“動(dòng)能定理”和“機(jī)械能守恒定律”是物理學(xué)中很重要的兩個(gè)力學(xué)方面物理規(guī)律．有一名同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．一個(gè)電磁鐵吸住一個(gè)小鋼球，當(dāng)將電磁鐵斷電后，小球由靜止開始向下加速運(yùn)動(dòng)．小鋼球經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，計(jì)時(shí)裝置將記錄小鋼球通過(guò)光電門所用的時(shí)間t用直尺測(cè)量出小鋼球由靜止開始下降到光電門時(shí)的高度h．
（1）這名同學(xué)為了驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，用游標(biāo)卡尺測(cè)量了小鋼球的直徑，結(jié)果如圖2所示，他記錄下來(lái)小鋼球的直徑d=

 

cm．

（2）這名同學(xué)在驗(yàn)證“動(dòng)能定理”的過(guò)程中，忽略了空氣阻力的影響，除了上述的數(shù)據(jù)之外是否需要測(cè)量小鋼球的質(zhì)量？

 

（填“需要”或“不需要”）
（3）該同學(xué)如果打算用這套裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，你覺(jué)得下面的哪些做法能提高實(shí)驗(yàn)的精度

 

A、在保證其它條件不變的情況下，減小小球的直徑
B、在保證其它條件不變的情況下，增大小球的直徑
C、在保證其它條件不變的情況下，增大小球的質(zhì)量
D、在保證其它條件不變的情況下，減小小球的質(zhì)量．

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（2012?浦東新區(qū)二模）某實(shí)驗(yàn)小組利用力傳感器和光電門傳感器探究“動(dòng)能定理”．將力傳感器固定在小車上，用不可伸長(zhǎng)的細(xì)線通過(guò)一個(gè)定滑輪與重物G相連，力傳感器記錄小車受到拉力的大�。�在水平軌道上A、B兩點(diǎn)各固定一個(gè)光電門傳感器，用于測(cè)量小車的速度v₁和v₂，如圖所示．在小車上放置砝碼來(lái)改變小車質(zhì)量，用不同的重物G來(lái)改變拉力的大小，摩擦力不計(jì)．
（1）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①測(cè)量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M₁，把細(xì)線的一端固定在力傳感器上，另一端通過(guò)定滑輪與重物G相連，正確連接所需電路；

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/m2s-2	△E/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.40	△E3	1.22	W3
4	1.00	2.40	1.20	2.42	1.21
5	1.00	2.84	1.42	2.86	1.43

②將小車停在點(diǎn)C，由靜止開始釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，除了光電門傳感器測(cè)量速度和力傳感器測(cè)量拉力的數(shù)據(jù)以外，還應(yīng)該記錄的物理量為

兩光電門間的距離L

兩光電門間的距離L

；
③改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量，重復(fù)②的操作．
（2）右側(cè)表格中M是M₁與小車中砝碼質(zhì)量之和，△E為動(dòng)能變化量，F(xiàn)是拉力傳感器的拉力，W是F在A、B間所做的功．表中的△E₃=

0.600J

0.600J

，W₃=

0.610J

0.610J

（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

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長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕繩一端固定在O點(diǎn)，另一端栓一質(zhì)量為m的小球，將小球拉到最高點(diǎn)A點(diǎn)，以v₀=(

gL

2

)

1

2

的水平速度推出，求小球經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力大小？（分別用動(dòng)能定理和機(jī)械能守恒定律兩種方法解題）

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如圖所示，一人將質(zhì)量為1kg的小球從h=10m高處以與水平方向成30°角斜向上方拋出，小球落地時(shí)的速度為v_t=15m/s，不計(jì)空氣阻力，請(qǐng)你用動(dòng)能定理或機(jī)械能守恒定律求出小球拋出時(shí)的速度v₀（g取10m/s²）．

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1.D   2.AD    3.BD    4.D    5.  C    6.AD    7.B    8.AD    9.AD  10.B

11.  100J     75J            12.  15N 

13. 解：設(shè)卡車運(yùn)動(dòng)的速度為v₀，剎車后至停止運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理：-μmgs=0-。得v==12m/s=43.2km/h。因?yàn)関₀＞v_規(guī)，所以該卡車違章了。

14. 解：當(dāng)人向右勻速前進(jìn)的過(guò)程中，繩子與豎直

方向的夾角由0°逐漸增大，人的拉力就發(fā)生了變化，

故無(wú)法用W=Fscosθ計(jì)算拉力所做的功，而在這個(gè)過(guò)

程中，人的拉力對(duì)物體做的功使物體的動(dòng)能發(fā)生了變

化，故可以用動(dòng)能定理來(lái)計(jì)算拉力做的功。

當(dāng)人在滑輪的正下方時(shí)，物體的初速度為零，

當(dāng)人水平向右勻速前進(jìn)s 時(shí)物體的速度為v₁ ，由圖

1可知： v₁= v₀sina　　　　　　　

⑴根據(jù)動(dòng)能定理，人的拉力對(duì)物體所做的功

W=m v₁²/2－0

⑵由⑴、⑵兩式得W=ms² v₁²/2(s²+h²)

15. 解：（1）對(duì)AB段應(yīng)用動(dòng)能定理：mgR+W_f=

所以：W_f=-mgR=-20×10^-3×10×1=-0.11J

（2）對(duì)BC段應(yīng)用動(dòng)能定理：W_f=0-=-=-0.09J。又因W_f=μmgBCcos180⁰=-0.09，得：μ=0.153。

16. 解：在此過(guò)程中，B的重力勢(shì)能的增量為，A、B動(dòng)能增量為，恒力F所做的功為，用表示A克服摩擦力所做的功，根據(jù)功能關(guān)系有：

       解得：

17. 解：（1）兒童從A點(diǎn)滑到E點(diǎn)的過(guò)程中，重力做功W=mgh

兒童由靜止開始滑下最后停在E點(diǎn)，在整個(gè)過(guò)程中克服摩擦力做功W₁，由動(dòng)能定理得，

=0，則克服摩擦力做功為W₁=mgh

   （2）設(shè)斜槽AB與水平面的夾角為，兒童在斜槽上受重力mg、支持力N₁和滑動(dòng)摩擦

力f₁，，兒童在水平槽上受重力mg、支持力N₂和滑動(dòng)摩擦力f₂，

，兒童從A點(diǎn)由靜止滑下，最后停在E點(diǎn).

由動(dòng)能定理得，

解得，它與角無(wú)關(guān).

   （3）兒童沿滑梯滑下的過(guò)程中，通過(guò)B點(diǎn)的速度最大，顯然，傾角越大，通過(guò)B點(diǎn)的速度越大，設(shè)傾角為時(shí)有最大速度v，由動(dòng)能定理得，

解得最大傾角

18. 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律有：

設(shè)勻加速的末速度為，則有：、

代入數(shù)值，聯(lián)立解得：勻加速的時(shí)間為：

（2）當(dāng)達(dá)到最大速度時(shí)，有：

解得：汽車的最大速度為：

（3）汽車勻加速運(yùn)動(dòng)的位移為：

在后一階段牽引力對(duì)汽車做正功，重力和阻力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理有：

又有

代入數(shù)值，聯(lián)立求解得：

所以汽車總的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：