高考物理试题分类汇编 六、机械能.doc

机械能 一、选择题1.（全国新课标ii卷，16）小球p和q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，p球的质量大于q球的质量，悬挂p球的绳比悬挂q球的绳短将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点ap球的速度一定大于q球的速度bp球的动能一定小于q球的动能cp球所受绳的拉力一定大于q球所受绳的拉力dp球的向心加速度一定小于q球的向心加速度【答案】c【解析】 由动能定理可知， 由 ，则 a错 大小无法判断 b错受力分析 由得 则 c对 d错2.（全国新课标ii卷，21）如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于o点，另一端与小球相连现将小球从m点由静止释放，它在下降的过程中经过了n点，已知在m、n两点处，弹簧对小球的弹力大小相等且，在小球从m点运动到n点的过程中a弹力对小球先做正功后做负功b有两个时刻小球的加速度等于重力加速度c弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零d小球到达n点时的动能等于其在m、n两点的重力势能差【答案】bcd【解析】由题意可知在运动过程中受力如下小球的位移为mn则从 弹簧处于压缩态，则弹力做负功从 弹簧从压缩变为原长，弹力做正功从 弹簧从原长到伸长，弹力做负功，则a错在a点受力如下则 即，b对在b点弹簧处于原长则受力如下在a点时， 垂直于杆，则 ，c对从m到n小球与弹簧机械能守恒，则 即 由于m、n两点弹簧弹力相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则，即，d对.3.(四川卷，1)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1900j，他克服阻力做功100j。韩晓鹏在此过程中a动能增加了1900jb动能增加了2000jc重力势能减小了1900jd重力势能减小了2000j【答案】c【解析】由题可得，重力做功1900j，则重力势能减少1900j ，可得c正确d错误。由动能定理：可得动能增加1800 j，则a，b错误。4.（浙江卷，18）如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h，与水平面倾角分别为45和37的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，）。则a动摩擦因数b载人滑草车最大速度为c载人滑草车克服摩擦力做功为mghd载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为【答案】ab【解析】由动能定理得：，解得：，选项a正确；对前一段轨道：解得：，b正确；载人滑草车克服摩擦力做功2mgh,c错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度，d错误，选ab.二、填空题1.（天津卷，9）（1）如图所示，方盒a静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块b，盒的质量是滑块质量的2倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为；若滑块以速度v开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为 ；滑块相对盒运动的路程 。【答案】 【解析】试题分析：设滑块质量为m，则盒子的质量为2m；对整个过程，由动量守恒定律可得：mv=3mv共解得v共=由能量关系可知：解得：三、计算题1. （全国新课标i卷，25）（18分）如图，一轻弹簧原长为，其一端固定在倾角为的固定直轨道的底端a处，另一端位于直轨道上b处，弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于点，均在同一竖直平面内。质量为的小物块自点由静止开始下滑，最低到达点（未画出）随后沿轨道被弹回，最高到达点，。已知与直轨道间的动摩擦因数，重力加速度大小为。（取，）(1)求第一次运动到点时速度的大小。(2)求运动到点时弹簧的弹性势能。(3)改变物块的质量，将推至点，从静止开始释放。已知自圆弧轨道的最高点处水平飞出后，恰好通过点。点在点的左下方，与点水平相距、竖直相距，求运动到点时速度的大小和改变后的质量。【解析】（1）选为研究对象，受力分析如图：设加速度为，其垂直于斜面方向受力平衡：沿斜面方向，由牛顿第二定律得：且，可得：对段过程，由代入数据得点速度：（2）从点出发，最终静止在，分析整段过程；由到，重力势能变化量：减少的重力势能全部转化为内能。设点离点的距离为，从到，产热：由，联立、解得：；研究从点运动到点过程重力做功：摩擦力做功：动能变化量：由动能定理：代入得：由，到点时弹性势能为。（3）其几何关系如下图可知：，由几何关系可得，点在左下方，竖直高度差为，水平距离为。设从点抛出时速度为，到点时间为其水平位移：竖直位移：解得：研究从点到点过程，设此时质量为，此过程中：重力做功：摩擦力做功：弹力做功：动能变化量：由动能定理：将代入，可得：2.（全国新课标ii卷，25）（20分）轻质弹簧原长为2l，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l，现将该弹簧水平放置，一端固定在a点，另一端与物块p接触但不连接ab是长度为5l的水平轨道，b端与半径l的光滑半圆轨道bcd相切，半圆的直径rd竖直，如图所示，物块p与ab间的动摩擦因数用外力推动物块p，将弹簧压缩至长度l，然后放开，p开始沿轨道运动，重力加速度大小为g若p的质量为m，求p到达b点时的速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到ab上的位置与b点之间的距离；若p能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求p的质量的取值范围【解析】地面上，转化为，守恒，此时弹簧长度为l：能量守恒：即：动能定理：此后，物体做平抛运动：b点速度，落点与b点距离为假设物块质量为则：能量守恒：解得：若要滑上圆弧，则，即，解得若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下，则最高不能超过c点此时 假设恰好到达c点，则根据能量守恒：解得：故若使物块不超过c点，综上：3.（天津卷，10）我国将于2022年举办奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量m=60kg的运动员从长直助滑道末端ab的a处由静止开始以加速度匀加速滑下，到达助滑道末端b时速度，a与b的竖直高度差h=48m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点c处附近是一段以o为圆心的圆弧。助滑道末端b与滑道最低点c的高度差h=5m，运动员在b、c间运动时阻力做功w=-1530j，取（1）求运动员在ab段下滑时受到阻力的大小；（2）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则c点所在圆弧的半径r至少应为多大。【答案】（1）144 n（2）12.5 m 【解析】（1）在ab段匀加速运动：；代入数据可得（2）bc段：c处:则r=12.5m4.（江苏卷，14）（16分）如图所示，倾角为的斜面a被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块b相连，b静止在斜面上滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行a、b的质量均为m撤去固定a的