Page 48 - 高中物理小题狂做·必修第二册·RJ·Ⅱ

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答 案 详 析

1 4m g R≤E p≤4.5m g R.
2
m g L 0- ( L 0-H 1 cos37° ] =m g H 2+ mv ,
[
)
2 ( 3 ) 当小球经过B 点对轨道的压力最大时, 小球经过

解得v≈ 4.9m / s. B 点速度最大, 小球到达E 点速度最大, 小球从E 点
( 2 ) 设运动员在秋千下摆到最低位置时受到秋千的作
射出后的水平射程最大, 则小球从 B 点到E 点过程,
用力大小为F , 则
根据机械能守恒定律可得
v 2
1
F-m g=m , 1 mv B= mv E+m g h ,
2
2
L 0-H 2
2 2

解得F≈ 1159N. 小球从E 点射出后做平抛运动, 则有
13. ( 1 ) 选水平地面为零势能参考面, 由机械能守恒 1

2
定律得 h= g t , x=v E t.
2
1 2 1 2 3R 2
mv 0= mv B+m g 2R , 解得x= -4h- +9R .
·
2
2 2 2

解得v B= 5 m / s. 可知x max=3R.
( 2 ) 由平抛运动规律得 限时小练25 实验: 验证机械能守恒定律
1
2R= g t , x=v B t , 1.C 电火花计时器应接 220V 的交流电源, A 错
2
2
误; 如果先放开纸带, 再接通打点计时时器的电源, 很

解得x=1m.
长一段纸带未打点, 导致未充分利用纸带, B 错误; 前
,
( 3 ) 设小球运动到B 点半圆轨道对小球的压力为 F N
面的纸带损毁, 利用后面纸带的从相距较远的两点也
圆周运动向心力
能验证机械能守恒定律, 利用匀变速直线运动中间时
2
mv Bmin
F N+m g= , 刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度, 可分别求出
R
解得当 F N=0时, 小球运动到轨道末端 B 点时的速 打下这两点的速度, 进而可求出动能的增加量, 量出
两点的距离后, 可以求出重力势能的减小量, 两者对

度最小 v Bmin= 5 m / s.
比, 即可验证机械能守恒定律, C 正确; 重物带动纸带

由( 2 ) 的计算可知, 最小距离x min=x=1m.
下落过程中, 除了重力还受到阻力, 所以重力势能的
14. ( 1 ) 当小球刚好能通过 C 点时, 小球存在最小速

减小量略大于动能的增加量, D 错误.
度, 此时重力提供向心力, 有

2.A 3.D 4.B
2
v min
m g=m , 2
R 1 x 1+x 2
2
5. ( 1 ) A ( 2 ) AD ( 3 ) m g h m
解得v min= g R . 2T
( 4 ) C ( 5 ) B
( 2 ) 当小球刚好能通过C 点时, 弹簧储存的弹性势能
1
具有最小值, 小球经弹射器弹出到C 点过程, 根据能 解析:( 5 ) 根据动能定理 m g h- f h= mv , 整理得
2
2
量守恒定律可得
2 f 2 f
2 h , 图像是过坐标原点的
v =2 g h- h= 2 g-
m g 1 m m
2
·
E p min= · 3R+m g 2R+ mv min ,
2 2
倾斜直线, B正确.
解得E p min=4m g R.
6. ( 1 ) 1.12 ( 2 ) 0.80 0.83 ( 3 ) 克服空气阻力及
小球经过B 点时对轨道的压力最大, 且最大压力为
1-k
7m g , 此时弹簧储存的弹性势能具有最大值, 根据题 其他阻力做功 ( 4 )
1+k
2 解析:( 1 ) 根据匀变速直线运动中间时刻等于这段时
v B
意有 N B-m g=m ,
R 间的平均速度, 则可得在打下C 点时两物体的速度大
N B=7m g , -2
s OD-s OB ( 31.23-22.24 ) ×10
小为v C= = m / s ≈1.
解得v B= 6 g R . 4T 4×0.02

小球经弹射器弹出到 B 点过程, 根据能量守恒定律 12m / s.
m g 1 ( 2 ) 从O 点到 C 点的过程中, 系统动能的增加量为
2
可得E p max= · 3R+ mv B.
2 2 1 ( 0.48+0.80 )
)
2
2
ΔE k= ( m 1 +m 2 v C = ×1.12 J≈
解得E p max=4.5m g R. 2 2

故为了游戏成功, 弹簧储存的弹性势能需要满足 0.80J , 重力势能的减少量为 ΔE p= ( m 2-m 1 g h OC=
)