高考物理模拟新题精选分类解析（第5期）专题06 机械能.doc

1（2013山东省济宁市期末）光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力F作用开始运动，拉力随时间变化如图所示，用v、x、Ek、P分别表示物体的速度、位移、动能和水平拉力的功率，下列四个图象中分别定性描述了这些物理量随时间变化的情况，正确的是2（2013山东省烟台市期末）如图所示，轻弹簧的上端悬挂在天花板上，下端挂一质量为m的小球，小球处于静止状态现在小球上加一竖直向上的恒力F使小球向上运动，小球运动的最高点与最低点之间的距离为H，则此过程中(g为重力加速度，弹簧始终在弹性限度内)A小球的重力势能增加mgHB小球的动能增加（F-mg）HC小球的机械能增加FHD小球的机械能守恒答案：A解析：现在小球上加一竖直向上的恒力F使小球向上运动，小球运动的最高点与最低点之间的距离为H，则此过程中小球的重力势能增加mgH，选项A正确。小球上升过程中，弹性势能变化，由功能关系，小球的动能增加不等于（F-mg）H，选项B错误。对小球和弹簧组成的系统，现在小球上加一竖直向上的恒力F使小球向上运动，小球和弹簧系统的机械能增加FH，选项C错误。由于小球受到除重力以外的力作用，小球的机械能不守恒，选项D错误。3、（2013杭州名校质检）如图所示，已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为、2和3，三块材料不同的地毯长度均为l，并排铺在水平地面上，该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块，则物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来，物体在运动中地毯保持静止若让物体从d点以相同的初速度水平向左运动，则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等，则这一点是 ( ) Aa点 Bb点Cc点 Dd点4（2013北京市东城区联考）如图4所示，在外力作用下某质点运动的v-t图像为正弦曲线，从图中可判断A在0t1时间内，外力做负功B在0t1时间内，外力的功率逐渐增大C在t2时刻，外力的功率最大D在t1t3时间内，外力做的总功为零【答案】 D【解析】图象斜率表示加速度，加速度对应合外力，合外力减小，速度增大；由图象可知0时刻速度为零，t1时刻速度最大但拉力为零，由P=Fv可知外力的功率在0时刻功率为零，t1时刻功率也为零，可知功率先增大后减小，故B错误；在0t1时间内，由图象可知，物体的速度沿正方向，加速度为正值且减小，故力与速度方向相同，故外力做正功，故A错误；在t1t3时间内物体的动能变化为零，由动能定理可知外力做的总功为零，故D正确t2时刻物体的速度为零，由P=Fv可知外力的功率为零，故C错误5、（2013杭州名校质检）如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为m、2m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上，放手后物体A下落，与地面即将接触时速度恰为零，此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是 （ ）A、此时物体A的加速度大小为g，方向竖直向上B、此时弹簧的弹性势能等于mghC、此时物体B将向上运动D、此过程中物体A的机械能减少量为mgh6. (2013云南省玉溪质检)图为测定运动员体能的装置，轻绳拴在腰间沿水平线跨过定滑轮（不计滑轮的质量与摩擦），下悬重为G的物体。设人的重心相对地面不动，人用力向后蹬传送带，使水平传送带以速率v逆时针转动。则( )A人对重物做功，功率为Gv B人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左C在时间t内人对传送带做功消耗的能量为GvtD若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率不变【答案】BC 【解析】重物没有位移，所以人对重物没有做功，功率为0，故A错误；根据人的重心不动知人处于平衡状态，摩擦力与拉力平衡，传送带对人的摩擦力方向向右，拉力等于物体的重力G，所以人对传送带的摩擦力大小等于G，方向水平向左，故B正确在时间t内人对传送带做功消耗的能量等于人对传送带做的功，人的重心不动，绳对人的拉力和人与传送带间的摩擦力平衡，而拉力又等于G根据W=Fvt，所以人对传送带做功的功为Gvt故C正确根据恒力做功功率P=Fv得：若增大传送带的速度，人对传送带做功的功率增大，故D错误故选BC。7（2013年浙江省宁波市期末）如图所示，木块B上表面是水平的，当木块A置于B上，并与B保持相对静止，一起沿固定的光滑斜面由静止开始下滑，在下滑过程中 AA所受的合外力对A不做功 BB对A的弹力做正功 CB对A的摩擦力做正功 DA对B不做功答案：CD8（2013北京市东城区联考）如图7所示，人在船上向前行走，脚与船面间不打滑。忽略水对船的阻力，则下列四个说法中不正确的有脚与船之间的摩擦力是静摩擦力；脚与船之间的摩擦力对船做负功；脚与船之间的摩擦力对人做负功；脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做功的的代数和不为零。A B C D【答案】 D【解析】人在船上向前行走，脚与船面间不打滑，说明脚与船之间的摩擦力是静摩擦力；，取地面为参考系，船受到的摩擦力方向向后，且向后运动，故脚与船之间的摩擦力对船做正功；人受到的摩擦力方向向前，对地位移方向不确定，脚与船之间的摩擦力对人做功的正负不确定，所以脚与船之间的摩擦力对人船组成的系统所做功的的代数和有不为零。综上所述易知只有正确，故选D。9. （2013福建省厦门市期末）如图所示，D、E、F、G为水平地面上距离相等的四点，三个质量相同的小球A、B、C分别在E、F、G的正上方不同高度处，以相同的水平初速度向左抛出，最后均落到D点。若不计空气阻力，则可判断A、B、C三个小球A.在空中运动时间之比为135B.初始离地面的高度之比为135C.在空中运动过程中重力的平均功率之比为123D.从抛出到落地过程中，动能变化量之比为123 10（2013江苏名校质检）如图所示，两质量相等的物块A、B通过一轻质弹簧连接，B足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑。弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内。在物块A上施加一个水平恒力，A、B从静止开始运动到第一次速度相等的过程中，下列说法中正确的有 （ ）A当A、B加速度相等时，系统的机械能最大B当A、B加速度相等时，A、B的速度差最大C当A、B的速度相等时，A的速度达到最大D当A、B的速度相等时，弹簧的弹性势能最大10答案：ABCOP第21题图11（2013贵州六校联考）如图所示，将一质量为m的小球从空中O点以速度v0水平抛出，飞行一段时间后，小球经过空间P点时动能为Ek ，不计空气阻力，则A小球经过P点时竖直分速度为B从O点到P点，小球的高度下降 C从O点到P点过程中，小球运动的平均速度为D从O点到P点过程中，小球运动的平均速度为12（2013福建省龙岩市质检）升降机从地面上升，在一段时间内的速度随时间变化情况如图甲所示则升降机内一个重物受到的支持力的功率随时间变化的图象可能是乙图中的（g取10m/s2） 13、(16分) （2013山东省名校期末检测）如图所示，宽为L1 m、高为h7.2 m、质量为M8 kg、上表面光滑的木板在水平地面上运动，木板与地面间的动摩擦因数为0.2。当木板刚以初速度为v0=3 ms时，把一原来静止的质量m=2 kg的光滑小铁块(可视为质点)轻轻地放在木板上表面的右端，g取10ms2.求：(1)小铁块与木板脱离时长木板的速度大小v1；(2)小铁块刚着地时与木板左端的距离.14（18分）（2013山东省德州名校期末检测）如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点。水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R。用质量m1=0.4kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点。用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道。g=10m/s2，求： （1）BP间的水平距离。 （2）判断m2能否沿圆轨道到达M点。 （3）释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功 （2）若物块能沿轨道到达M点，其速度为2分轨道对物块的压力为FN，则1分解得即物块不能到达M点2分15. (16分) （2013山东省聊城一中期末）如图所示，AB为半径R=0.8 m的1/4光滑圆弧轨道，下端B恰与小车右端平滑对接。小车质量M=3 kg，车长L=2.06 m，车上表面距地面的高度h=0.2 m。现有一质量m =1 kg的小滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B端后冲上小车。已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数=0.3，当车运行了1.5 s时，车被地面装置锁定。(g=10 m/s2)试求：(1) 滑块到达B端时，轨道对它支持力的大小。(2) 车被锁定时，车右端距轨道B端的距离。(3) 从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小。(4) 滑块落地点离车左端的水平距离。解析. （16分）(1) 由动能定理，得mgR=mv2由牛顿第二定律，得N-mg=m联立两式，代入数值得轨道对滑块的支持力：N=3 mg=30 N(2) 当滑块滑上小车后，由牛顿第二定律，得对滑块有：-mg=ma1对小车有：umg=Ma216（2013山东省淄博市实验中学期末）如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置，M是半径为R=1.0m的固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。N为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内的截面为半径的圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M轨道的上端点。M的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01kg的小钢珠，假设某次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M的上端点，水平飞出后落到曲面N的某一点上，取g=10m/s2。求： （1）发射该钢球前，弹簧的弹性势能EP多大？ （2）钢珠从M圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N上所用的时间是多少（结果保留两位有效数字）？ （2）钢珠从最高点飞出后，做平抛运动 （1分） （2分）由几何关系 （3分）联立、得t=0.24s （2分）SABh17（15分）（2013江苏南京盐城一模）光滑水平面上有质量为M、高度为h的光滑斜面体A，斜面上有质量为m的小物体B，都处于静止状态。从某时刻开始释放物体B，在B沿斜面下滑的同时斜面体A沿水平方向向左做匀加速运动。经过时间t，斜面体水平移动s，小物体B刚好滑到底端。（1）求运动过程中斜面体A所受的合力；（2）分析小物体B做何种运动？并说明理由；（3）求小物体B到达斜面体A底端时的速度大小。解析（1）对A，在匀加速运动过程中 由牛顿第二定律得18（12分）（2013河北唐山市名校联考）如图所示，光滑轨道的DP段为水平轨道，PQ段为半径是R的竖直半圆轨道，半圆轨道的下端与水平的轨道的右端相切于P点，一轻质弹簧左端A固定，另一端拴接一个质量为m的小球B，质量也为m的小球C靠在B球的右侧，现用外力作用在C上，使弹簧被压缩了一定距离（弹簧仍在弹性限度内）。这时小球静止于距离P端3R的水平轨道上，若撤去外力，C球运动到轨道的最高点Q后又恰好落回到原出发点。已知重力加速度为g。求（1）小球C运动到Q点时对轨道的压力多大？（2）撤去外力前的瞬间，弹簧的弹性势能EP是多少？（2）设小球C离开小球B时的速度为v0,由机械能守恒有：弹簧恢复到原长时脱离，则由能量守恒有：联立上述各式得：19. (14分) (2013河南名校联考)动车组是城际间实现小编组、大密度的商效运输工具，以其编组灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适等特点而备受世界各国铁路运输和城市轨道交通运输的青睐。动车组就是几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢编成一组，就是动车组。假设有一动车组由六节车厢连接而成,每节车厢的总质量均为8X104 kg。其中第一节、第二节带动力,他们的额定功率分别是2X107W和1X107W，车在行驶过程中阻力恒为重力的0.1倍(g=10m/s2)(1)求该动车组的最大行驶速度；(2)若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，t=10 s时刻，第一节和第二节车厢之间拉力的最大值是多大？(3)若列车以1m/s2的加速度匀加速启动，t=10 s时刻,第一节和第二节车厢之间拉力的最小值是多大？此时第二节车厢的实际功率是多少？（2） 当t=10 s时，v1=at=10 m/s。假设只有第一节车厢提供动力，则对整列车：解得: P11=9.6106W P1=2107W说明只有第一节车厢提供动力可以按照题设要求行驶。此时第一、二节间拉力最大。（2分）对后五节车厢来说Fm f2 = M2a （2分）其中M2 = 58104kg = 4.0105kg解得: 第一、二节间最大拉力Fm = 8105 N （1分）20. （2013年2月广东省名校质检）如图所示，A、B两球质量均为m，之间有压缩的轻短弹簧处于锁定状态。弹簧的长度、两球的大小均忽略，整体视为质点，该装置从半径为R的竖直光滑圆轨道左侧与圆心等高处由静止下滑，滑至最低点时，解除对弹簧的锁定状态之后，B球恰好能到达轨道最高点。（重力加速度为g）（1）求弹簧处于锁定状态时的弹性势能。（2）求A上升的最大高度。（答案可以保留根号）2mv0=mvA+mvB，；21（20分）（2013安徽省黄山市联考）如图所示，AB和CDO都是处于竖直平面内的光滑圆弧形轨道，OA处于水平位置。AB是半径为R=2m的1/4圆周轨道，CDO是半径为r=1m的半圆轨道，最高点O处固定一个竖直弹性档板。D为CDO轨道的中点央。BC段是水平粗糙轨道，与圆弧形轨道平滑连接。已知BC段水平轨道长L=2m，与小球之间的动摩擦因数=0.4。现让一个质量为m=1kg的小球P从A点的正上方距水平线OA高H处自由落下。（取g=10m/s2）当H=1.4m时，问此球第一次到达D点对轨道的压力大小。当H=1.4m时，试通过计算判断判断此球是否会脱离CDO轨道。如果会脱离轨道，求脱离前球在水平轨道经过的路程。如果不会脱离轨道，求静止前球在水平轨道经过的路程。为使小球仅仅与弹性板碰撞二次，且小球不会脱离CDO轨道，问H的取值范围。 解析：. （1）设小球第一次到达D的速度VDP到D点的过程对小球列动能定理：mg(H+r)- mgL=mVD2/2-2分在D点对小球列牛顿第二定律：FN= mVD2/r-2分联立解得：FN=32N -2分设此球静止前在水平轨道经过的路程S对全过程列动能定理：mg(H+R）-mgS=0-2分解得：S=8.5m- -1分22. （2013福建省龙岩市质检）如图甲所示，竖直平面内的坐标系xoy内的光滑轨道由半圆轨道OBD和抛物线轨道OA组成，OBD和OA相切于坐标原点O点，半圆轨道的半径为R , 一质量为m的小球（可视为质点）从OA轨道上高H处的某点由静止滑下。( 1 ) 若小球从H=3R的高度静止滑下，求小球刚过O点时小球对轨道的压力；（2）若用力传感器测出滑块经过圆轨道最高点D时对轨道的压力为F，并得到如图乙所示的压力F与高度H的关系图象，取g=10m/s2。求滑块的质量m和圆轨道的半径R的值。23（19分）（2013广西四市联考模拟）如图甲所示，一竖直平面内的轨道由粗糙斜面AD和光滑圆轨道DCE组成，AD与DCE相切于D点，C为圆轨道的最低点，将一小物块置于轨道ADC上离地面高为H处由静止下滑，用力传感器测出其经过C点时对轨道的压力N，改变H的大小，可测出相应的N的大小，N随H的变化关系如图乙折线PQI所示（PQ与QI两直线相连接于Q点），QI反向延长交纵轴于F点（0，58 N），重力加速度g取10ms2，求：（1）小物块的质量m；（2）小物块与斜面AD间的动摩擦因数。如果物块由斜面上高H处静止滑下，mgHmgcosmv22 2分N2mgmv22/R