体的机械能一定守恒，故D正确；故选：D【点评】机械能守恒条件是：只有重力或弹力做功判断机械能是否守恒，应根据机械能守恒条件进行判断；在某一物理过程中，除重力与弹力外还有其它力做功，如果其它力的功为零，则机械能守恒6如图甲、乙、丙三种情形表示同一物
16、体在相同的粗糙水平面上分别受恒力F1、F2、F3作用下匀速向右发生一段相同的位移，力F1、F2、F3对物体做功分别为W甲、W乙、W丙则W甲、W乙、W丙大小关系为是（）AW甲W乙W丙BW甲W丙W乙CW乙W甲W丙DW丙W乙W甲【考点】功的计算【分析】根据受力分析明确水平拉力的大小；恒力做功表达式为：W=FScos，功的正负表示对应的力是动力还是阻力，功的大小看绝对值【解答】解：这三种情形下位移x的大小都是一样的，将力沿着水平和竖直方向正交分解，因物体做匀速运动，则水平方向的拉力等于摩擦力；根据f=FN可知，甲中水平分力最大，其次为丙，最小的为乙；则说明甲做功最多，乙做功最小；故W甲W丙W乙故选：B
17、【点评】本题应明确三力大小未知，只能根据共点力的平衡条件进行分析，明确拉力的大小，才能由功的公式求解7质量为m的汽车，其发动机额定功率为P当它开上一个倾角为的斜坡时，受到的阻力为车重力的k倍，则车的最大速度为（）ABCD【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，汽车匀速向上运动时，对汽车受力分析，汽车处于受力平衡状态，由此可以求得汽车在上坡情况下的牵引力的大小，由P=Fv分析可得出结论【解答】解：当牵引力等于阻力时，汽车达到最大速度，汽车匀速运动时，受力平衡，由于汽车是沿倾斜的路面向上行驶的，对汽车受力分析可知，汽车的牵引力F=f+mgsin=kmg+mgs
18、in=mg（k+sin），由功率P=Fv，所以上坡时的速度：，故D正确故选：D【点评】汽车的功率不变，但是在向上运动和向下运动的时候，汽车的受力不一样，牵引力减小了，P=Fv可知，汽车的速度就会变大，分析清楚汽车的受力的变化情况是解决本题的关键8如图所示，在水平桌面上的A点，有一个质量为m的物体，以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达B点时，其动能为（）A mv+mgHB mv+mghCmgH+mghD mv+mg（Hh）【考点】平抛运动【分析】小球做平抛运动，只受重力，机械能守恒，根据机械能守恒定律列式求解即可【解答】解：小球做平抛运动，只受重力，机械能守恒，其减小的重力势能等于增加的动
19、能，即 mgh=EKB解得：EKB=mgh+故选：B【点评】本题关键是根据机械能守恒定律列式求解，也可以用动能定理列式求解9一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下运动，则在此物体下降h高度的过程中，物体的（）A重力势能减少了2mghB动能增加了2mghC机械能保持不变D机械能增加了2mgh【考点】动能和势能的相互转化；动能；功能关系【分析】根据重力做功判断重力势能的变化，根据合力做功判断动能的变化，根据动能和重力势能的变化判断机械能的变化【解答】解：A、物体下降h高度的过程中，重力做功mgh，则重力势能减小mgh故A错误B、根据牛顿第二定律知，合力为2mg，根据动能定理知，合力做功为2m
20、gh，则动能增加2mgh故B正确C、重力势能减小mgh，动能增加2mgh，则机械能增加了mgh故C错误，D错误故选B【点评】解决本题的关键掌握功能关系，知道重力做功与重力势能的关系，合力做功与动能的关系10如图M1M2，滑轮光滑轻质，阻力不计，M1离地高度为H，在M1下降过程中（）AM1的机械能减少BM2的机械能守恒CM1和M2的总机械能增加DM1和M2的总机械能减少【考点】机械能守恒定律【分析】本题中单个物体系统机械能不守恒，但两个物体系统中只有动能和势能相互转化，机械能守恒【解答】解：A、根据除了重力之外的力对物体做功量度物体机械能的变化，M1下降过程中，M1受绳子拉力做负功，所以M1的机
21、械能减小，故A正确B、M2重力势能和动能都增加，所以M2的机械能增加，故B错误CD、两个物体组成的系统中只有动能和重力势能相互转化，所以系统机械能总量守恒，故CD错误故选：A【点评】本题关键是两个物体构成的系统中只有动能和重力势能相互转化，机械能总量保持不变11竖直上抛一小球，小球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度下列说法正确的是（）A上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功B上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功C上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率D上升过程中克服重力做功的平均功率等于下降过程中重力的平均功率【考点】功率、平均功率和瞬时
22、功率；功的计算【分析】重力做功只与物体的初末的位置有关，与物体的运动的过程和是否受其它的力无关；由于空气阻力的作用，物体在上升和下降的过程中用的时间不同，根据P=可以判断平均功率的大小【解答】解：A、B、重力做功的大小只与物体的初末的位置有关，与物体的路径等无关，所以在上升和下降的过程中，重力做功的大小是相等的，故A错误，B错误；C、D、物体在上升的过程中，受到的阻力向下，在下降的过程中受到的阻力向上，所以在上升时物体受到的合力大，加速度大，此时物体运动的时间短，在上升和下降的过程中物体重力做功的大小是相同的，由P=可知，上升的过程中的重力的平均功率较大，故C正确，D错误；故选C【点评】本题关
23、键明确上升过程重力和阻力同向，合力大，加速度大，速度减小快；下降过程阻力与重力反向，合力小，加速度小，速度增加慢；然后结合平均功率定义公式分析12如图所示，用同种材料制成的一个轨道ABC，AB段为四分之一圆弧，半径为R，水平放置的BC段长为R一个物块质量为m，与轨道的动摩擦因数为，它由轨道顶端A从静止开始下滑，恰好运动到C端停止，物块在AB段克服摩擦力做功为（）AmgRB（1）mgRCDmgR【考点】功的计算【分析】BC段摩擦力可以求出，由做的公式可求得BC段克服摩擦力所做的功； 对全程由动能定理可求得AB段克服摩擦力所做的功【解答】解：BC段物体受摩擦力f=mg，位移为R，故BC段摩擦力对物
24、体做功W=fR=mgR； 即物体克服摩擦力做功为mgR；对全程由动能定理可知，mgR+W1+W=0解得W1=mgRmgR； 故AB段克服摩擦力做功为mgRmgR故选B【点评】AB段的摩擦力为变力，故可以由动能定理求解； 而BC段为恒力，可以直接由功的公式求解； 同时本题需要注意阻力做功与克服阻力做功的关系13如图所示，物体以100J的初动能从斜面底端沿斜面向上运动，当它向上通过斜面上某一点M时，其动能减少了60J，克服摩擦力做功18J，则物体返回到斜面底端时的动能为（）A20JB40JC60JD80J【考点】动能定理的应用【分析】运用动能定理列出动能的变化和总功的等式，运用除了重力之外的力所做
25、的功量度机械能的变化关系列出等式，两者结合去解决问题【解答】解：运用动能定理得：物体损失的动能等于物体克服合外力做的功（包括克服重力做功和克服摩擦阻力做功），损失的动能为：Ek=mgLsin+fL=（mgsin+f）L损失的机械能等于克服摩擦阻力做功，E=fL由：得： =常数，与L无关，由题意知此常数为 =则物体上升到最高点时，动能为0，即动能减少了100J，那么损失的机械能为Ek=30J，那么物体返回到底端，物体又要损失的机械能为30J，故物体从开始到返回原处总共机械能损失60J，因而它返回A点的动能为40J故选：B【点评】解题的关键在于能够熟悉各种形式的能量转化通过什么力做功来量度，并能加
26、以运用列出等式关系14如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上其正上方A位置有一只小球小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零小球下降阶段下列说法中正确的是（）A在B位置小球动能最大B在C位置小球动能最大C从AC位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加D从AD位置小球重力势能的减少大于弹簧弹性势能的增加【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律【分析】小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒，在平衡位置C动能最大【解答】解：A、小球从B至C过程，重力大于弹力，合力向下，小球加速，C到D，重力小于弹力，合力向上，小球
27、减速，故在C点动能最大，故A错误，B正确；C、小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒；从AC位置小球重力势能的减少等于动能增加量和弹性势能增加量之和故C错误D、小球下降过程中，重力和弹簧弹力做功，小球和弹簧系统机械能守恒；从AD位置，动能变化量为零，故小球重力势能的减小等于弹性势能的增加，故D错误故选：B【点评】本题关键是要明确能量的转化情况，同时要知道在平衡位置动能最大二、实验题（每空2分，共16分）15某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带
28、，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有刻度尺、天平（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，实验时对木板放置要求是平衡摩擦力（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则本实验最终要验证的数学表达式为mgL
29、=MM（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）【考点】探究功与速度变化的关系【分析】（1）根据实验原理，得到需要验证的表达式，从而确定需要的器材；（2）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论；（3）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，求出合力的功和动能的增加量即可【解答】解：（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；（
30、2）沙和沙桶加速下滑，处于失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有对沙和沙桶，有 mgT=ma对滑块，有 T=Ma解得T=mg故当Mm时，有Tmg滑块下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；（3）总功为：mgL动能增加量为： MM根据动能定理，则有：mgL=MM故答案为：（1）刻度尺、天平；（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；（3）mgL=MM【点评】本题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法16在验证机械
31、能守恒定律的实验中，打点计时器所接交流电频率为50Hz，当地重力加速度g=9.80m/s2实验选用重锤质量为m（kg），从所打纸带中选择一条合适的纸带，此纸带第1、2点间的距离应接近2mm纸带上连续的点A、B、C、D至第1点O的距离如图所示，则重锤从O运动到C，重力势能减少5.50mJ，重锤经过C时的速度为3.3m/sm/s，其动能增加5.45mJ重力势能减少与动能增加不相等，可能原因是纸带与打点计时器存在阻力或空气阻力（计算结果保留3位有效数字）【考点】验证机械能守恒定律【分析】纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时
32、速度从而求出动能根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值【解答】解：实验中重物静止释放，它的运动可以看成是自由落体运动此纸带第1、2点间的距离大约等于h=gt2=1.96mm所以我们可以认为纸带第1、2点间的距离方接近2mm重力势能减小量Ep=mgh=9.80.561m J=5.50m J利用匀变速直线运动的推论v=； vC=3.30m/sEkC= mvC2=5.45m J；重力势能减少与动能增加不相等，可能原因是纸带与打点计时器存在阻力或空气阻力故答案为：2mm； 5.50m； 3.3m/s； 5.45m，纸带与打点计时器存在阻力或空气阻力【点评】纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，
33、我们可以纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度三、计算题（共3小题，7+9+12=28分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）17如图所示，轻质弹簧K一端与墙相连处于自然状态，质量为4kg木块沿光滑的水平面以5m/s的速度运动并开始挤压弹簧，求：（1）弹簧的最大弹性势能是多少（2）木块被弹回速度增大到3m/s时的弹性势能【考点】功能关系；机械能守恒定律【分析】（1）根据系统机械能守恒，弹簧的最大弹性势能由物体的动能转化而来；（2）
34、物体动能的减少量就等于弹簧弹性势能的增量【解答】解：（1）由功能关系和系统的机械能守恒知，弹簧的最大弹性势能等于物体的初动能： EP=Mv2=50J（2）由功能关系和系统的机械能守恒知此时的弹性势能等于物体动能的减少量；EP=MV2MV2=32J答：（1）弹簧的最大弹性势能 50J （2）木块被弹回速度增大到3m/s时弹簧的弹性势能32J【点评】本题考查物体压缩弹簧过程功能关系和系统机械能守恒问题，是一道基础好题18如图，质量m=1kg的小球从A点由静止开始沿着光滑曲面轨道运动，已知A、B两点离水平面的高度h1=0.60米，h2=0.15米，g取10m/s2，问：（1）小球从A点运动到B点的过
35、程中重力做的功；（2）小球经过B点的速度大小为多少？（3）若小球经过C点时具有的动能是经过B点时动能的，则C点离水平面的高度h3为多少【考点】动能定理的应用【分析】（1）重力做功等于重力与竖直方向位移大小的乘积求得；（2）根据动能定理求得小球在B点的速度大小；（3）根据动能定理求得小球在C点时距地面的高度【解答】解：（1）小球从A点运动到B点的过程中重力做功为：W=mg（h1h2）=110（0.690.15）=4.5J（2）从AB过程，由动能定理得： mg（h1h2）=代入数据解得：vB=3m/s（3）从AC过程，根据动能定理得：，代入数据解得：h3=0.375m答：（1）小球从A点运动到B点
36、的过程中重力做的功为4.5J；（2）小球经过B点的速度大小为3m/s；（3）若小球经过C点时具有的动能是经过B点时动能的，则C点离水平面的高度h3为0.375m【点评】本题考查重力做功、动能定理的基础题，第（3）问也可以根据机械能守恒定律求解19某兴趣小组对一辆自制遥空小车的性能进行研究他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动，并将小车运动的全过程记录下来，通过处理转化为vt图象，如图1所示（除2s10s时间段图象为曲线外，其余时间段图象均为直线）已知在小车运动的过程中，2s14s时间段内小车的功率保持不变，在14s末停止遥空而让小车自由滑行，小车的质量为1.0，可以认为在整个运动过程中小车所受到的阻力大小不变求：（1）小车在减速行驶阶段的阻力及小车的额定功率；（2）小车以额定功率行驶时位移的大小；（3）在图2中作出行驶过程中牵引力F与车速的倒数的关系图象【考点】功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律【分析】（1）在匀减速运动由运动学公式求的加速度，由牛顿第二定律求的阻力，由P=Fv求的额定功率；（2）在210s内由动能定理求的行驶位移，1014S匀速运动，由vt图象求的位移即可（3）根据受力与运动关系即可判断【解答】解：（1）1418s匀减速，加速度f=ma=1.5N