【备考】山东省各地市高考物理 一模精选试题 机械能.doc
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【备考】山东省各地市高考物理
一模精选试题
机械能
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【含详解】2014届高考物理备考（2013年山东各地市一模精选）：力学实验
（2013烟台市一模） 19．如图所示，滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面，到达最高点后又返回到出发点．则能大致反映滑块整个运动过程中速度v、加速度a、动能ek、重力对滑块所做的功w与时间t或位移x关系的是（取初速度方向为正方向）
【答案】ad
【解析】上滑时的加速度a1==gsinθ+μgcosθ，下滑时的加速度a2==gsinθ-μgcosθ，知a1＞a2，速度时间图线的斜率表示加速度，图线与时间轴围成的面积表示位移，故a正确。加速度与时间轴围成的面积表示速度，由于上升和下降过程加速度方向不变，始终沿斜面向下，故b错误．动能是标量，不存在负值，故c错误．重力做功跟运动路径无关，大小等于-mgx，所以重力做功跟位移呈线性关系变化．故d正确．
（2013日照市一模） 19.质量的长木板a放在光滑的水平面上，另一质量的物体b以水平速度滑上原来静止的长木板a的表面，由于a、b间存在摩擦，之后a、b速度随时间变化的情况如图所示，重力加速度，则下列说法正确的是
a.木板获得的动能为2j b.系统损失的机械能为1j
c.木板a的最小长度为1m d.a、b间的动摩擦因数为0.1
【答案】cd
【解析】从图可以看出，b做匀减速运动，a做匀加速运动，最后的共同速度为1m/s，由可得木板a的获得的动能为1j，选项a错误；系统损失的机械能j，选项b错误；由图象可知物体b的位移为1.5m，木板a的位移为0.5m，所以木板最小长度为1m，选项c正确；由图象可知木板a的加速度为1m/s2，根据得出动摩擦因数为0.1，选项d正确。
（2013淄博市一模） 22.（16分）如图所示是一皮带传输装载机械示意图．井下挖掘工将矿物无初速放置于沿图示方向运行的传送带a端，被传输到末端b处，再沿一段圆形轨道到达轨道的最高点c处，然后水平抛到货台上．已知半径为的圆形轨道与传送带在b点相切，o点为半圆的圆心，bo、co分别为圆形轨道的半径，矿物m可视为质点，传送带与水平面间的夹角，矿物与传送带间的动摩擦因数，传送带匀速运行的速度为，传送带ab点间的长度为．若矿物落点d处离最高点c点的水平距离为，竖直距离为，矿物质量，，，，不计空气阻力．求：
（1）矿物到达b点时的速度大小；
（2）矿物到达c点时对轨道的压力大小；
（3）矿物由b点到达c点的过程中，克服阻力所做的功．
【答案】见解析
【解析】（1）假设矿物在ab段始终处于加速状态，由动能定理可得
3分
代入数据得
1分
由于，故假设成立，矿物b处速度为． 1分
（2）设矿物对轨道c处压力为f，由平抛运动知识可得
1分
1分
代入数据得矿物到达c处时速度
1分
由牛顿第二定律可得
2分
代入数据得
1分
根据牛顿第三定律可得所求压力
1分
（3）矿物由b到c过程，由动能定理得
3分
代入数据得
即矿物由b到达c时克服阻力所做的功 1分
（2013烟台市一模） 22．（15分）如图所示，是一次娱乐节目中的一个游戏示意图，游戏装置中有一个光滑圆弧形轨道，高为h，半径为r，固定在水平地面上，它的左端切线沿水平方向，左端与竖直墙面间的距离为x．竖直墙高为h，滑板运动员可从墙面的顶部沿水平方向飞到地面上．游戏规则是让一滑块从弧形轨道的最高点由静止滑下，当它滑到轨道底端时，滑板运动员立即以某一初速度水平飞出，当滑块在水平面上停止运动时，运动员恰好落地，并将滑块捡起就算获胜，已知滑块到达底端时对轨道的压力大小为f，重力加速度为g
求：（不计滑板的长度，运动员看作质点）
（1）滑块的质量；
（2）滑块与地面间的动摩擦因数：
（3）滑板运动员要想获胜，他飞出时的初速度多大？
【答案】见解析
【解析】
（2013潍坊一模） 14．（12分）如图所示，半径为r的光滑半圆轨道abc与倾角为=37的粗糙斜面轨道dc相切于c，圆轨道的直径ac与斜面垂直．质量为m的小球从a点左上方距a高为h的斜面上方p点以某一速度水平抛出，刚好与半圆轨道的a点相切进入半圆轨道内侧，之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的d处.已知当地的重力加速度为g，取，，，不计空气阻力，求：
（1）小球被抛出时的速度v0；
（2）小球到达半圆轨道最低点b时，对轨道的压力大小；
（3）小球从c到d过程中摩擦力做的功w.
【答案】见解析
【解析】（1）小球到达a点时，速度与水平方向的夹角为，如图所示.
则有 ①
由几何关系得 ②
得 ③
（2）a、b间竖直高度 ④
设小球到达b点时的速度为v，则从抛出点到b过程中有
⑤
在b点，有 ⑥
解得 ⑦
由牛顿第三定律知，小球在b点对轨道的压力大小是5.6mg ⑧
(3)小球沿斜面上滑过程中摩擦力做的功等于小球做平抛运动的初动能，有
⑨
评分标准：本题共12分，其中，⑤式2分，⑨式3分，其余每式1分.
（2013滨州市一模） 22．（15分）如图所示，四分之一圆环轨道半径为r＝0.2m，竖直固定放置在水平地面上，b点为顶点，恰好在圆心o的正上方。一质量为1kg的小球在外力的作用下从最低点a由静止运动到b点，此时撤去外力，小球落地点距o点0.4m，此过程中外力做功为6j。（圆环轨道横截面半径忽略不计，小球可视为质点，g=10m／s2）试求：
（1）小球到达b点时的速度大小；
（2）小球在b点时对轨道的压力的大小和方向；
（3）小球从a到b过程中，因为摩擦产生的热量q。
【答案】见解析
【解析】
（2013•济南市一模） 22．（15分）利用弹簧弹射和皮带传动装置可以将工件运送至高处。如图所示，已知传送轨道平面与水平方向成37角，倾角也是37的光滑斜面轨道固定于地面且与传送轨道良好对接，弹簧下端固定在斜面底端，工件与皮带间的动摩擦因数μ=0．25。皮带传动装置顺时针匀速转动的速度v=4m/s，两轮轴心相距l=5m，b、c分别是传送带与两轮的切点，轮缘与传送带之间不打滑。现将质量m=lkg的工件放在弹簧上，用力将弹簧压缩至a点后由静止释放，工件离开斜面顶端滑到皮带上的b点时速度v0=8m/s，ab间的距离s=lm。工件可视为质点，g取l0m／s2。 （sin37=0．6，cos37=0．8）
求：
（1）弹簧的最大弹性势能
（2）工件沿传送带上滑的时间
（3）若传送装置顺时针匀速转动的速度v可在v>4m/s的范围内调节，试推导工件滑动到c点时的速度vc随速度v变化的关系式
【答案】见解析
【解析】
（2013•聊城市一模） 22．（15分）如图所示，固定的粗糙弧形轨道下端b点水平，上端a与b点的高度差为,倾斜传送带与水平方向的夹角为，传送带的上端c点到b点的高度差为（传送带传动轮的大小可忽略不计）。一质量为m=1kg的滑块（可看作质点）从轨道的a点由静止滑下，然后从b点水平抛出，恰好以平行于传动带的速度落到c点，传送带逆时针转动，速度大小为v=18m/s，滑块与传送带间的动摩擦因数为，且传送带足够长，滑块运动过程中空气阻力忽略不计，()。试求：
(1)滑块运动至c点时的速度的大小；
(2)滑块由a到b运动过程中克服摩擦力做的功
（3） 滑块在传送带上运动时与传送带摩擦产生的热量
【答案】见解析
【解析】
（2013日照市一模） 22.（15分）如图所示，从a点以的水平速度抛出一质量的小物块（可视为质点），当物块运动至b点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道bc，经圆孤轨道后滑上与c点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道c端切线水平。已知长木板的质量m=4kg,a、b两点距c点的高度分别为h=0.6m、h=0.15m，r=0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数，长木板与地面间的动摩擦因数。求：
（1）小物块运动至b点时的速度大小和方向；
（2）小物块滑动至c点时，对圆弧轨道c点的压力；
（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板？
【答案】见解析
【解析】⑴物块做平抛运动：h－h =gt2 （2分）
设到达c点时竖直分速度为vy：vy＝gt（1分）
=5m/s（1分）
方向与水平面的夹角为θ：tanθ ＝vy / v0＝3/4，即θ =37 （1分）
⑵从a至c点，由动能定理得mgh =（2分）
设c点受到的支持力为fn，则有fn－mg = （1分）
由上式可得v2=m/s fn = 47.3 n （1分）
根据牛顿第三定律可知，物块m对圆弧轨道c点的压力大小为47.3n（1分）
⑶由题意可知小物块m对长木板的摩擦力f = μ1mg =5n （1分）
长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力f ′ = μ2(m+m)g=10n （1分）
因f
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