北京市高考物理一轮复习 第12讲 机械能经典精讲2(1).doc

第12讲 机械能1、如图所示，在升降机内固定一光滑的斜面体，一轻弹簧的一端连在位于斜面体上方的固定木板b上，另一端与质量为m的物块a相连，弹簧与斜面平行整个系统由静止开始加速上升高度h的过程中( )a物块a的重力势能增加量一定等于mghb物块a的动能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和c物块a的机械能增加量等于斜面的支持力和弹簧的拉力对其做功的和d物块a和弹簧组成系统的机械能增加量等于斜面对物块的支持力和b对弹簧拉力做功的和2、从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h.设上升和下降过程中空气阻力大小恒定为ff ，下列说法正确的是()a小球上升的过程中动能减少了mghb小球上升和下降的整个过程中机械能减少了ff hc小球上升的过程中重力势能增加了mghd小球上升和下降的整个过程中动能减少了ff h3、如图所示，竖直放置的轻弹簧上端与质量为3 kg的物块b相连接，另一个质量为1 kg的物块a放在b上先向下压a，然后释放，a、b共同向上运动一段后将分离，分离后a又上升了0.2 m到达最高点，此时b的速度方向向下，且弹簧恰好为原长从a、b分离到a上升到最高点的过程中，弹簧弹力对b做的功及弹簧回到原长时b的速度大小分别是(g10 m/s2) () a12 j2 m/s b02 m/sc00 d4 j2 m/s4、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的a点，弹簧处于原长h，让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零，则在圆环下滑过程中()a圆环机械能守恒b弹簧的弹性势能先增大后减小c弹簧的弹性势能变化了mghd弹簧的弹性势能最大时圆环动能最大5、两个质量不同的小铁块a和b，分别从高度相同的都是光滑的斜面和圆弧斜面的顶点滑向底部，如图所示，如果它们的初速度为零，则下列说法正确的是()a下滑过程中重力所做的功相等b它们到达底部时动能相等c它们到达底部时速率相等d它们在最高点时的机械能和它们到达最低点时的机械能大小各自相等6、如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻，a、b处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后a下落、b沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块()a速率的变化量不同b机械能的变化量不同c重力势能的变化量相同d重力做功的平均功率相同7、如图所示，一根跨过轻质定滑轮的不可伸长的轻绳两端各系一个物体a和b，不计摩擦.现将物体由静止释放，b物体下落h高度时的速度为v，若在a的下方挂一个与a相同的物体，由静止释放，b向上运动距离为h时的速度大小仍为v，则a与b的质量之比为()a12 b23c. 2 d.38、如图所示，一长为2l的轻杆中央有一光滑的小孔o，两端各固定质量为2m和m的a、b两个小球，光滑的铁钉穿过小孔垂直钉在竖直的墙壁上，将轻杆从水平位置由静止释放，转到竖直位置，在转动的过程中，忽略一切阻力.下列说法正确的是()a.杆转到竖直位置时，a、b两球的速度大小相等，为b.杆转到竖直位置时，杆对b球的作用力向上，大小为mgc.杆转到竖直位置时，b球的机械能减少了mgld.由于忽略一切摩擦阻力，a球机械能一定守恒9、如图所示，在竖直方向上a、b两物体通过劲度系数为k=16 n/m的轻质弹簧相连，a放在水平地面上，b、c两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连，c放在倾角=30的固定光滑斜面上，用手拿住c，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细绳竖直，cd段的细绳与斜面平行.开始时整个系统处于静止状态，释放c后它沿斜面下滑，a刚离开地面时，b获得最大速度.已知a、b的质量均为m=0.2 kg，重力加速度取g=10 m/s2，细绳与滑轮之间的摩擦不计，求:(1)从释放c到a刚离开地面时，物体b上升的高度;(2)物体c的质量;(3)释放c到a刚离开地面时，在此过程中细绳拉力对c物体做的功.10、如图所示，左侧为一个半径为r的半球形的碗固定在水平桌面上，碗口水平，o点为球心，碗的内表面及碗口光滑。右侧是一个固定光滑斜面，斜面足够长，倾角30。一根不可伸长的不计质量的细绳跨在碗口及光滑斜面顶端的光滑定滑轮两端上，绳的两端分别系有可视为质点的小球m1和m2，且m1m2。开始时m1恰在右端碗口水平直径a处，m2在斜面上且距离斜面顶端足够远，此时连接两球的细绳与斜面平行且恰好伸直。当m1由静止释放运动到圆心o的正下方b点时细绳突然断开，不计细绳断开瞬间的能量损失。(1)求小球m2沿斜面上升的最大距离x；(2)若已知细绳断开后小球m1沿碗的内侧上升的最大高度为 ，求 。第12讲 机械能1、cd详解：整个系统由静止开始加速上升，系统处于超重状态，弹簧伸长量变大，物块升高的高度小于h，选项a错误；对物块a由动能定理得，ekaw支w弹w重，选项b错误；物块a和弹簧组成的系统受重力ga、斜面对物块的支持力fna、木板b对弹簧的拉力f弹，物块a和弹簧组成的系统的机械能增加量等于除物块a的重力以外其他力做的功，选项c、d正确 2、c详解：根据动能定理，上升的过程中动能减少量等于小球克服重力和阻力做的功，为mghff h，小球上升和下降的整个过程中动能减少量和机械能的减少量都等于全程中克服阻力做的功，为2 ff h，a、b、d错，选c.3、b详解：当两个物块共同向上运动时弹簧弹力减小，弹簧弹力恰好为零时，两个物块的共同加速度为重力加速度，此时两个物块恰好分离，a物块做竖直上抛运动，由竖直上抛运动的规律可求得a、b分离时的初速度v2 m/s，当b回到弹簧原长位置时，弹簧弹力又恰好为零，弹簧在此过程中做功为零，b的动能与分离时的动能相同，速度仍为2 m/s，b正确。4、c详解： 运动过程中，弹簧和圆环组成的系统机械能守恒，因弹簧弹力对圆环做功，故圆环的机械能不守恒；对弹簧和圆环系统，根据机械能守恒定律知，当圆环滑到杆底端时，弹簧的弹性势能增大量等于圆环重力势能的减小量mgh，又因弹簧先被压缩后被拉伸，所以弹簧的弹性势能先增大后减小再增大；圆环到达杆底端时弹簧的弹性势能最大，此时圆环动能为零5、cd详解：小铁块a和b在下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，由mghmv2得v ，所以a和b到达底部时速率相等，故c、d均正确；由于a和b的质量不同，所以下滑过程中重力所做的功不相等，到达底部时的动能也不相等，故a、b错误。6、d详解：由题意根据力的平衡有magmbgsin ，所以mambsin 。根据机械能守恒定律mghmv2，得v，所以两物块落地速率相等，选项a错；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能变化量都为零，选项b错误；根据重力做功与重力势能变化的关系，重力势能的变化为epwgmgh，选项c错误；因为a、b两物块都做匀变速运动，所以a重力的平均功率为amag，b重力的平均功率bmbgcos()，因为mambsin ，所以ab，选项d正确。7、c详解： 对两个过程分别应用机械能守恒定律得：mbghmagh(mamb)v2，2maghmbgh(2mamb)v2，联立解得，选项c正确8、ab详解：在转动的过程中，a、b两球的速度大小相等，且系统的机械能守恒，则有2mgl-mgl=3mv2，得出v=，选项a正确.杆转到竖直位置时，b球在最高点，向心力f= mv2l =，又由牛顿第二定律有mg f杆 =，得出f杆 =，作用力向上，选项b正确.杆转到竖直位置时，b球的机械能减少量eb=mglmv2 =mgl，选项c错误.由于杆对a球做功，机械能不守恒，选项d错误.9、(1)0.25 m(2)0.8 kg(3)-0.6 j详解：(1)设开始时弹簧压缩的长度为xb得:kxb=mg设当物体a刚离开地面时，弹簧的伸长量为xa， 得:kxa=mg当物体a刚离开地面时，物体b上升的距离为h h=xa+xb解得:h=2mgk=0.25 m. (2)物体a刚离开地面时，物体b获得最大速度vm，加速度为0，设c的质量为m，对b有:t-mg-kxa=0对c有:mgsin -t=0解得:mgsin -2mg=0解得:m=4m=0.8 kg.(3)由于xa=xb，物体b开始运动到达最大速度的过程中，弹簧弹力做功为零且b、c两物体的速度大小相等，设为vm，物体c沿斜面下滑的距离s等于物体b上升的高度，所以s=hb、c系统的机械能守恒，有mgssin - mgh=12(m+m)vm2代入数据解得vm=1 m/s在此过程中对c由动能定理:mgssin +wt=12mvm2代入数据解得:wt = - 0.6 j.10、(1)x( )r (2)详解：(1)设重力加速度为g，小球m1到达最低