第六章：机械能守恒定律（综合训练）2027年高考物理一轮复习举一反三系列

**基本信息** 聚焦机械能守恒定律，通过基础辨析、综合应用及实验探究，系统构建功、能关系及守恒条件的逻辑体系，强化能量观念与科学推理。 **综合设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念辨析|8单选（1-8题）|结合生活情境（如自动卸货车、投篮），考查功的判断、重力势能变化、功率计算|从功的定义到能量转化，构建“力-功-能”概念链| |规律综合应用|4多选+4计算（9-12题、15-18题）|涉及多过程（如轨道运动、碰撞）、多对象（如滑块系统），需综合动能定理与守恒条件|以守恒条件为核心，推导不同情境下能量转化路径| |实验探究|2填空（13-14题）|验证机械能守恒及系统机械能守恒，考查数据处理与误差分析|通过实验操作深化对守恒条件的理解，体现科学探究要素|

第六章：机械能守恒定律 （考试时间：90分钟，试卷满分：100分） 考试范围：机械能守恒定律 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项符合题意；第9～12小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分) 1.如图所示，自动卸货车在水平地面上匀速向右运动，车厢在液压机的作用下，与水平面夹角为，质量为的货物相对车厢仍然静止，货车前进的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 货物受到的支持力不做功 B. 货物受到的摩擦力不做功 C. 货物受到的支持力对货物做的功为 D. 货物受到的摩擦力对货物做的功为 【答案】D 【解析】对货物受力分析如图，可知 货物受到的支持力与运动方向之间的夹角为钝角，故货物受到的支持力对货物做负功，根据功的定义知，故A错误，C错误； 货物受到的摩擦力与运动方向之间的夹角为锐角，故货物受到的摩擦力对货物做正功，根据平衡条件知， 根据功的定义知，故B错误，D正确。 故选D。 2.如下图所示，质量为的小球，用一长为的细线悬于点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个竖直向下的速度让小球向下运动，点正下方处有一钉子，小球运动到处时会以为圆心做圆周运动，并经过点，若已知，重力加速度为，则小球由点运动到点的过程中(    ) A. 重力做功，重力势能减少 B. 重力做功，重力势能减少 C. 重力做功，重力势能减少 D. 重力做功，重力势能增加 【答案】A 【解答】小球由点运动到点的过程中，小球下落的高度为，故重力做功，重力做正功，重力势能减少，故A正确，、、D错误． 3.中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为，假设泵车的泵送系统以的输送量给高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为(    ) 发动机最大输出功率 最大输送高度 整车满载质量 最大输送量 A. B. C. D. 【答案】C 【解析】解：泵车的泵送排量为，则小时输送的混凝土的体积为 则在小时时间内输送的混凝土质量为 将混凝土匀速输送到高处，泵送系统对混凝土做的功最少，泵送系统对混凝土做的功至少为 故C正确，ABD错误。 故选：。 4.一质量的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动，一段时间内的速度随时间变化的关系图像如图所示，内为直线，末功率达到额定功率，末电动汽车的速度达到最大值，末关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力大小恒为，下列说法正确的是(    ) A. 内，牵引力的大小为 B. 电动汽车的额定功率为 C. 电动汽车的最大速度为 D. 整个过程中，电动汽车所受阻力做的功为 【答案】C 【解析】、由图可知，内，电动汽车的加速度大小，由牛顿第二定律有，解得，则电动汽车的额定功率，由，解得，、B错误，C正确 D、全程由动能定理有，解得，D错误． 5.质量为的物块静置于光滑水平地面上，物块静止时的位置为轴零点。现给物块施加一沿轴正方向的水平力，其大小随位置变化的关系如图所示，则物块运动到处时，的瞬时功率为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【解析】根据图像可知物块运动到处时，做的总功为，该过程根据动能定理得，解得物块运动到处时的速度为，故此时做功的瞬时功率为，故BCD错误，A正确。 故选A。 6.如图所示为某同学投篮时的情景，篮球在空中划出一道美妙的弧线后精准进入篮筐，不计空气阻力，则篮球飞行过程中，下列说法正确的是(    ) A. 加速度先减小后增大 B. 动能先减小后增大 C. 机械能先增大后减小 D. 重力的功率先增大后减小 【答案】B 【解析】A.斜抛运动的物体仅受重力作用，加速度为重力加速度，不变，故A错误； B.篮球运动过程中，仅受重力作用，重力先做负功后做正功，动能先减小后增大，故B正确； C.篮球仅受重力作用，运动过程中机械能守恒，故C错误； D.根据可知，重力的功率先减小后增大，故D错误。 7.如图所示，不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球和。球质量为，静置于水平地面上；球质量为，用手托住，高度为，此时轻绳刚好拉紧。现将球释放，则球着地瞬间球的速度大小为(    ) A. B. C. D. 【答案】A 【解答】对、单个球来说，机械能不守恒，但是对于组成的系统来说，绳的拉力是内力，系统只有重力做功，所以机械能守恒， 取地面为零势能面，由机械能守恒得，， 解得，故A正确，BCD错误。 故选A。 8.如图所示，轻弹簧一端固定，另一端与一圆环相连，圆环套在光滑的竖直固定杆上．圆环从点由静止释放，通过点时弹簧处于原长，圆环在点、点的机械能相同．对圆环下列说法正确的是（） A. 由点运动到点的过程中圆环的机械能守恒 B. 在点与点时弹簧的弹性势能相同 C. 由点运动到点的过程中圆环做减速运动 D. 到达点时的速度为 【答案】B 【解析】A、由点运动到点的过程中圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，单独对圆环分析时，弹簧弹力属于外力，机械能不守恒，A错误； B、圆环在点、点的机械能相同，由于系统机械能守恒，故在点与点时弹簧的弹性势能相同，B正确； C、点时弹簧处于原长，圆环由点运动到点的过程中弹簧处于伸长状态，圆环竖直方向受到的重力大于弹簧弹力的竖直分力时，圆环做加速运动，故C错误； D、圆环在点、点的机械能相同，圆环在点的重力势能小于在点的重力势能，故圆环在点的动能大于在点的动能，圆环从点由静止释放，在点动能为，故圆环在点动能大于，速度不为； 故选B。 9.如图所示，在水平地面上，左右两侧各固定一半径为的圆弧轨道，两轨道分别与地面相切于、点，左侧轨道的最高点与圆心等高，右侧半圆形轨道的点与圆心等高，最高点为点，左侧轨道粗糙，水平地面和右侧轨道均光滑。质量为的物块以初速度从处竖直向下进入轨道，运动至点的速度为，重力加速度为。则下列说法正确的是(    ) A. 物块从运动到的过程中，克服摩擦力做功为 B. 若物块从处静止释放，到达点时的速度为 C. 物块从运动到的过程中，其重力的瞬时功率一直增大 D. 物块将在右侧轨道上距离地面高度为处脱离轨道 【答案】AD 【解析】解：、物块从运动到，由动能定理得：，代入的速度值得：，故A正确； B、若物块从处静止释放，，由于，所以得到，故B错误； C、在点，由于重力与速度方向垂直，所以重力的功率为零，但随着小球的上升，速度减小，速度方向与重力的方向的夹角越来越大，重力的功率应是先增大后减小，故C错误； D、设物块脱离轨道时的高度为，则此时的机械能：，但物块在最低点的机械能：。而在脱离处，根据牛顿第二定律可得：，重力的法向分力，而，联立后得到：，所以假设成立，故D正确。 故选：。 10.如图甲所示，质量为的物体受水平推力作用在水平面上由静止开始运动，推力随位移变化的关系如图乙所示，运动后撤去推力已知物体与地面间的动摩擦因数为，重力加速度取，在物体运动的整个过程中(    ) A. 推力对物体做的功为 B. 物体的位移为 C. 物体的加速度大小先减小后不变 D. 物体在时速度最大，最大速度为 【答案】AB 【解析】解：图线与横轴所围图形的面积表示推力做的功，则，故A正确； B.对整个过程，根据动能定理有，代入数据可得，故B正确； C.滑动摩擦力，由图乙可知，推力先为不变后由逐渐减小，根据牛顿第二定律可知，物体先做匀加速直线运动，当推力大于而小于时，物体做加速度减小的加速运动，当推力小于时，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后，物体做匀减速运动直至停止，故C错误； D.由图像可知，当物体位移为，推力等于时，物体的加速度为零，此时速度最大，故D错误。 故选：。 11.如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从高空一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为，在运动员下落的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 运动员的重力势能减少了 B. 运动员的动能增加了 C. 运动员的机械能增加了 D. 运动员的机械能减少了 【答案】BD 【解析】A.根据重力做功与重力势能的变化关系 即重力势能减小，故 A错误； B.根据动能定理可得 即动能增加，故 B正确； 机械能变化量等于重力势能变化量与动能变化量之和，所以 即机械能减小，故 C错误，D正确。 故选BD。 12.如图所示，轻质弹簧的左端固定在竖直墙面上的点，右端连接一个小球，小球套在固定的竖直光滑长杆上。一开始小球位于点并处于静止状态，将小球由静止释放，小球先后经过、，到达点时速度为零。小球在点时弹簧处于原长，点与点等高，，，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，不计一切阻力。则(    ) A. 小球在点的速度为 B. 小球在点的速度为 C. 小球在点时，弹簧的弹性势能为 D. 小球还能回到点 【答案】CD 【解析】A.小球沿杆下滑过程中，从到的过程中，若小球机械能守恒，则有，但实际弹簧的弹力也对小球做功，小球的机械能不守恒，故小球在点的速度不为，故A错误； B.从到的整个过程来看，弹簧的弹力对小球不做功，小球的机械能守恒，，解得，故B错误； C.从到的过程中，弹簧的弹力和重力都对小球做功，根据动能定理，则，故C正确； D.小球在点受力不平衡，要向上运动，根据题意并结合动能定理可判断小球能再回到点，故D正确。 故选CD。 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空题(本题共2小题，共14分) 13.（6分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，铁架台上端固定有电磁释放装置断开开关，可使小球从静止开始自由下落，下端安装有与数字计时器相连的光电门。实验过程如下： 用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，小球直径          。 调节光电门位置，使小球从电磁释放装置处释放后能自由通过光电门。 用刻度尺测量出小球释放位置到光电门的高度，释放小球，并记录小球通过光电门的遮光时间。已知小球的质量为，则小球从释放位置运动到光电门的过程中，增加的动能为          用、、表示。 改变光电门的高度，多次实验得出相应的实验数据，根据数据作出图像，如果小球下落过程中机械能守恒，则该图像应是一条直线，且该直线的斜率应为          用和重力加速度表示。 【答案】均对 【解析】根据螺旋测微器原理，读数应为。 小球的初动能为，通过光电门时速度为，则增加的动能为。 由机械能守恒可知，则，斜率为。 14.（8分）为了验证“系统机械能守恒”，某实验小组用水平气垫导轨、光电门、滑块等器材组装了如图所示的装置进行实验，具体步骤如下 。用细绳将质量为的钩码跨过定滑轮连接在滑块上，调整定滑轮高度使细线水平； 。测量遮光条的宽度，遮光条到光电门的距离； 。将一质量为的砝码放置在滑块上，从静止释放滑块，记录遮光条通过光电门时的挡光时间，由此得出遮光条通过光电门时滑块的速度； 。依次逐个增加滑块上质量为的砝码个数，每次将滑块从同一位置由静止释放，重复步骤，得到一系列和的数据； 。以为纵轴，为横轴作图，若图像满足一次函数形式，即可验证“系统机械能守恒”。 在实验过程中，滑块和砝码的总质量          选填“需要”或“不需要”远大于钩码质量。 遮光条通过光电门时，滑块的速度大小为          用和表示。 若所绘制的图像截距为，已知当地重力加速度为，则滑块的质量           用、、和表示。 【答案】不需要 【解析】解：实验中要验证砝码和滑块及钩码组成的系统机械能守恒，由于我们研究的是整个系统，不需要将绳子拉力近似看作钩码重力，则不需要满足滑块和砝码的总质量远大于钩码质量； 因为遮光条的宽度很小，当遮光条通过光电门时，平均速度可以近似看作瞬时速度。遮光条通过光电门时，滑块的速度大小为； 根据系统机械能守恒，系统重力势能的减少量等于系统动能的增加量，有， 解得， 由数学关系可知截距， 解得滑块的质量为。 三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 15.（9分）如图所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度，倾角，水平段与斜面段平滑连接。小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平段某处。已知小朋友质量为，小朋友与滑梯和水平滑道间的动摩擦因数，不计空气阻力。已知，，重力加速度取。求： 小朋友沿滑梯下滑时所受支持力的大小； 小朋友沿滑梯下滑时加速度的大小； 从开始滑下至在水平段停止过程中摩擦力做的功。 【答案】解：小朋友沿滑梯下滑时所受支持力的大小 小朋友沿滑梯下滑时由牛顿第二定律可得 解得 从开始滑下至在水平段停止过程中，由动能定理可得，解得 答：小朋友沿滑梯下滑时所受支持力的大小为； 小朋友沿滑梯下滑时加速度的大小为； 从开始滑下至在水平段停止过程中摩擦力做的功为。  16.（9分）如图所示，粗糙的水平面与光滑的竖直圆轨道在点相切，圆轨道的半径，是轨道的最高点，一质量可以看成质点的物体静止于水平面上的点。现用的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达点时撤去力，之后物体沿圆轨道运动，物体恰好能通过点。已知物体与水平面间的动摩擦因数，取重力加速度。求： 物体通过点时速度的大小； 物体刚进入圆轨道点时所受支持力的大小； 与之间的距离。 【答案】解：物体恰好能通过点，则根据牛顿第二定律 代入数据解得 物体从到运动过程中只有重力对其做功，据动能定理有： 在点根据牛顿第二定律 代入数据解得： 物体从到，根据动能定理有： 代入数据解得：。 答：物体通过点时速度的大小为； 物体刚进入圆轨道点时所受支持力的大小为； 与之间的距离为。 17.（10分）如图所示，一高为、倾角为的斜面与一足够长的水平轨道平滑相连，质量为的小滑块由斜面顶端静止滑下，经时间与静止在斜面底端的小滑块发生碰撞。碰后两滑块运动方向相反，速度大小均为碰前速度的一半。小滑块上滑时速度减为，此时将小滑块锁定。已知两滑块均可视为质点，与接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为，不计空气阻力，与为未知量。 求斜面摩擦因数与倾角的关系； 求小滑块上滑的最大高度； 若小滑块停止运动后，把小滑块与接触面间的动摩擦因数改为，将从锁定处静止释放，一段时间后两滑块刚好再次碰上，求。 【答案】设小滑块滑到底端时的速度大小为，则与碰后上滑时的速度大小为， 滑块下滑时， 解得， 则下滑时间， 上滑时， 解得， 上滑的时间， 联立解得； 由动能定理可知，下滑时， 上滑时， 联立解得； 小滑块在水平面滑动的距离为，则由动能定理可知， 结合可知， 解得， 设小滑块再次与碰时的速度为，则有， 联立可得， 所以。  18.（10分）如图所示，质量都是的物体和，通过轻绳子跨过滑轮相连斜面光滑且足够长，不计绳子和滑轮之间的摩擦开始时物体离地的高度为，物体位于斜面的底端，用手托住物体，、两物均静止，撤去手后，此后物体一直未离开斜面，求： 物体将要落地时的速度多大？ 物落地后，物由于惯性将继续沿斜面上升，则物在斜面上的最远点离地的高度多大？ 【答案】解：、两物构成的整体系统只有重力做功，故整体的机械能守恒，得： 整理得 当物体落地后，物体由于惯性将继续上升，此时绳子松了，对物体而言，只有重力做功，故B物体的机械能守恒，设其上升的最远点离地高度为，根据机械能守恒定律得： 整理得． 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章：机械能守恒定律 （考试时间：90分钟，试卷满分：100分） 考试范围：机械能守恒定律 注意事项： 1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。 2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 第Ⅰ卷(选择题，共48分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8小题，只有一个选项符合题意；第9～12小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4分，选对而不全的得2分，错选或不选的得0分) 1.如图所示，自动卸货车在水平地面上匀速向右运动，车厢在液压机的作用下，与水平面夹角为，质量为的货物相对车厢仍然静止，货车前进的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 货物受到的支持力不做功 B. 货物受到的摩擦力不做功 C. 货物受到的支持力对货物做的功为 D. 货物受到的摩擦力对货物做的功为 2.如下图所示，质量为的小球，用一长为的细线悬于点，将悬线拉直成水平状态，并给小球一个竖直向下的速度让小球向下运动，点正下方处有一钉子，小球运动到处时会以为圆心做圆周运动，并经过点，若已知，重力加速度为，则小球由点运动到点的过程中(    ) A. 重力做功，重力势能减少 B. 重力做功，重力势能减少 C. 重力做功，重力势能减少 D. 重力做功，重力势能增加 3.中国制造的某一型号泵车如图所示，表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为，假设泵车的泵送系统以的输送量给高处输送混凝土，则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为(    ) 发动机最大输出功率 最大输送高度 整车满载质量 最大输送量 A. B. C. D. 4.一质量的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动，一段时间内的速度随时间变化的关系图像如图所示，内为直线，末功率达到额定功率，末电动汽车的速度达到最大值，末关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。整个过程中电动汽车受到的阻力大小恒为，下列说法正确的是(    ) A. 内，牵引力的大小为 B. 电动汽车的额定功率为 C. 电动汽车的最大速度为 D. 整个过程中，电动汽车所受阻力做的功为 5.质量为的物块静置于光滑水平地面上，物块静止时的位置为轴零点。现给物块施加一沿轴正方向的水平力，其大小随位置变化的关系如图所示，则物块运动到处时，的瞬时功率为(    ) A. B. C. D. 6.如图所示为某同学投篮时的情景，篮球在空中划出一道美妙的弧线后精准进入篮筐，不计空气阻力，则篮球飞行过程中，下列说法正确的是(    ) A. 加速度先减小后增大 B. 动能先减小后增大 C. 机械能先增大后减小 D. 重力的功率先增大后减小 7.如图所示，不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球和。球质量为，静置于水平地面上；球质量为，用手托住，高度为，此时轻绳刚好拉紧。现将球释放，则球着地瞬间球的速度大小为(    ) A. B. C. D. 8.如图所示，轻弹簧一端固定，另一端与一圆环相连，圆环套在光滑的竖直固定杆上．圆环从点由静止释放，通过点时弹簧处于原长，圆环在点、点的机械能相同．对圆环下列说法正确的是（） A. 由点运动到点的过程中圆环的机械能守恒 B. 在点与点时弹簧的弹性势能相同 C. 由点运动到点的过程中圆环做减速运动 D. 到达点时的速度为 9.如图所示，在水平地面上，左右两侧各固定一半径为的圆弧轨道，两轨道分别与地面相切于、点，左侧轨道的最高点与圆心等高，右侧半圆形轨道的点与圆心等高，最高点为点，左侧轨道粗糙，水平地面和右侧轨道均光滑。质量为的物块以初速度从处竖直向下进入轨道，运动至点的速度为，重力加速度为。则下列说法正确的是(    ) A. 物块从运动到的过程中，克服摩擦力做功为 B. 若物块从处静止释放，到达点时的速度为 C. 物块从运动到的过程中，其重力的瞬时功率一直增大 D. 物块将在右侧轨道上距离地面高度为处脱离轨道 10.如图甲所示，质量为的物体受水平推力作用在水平面上由静止开始运动，推力随位移变化的关系如图乙所示，运动后撤去推力已知物体与地面间的动摩擦因数为，重力加速度取，在物体运动的整个过程中(    ) A. 推力对物体做的功为 B. 物体的位移为 C. 物体的加速度大小先减小后不变 D. 物体在时速度最大，最大速度为 11.如图所示为低空跳伞极限运动表演，运动员从高空一跃而下，实现了自然奇观与极限运动的完美结合。假设质量为的跳伞运动员，由静止开始下落，在打开伞之前受恒定阻力作用，下落的加速度为，在运动员下落的过程中，下列说法正确的是(    ) A. 运动员的重力势能减少了 B. 运动员的动能增加了 C. 运动员的机械能增加了 D. 运动员的机械能减少了 12.如图所示，轻质弹簧的左端固定在竖直墙面上的点，右端连接一个小球，小球套在固定的竖直光滑长杆上。一开始小球位于点并处于静止状态，将小球由静止释放，小球先后经过、，到达点时速度为零。小球在点时弹簧处于原长，点与点等高，，，弹簧始终处于弹性限度内，重力加速度为，不计一切阻力。则(    ) A. 小球在点的速度为 B. 小球在点的速度为 C. 小球在点时，弹簧的弹性势能为 D. 小球还能回到点 第Ⅱ卷(非选择题，共52分) 二、填空题(本题共2小题，共14分) 13.（6分）某同学用如图甲所示的装置验证机械能守恒定律，铁架台上端固定有电磁释放装置断开开关，可使小球从静止开始自由下落，下端安装有与数字计时器相连的光电门。实验过程如下： 用螺旋测微器测量小球的直径，示数如图乙所示，小球直径          。 调节光电门位置，使小球从电磁释放装置处释放后能自由通过光电门。 用刻度尺测量出小球释放位置到光电门的高度，释放小球，并记录小球通过光电门的遮光时间。已知小球的质量为，则小球从释放位置运动到光电门的过程中，增加的动能为          用、、表示。 改变光电门的高度，多次实验得出相应的实验数据，根据数据作出图像，如果小球下落过程中机械能守恒，则该图像应是一条直线，且该直线的斜率应为          用和重力加速度表示。 14.（8分）为了验证“系统机械能守恒”，某实验小组用水平气垫导轨、光电门、滑块等器材组装了如图所示的装置进行实验，具体步骤如下 。用细绳将质量为的钩码跨过定滑轮连接在滑块上，调整定滑轮高度使细线水平； 。测量遮光条的宽度，遮光条到光电门的距离； 。将一质量为的砝码放置在滑块上，从静止释放滑块，记录遮光条通过光电门时的挡光时间，由此得出遮光条通过光电门时滑块的速度； 。依次逐个增加滑块上质量为的砝码个数，每次将滑块从同一位置由静止释放，重复步骤，得到一系列和的数据； 。以为纵轴，为横轴作图，若图像满足一次函数形式，即可验证“系统机械能守恒”。 在实验过程中，滑块和砝码的总质量          选填“需要”或“不需要”远大于钩码质量。 遮光条通过光电门时，滑块的速度大小为          用和表示。 若所绘制的图像截距为，已知当地重力加速度为，则滑块的质量           用、、和表示。 三、计算题(本题共4小题，共38分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位) 15.（9分）如图所示为一滑梯的实物图，滑梯的斜面段长度，倾角，水平段与斜面段平滑连接。小朋友从滑梯顶端由静止开始滑下，经斜面底端后水平滑行一段距离，停在水平段某处。已知小朋友质量为，小朋友与滑梯和水平滑道间的动摩擦因数，不计空气阻力。已知，，重力加速度取。求： 小朋友沿滑梯下滑时所受支持力的大小； 小朋友沿滑梯下滑时加速度的大小； 从开始滑下至在水平段停止过程中摩擦力做的功。 16.（9分）如图所示，粗糙的水平面与光滑的竖直圆轨道在点相切，圆轨道的半径，是轨道的最高点，一质量可以看成质点的物体静止于水平面上的点。现用的水平恒力作用在物体上，使它在水平面上做匀加速直线运动，当物体到达点时撤去力，之后物体沿圆轨道运动，物体恰好能通过点。已知物体与水平面间的动摩擦因数，取重力加速度。求： 物体通过点时速度的大小； 物体刚进入圆轨道点时所受支持力的大小； 与之间的距离。 17.（10分）如图所示，一高为、倾角为的斜面与一足够长的水平轨道平滑相连，质量为的小滑块由斜面顶端静止滑下，经时间与静止在斜面底端的小滑块发生碰撞。碰后两滑块运动方向相反，速度大小均为碰前速度的一半。小滑块上滑时速度减为，此时将小滑块锁定。已知两滑块均可视为质点，与接触面间的动摩擦因数均为，重力加速度大小为，不计空气阻力，与为未知量。 求斜面摩擦因数与倾角的关系； 求小滑块上滑的最大高度； 若小滑块停止运动后，把小滑块与接触面间的动摩擦因数改为，将从锁定处静止释放，一段时间后两滑块刚好再次碰上，求。 18.（10分）如图所示，质量都是的物体和，通过轻绳子跨过滑轮相连斜面光滑且足够长，不计绳子和滑轮之间的摩擦开始时物体离地的高度为，物体位于斜面的底端，用手托住物体，、两物均静止，撤去手后，此后物体一直未离开斜面，求： 物体将要落地时的速度多大？ 物落地后，物由于惯性将继续沿斜面上升，则物在斜面上的最远点离地的高度多大？ 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $