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    20．如图所示，光滑的竖直杆固定在地面上，杆上套着一个质量m1=1kg的小环，小环在轻绳的一端，轻绳另一端绕过光滑的定滑轮与质量为m2=2.4kg的小球相连，已知竖直杆到定滑轮的水平距离为3m，杆上O点与定滑轮等高，现将小环从O点下方4m处的A点有静止释放，已知重力加速度为g=10m/s2，则下列说法正确的是（　　）
    A．小环上升过程中经过O点时速度最大
    B．小环上升过程中经过O点时速度大小为4m/s
    C．小环向上最高可运动到O点上方4m处
    D．小环从A点上升1m时小环与小球的速度大小比为$\sqrt{2}$：2

    分析 先对小环受力分析，求出加速度，当加速度为0时，速度最大，判断是否在0点处速度最大；
    小环在0点时，由机械能守恒定律列式求出小环的速度；
    由小环的重力势能增加量等于小球重力的势能的减少量列式，找到对应关系，去验证C选项；
    找出小环上升1m时，角度关系，即可求出两物体速度之比．

    解答 解：A、对小环m1分析，在O点以下，受到竖直向下的重力m1g=10N，受到绳子的拉力T=m2g=24N
    设绳子与水平方向的夹角为θ，在A点时，θ=arctan$\frac{4}{3}$=53°，小环从A运动到O的过程中，θ由53°变到0°
    小环在竖直方向的合力F=Tsinθ-m1g，加速度a=$\frac{F}{{m}_{1}}$
    当加速度a为0时，小环的速度最大，此时sinθ=$\frac{{m}_{1}g}{T}=\frac{10}{24}$，θ不为0，故小环在O点以下就达到速度最大，A错误；
    B、小环运动到O点时，由机械能守恒可得：m2g△h=m1ghOA+$\frac{1}{2}{m}_{1}{v}_{1}^{2}$，其中△h为小球m2下落的高度，由几何关系得△h=2m，解得小环上升过程中经过O点时速度大小为v1=4m/s，B正确；
    C、设小环最高可运动到O点上方x处，由机械能守恒定律有：m1g（hOA+x）=m2g（5-$\sqrt{{3}^{2}+{x}^{2}}$），将x=4m代入上式验证，可知C错误；
    D、小环从A点上升1m时，此时距离O点为3m，θ=arctan1=45°，此时$\frac{{v}_{2}}{{v}_{1}}=cosθ=\frac{\sqrt{2}}{2}$，D错误；
    故选：B．

    点评 本题主要考查了机械能守恒定律，注意对小环进行受力分析，根据所处不同的位置，找出对应的关系．分析较复杂，题目难度较大．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    10．在“验证碰撞中动量守恒”的实验中，所验证的是从斜槽某一位置滚下的小球A在斜槽的水平出口处与静止小球B发生对心碰撞时动量守恒．两球半径大小均为r，且已知．实验时，小球A的质量m1和小球B的质量m2的大小关系是m1＞m2．实验时，除实验装置外还需要的测量工具应有天平毫米刻度尺；．实验时若球的落点分别为图中所示的M、P、N点，则A、B两小球碰撞中动量守恒的表达式是m1$\overline{op}$=m1•$\overline{OM}$+m2（$\overline{ON}$-2r）．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    11．某同学用如图甲所示的实验装置做探究弹力和弹簧伸长的关系的实验．
    （1）实验有如下一些步骤：
    A．在弹簧下端挂上一个钩码，观察指针所指位置，测出弹簧的伸长量x1
    B．将弹簧固定悬挂在金属横杆上，将刻度尺竖直固定在弹簧旁，观察弹簧指针所指位置，并记下该位置
    C．在坐标纸上建立平面直角坐标系，以F为纵坐标、x为横坐标，根据实验数据，选定两坐标轴适当的标度
    D．将各组实验数据在平面坐标上进行描点，观察点的分布与走势，用平滑曲线作出反映F和x财应规律的图象
    E．将铁架台放在水平实验桌上，将金属横杆水平固定在铁架台上
    F．给弹簧下端挂上两个钩码、三个钩码…，分别观察指针所指的位置，测出对应的伸长量x2、x3…
    G．根据图象和数据做出结论并整理仪器
    合理实验步骤排序为EBAFCDG
    （2）另一同学做此实验时，将B步骤改为：将弹簧平放在水平桌面上，用刻度尺测出弹簧的自然长度，重复上述的实验步骤，测得的弹簧所受弹力F与弹簧伸长长度x作出的F-x图线如图乙所示，由此可求出弹簧的劲度系数为200N/m，图线不过原点的原因是弹簧自身重力的影响．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    8．如图所示，在倾角为θ=37°的固定斜面底端静止放置质量为m=10kg的物体（可看作质点）．为把物体送到斜而顶端，现对物体施加沿斜而向上的力F=120N，一段时间后撤去力F，物体滑到斜面顶端时速度恰好为0．已知斜面长L=30m，物体与斜面间的动摩擦因数为μ=0.5，重力加速度g=10m/s2．sin37°=0.6．cos37°=0.8．以沿斜面向上为正方向．
    求：（1）力F撤去前后物体的加速度；
    （2）力F的作用时间．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    15．关于质点及其位移和路程，下列说法中正确的是（　　）
    A．位移的方向即质点运动的方向
    B．物体通过的路程不等，位移可能相同
    C．物体的体积很大，不可能看成质点
    D．只有低速运动的物体才可看成质点，高速运动的物体不可看作质点

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    5．如图所示是一列沿x轴正向的简谐横波在t=0时刻的波的图象，已知该波的波速为6.0m/s，求：
    ①这列波的周期．
    ②坐标为4cm的质点在0～0.05s时间里运动的路程．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    12．质量为M的碗形物体，内径为R，放置在光滑水平面上，内有一质量为m的光滑小球，现在水平外力F作用下沿水平方向运动，当小球跟碗形物相对静止时，球离碗口的距离是多少？

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    16．金属杆MN的质量为m，长度为L，其两端用质量可忽略不计的细金属丝悬挂后置于竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度大小为B．当金属杆中通入恒定电流时，金属杆可在磁场中保持静止状态，且与磁场方向垂直．此时细金属丝与竖直方向的夹角为θ，如图所示．若重力加速度为g，则：
    （1）求金属杆受到的安培力的大小．
    （2）求金属杆中电流的大小和方向．
    （3）若保持金属杆中的电流不变，改变磁场方向，为使金属杆MN仍能在原位置静止，求所加磁场磁感应强度的最小值．

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    科目：高中物理 来源： 题型：填空题

    17．一列简谐横波沿x轴正方向传播，t=0时刻的波形图如图甲所示，波此时恰好传播到M点．图乙是质点N（x=3m）的振动图象，则Q点（x=10m）开始振动时，振动方向为y轴负方向，从t=0开始，经过8s，Q点第一次到达波峰．

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