考点： 验证机械能守恒定律．

专题： 实验题；机械能守恒定律应用专题．

分析： 本实验采用光电门利用平均速度法求解落地时的速度；则根据机械能守恒定律可知，当减小的机械能应等于增大的动能；由原理即可明确注意事项及数据的处理等内容． 解答： 解：（1）已知经过光电门时的时间小球的直径；则可以由平均速度表示经过光电门时的速度；

所以v=，

（2）若减小的重力势能等于增加的动能时，可以认为机械能守恒； 则有：mgh=mv； 即：2gh=（）

为直观判断小球下落过程中机械能是否守恒，所以应作h﹣故选：D．

（3）经正确的实验操作，小明发现小球动能增加量mv总是稍小于重力势能减少量mgh，你认为增加释放高度h后，两者的差值会增大， 故答案为：（1）

（2）D （3）增大

点评： 本题为创新型实验，要注意通过分析题意明确实验的基本原理才能正确求解，掌握由极短时间内平均速度表示经过光电门时的速度的思路．

17．如图1所示，某同学在做“探究功与速度变化的关系“的实验．当小车在1条橡皮筋的作用下沿木板滑行时，橡皮筋对小车做的功记为W．当用2条、3条…相同的橡皮筋重复实验时，橡皮筋所做的功分别为2W、3W…

2

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图象，

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（1）实验室提供的器材如下：长木板、小车、橡皮筋、打点计时器、纸带、电源等，还缺少的测量工具是刻度尺．

（2）图1中小车上有一固定小立柱，下面给出了4种橡皮筋与小立柱的套接方式，为减小实验误差，你认为最合理的套接方式是如图3中的A．

（3）在正确操作的情况下，交流电源的频率为50Hz，某次所打的纸带，相邻两点间的距离如图2所示．打在纸带上的点并不都是均匀的，为了测量橡皮筋做功后小车获得的速度，应选用纸带的GJ部分进行测量（根据如图所示的纸带上所标注的字母回答），小车获得的速度是0.60m/s．（结果保留两位有效数字）

考点： 探究功与速度变化的关系． 专题： 实验题；动能定理的应用专题．

分析： （1）处理实验数据时需要测出计数点间的距离，据此选择实验器材． （2）实验过程，橡皮条的绕法不能妨碍小车的运动．

（3）实验时需要测出橡皮筋恢复原长，即小车做匀速直线运动时的速度，根据图示纸带分析答题；根据实验数据应用速度公式求出小车的速度． 解答： 解：（1）处理实验数据时需要测量两计数点间的距离，因此还需要的器材是：刻度尺．

（2）由图示可知，橡皮筋最合理的套接方式是A，以A的方式套接释放小车后，橡皮筋不会影响小车的运动．

（3）由图示纸带可知，GJ部分两点间的距离相等，小车做匀速直线运动，应选用的纸带是GJ部分；

小车获得的速度v===0.60m/s；

故答案为：（1）刻度尺；（2）A；（3）GJ；0.60

点评： 本题考查了实验器材、实验注意事项、实验数据处理，探究功与速度变化的关系实验，应求出橡皮筋完全恢复原长时的速度，应选纸带上相邻点间距离相等的纸带进行实验数据处理．

三、计算题（本题共4小题，共38分）8+8+12+10 18．（8分）据中国气象局表示，针对我国出现的持续性雾霾天气，“风云三号”卫星能及时监测雾霾覆盖省份、覆盖面积和强度等情况．已知“风云三号”在距地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，地球的半径为R．地球表面的重力加速度为g，万有引力常量G． 求： （1）地球的质量；

（2）“风云三号”卫星在轨进上的运行周期T．

考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．

18

专题： 人造卫星问题．

分析： （1）设有一质量为m的物体在地球表面绕地球做匀速圆周运动，根据重力提供向心力即可求解地球质量．

（2）对h高空的卫星，根据万有引力提供向心力量M数据带入，可解的卫星的周期． 解答： 解：（1）在地球表面有：所以地球的质量为：M=

，把地球质

（2）对h高空的卫星有：

把M=带入解得：T=

答：（1）地球的质量为；

．

（2）“风云三号”卫星在轨进上的运行周期T为

点评： 本题主要考查了圆周运动向心力公式的直接应用，注意只能计算出中心天体的质量，难度不大，属于基础题． 19．（8分）如图为中国”玉免号”月球车在月球水平面运动时的场景．假设月球车质量为m，在月球车电板充满电的情况下，月球车在月球水平面上从静止出发沿同﹣方向做直线运动的最大行驶距离为L，月球车运动时受到的阻力为车重的k倍．已知月球表面重力加速度为地球的六分之一，地球表面的重力加速度为go，求：

（1）月球车电板充满电后，月球车在月球水平面上从静止出发行驶最大距离的过程输出的总电能△E为多大？ （2）若月球车从静止开始以额定功率P在月球水平面上行驶时间t，月球车达到某一速度v，求月球车运动的位移s为多大？

考点： 动能定理的应用． 专题： 动能定理的应用专题．

分析： （1）月球车在月球水平面上从静止出发行驶最大距离的过程输出的总电能等于克服阻力做功．

（2）运用动能定理列式，可求得位移s．

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解答： 解：（1）根据能量守恒得 △E=km

gL=

（2）据动能定理得 Pt﹣kmgs=

可得 s=答：

（1）月球车输出的总电能△E为．

（2）月球车运动的位移s为．

点评： 本题的关键要把握住能量是如何转化的，知道涉及力在空间的效果运用动能定理是常用的方法． 20．（12分）如图所示，半径R=0.40m的光滑半圆轨道处于竖直平面内，直径AB竖直，半圆轨道与粗糙的水平地面相切于轨道的端点A．一质量为m=0.10kg的小球，以一定的初速度v0在水平地面上向左作加速度a=4.0m/s的匀减速直线运动，运动L=4.0m后，冲上竖直

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半圆轨道，最后小球落在C点．AC的水平距离d=1.6m（取重力加速度g=10m/s）．求 （1）小球经过最髙点B时对轨道的压力大小FB； （2）小球初速度v0．

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考点： 动能定理的应用；平抛运动． 专题： 动能定理的应用专题．

分析： （1）小球离开B点后做平抛运动，由平抛运动的分位移公式求出小球经过B点时的速度，再由牛顿运动定律求解小球经过最髙点B时对轨道的压力大小FB；

（2）由机械能守恒定律求出小球经过A点的速度，结合运动学位移速度关系式求初速度． 解答： 解：（1）小球离开B点后做平抛运动，则

2R=

，d=vBt

解得 vB=4m/s

在最高点B时，有 mg+FB′=m可得 FB′=3N

由牛顿第三定律得FB=FB′=3N

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