2024-2025學(xué)年教科版高一物理下學(xué)期同步訓(xùn)練之勢(shì)能

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科高一同步經(jīng)典題精練之勢(shì)

能

一.選擇題（共5小題）

1.（2024秋?淮安期末）如圖所示，起重機(jī)是一種廣泛用于港口、工地等地方的起吊搬運(yùn)機(jī)械。在起重機(jī)

利用繩索將貨物吊起的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.繩索對(duì)貨物的拉力做正功

B.繩索對(duì)貨物的拉力做負(fù)功

C.貨物的重力勢(shì)能保持不變

D.貨物的重力勢(shì)能減小

2.（2023秋?汕頭期末）如圖所示是舂米用的石臼。橫梁可繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，人用力下踩，使重錘從最低點(diǎn)上

升到最高點(diǎn)，上升高度為h,松開(kāi)腳后重錘下落打到谷物，使米糠和白米分離。已知重錘的質(zhì)量為m,

重力加速度為g,橫梁重力不可忽略，下列說(shuō)法正確的是（）

A.重錘在上升過(guò)程中，速度不斷增大

B.重錘在上升過(guò)程中，重力勢(shì)能增加了mgh

C.重錘下落到最低點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能大小為mgh

D.重錘從下落到打中谷物前，重力的瞬時(shí)功率先增大后減小

3.（2024?黑龍江學(xué)業(yè)考試）桌面上和桌子下有兩個(gè)完全相同的物體，以地面為零勢(shì)能面，下列說(shuō)法正確

的是（）

_______ifcffi

y兄"http://卜,？/一

A.桌面上的物體重力勢(shì)能較大

B.桌子下的物體重力勢(shì)能較大

C,兩個(gè)物體的重力勢(shì)能相等

D.桌面上的物體重力勢(shì)能為零

4.（2024秋?道里區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，光滑弧形軌道高為h,將質(zhì)量為m的小球從軌道頂端由靜止釋

放，小球運(yùn)動(dòng)到軌道底端時(shí)的速度為V,重力加速度為g,該過(guò)程中小球重力勢(shì)能減少量為（

12

A.mghB.+mgh

-L7

C.mgh--^mv2D.-mv—mgh

5.（2024秋?棲霞市校級(jí)月考）早在中國(guó)古代，我們的祖先就已經(jīng)利用力學(xué)原理來(lái)解決生活中的問(wèn)題。下

面的詩(shī)詞、諺語(yǔ)在力學(xué)中的原理依次對(duì)應(yīng)正確的是（）

①船到江心拋錨遲，懸崖勒馬早已晚

②爬的高，跌得重

③坐地日行八萬(wàn)里

④人心齊，泰山移

A.慣性，重力勢(shì)能，參考系，力的合成

B.時(shí)間和時(shí)刻，重力勢(shì)能，萬(wàn)有引力定律，杠桿原理

C.慣性，牛頓第三定律，萬(wàn)有引力定律，力的合成

D.時(shí)間和時(shí)刻，牛頓第三定律，參考系，杠桿原理

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2024秋?天心區(qū)月考）2024年，在巴黎奧運(yùn)會(huì)中，鄭欽文斬獲中國(guó)在奧運(yùn)會(huì)上首枚網(wǎng)球女單

金牌，創(chuàng)造了歷史。若在比賽過(guò)程中鄭欽文從某一高度將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出，網(wǎng)球擊出后在空中飛

行的速率v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，t2時(shí)刻網(wǎng)球落到對(duì)方的場(chǎng)地上。以地面為參考平面，網(wǎng)球可

視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是（)

A.擊球點(diǎn)到地面的高度為咚死

2g

B.擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)間的水平距離為V0t2

C.網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離地的最大高度為止國(guó)

2g

D.網(wǎng)球的最大重力勢(shì)能為"筲二嗯

（多選）7.（2024秋?海淀區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與

置于水平面上質(zhì)量為m的物體A接觸，但未與物體A連接，彈簧水平且無(wú)形變?，F(xiàn)給物體A水平向右

的初速度，測(cè)得物體A向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為xo,之后物體A被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側(cè)

2xo處。已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，物體A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為山重力加速度為g。下列說(shuō)

A.物體A整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，彈簧對(duì)物體A做功為零

林

B.物體A向左運(yùn)動(dòng)的最大速度17nl=2dgx0

C.物體A與彈簧作用的過(guò)程中，系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能Ep=3nmgxo

D.物體A向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與彈簧接觸的時(shí)間一定小于物體A向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與彈簧接觸的時(shí)間

（多選）8.（2024春?廣西期末）如圖所示，質(zhì)量均勻分布且m=5kg的長(zhǎng)方體物體放在水平面上，規(guī)定

水平面為零勢(shì)能面，長(zhǎng)方體的長(zhǎng)為a=0.8m、寬為b=0.2m、高為c=0.4m,重力加速度g取lOm/s?。

A.物體的重力勢(shì)能為10J

B.物體向右翻轉(zhuǎn)90°,物體的重力勢(shì)能增加20J

C.物體向外翻轉(zhuǎn)90°,物體的重力勢(shì)能減少5J

D.物體向外翻轉(zhuǎn)90°,物體的重力勢(shì)能減少10J

（多選）9.（2024春?西城區(qū)校級(jí)期末）我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢(shì)能更低處流動(dòng)的，當(dāng)

水不再流動(dòng)時(shí)，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢(shì)能，即水面是等勢(shì)面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下

水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度3轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水面呈凹狀，如圖所示。

這一現(xiàn)象仍然可用等勢(shì)面解釋?zhuān)阂酝盀閰⒖枷?，桶中的水還多受到一個(gè)“力”，同時(shí)水還將具有一個(gè)與

這個(gè)“力”對(duì)應(yīng)的“勢(shì)能”。為便于研究，在過(guò)桶豎直軸線(xiàn)的平面上，以水面最低處為坐標(biāo)原點(diǎn)、以豎

直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）在這個(gè)坐標(biāo)系下具有的

“勢(shì)能”可表示為Epx=-1m（o2x2o該“勢(shì)能”與小水滴的重力勢(shì)能之和為其總勢(shì)能，水會(huì)向總勢(shì)能

更低的地方流動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)同一滴水在水表面的不同位置具有相同的總勢(shì)能，即水面是等勢(shì)面。根據(jù)以上

信息可知，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.多受到的這個(gè)“力”的效果是提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

B.與該“勢(shì)能”對(duì)應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而增大

C.該“勢(shì)能”的表達(dá)式EpL-aTnd/與零勢(shì)能點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)

D.穩(wěn)定時(shí)桶中水面的形狀與桶轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3大小有關(guān)

三.填空題（共3小題）

10.（2023秋?云南期末）一名同學(xué)看過(guò)雜技演員“水流星”表演（圖甲）后，用輕質(zhì)細(xì)繩系著一個(gè)軟木塞，

掄動(dòng)細(xì)繩讓軟木塞模擬“水流星”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)（圖乙）。已知細(xì)繩的長(zhǎng)度l=0.9m,軟木塞

的質(zhì)量m=20g,重力加速度g取:lOm/s?。若軟木塞能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則軟木塞經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最

小速度為m/so軟木塞經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩對(duì)它的拉力大小它的重力大?。ㄟx填“大于”

“小于”或“等于"）。軟木塞從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加了J。

甲乙

11.(2023春?jiǎn)梏斈君R期末)樹(shù)上有一個(gè)質(zhì)量m=0.3kg的蘋(píng)果下落，在由C落至D的過(guò)程中。若g=lOm/sz,

hcD=3.0m,則重力所做的功為J,重力勢(shì)能的變化量為J0

12.(2023秋?黃浦區(qū)校級(jí)月考)一身高為1.6m的運(yùn)動(dòng)員將手中的絲帶拋出后迅速向前完成一個(gè)空翻，圖

為頻閃照片記錄的空翻過(guò)程，黑點(diǎn)表示運(yùn)動(dòng)員各個(gè)時(shí)刻的重心位置，各段豎線(xiàn)均沿豎直方向，頻閃記錄

的相鄰閃光間隙均為0.1s,重力加速度g取9.8m/s2?

(1)若要估測(cè)運(yùn)動(dòng)員從14號(hào)位置運(yùn)動(dòng)到20號(hào)位置的過(guò)程中，重心在地面上投影的平均速度，其方法

是：O

(2)運(yùn)動(dòng)員處于15號(hào)位置時(shí)，頭朝下，腳朝上，則此時(shí)身體各部位中速度最大的是部，加速

度最大的是部。

(3)已知運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為45kg,在16號(hào)位置時(shí)重心恰位于最高點(diǎn)，從16號(hào)到20號(hào)位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可

視為僅受重力作用，重心在豎直方向的位移約為0.45m,則該過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能變化量AEp=

J,重心的速度變化量Av為m/s,方向o

四.解答題(共3小題)

13.(2024秋?徐匯區(qū)校級(jí)期末)新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車(chē)用

燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置)，2020年11月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021

-2035年)》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車(chē)國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，

加快建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。

(1)賽車(chē)手駕駛一輛3噸的長(zhǎng)安福特沿斜面下降了10m到達(dá)地面，g=10m/s2,若取地面為零勢(shì)能面，

則長(zhǎng)安福特開(kāi)始時(shí)的重力勢(shì)能為=

A.2X104J

B.3X105J

C.4X105J

D.5X103J

(2)質(zhì)量m=5000kg的汽車(chē)在水平面上以加速度a=2m/s2啟動(dòng)，所受阻力恒為1000N,汽車(chē)啟動(dòng)后第

1s末的瞬時(shí)功率為(A.2kW,B.llkW,C.20kW,D.22kW)。若汽車(chē)的額定功率為35kW,則

所能達(dá)到的最大速度為km/h。

(3)在行駛過(guò)程中，小明一家遇見(jiàn)一座拱形橋梁，道路旁標(biāo)識(shí)牌提示“控制車(chē)速，注意安全”。小明目

測(cè)此拱橋的半徑大約為10m。那么要安全通過(guò)此拱橋，汽車(chē)速度不能超過(guò)m/s(g=10m/s2),

若達(dá)到這個(gè)速度則會(huì)導(dǎo)致什么風(fēng)險(xiǎn)(列舉一個(gè)即可)。

14.(2024秋?天寧區(qū)校級(jí)期末)如圖所示，直角細(xì)支架豎直段AB粗糙、水平段BC光滑且均足夠長(zhǎng)，AB

段、BC段各穿過(guò)一個(gè)質(zhì)量1kg的小球a與b,a、b兩球通過(guò)長(zhǎng)1m的細(xì)線(xiàn)連接.支架以初始角速度31

繞AB段勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)細(xì)線(xiàn)與豎直方向夾角為37。，兩小球在支架上不滑動(dòng)；現(xiàn)緩慢增大角速度至

足夠大，此后又緩慢減小至32,31=32=VlGrad/s,在此過(guò)程中小球a由靜止緩慢上升至最高點(diǎn)后緩

慢下滑.小球a與AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2,

sin37°=0.6,COS37°=0.8.支架轉(zhuǎn)動(dòng)角速度從31變化到32過(guò)程中,求：

(1)初始時(shí)刻，細(xì)線(xiàn)中的張力大??；

(2)小球a重力勢(shì)能的變化量；

(3)細(xì)線(xiàn)與豎直方向夾角0的最大值(用三角函數(shù)表示)。

15.(2024?江陰市模擬)如圖(a),將物塊A于P點(diǎn)處由靜止釋放，B落地后不反彈，最終A停在Q點(diǎn)。

物塊A的v-t圖像如圖(b)所示。已知B的質(zhì)量為0.3kg,重力加速度大小g取lOm/s2。求：

圖(a)圖(b)

(1)以地面為參考平面，釋放瞬間物塊B的重力勢(shì)能；

(2)物塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(3)物塊A的質(zhì)量。

2024-2025學(xué)年下學(xué)期高中物理教科版（2019）高一同步經(jīng)典題精練之勢(shì)

能

參考答案與試題解析

題號(hào)12345

答案ABAAA

選擇題（共5小題）

1.（2024秋?淮安期末）如圖所示，起重機(jī)是一種廣泛用于港口、工地等地方的起吊搬運(yùn)機(jī)械。在起重機(jī)

利用繩索將貨物吊起的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.繩索對(duì)貨物的拉力做正功

B.繩索對(duì)貨物的拉力做負(fù)功

C.貨物的重力勢(shì)能保持不變

D.貨物的重力勢(shì)能減小

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系；功的正負(fù)及判斷.

【專(zhuān)題】定性思想；推理法；功的計(jì)算專(zhuān)題；推理論證能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)功的定義和功的正負(fù)進(jìn)行判斷，根據(jù)功能關(guān)系判斷。

【解答】解：AB.根據(jù)功的正負(fù)判斷方法可知當(dāng)力的方向與位移方向相同時(shí)，力做正功，方向相反時(shí)做

負(fù)功，貨物受到的拉力向上，位移向上，故拉力做正功，故A正確，B錯(cuò)誤；

CD.貨物受到的重力向下，位移向上，故重力做負(fù)功，根據(jù)功能關(guān)系，重力勢(shì)能增大，故CD錯(cuò)誤。

故選：Ao

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查功的正負(fù)的判斷方法，以及功能關(guān)系，簡(jiǎn)單題。

2.（2023秋?汕頭期末）如圖所示是舂米用的石臼。橫梁可繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，人用力下踩，使重錘從最低點(diǎn)上

升到最高點(diǎn)，上升高度為h,松開(kāi)腳后重錘下落打到谷物，使米糠和白米分離。已知重錘的質(zhì)量為m,

重力加速度為g,橫梁重力不可忽略，下列說(shuō)法正確的是（）

A.重錘在上升過(guò)程中，速度不斷增大

B.重錘在上升過(guò)程中，重力勢(shì)能增加了mgh

C.重錘下落到最低點(diǎn)時(shí)，動(dòng)能大小為mgh

D.重錘從下落到打中谷物前，重力的瞬時(shí)功率先增大后減小

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系；動(dòng)能的定義、性質(zhì)、表達(dá)式；功率的定義、物理意義和計(jì)

算式的推導(dǎo).

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專(zhuān)題；推理論證能力.

【答案】B

【分析】重錘在上升過(guò)程中，速度不可能一直增大，重力勢(shì)能增加量等于升高高度與重力的乘積，下落

過(guò)程重錘機(jī)械能不守恒，重力的瞬時(shí)功率等于重力與豎直分速度的乘積。

【解答】解：A.重錘在上升過(guò)程中，速度先增大后減小，不可能速度不斷增大，故A錯(cuò)誤；

B.重錘從最低點(diǎn)上升到最高點(diǎn)，上升高度為h,則重錘在上升過(guò)程中，重力勢(shì)能增加了mgh,故B正

確；

C.由于橫梁重力不可忽略，重錘下落到最低點(diǎn)時(shí)，機(jī)械能不守恒，可知重錘動(dòng)能大小不為mgh,故C

錯(cuò)誤；

D.重錘從下落到打中谷物前，根據(jù)

P=mgVy

由于豎直分速度逐漸增大，所以重力的瞬時(shí)功率一直增大，故D錯(cuò)誤。

故選：Bo

【點(diǎn)評(píng)】本題考查重力勢(shì)能，動(dòng)能，以及重力瞬時(shí)功率等于知識(shí)點(diǎn)，綜合性較強(qiáng)。

3.（2024?黑龍江學(xué)業(yè)考試）桌面上和桌子下有兩個(gè)完全相同的物體，以地面為零勢(shì)能面，下列說(shuō)法正確

的是（)

_______ifcffi

A.桌面上的物體重力勢(shì)能較大

B.桌子下的物體重力勢(shì)能較大

C,兩個(gè)物體的重力勢(shì)能相等

D.桌面上的物體重力勢(shì)能為零

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的定義和性質(zhì).

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專(zhuān)題；推理論證能力.

【答案】A

【分析】以地面為零勢(shì)能面，根據(jù)重力勢(shì)能的表達(dá)式分析。

【解答】解：桌面上和桌子下有兩個(gè)完全相同的物體，以地面為零勢(shì)能面，根據(jù)

EP=mgh

可知兩個(gè)物體的重力勢(shì)能均大于零；由于兩物體的質(zhì)量相等，而桌面上的物體高度較大，所以桌面上的

物體重力勢(shì)能較大。故BCD錯(cuò)誤，A正確。

故選：Ao

【點(diǎn)評(píng)】判斷重力勢(shì)能大小，必須要選取一個(gè)零勢(shì)能面。

4.（2024秋?道里區(qū)校級(jí)期中）如圖所示，光滑弧形軌道高為h,將質(zhì)量為m的小球從軌道頂端由靜止釋

放，小球運(yùn)動(dòng)到軌道底端時(shí)的速度為v,重力加速度為g,該過(guò)程中小球重力勢(shì)能減少量為（）

C.mgh--,^m2vD.-，mv2—mgh

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系.

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專(zhuān)題；推理論證能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)重力做功多少，重力勢(shì)能就減少多少解答。

【解答】解：小球從頂端靜止釋放到軌道底端過(guò)程中，重力做功為High,根據(jù)重力做功和重力勢(shì)能變化

量之間的關(guān)系可知，重力勢(shì)能的減少量為mgh,故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：Ao

【點(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)，要掌握重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系，知道重力做功多少，重力勢(shì)能就減少多

少。

5.（2024秋?棲霞市校級(jí)月考）早在中國(guó)古代，我們的祖先就已經(jīng)利用力學(xué)原理來(lái)解決生活中的問(wèn)題。下

面的詩(shī)詞、諺語(yǔ)在力學(xué)中的原理依次對(duì)應(yīng)正確的是（）

①船到江心拋錨遲，懸崖勒馬早已晚

②爬的高，跌得重

③坐地日行八萬(wàn)里

④人心齊，泰山移

A.慣性，重力勢(shì)能，參考系，力的合成

B.時(shí)間和時(shí)刻，重力勢(shì)能，萬(wàn)有引力定律，杠桿原理

C.慣性，牛頓第三定律，萬(wàn)有引力定律，力的合成

D.時(shí)間和時(shí)刻，牛頓第三定律，參考系，杠桿原理

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的定義和性質(zhì)；參考系及其選取原則；合力的取值范圍；慣性與質(zhì)量.

【專(zhuān)題】比較思想；歸納法；直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律專(zhuān)題；理解能力.

【答案】A

【分析】分析各選項(xiàng)中的情景，確定這些詩(shī)詞、諺語(yǔ)在力學(xué)中的原理。

【解答】解：①船到江心拋錨遲，懸崖勒馬早已晚的原理是說(shuō)明物體具有慣性；

②爬的高，跌得重的原理是物體越高，重力勢(shì)能越大，說(shuō)明物體的重力勢(shì)能與高度有關(guān)；

③坐地日行八萬(wàn)里的原理是參考系，“坐地”是相對(duì)于地面位置不變，是靜止的，而“日行”則是人相

對(duì)于地軸隨地球自轉(zhuǎn)在運(yùn)動(dòng)；

④人心齊，泰山移的原理是力的合成的作用，故A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選：Ao

【點(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)，要掌握慣性、重力勢(shì)能、參考系、力的合成等力學(xué)知識(shí)，并能用來(lái)分析實(shí)際問(wèn)題。

二.多選題（共4小題）

（多選）6.（2024秋?天心區(qū)月考）2024年，在巴黎奧運(yùn)會(huì)中，鄭欽文斬獲中國(guó)在奧運(yùn)會(huì)上首枚網(wǎng)球女單

金牌，創(chuàng)造了歷史。若在比賽過(guò)程中鄭欽文從某一高度將質(zhì)量為m的網(wǎng)球擊出，網(wǎng)球擊出后在空中飛

行的速率v隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示，t2時(shí)刻網(wǎng)球落到對(duì)方的場(chǎng)地上。以地面為參考平面，網(wǎng)球可

視為質(zhì)點(diǎn)，不計(jì)空氣阻力，重力加速度大小為g。下列說(shuō)法正確的是（)

A.擊球點(diǎn)到地面的高度為咚死

2g

B.擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)間的水平距離為V0t2

C.網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離地的最大高度為止國(guó)

2g

D.網(wǎng)球的最大重力勢(shì)能為"筲二嗯

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的計(jì)算；斜拋運(yùn)動(dòng).

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；復(fù)雜運(yùn)動(dòng)過(guò)程的分析專(zhuān)題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】ti時(shí)刻網(wǎng)球處于最高點(diǎn)，速度方向水平，水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)；求豎直分速度，根據(jù)豎直

方向速度一位移公式，求最大高度，從而求解網(wǎng)球的最大重力勢(shì)能。

【解答】解：B.由題圖可知，鄭欽文從某一高度將網(wǎng)球擊出，網(wǎng)球的速度先變小后變大，ti時(shí)刻網(wǎng)球

處于最高點(diǎn)，速度方向水平，不計(jì)空氣阻力，水平方向做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，擊球點(diǎn)到落地點(diǎn)間的水平距離

X=Vlt2

故B錯(cuò)誤；

A.根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解，網(wǎng)球落地時(shí)豎直方向的分速度

Vy=7V2-V1

網(wǎng)球被擊出時(shí)豎直方向的分速度

%。=7vo-vi

所以擊球點(diǎn)到地面的高度為

,_VyVyQ_必一必VQ-V^_詔一"

故A正確；

CD.由速度一位移公式可得網(wǎng)球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中離地的最大高度

62g2g

網(wǎng)球的最大重力勢(shì)能

Ep=mgI1m=------~—

故C錯(cuò)誤，D正確。

故選：ADo

【點(diǎn)評(píng)】本題考查學(xué)生對(duì)運(yùn)動(dòng)情況的分析，運(yùn)動(dòng)員從某一高度將網(wǎng)球擊出，阻力不計(jì)，水平做勻速直線(xiàn)

運(yùn)動(dòng)，豎直做豎直上拋運(yùn)動(dòng)。

（多選）7.（2024秋?海淀區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧的一端固定在墻上，另一端與

置于水平面上質(zhì)量為m的物體A接觸，但未與物體A連接，彈簧水平且無(wú)形變。現(xiàn)給物體A水平向右

的初速度，測(cè)得物體A向右運(yùn)動(dòng)的最大距離為xo,之后物體A被彈簧彈回最終停在距離初始位置左側(cè)

2xo處。已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，物體A與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為以，重力加速度為g。下列說(shuō)

A.物體A整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程，彈簧對(duì)物體A做功為零

B.物體A向左運(yùn)動(dòng)的最大速度17m=2,〃9久0

C.物體A與彈簧作用的過(guò)程中，系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能Ep=3umgxo

D.物體A向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與彈簧接觸的時(shí)間一定小于物體A向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與彈簧接觸的時(shí)間

【考點(diǎn)】彈性勢(shì)能的影響因素和計(jì)算；變力做功的計(jì)算（非動(dòng)能定理類(lèi)問(wèn)題）.

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；與彈簧相關(guān)的動(dòng)量、能量綜合專(zhuān)題；分析綜合能力.

【答案】ACD

【分析】A.根據(jù)彈簧對(duì)物體A的做正負(fù)功情況判斷總功；

B.根據(jù)動(dòng)能定理判斷物體A向左運(yùn)動(dòng)的最大速度；

C.根據(jù)動(dòng)能定理可求得系統(tǒng)的最大彈性勢(shì)能；

D.根據(jù)運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析物體向左和向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的加速度，則可明確對(duì)應(yīng)的時(shí)間大小。

【解答】解：A.彈簧對(duì)物體A先做負(fù)功，再做正功，整個(gè)過(guò)程看，彈簧做功為0,故A正確；

B.當(dāng)物體A向左離開(kāi)彈簧時(shí)，彈簧為原長(zhǎng)，由動(dòng)能定理

1,

—/img-2%0=0--^mv

可得

V=2,甌0

物體A向左從彈簧最短到恢復(fù)原長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，先做加速運(yùn)動(dòng)再做減速運(yùn)動(dòng)，故最大速度在此位置

的右側(cè)，即

vm>2j^gxo

故B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)彈簧被壓縮到最短時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能最大，由動(dòng)能定理

12

mr

—[img?4%0=0-2o

12

—[imgxQ-Ep=0

聯(lián)立解得

Ep=3|imgxo

故C正確；

D.物體向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到向左的彈力和摩擦力；向左運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到向左的彈力和向右的摩擦力。所以

向右運(yùn)動(dòng)的加速度大于向左運(yùn)動(dòng)的加速度，而位移大小相等，故物體A向右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與彈簧接觸的時(shí)間

一定小于向左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中與彈簧接觸的時(shí)間，故D正確。

故選：ACDo

【點(diǎn)評(píng)】本題為力學(xué)綜合性題目，題目涉及功能關(guān)系、牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，還有動(dòng)量定理等內(nèi)

容，要求學(xué)生能正確分析問(wèn)題，根據(jù)題意明確所對(duì)應(yīng)的物理規(guī)律的應(yīng)用。

（多選）8.（2024春?廣西期末）如圖所示，質(zhì)量均勻分布且m=5kg的長(zhǎng)方體物體放在水平面上，規(guī)定

水平面為零勢(shì)能面，長(zhǎng)方體的長(zhǎng)為a=0.8m、寬為b=0.2m、高為c=0.4m,重力加速度g取lOm/s?。

則下列說(shuō)法正確的是（）。

A.物體的重力勢(shì)能為10J

B.物體向右翻轉(zhuǎn)90°,物體的重力勢(shì)能增加20J

C.物體向外翻轉(zhuǎn)90°,物體的重力勢(shì)能減少5J

D.物體向外翻轉(zhuǎn)90°,物體的重力勢(shì)能減少10J

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的計(jì)算.

【專(zhuān)題】參照思想；模型法；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專(zhuān)題；分析綜合能力.

【答案】AC

【分析】由幾何關(guān)系求出物體的重心到零勢(shì)能面的高度h,再由Ep=mgh求物體的重力勢(shì)能。根據(jù)重心

上升或下降的高度求解重力勢(shì)能增加量或減少量。

【解答】解：A、由圖可知，物體的重心到零勢(shì)能面的高度為hi=^=：m=0.2m,則物體的重力勢(shì)能

為Epi=mghi=5X10X0.2J=10J,故A正確；

B、物體向右翻轉(zhuǎn)90°,物體的中心到零勢(shì)能面的高度為

a

-=0.4m

2

此時(shí)物體的重力勢(shì)能為

Ep2=mg?>5x10x0.4/=20/

故物體的重力勢(shì)能增加量為

AEpi=Ep2-Epi=（20-10）J=10J,故B錯(cuò)誤；

CD、物體向外翻轉(zhuǎn)90°,物體的中心到零勢(shì)能面的高度為

b

-=0.1m

2

此時(shí)物體的重力勢(shì)能為

Ep3=mg-^=5x10x0.1/=5/

物體的重力勢(shì)能增加量為

AEp2=Ep3-Epi=（5-10）J=-5J,即該過(guò)程物體的重力勢(shì)能減少5J,故C正確，D錯(cuò)誤。

故選：ACo

【點(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)，要掌握重力勢(shì)能表達(dá)式Ep=mgh,h是物體的重心相對(duì)于零勢(shì)能面的高度。

（多選）9.（2024春?西城區(qū)校級(jí)期末）我們知道，處于自然狀態(tài)的水都是向重力勢(shì)能更低處流動(dòng)的，當(dāng)

水不再流動(dòng)時(shí)，同一滴水在水表面的不同位置具有相同的重力勢(shì)能，即水面是等勢(shì)面。通常穩(wěn)定狀態(tài)下

水面為水平面，但將一桶水繞豎直固定中心軸以恒定的角速度0）轉(zhuǎn)動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)水面呈凹狀，如圖所示。

這一現(xiàn)象仍然可用等勢(shì)面解釋?zhuān)阂酝盀閰⒖枷担爸械乃€多受到一個(gè)“力”，同時(shí)水還將具有一個(gè)與

這個(gè)“力”對(duì)應(yīng)的“勢(shì)能”。為便于研究，在過(guò)桶豎直軸線(xiàn)的平面上，以水面最低處為坐標(biāo)原點(diǎn)、以豎

直向上為y軸正方向建立xOy直角坐標(biāo)系，質(zhì)量為m的小水滴（可視為質(zhì)點(diǎn)）在這個(gè)坐標(biāo)系下具有的

“勢(shì)能”可表示為=該“勢(shì)能”與小水滴的重力勢(shì)能之和為其總勢(shì)能，水會(huì)向總勢(shì)能

更低的地方流動(dòng)，穩(wěn)定時(shí)同一滴水在水表面的不同位置具有相同的總勢(shì)能，即水面是等勢(shì)面。根據(jù)以上

信息可知，下列說(shuō)法中正確的是（）

A.多受到的這個(gè)“力”的效果是提供水做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力

B.與該“勢(shì)能”對(duì)應(yīng)的“力”的大小隨x的增加而增大

C.該“勢(shì)能”的表達(dá)式Epx=4小//與零勢(shì)能點(diǎn)的選取無(wú)關(guān)

D.穩(wěn)定時(shí)桶中水面的形狀與桶轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度3大小有關(guān)

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系；牛頓第二定律與向心力結(jié)合解決問(wèn)題.

【專(zhuān)題】定量思想；類(lèi)比法；機(jī)械能守恒定律應(yīng)用專(zhuān)題；分析綜合能力.

【答案】BD

【分析】根據(jù)勢(shì)能的變化量分析力的方向；寫(xiě)出勢(shì)能的表達(dá)式，根據(jù)表達(dá)式分析；勢(shì)能的大小與零勢(shì)能

點(diǎn)的選取有關(guān)；根據(jù)勢(shì)能表達(dá)式分析。

【解答】解：A、若我們?nèi)∫好鍭處有一個(gè)小液滴，它離0點(diǎn)有一定的高度，因?yàn)樵谝好嫔戏€(wěn)定時(shí)相

同質(zhì)量的水將具有相同的總勢(shì)能，而A點(diǎn)的重力勢(shì)能大于。點(diǎn)，所以這個(gè)特殊的“勢(shì)能”A點(diǎn)要小于

0點(diǎn)，故由。到A的過(guò)程中，這個(gè)“勢(shì)能”減小，故它對(duì)應(yīng)的力做的是正功，所以該“力”由。指向

A,故A錯(cuò)誤；

B、設(shè)這個(gè)“力"為F,則FxEpo—EPA=0-（-號(hào)6/久2）,即F=號(hào)小/久，故該力的大小隨x的增大

而增大，故B正確；

C、由于。點(diǎn)的這個(gè)“勢(shì)能”最大，向兩側(cè)時(shí)減小，而“勢(shì)能”的表達(dá)式是Epx=-*6故是選

取了y軸處的“勢(shì)能”為零，所以勢(shì)能的大小與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D、如果我們?nèi)點(diǎn)的重力勢(shì)能為0,這個(gè)“勢(shì)能”也為0,則質(zhì)量相等的小液滴，由于它們?cè)谝好嫔?/p>

穩(wěn)定時(shí)具有相同的總勢(shì)能，即某點(diǎn)的，故y與總勢(shì)能為x是總勢(shì)能Ep=mgy-得ma?/,故y與x是二

次函數(shù)的關(guān)系，所以桶中水面的縱截面為拋物線(xiàn)，桶中水面的形狀與角速度大小相關(guān)，故D正確。

故選：BDo

【點(diǎn)評(píng)】能夠讀懂題目，看懂題目給出的勢(shì)能表達(dá)式，知道勢(shì)能的大小與零勢(shì)能點(diǎn)的選取有關(guān)。

三.填空題（共3小題）

10.（2023秋?云南期末）一名同學(xué)看過(guò)雜技演員“水流星”表演（圖甲）后，用輕質(zhì)細(xì)繩系著一個(gè)軟木塞，

掄動(dòng)細(xì)繩讓軟木塞模擬“水流星”在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)（圖乙）。已知細(xì)繩的長(zhǎng)度l=0.9m,軟木塞

的質(zhì)量m=20g,重力加速度g取10m/s2。若軟木塞能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則軟木塞經(jīng)過(guò)最高點(diǎn)時(shí)的最

小速度為3m/s。軟木塞經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)細(xì)繩對(duì)它的拉力大小大于它的重力大?。ㄟx填“大于”“小

于”或“等于"）。軟木塞從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加了0.36J。

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；繩球類(lèi)模型及其臨界條件.

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題；推理論證能力.

【答案】3；大于；0.36o

【分析】水桶運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，水恰好不流出時(shí)，由水的重力剛好提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)牛

頓第二定律求解最小速率，木塞經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)向心力向上，拉力大于重力，根據(jù)重力勢(shì)能表達(dá)式求解增

加的重力勢(shì)能。

【解答】解：水桶運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，水恰好不流出時(shí)，重力提供向心力，速度最小，根據(jù)

7HU彳2

mg=

可得

V1=看L解得-3m/s

木塞經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)向心力向上，即拉力與重力的合力向上，則拉力大小大于它的重力大小。

軟木塞從最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過(guò)程中，重力勢(shì)能增加了

AEP=mgX2L解得AEp=0.36J

故答案為：3；大于；0.36o

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)的“繩球模型”，知道最高點(diǎn)的臨界情況，結(jié)合牛頓第二定律進(jìn)

行求解，基礎(chǔ)題。

11.（2023春?烏魯木齊期末）樹(shù)上有一個(gè)質(zhì)量m=0.3kg的蘋(píng)果下落，在由C落至D的過(guò)程中。若g=10m/s2,

hCD=3.0m,則重力所做的功為9.0J,重力勢(shì)能的變化量為-9.0J。

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系.

【專(zhuān)題】定量思想；歸納法；功的計(jì)算專(zhuān)題；分析綜合能力.

【答案】9.0；-9.0o

【分析】利用公式0=!^11求重力做功，熟悉重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系。

【解答】解：蘋(píng)果下落，在由C落至D的過(guò)程中，則重力所做的功W=mgh=0.3X10X3.0J=9.0J

重力勢(shì)能的變化量為：AEP=-9.0J

故答案為：9.0；-9.0?

【點(diǎn)評(píng)】本題考查公式W=mgh求重力做功，理解重力做功與重力勢(shì)能變化。

12.(2023秋?黃浦區(qū)校級(jí)月考)一身高為1.6m的運(yùn)動(dòng)員將手中的絲帶拋出后迅速向前完成一個(gè)空翻，圖

為頻閃照片記錄的空翻過(guò)程，黑點(diǎn)表示運(yùn)動(dòng)員各個(gè)時(shí)刻的重心位置，各段豎線(xiàn)均沿豎直方向，頻閃記錄

的相鄰閃光間隙均為0.1s,重力加速度g取9.8m/s2o

(1)若要估測(cè)運(yùn)動(dòng)員從14號(hào)位置運(yùn)動(dòng)到20號(hào)位置的過(guò)程中，重心在地面上投影的平均速度，其方法

是:用刻度尺測(cè)量出14號(hào)位置到20號(hào)位置重心在地面上的投影的位移。

(2)運(yùn)動(dòng)員處于15號(hào)位置時(shí)，頭朝下，腳朝上，則此時(shí)身體各部位中速度最大的是頭部,加速

度最大的是腳部。

(3)已知運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為45kg,在16號(hào)位置時(shí)重心恰位于最高點(diǎn)，從16號(hào)到20號(hào)位置的運(yùn)動(dòng)過(guò)程可

視為僅受重力作用，重心在豎直方向的位移約為0.45m,則該過(guò)程中運(yùn)動(dòng)員重力勢(shì)能變化量AEp=4

202.5J,重心的速度變化量Av為3m/s,方向豎直向下。

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系；平均速度（定義式方向）；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用；重

力做功的特點(diǎn)和計(jì)算.

【專(zhuān)題】實(shí)驗(yàn)題；實(shí)驗(yàn)探究題；比較思想；實(shí)驗(yàn)分析法；直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)規(guī)律專(zhuān)題；實(shí)驗(yàn)探究能力.

【答案】（1）用刻度尺測(cè)量出14號(hào)位置到20號(hào)位置重心在地面上的投影的位移；（2）頭，腳；（3）-

202.5,3,豎直向下。

【分析】（1）根據(jù)平均速度等于位移與時(shí)間之比，確定估測(cè)重心在地面上投影的平均速度的方法；

（2）根據(jù)加速時(shí)間的長(zhǎng)短分析速度最大的部位。分析受力情況判斷加速度最大的部位；

（3）根據(jù)WG=mgh求出重力做的功，再求重力勢(shì)能變化量AEp。根據(jù)Av=gt以及/=4即2計(jì)算重心

的速度變化量Av。

【解答】解：（1）根據(jù)平均速度的計(jì)算公式方可知，用刻度尺測(cè)量出14號(hào)位置到20號(hào)位置重心在

地面上的投影的位移，而14號(hào)位置到20號(hào)位置所用時(shí)間為t=6X0.1s=0.6s,從而計(jì)算出重心在地面

上投影的平均速度；

（2）由于運(yùn)動(dòng)員處于15號(hào)位置時(shí)，頭朝下，腳朝上，頭部加速的時(shí)間較長(zhǎng)，速度較大；頭部受到向下

的重力和身體其他部位向上的作用力，而腳部受向下的重力和其他部位向下的拉力，所以腳部的加速度

較大；

（3）重力做功為

WG=mgh=45X10X0.45J=202.5J

根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系可得

△Ep=-WG=-202.5J

重心的速度變化為

Av=gt

結(jié)合力=^gt2

解得：Av=3m/s

速度變化量的方向與加速度方向相同，所以速度變化量的方向豎直向下。

故答案為：（1）用刻度尺測(cè)量出14號(hào)位置到20號(hào)位置重心在地面上的投影的位移；（2）頭，腳；（3）

-202.5,3,豎直向下。

【點(diǎn)評(píng)】解答本題時(shí)，要掌握測(cè)量平均速度的原理，掌握重力做功與重力勢(shì)能變化之間的關(guān)系：AEP

=-WG,以及速度變化量公式△v=at。

四.解答題(共3小題)

13.(2024秋?徐匯區(qū)校級(jí)期末)新能源汽車(chē)是指采用非常規(guī)的車(chē)用燃料作為動(dòng)力來(lái)源(或使用常規(guī)的車(chē)用

燃料、采用新型車(chē)載動(dòng)力裝置)，2020年n月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021

-2035年)》，要求深入實(shí)施發(fā)展新能源汽車(chē)國(guó)家戰(zhàn)略，推動(dòng)中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量可持續(xù)發(fā)展，

加快建設(shè)汽車(chē)強(qiáng)國(guó)。

(1)賽車(chē)手駕駛一輛3噸的長(zhǎng)安福特沿斜面下降了10m到達(dá)地面，g=10m/s2,若取地面為零勢(shì)能面，

則長(zhǎng)安福特開(kāi)始時(shí)的重力勢(shì)能為B。

A.2X104J

B.3X105J

C.4X105J

D.5X103J

(2)質(zhì)量m=5000kg的汽車(chē)在水平面上以加速度a=2m/s2啟動(dòng)，所受阻力恒為1000N,汽車(chē)啟動(dòng)后第

1s末的瞬時(shí)功率為D(A.2kW,B.llkW,C.20kW,D.22kW)。若汽車(chē)的額定功率為35kW,則所

能達(dá)到的最大速度為126km/h。

(3)在行駛過(guò)程中，小明一家遇見(jiàn)一座拱形橋梁，道路旁標(biāo)識(shí)牌提示“控制車(chē)速，注意安全”。小明目

測(cè)此拱橋的半徑大約為10m。那么要安全通過(guò)此拱橋，汽車(chē)速度不能超過(guò)10m/s(g=10m/s2),若

達(dá)到這個(gè)速度則會(huì)導(dǎo)致什么風(fēng)險(xiǎn)汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉皇芸刂?列舉一個(gè)即可)。

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的計(jì)算；拱橋和凹橋類(lèi)模型分析；功率的定義、物理意義和計(jì)算式的推導(dǎo)；機(jī)車(chē)以恒

定加速度啟動(dòng).

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；牛頓第二定律在圓周運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用；功率的計(jì)算專(zhuān)題；推理論證能力.

【答案】(1)B；(2)D,126；(3)10,汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉皇芸刂啤?/p>

【分析】(1)根據(jù)Ep=mgh計(jì)算；

(2)根據(jù)牛頓第二定律得到汽車(chē)的牽引力，然后根據(jù)P=Fv計(jì)算；知道汽車(chē)牽引力和阻力相等時(shí)，汽

車(chē)的速度最大；

(3)當(dāng)汽車(chē)所受重力剛好提供向心力時(shí)，汽車(chē)的速度大。

【解答】解：(1)長(zhǎng)安福特的質(zhì)量為m=3T=3Xl()3kg,所以長(zhǎng)安福特開(kāi)始時(shí)的重力勢(shì)能為J=mgh=

3x103x10x10/=3x105/,故B正確，ACD錯(cuò)誤。

故選：Bo

(2)設(shè)汽車(chē)的牽引力為F,根據(jù)牛頓第二定律有F-f=ma,汽車(chē)啟動(dòng)后第Is末的瞬時(shí)速度為v=at,

所以汽車(chē)的瞬時(shí)功率為p=Fv,代入數(shù)據(jù)解得P=2.2Xl()4w=22kW,故D正確，ABC錯(cuò)誤。

故選：Do

當(dāng)汽車(chē)受力平衡時(shí)即F=f時(shí)，汽車(chē)的速度最大，根據(jù)P=Fv可得％"="=*蓊3nl/s=35m/s=

126km/h

2

(3)當(dāng)汽車(chē)與拱橋之間的彈力為零時(shí)，汽車(chē)的速度最大，根據(jù)牛頓第二定律有mg=警，解得汽車(chē)的

最大速度為Vm=10m/s,若達(dá)到這個(gè)速度，汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉皇芸刂啤?/p>

故答案為：(1)B；(2)D,126；(3)10,汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)方向?qū)⒉皇芸刂啤?/p>

【點(diǎn)評(píng)】知道汽車(chē)的功率公式P=Fv,以及重力剛好完全提供向心力時(shí)汽車(chē)的速度最大是解題的基礎(chǔ)。

14.(2024秋?天寧區(qū)校級(jí)期末)如圖所示，直角細(xì)支架豎直段AB粗糙、水平段BC光滑且均足夠長(zhǎng)，AB

段、BC段各穿過(guò)一個(gè)質(zhì)量1kg的小球a與b,a、b兩球通過(guò)長(zhǎng)1m的細(xì)線(xiàn)連接.支架以初始角速度31

繞AB段勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)細(xì)線(xiàn)與豎直方向夾角為37°,兩小球在支架上不滑動(dòng)；現(xiàn)緩慢增大角速度至

足夠大，此后又緩慢減小至32,31=32="Urad/s,在此過(guò)程中小球a由靜止緩慢上升至最高點(diǎn)后緩

慢下滑.小球a與AB段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g=10m/s2,

sin37°=0.6,cos37°=0.8.支架轉(zhuǎn)動(dòng)角速度從31變化到32過(guò)程中，求：

(1)初始時(shí)刻，細(xì)線(xiàn)中的張力大?。?/p>

(2)小球a重力勢(shì)能的變化量；

(3)細(xì)線(xiàn)與豎直方向夾角0的最大值(用三角函數(shù)表示)。

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的變化和重力做功的關(guān)系；勻速圓周運(yùn)動(dòng)；繩球類(lèi)模型及其臨界條件.

【專(zhuān)題】計(jì)算題；定量思想；推理法；圓周運(yùn)動(dòng)中的臨界問(wèn)題；推理論證能力.

【答案】(1)初始時(shí)刻，細(xì)線(xiàn)中的張力大小為10N；

(2)小球a重力勢(shì)能的變化量為2J；

(3)細(xì)線(xiàn)與豎直方向夾角0的最大值為arctan2。

【分析】(1)對(duì)b分析，根據(jù)拉力的分力提供向心力分析求解；

(2)對(duì)a分析，利用正交分解法，在豎直和水平方向上列平衡方程，結(jié)合重力勢(shì)能表達(dá)式分析求解；

(3)對(duì)a、b分析，利用正交分解法，對(duì)a在豎直和水平方向上列平衡方程，對(duì)b,根據(jù)拉力提供向心

力，結(jié)合3趨于無(wú)窮大時(shí)，。最大分析求解。

【解答】解：(1)當(dāng)角速度為31,對(duì)b

T1sin91=

其中

n=Lsin0i

解得：Ti=10N

(2)當(dāng)角速度為32,對(duì)b有：T2=10N

對(duì)a滿(mǎn)足：

T2sin02=N2

T2cos82+f2=mg

f2=|lN2

聯(lián)立得

cos62+O.5sin02=l

得：02=53°

故小球a重力勢(shì)能的變化量

△Ep=mg(LcosQi-Lcos02)

解得

AEP=2J

(3)緩慢增大角速度，a球緩慢上滑過(guò)程中

TsinB=N

Tcos0-f=mg

f=|iN

得

T(cos0-|isin9)=mg

對(duì)b有

T=m(ji)2L

聯(lián)立得

cosO—/isinO=

當(dāng)co趨于無(wú)窮大時(shí)，。最大，此時(shí)

COS0m-p.sin0m-O

可得

tan0m=2

故0m=arctan2

答：(1)初始時(shí)刻，細(xì)線(xiàn)中的張力大小為10N；

(2)小球a重力勢(shì)能的變化量為2J；

(3)細(xì)線(xiàn)與豎直方向夾角0的最大值為arctan2?

【點(diǎn)評(píng)】本題考查了圓周運(yùn)動(dòng)，理解不同情況下物體的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，正確受力分析是解決此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵。

15.(2024?江陰市模擬)如圖(a),將物塊A于P點(diǎn)處由靜止釋放，B落地后不反彈，最終A停在Q點(diǎn)。

物塊A的v-t圖像如圖(b)所示。已知B的質(zhì)量為0.3kg,重力加速度大小g取lOm/s2。求：

(1)以地面為參考平面，釋放瞬間物塊B的重力勢(shì)能；

(2)物塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)；

(3)物塊A的質(zhì)量。

【考點(diǎn)】重力勢(shì)能的計(jì)算；利用v-t圖像的斜率求解物體運(yùn)動(dòng)的加速度；牛頓第二定律的簡(jiǎn)單應(yīng)用.

【專(zhuān)題】定量思想；推理法；牛頓運(yùn)動(dòng)定律綜合專(zhuān)題；推理論證能力.

【答案】((1)以地面為參考平面，釋放瞬間物塊B的重力勢(shì)能為3J；

(2)物塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1；

(3)物塊A的質(zhì)量為0.8kg。

【分析】(1)v-t圖像反映了做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體的速度隨時(shí)間變化的規(guī)律，斜率表示加速度的大小及方

向，圖線(xiàn)與時(shí)間軸所包圍的“面積”表示位移，根據(jù)圖像求出物塊B下降的高度，進(jìn)而求出重力勢(shì)能；

(2)物塊A在1?3s水平方向只受摩擦力作用，由v-t圖像求解加速度，運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算動(dòng)摩

擦因數(shù)；

(3)由v-t圖像求解物塊A在0?1s內(nèi)的加速度，運(yùn)用牛頓第二定律計(jì)算物塊A的質(zhì)量。

【解答】解：(1)由v-t圖像圖線(xiàn)與時(shí)間軸所包圍的“面積”表示位移，得B下落的高度hB=*xlx

2m=lm,物塊B的重力勢(shì)能EpB=mBghB=0.3X10X1J=3J；

(2)由v-t圖像斜率等于加速度可知，物塊A在1~3s其加速度大小a2=孝血/s?=lm/s2,

1?3s內(nèi)，對(duì)物塊A有pmAg=mAa2,解得〃=?=2=0］；

(3)物塊A和B在O~ls內(nèi)加速度大小為ai=ym/s2=2m/s2,

對(duì)物塊A有T-|imAg=mAai

對(duì)物塊B有mBg-T=mBai

代入數(shù)據(jù)得T-0.1XmAX10N=mAX2N,0.3XION-T=0.3X2N,

解得T=2.4N,mA=0.8kg。

答：(1)以地面為參考平面，釋放瞬間物塊B的重力勢(shì)能為3J；

(2)物塊A與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.1；

(3)物塊A的質(zhì)量為0.8kg。

【點(diǎn)評(píng)】考查對(duì)v-t圖像的理解和牛頓第二定律的運(yùn)用，熟悉圖像的含義。

考點(diǎn)卡片

1.參考系及其選取原則

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

(1)運(yùn)動(dòng)與靜止：自然界的一切物體都處于永恒的運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的，靜止是相對(duì)的。

(2)定義：在描述物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，被選定作為參考，假定靜止不動(dòng)的物體。

(3)選?。孩龠x擇不同的參考系來(lái)觀(guān)察同一物體的運(yùn)動(dòng)，其結(jié)果可能會(huì)不同。

②參考系可以任意選擇，但選擇得當(dāng)，會(huì)使問(wèn)題的研究變得簡(jiǎn)潔、方便。

③通常情況下，在討論地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，都以地面為參考系。

(4)參考系的四個(gè)性質(zhì):

標(biāo)準(zhǔn)性被選為參考系的物體都是假定靜止的，被研究的物體是運(yùn)動(dòng)還是靜止,

都是相對(duì)于參考系而言的

任意性任何物體都可以作為參考系

同一性比較多個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)或同一物體在不同階段的運(yùn)動(dòng)時(shí),必須選擇同一個(gè)

參考系

差異性對(duì)于同一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，選擇不同的參考系，觀(guān)察結(jié)果一般不同

【命題方向】

關(guān)于參考系的選取，下列說(shuō)法正確的是()

A.參考系就是絕對(duì)不動(dòng)的物體

B.只有選好參考系以后，物體的運(yùn)動(dòng)才能確定

C.同一物體的運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于不同的參考系，觀(guān)察的結(jié)果可能不同

D.我們平常所說(shuō)的樓房是靜止的，是以地球?yàn)閰⒖枷档?/p>

分析：參考系，是指研究物體運(yùn)動(dòng)時(shí)所選定的參照物體或彼此不做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的物體系；參考系的選取是任

意的，如何選擇參照系，必須從具體情況來(lái)考慮，一般情況下我們以地面或地面上的物體作為參考系

解答：A、任何物體均可作為參考系，并不要求是否靜止，故A錯(cuò)誤；

B、要想描述一個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)，必須先選擇參考系；故B正確；

C、同一物體的運(yùn)動(dòng)，相對(duì)于不同的參考系，觀(guān)察的結(jié)果可能不同，故C正確；

D、我們平常所說(shuō)的樓房是靜止的，是以地球?yàn)閰⒖枷档?；故D正確；

故選：BCDo

點(diǎn)評(píng)：為了研究和描述物體的運(yùn)動(dòng)，我們引入了參考系，選擇不同的參考系，同一物體相對(duì)于不同的參考

系，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可以不同，選取合適的參考系可以使運(yùn)動(dòng)的研究簡(jiǎn)單化。

【解題思路點(diǎn)撥】

參考系的選取方法：

（1）研究地面上物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選取地面或相對(duì)地面靜止的物體作為參考系。

（2）研究某一系統(tǒng)中物體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，常選取系統(tǒng)作為參考系。例如：研究宇航艙內(nèi)物體的運(yùn)動(dòng)情況時(shí)，

選取宇航艙為參考系。

2.平均速度（定義式方向）

【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】

1.定義：平均速度是描述作變速運(yùn)動(dòng)物體運(yùn)動(dòng)快慢的物理量.一個(gè)作變速運(yùn)動(dòng)的物體，如果在一段時(shí)間t

內(nèi)的位移為s,則我們定義v="為物體在這段時(shí)間（或這段位移）上的平均速度.平均速度也是矢量，其

方向就是物體在這段時(shí)間內(nèi)的位移的方向.

2.平均速度和平均速率的對(duì)比：

平均速度=位移時(shí)趴尸的十，古磋一-石+詼浜+/上生

『一I在單向直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)中兩者大小相等

平均速率=路程I時(shí)間3

【命題方向】

tV

例1：一個(gè)朝著某方向做直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體，在時(shí)間t內(nèi)的平均速度是V,緊接著二內(nèi)的平均速度是二，則物體

22

在這段時(shí)間內(nèi)的平均速度是（）

235

A.vB-VC-vD-V

346

分析：分別根據(jù)萬(wàn)=*求出兩段時(shí)間內(nèi)的位移，從而根據(jù)總位移和總時(shí)間求出平均速度的大小.

r5vt-

解：物體的總位移x=ut+￡x^=^,則這段時(shí)間內(nèi)的平均