1 . 能量的转化
1．下列物体运动过程中，可认为机械能守恒的是（　　）

A．树叶从树枝上落下的运动	B．氢气球拉线断了后的运动
C．集装箱被起重机匀加速吊起的运动	D．被投掷后的铅球在空中的运动

2．竖直上抛一小球，小球运动过程中受到与速率成正比的空气阻力作用，小球从开始上抛至最高点过程，以向上为正方向，下列关于小球的加速度a、速度v随小球运动的时间t的变化关系及动能、机械能E随位移x的变化关系中可能正确的是（图中虚线均为图像的切线）（　　）

A．

B．

C．

D．

3．位于水平面上的物体在水平恒力作用下，做速度为的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力，物体做速度为的匀速运动，且与功率相同。则可能有（　　）

A．，	B．，
C．，	D．，

4．实验小组在做“验证机械能守恒定律”实验时，装置如图所示，摆锤质量为。

（1）实验中，用于测量小球速度的传感器是____传感器。挡光片宽度为，某次测量中，摆锤通过它的时间为，则摆锤的速度为____，动能____J。（保留二位有效数字）
（2）实验前已测得、、B、A各点高度分别为、、、。某同学获得的实验数据如图b，分析表中数据发现：从A到D，机械能逐渐____，其原因是____。

次数	D	C	B	A
高度	0	0.050	0.100	0.150
速度	1.878	1.616	1.299	0.866
势能	0	0.0039	0.0078	0.0118
动能	0.0141	0.0104	0.0067	0.003
机械能	0.0141	0.0144	0.0146	0.0148

（3）某同学设想用一块挡光片重新设计该实验，实验中卸下全部挡光片，仅将一块挡光片先放在B点，让摆锤从A点静止释放，记录实验数据；然后挡光片依次放在C点、D点，重复此前的实验过程。实验结束后，他发现、、三个点的机械能数据较为接近，而用A点高度算出重力势能作为A点机械能，明显小于、、三点的机械能数据，分析其原因可能是摆锤的实际释放点____A点（选填“高于”、“低于”），也可能是____的原因。
5．如图所示，一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道（在最低点E分别与水平轨道和相连）、高度h可调的斜轨道组成。游戏时滑块从O点弹出，经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径，长，长，圆轨道和光滑，滑块与、之间的动摩擦因数。滑块质量且可视为质点，弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力，，各部分平滑连接。求：
（1）滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度大小；
（2）当且游戏成功时，滑块经过E点对圆轨道的压力及弹簧弹性势能；
（3）要使游戏成功，弹簧的弹性势能与高度h之间满足的关系。

2 . 如图所示，在光滑水平桌面上用四根长度均为L的相同轻质细杆做成框架，各杆的两端全用光滑铰链相连。开始时，相对的两铰链A和C彼此靠近（可看作在同一点），铰链A固定，铰链C在水平外力F（大小未知）的作用下从静止开始做初速度为零，大小为a的恒定加速度沿菱形对角线运动。铰链处质量不可忽略，均为m。当和间的夹角成120°时，下列说法正确的是（       ）

   

A．此时铰链C的速度大小为	B．此时铰链B的速度大小为
C．BC杆上的弹力大小为	D．AB杆上的弹力大小为

3 . 如图所示，静止框架中的杆竖直，杆与水平面间的夹角，且杆光滑。弹簧与竖直方向间的夹角，上端用铰链与固定点相连，下端与穿在杆上的质量为的小环相连，已知两点间的距离为。则（　　）
       

A．弹簧弹力的大小为

B．杆对小环的弹力大小为

C．若整个框架以为轴开始转动，当小环稳定在与点等高的点时转速为

D．若整个框架以为轴开始转动，当小环缓慢运动到与点等高的点时杆对小环做的功为

4 . 圆形花园中心有一套园林喷水设备，如图1所示。已知该喷头距地面高度为，喷头在水平面内能够360°旋转以相同速率喷出大量水射流，水射流可以与水平面成0°～90°的所有角度喷出，其竖直射流可达距地面2.0m处（忽略空气阻力，，计算结果可用根式表示）。
（1）求水射流喷出时的速率；
（2）若水射流水平喷出，求：
①水由喷出至落地所用时间；
②水由喷出至落地过程中位移的大小；
（3）若水射流以与水平面成0°～90°的所有角度喷出，求：
①水射流射程最大时水在空中运动的时间；
②水射流在园林中落点所覆盖区域的面积（结果可用表示）；
③一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的—部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图2所示，曲线上A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径叫做A点的曲率半径。
求当水射流射程最大时，其轨迹在水流喷出点处的曲率半径。

5 . 某小组设计了“利用圆锥摆验证圆周运动向心力表达式”实验。实验器材包括：直流电动机（可调节转速）、细竹棒、细线、小球（质量为m，可看成质点）、铁架台（带铁夹）、刻度尺、细棉线长度为L、胶水。实验步骤：

①如图1，用胶水把细竹棒中心固定在电动机转轴上；
②按图2把直流电动机固定在铁架台上，细竹棒保持水平，用导线把电动机接入电路中；
③把一端系有小球的细棉线系牢在细竹棒的一端，测出系线处到转轴距离x；合上开关，电动机转动，使小球在水平面上做匀速圆周运动，调节电动机的转速，使小球转速在人眼可分辨范围为宜。
④测出小球做圆周运动的半径r。
⑤用秒表测出小球转20圈所用时间t，求出小球转动周期T。
⑥实验中小球做圆周运动时摆角为θ，改变电动机转速，重复上述过程多次（5次），作出图像如图3.
根据实验请完成以下内容：
（1）如图2可求sinθ=________（用L、x、r表示）；向心力F=________（用m、θ、重力加速度g表示）。
（2）步骤⑤可求小球圆周运动的周期T=_________。
（3）分析图3：如果tanθ与成________关系（选填“正比”“反比”），直线的斜率值与表达式：_______（用π和重力加速度g表示）相等，则向心力公式的正确性得到验证。

6 . 瓦特利用飞球调速器来调控蒸汽机运动的速度，如图甲所示，其工作原理是两个飞球被蒸汽机带动旋转起来，蒸汽量越多旋转越快，飞球再带动下方的套筒运动，通过杠杆再把套筒的运动传递到蒸汽阀，控制进入蒸汽机的蒸汽量，达到自动稳定蒸汽机运行速度的目的。调速器飞球及套筒的运动可简化为如图乙所示模型，它由两个质量为m的钢球（可视为质点）通过4根长为l的轻杆与竖直轴的上、下两个套筒铰接，上方套筒固定，下方套筒质量为M，可沿轴上下滑动不计一切摩擦，重力加速度为g，飞球调速器的转速和蒸汽机的转速相同，则下列说法中正确的是（　　）

A．蒸汽机转速增大或减小，上方轻杆对飞球的作用力都不变

B．若蒸汽机转速过快，则调速器套筒会下移，控制蒸汽阀减少进入蒸汽机的蒸汽量

C．若蒸汽机转速过慢，则调速器套筒会下移，控制蒸汽阀增加进入蒸汽机的蒸汽量

D．若蒸汽机稳定工作时调速器轻杆与竖直杆夹角为θ，则此时蒸汽机的转速

7 . 如图甲所示（俯视图），两个水平放置的齿轮紧紧咬合在一起（靠齿轮传动），其中O、O'分别为两轮盘的转轴，大齿轮与小齿轮的齿数比为2：1，大、小两齿轮的上表面水平，分别放有质量相同的小滑块A、B，两滑块与所在齿轮转轴的距离均为r。现将两滑块通过一轻细线经转轴及上方两定滑轮连接，如图乙所示（侧视图）。已知两滑块与齿轮间的动摩擦因数为μ、最大静摩擦力等于滑动摩擦力，忽略其他摩擦，重力加速度为g。齿轮静止时细线恰好拉直且无张力，若大齿轮由静止开始缓慢增大转动的角速度，则（　　）

A．当大齿轮的角速度为时，细线上有拉力

B．当大齿轮的角速度为时，滑块B所受摩擦力为0

C．当小齿轮的角速度为时，两滑块恰好未相对齿轮滑动

D．当两滑块开始相对齿轮滑动时，滑块B会做离心运动

8 . 如图甲所示为2022年北京冬奥会上，我国滑雪运动员谷爱凌女子大跳台夺冠瞬间。图乙是女子大跳台完整结构示意图，AB是助滑坡段，高度h₁=60m；圆弧BCD为起飞段，圆心角，半径R=63m，AB与圆弧BCD相切；EF为着陆坡段，高度h₂=20m，倾角；FG为停止区。某次运动员从A点由静止开始自由起滑，经过圆弧BCD从与B点等高的D点飞出，最终恰好沿EF面从E点落入着陆坡段，CE与圆弧相切于C。已知除圆弧轨道外，其余轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为，经过圆弧段对C点压力为重力的1.5倍，运动员连同滑雪板的质量m=60kg，各段连接处无能量损失，忽略空气阻力的影响。（g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）。求：
（1）运动员在C点的速度大小；
（2）运动员经过圆弧BCD段时摩擦力做的功；
（3）运动员在FG停止区运动的时间为多少？

9 . 如图所示，长度为2L的光滑轻质细管与水平面的夹角为θ，可绕竖直轴O₁O₂转动，两根轻弹簧分别固定在轻管两端，弹簧的原长都是L，劲度系数均为k，两弹簧间栓接一质量为m的小球。已知重力加速度为g，不计空气阻力。
（1）当轻管静止时，每根弹簧的形变量x₀；
（2）当轻管绕竖直轴以角速度ω₁匀速转动时，两弹簧刚好恢复原长，求ω₁；
（3）当轻管从静止开始绕竖直轴转动，转至弹簧的弹性势能与静止时相等。求外界对转动装置所做的功W。

10 . 如图所示，固定在竖直平面内的轨道由高为的平台，斜面，半径的竖直圆轨道（轨道在处稍微错开）及倾角为的斜面组成，一劲度系数为的弹簧一端固定在斜面的最高点，其下端距离地面。一质量为的滑块（可视为质点）从平台末端A以速度水平飞出，恰好无碰撞的从B点沿斜面向下滑行，B离地高度为，已知滑块与斜面间的动摩擦因数为，其余摩擦不计，不计滑块经轨道转折点能量损失及空气阻力，最大静摩擦力认为等于滑动摩擦力，当弹簧压缩量为时，弹簧具有的弹性势能为（或可以用图像下的面积求变力做功）。
（1）求B与A间的水平距离；
（2）滑块经圆轨道最高点时轨道对滑块的压力；
（3）滑块沿右侧斜面第一次到达最高点时弹簧的弹性势能；
（4）滑块最终静止的位置距端的距离。