2014届高考物理第二轮复习方案 机械能1

1 20142014 届高考物理第二轮复习方案新题之机械能届高考物理第二轮复习方案新题之机械能 1 1 1 水平路面上行驶的汽车所受到的阻力大小与汽车行驶的速率成正比 若汽车从静止出 发 先做匀加速直线运动 达到额定功率后保持额定功率行驶 则在整个行驶过程中 汽 车 受到的牵引力大小与阻力大小关系图像正确的是 2 下列关于体育项目的说法正确的是 A 撑杆跳高 借助撑杆将人的动能转化成人的重力势能 故可跳得更高 B 短跑运动员跑鞋底部装有尖端向地的钢鞋 是为了增加鞋的弹力 C 跳板跳水 借助跳板的弹力 增大腾空高度 可增加做动作的时间 D 摩托车障碍赛 摩托车腾空后 落地时应前轮先着地 这样可以防止向前翻到 3 在 2012 年怀化市中学生篮球比赛中 张宇同学在最后一节三分线外投篮 空心入网 弹网后篮球竖直下落 为该队赢得了比赛 若空气阻力大小恒定 则下列说法能正确反 映球从出手到落地这一过程的是 A 篮球上升过程加速度小于g 下降过程加速度大于g B 篮球匀加速上升 变减速下降 C 篮球在上升过程中动能减少 下降时机械能增加 2 D 篮球在出手时的机械能一定大于落地时的机械能 4 如图所示 轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接 另一端与物体A相 连 物体A静止于光滑水平桌面上 右端接一细线 细线绕过光滑的 定滑轮与物体B相连 开始时用手托住B 让细线恰好伸直 然后由 静止释放B 直至B获得最大速度 下列有关该过程的分析正确的是 A B物体的机械能一直减小 B B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和 C B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量 D 细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量 答案 ABD 解析 把 AB 和弹簧看作一个系统 相同机械能守恒 在 B 下落直至B获得最大 速度过程中 A 的动能增大 弹簧弹性势能增大 所以B物体的机械能一直减小 选项 A 正确 由动能定理 B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和 选项 B 正 确 B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量与 A 动能增加量之和 选项 C 错 误 对 A 和弹簧组成的系统 由功能关系 细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成 的系统机械能的增加量 选项 D 正确 5 某滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB 均可看作斜面 甲 乙两名旅游者分别乘两 个完全相同的滑沙撬从A点由静止开始分别沿AB和AB 滑下 最后都停在水平沙面BC上 如 图所示 设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同 斜面与水平面连接处均可认为是圆滑 的 滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动 则下列说法中正确的是 A 甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程 B 甲在B点的动能一定等于乙在B 点的动能 C 甲在B点的速率一定等于乙在B 点的速率 B B C 3 D 甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移 答案 A 解析 由动能定理列方程计算可得两人最后都停在水平沙面B C上同一点 甲滑行 的总路程一定大于乙滑行的总路程 甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移 选项 A 正确 D 错误 甲在B点的动能一定大于乙在B 点的动能 甲在B点的速率一定大于乙 在B 点的速率 选项 BC 错误 6 如右图所示 水平面上放有质量均为 m l kg 的物块 A 和 B A B 与地面的动摩擦因数分 别为 1 0 4 和 1 0 1 相距l 0 75m 现给物块 A 一初速度使之向 B 运动 与此同时 给物块 B 一个 F 3 N 的水平向右的力 B 由静止开始运动 经过一段时间 A 恰好追上 B 且 二者速度相等 g 10 m s2 求 1 物块 A 的初速度大小 2 从开始到物块 A 追上物块 B 的过程中 力 F 对物块 B 所做的功 解析 14 分 1 设A经时间t追上B A B的加速度大小分别为a1 a2 由牛顿第二定律有 1mg ma1 1 分 a1 4 m s2 F 2mg ma2 1 分 a2 2 m s2 恰好追上时它们速度相同 则 2 分 tatav 210 追上时由路程关系有 v0t 2 分 ltata 2 2 2 1 2 1 2 1 由以上四式解得A的初速度大小为 v0 3 m s t 0 5 s 3 分 2 B运动的位移 s a2t2 0 25 m 2 分 2 1 F对物块B所做的功 W Fs 0 75 J 3 分 7 如图所示 水平传送带 AB 的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的 9 形固定轨道相 接 钢管内径很小 传送带的运行速度为 V0 6m s 将质量 m 1 0kg 的可看作质点的滑块 4 无初速地放到传送带 A 端 长度为 L 12 0m 9 字全高 H 0 8m 9 字上半部分圆弧半径 为 R 0 2m 滑块与传送带间的动摩擦因数为 0 3 重力加速度 g 10m s2 试求 1 滑块从传送带 A 端运动到 B 端所需要的时间 2 滑块滑到轨道最高点 C 时对轨道作用力的 大小和方向 3 若滑块从 9 形规道 D 点水平抛出后 恰 好垂直撞在倾角 60 的斜面上 P 点 求 P D 两点间的竖直高度 h 保留两位有效数字 1 在传送带上加速运动时 由牛顿第二定律 1 分 mamg 得 1 分 2 3smga 加速到与传送带达到同速所需要的时间 1 分 smavt 2 0 位移 1 分 mats62 1 2 1 之后滑块做匀速运动的位移mSLs6 12 所用的时间 1 分 svst1 022 故 1 分 sttt3 21 2 滑块由 B 到 C 的过程中动能定理 1 分 2 0 2 2 1 2 1 mvmvmgH c 在 C 点 轨道对滑块的弹力与其重力的合力为其做圆周运动提供向心力 设轨道对滑块 的弹力方向竖直向下 由牛顿第二定律得 1 分 RmvmgF cN 2 力方向竖直向下 1 分 NFN90 由牛顿第三定律得 滑块对轨道的压力大小为 N N 90N 1 分 方向竖直向上 1 分 3 滑块从 B 到 D 的过程中由动能定理得 1 分 22 2 1 2 1 2 Dp mvmvRHmg 在 P 点 1 分 60tan Dy vv 5 又 2 分 h 0 47m 1 分 g v h y 2 2 8 如图 16 所示 光滑斜面与水平面在B点平滑连接 质量为 0 20kg 的物体从斜面上的A点 由静止开始下滑 经过B点后进入水平面 设经过B点前后速度大小不变 最后停在水平 面上的C点 每隔 0 20s 通过速度传感器测量物体的瞬时速度 下表给出了部分测量数据 取g 10m s2 t s0 00 20 4 1 21 4 v m s 10 01 02 0 1 10 7 求 1 物体在斜面上运动的加速度大小 2 斜面上A B两点间的距离 3 物体在水平面上运动过程中 滑动摩 擦力对物体做的功 1 物体在斜面上做匀加速直线运动 设加速度为a1 则 a1 m s2 5 0m s2 3 分 2 0 4 0 0 10 2 0 t vvt 2 设物体滑到B点所用时间为tB 到达B点时速度大小为vB 在水平面上的加速度为 a2 则由数据表可知 a2 m s2 2 0 m s2 1 分 2 0 1 1 7 0 vB a1tB 1 分 1 1 vB a2 1 2 tB 1 分 解得tB 0 5s 1 分 设斜面上A B两点间的距离为xAB 则 xAB a1tB2 0 625m 1 分 2 1 3 设物体在水平面上运动过程中 滑动摩擦力对物体做的功为Wf 根据动能定理 Wf 0 J 0 625J 2 分 22 2 1 2 1 BC mvmv 2 5 220 0 2 1 9 如图 14 所示 质量为 2 0kg 的木块放在水平桌面上的A点 受到一冲量后以某一速度在 桌面上沿直线向右运动 运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点 已知木块与桌面间 的动摩擦因数为 0 20 桌面距离水平地面的高度为 图 16 C A B C AB 图 14 6 1 25m A B两点的距离为 4 0m B C两点间的水平距离为 1 5m g 10m s2 不计空气阻 力 求 1 木块滑动到桌边B点时的速度大小 2 木块在A点受到的冲量大小 解析 1 设木块在B点速度为vB 从B点运动到C点的时间为t 根据平抛运动的规律有 1 分 2 2 1 gth 1 分tvx B 解得 t 0 50s vB 3 0m s 2 分 2 设木块在A点的速度为vA 根据动能定理得 1 分 2 2 2 1 2 1 ABAB mvmvumgs 解得 vA 5 0m s 1 分 根据动量定理 木块在A点受到的冲量I mvA 0 10kgm s 2 分 10 如图所示 传送带的两个轮子半径均为 r 0 2m 两个轮子最高点 A B 在同一水平面 内 A A B B间 距离 L 5m 半径 R 0 4 的固定 竖直光滑圆轨道与传送带相切于 B 点 C C 点是圆轨道的最高点 质 量 m 0 1kg 的小滑块与传送带之间的动摩擦因数 0 4 重力加速 度 g 10m s2 求 1 传送带静止不动 小滑块以水平速度 v0滑上传送带 并能够运动到 C 点 v0至少多 大 2 当传送带的轮子以 10rad s 的角速度匀速转动时 将小滑块无初速地放到传送 带 上的A A点 小滑块从 A 点运动到B B点的时间 t 是多少 3 传送带的轮子以不同的角速度匀速转动 将小滑块无初速地放到 传送带上的 A 点 小滑块运动到 C 点时 对圆轨道的压力大小不同 最大压力 Fm是多大 解 1 设小滑块能够运动到 C 点 在 C 点的速度至少为 v 则 mg m 2 分 2 v R 7 mv2 mv02 2mgR mgL 2 分 1 2 1 2 解得 v0 2m s 1 分 15 2 设传送带运动的速度为 v1 小滑块在传送带上滑动时加速度是 a 滑动时间是 t1 滑 动过程中通过的距离是 x 则 v1 r 1 分 ma mg 1 分 v1 at1 1 分 x at12 1 分 1 2 解得 v1 2m s a 4m s2 t1 0 5s x 0 5m 由于 x L 所以小滑块还将在传送带上与传送带相对静止地向 B 点运动 设运动时间为 t2 则 L x v1t2 2 分 解得 t2 2 25s 则 t t1 t2 2 75s 2 分 3 轮子转动的角速度越大 即传送带运动的速度越大 小滑块在传送带上加速的时间 越长 达到 B 点的速度越大 到 C 点时对圆轨道的压力就越大 小滑块在传送带上一直加速 达到 B 点的速度最大 设为 vBm 对应到达 C 点时的速度为 vcm 圆轨道对小滑块的作用力为 F 则 vBm2 2aL 2 分 mvCm2 mvBm2 2mgR 2 分 1 2 1 2 mg F m 1 分 2 mC v R Fm F 1 分 解得 Fm 5N 1 分 11 如图甲所示 竖直平面内的光滑轨道由倾斜直轨道AB和圆轨道BCD组成 AB和BCD相切 于B点 CD连线是圆轨道竖直方向的直径 C D为圆轨道的最低点和最高点 已知 BOC 30 可视为质点的小滑块从轨道AB上高H处的某点由静止滑下 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 8 g 10m s2 求 1 滑块的质量和圆轨道的半径 2 是否存在某个H值 使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的 点 若存在 请求出H值 若不存在 请说明理由 1 mg H 2R mvD2 1 分 1 2 F mg 1 分 mvD2 R 得 F mg 2mg H 2R R 取点 0 50m 0 和 1 00m 5 0N 代入上式得 m 0 1kg R 0 2m 2 分 2 假设滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB上与圆心等高的E点 如图所示 OE R sin30 x OE vDPt 1 分 R gt2 1 2 得到 vDP 2m s 1 分 而滑块过 D 点的临界速度 vDL m s 1 分 gR2 由于 vDP vDL 所以存在一个H值 使得滑块经过最高点D后能直接落到直轨道AB 上与圆心等高的点 1 分 mg H 2R mvDP2 1 分 1 2 得到 H 0 6m 1 分 12 如图所示 水平桌面上有一轻弹簧 左端固定在 A 点 弹簧处于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 8 m 的圆环剪去了左 上角 135 的圆弧 MN 为其竖直直径 P 点 M N A C B D R P R 450 F N H m 1 000 750 500 25 7 5 5 0 2 5 O 乙 第 18 题图 甲 C D A A H O ABA D A BA A H O A C ED A 9 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 的物块将弹簧也缓慢压缩 到C点释放 物块过 B 点后其位移与时间的关系为 x 6t 2t2 物块从桌面右边缘 D 点飞 离桌面后 由 P 点沿圆轨道切线落入圆轨道 g 10 m 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在水平桌面上运动过程中克服摩擦力做的功 解 1 设物块由D点以初速度vD做平抛 落到P点时其竖直速度为vy 有 2gR 2 y v 而 vy vDtan45 解得 vD 4m s 2 分 设平抛运动时间为t 水平位移为x1