高考物理人教版100考点最新模拟题千题精练专题6.6与连接体相关的能量问题

1、名校名 推荐100 考点最新模拟题千题精练6-6一选择题1. （ 2018 安徽合肥三模） 如图所示，倾角为 30的足够长斜面与水平面平滑相连，水平面上用轻杆连接的小球 a、b 以速度向左运动，小球质量均为m，杆长为l ，当小球b 到达斜面上某处p 时速度为零。不计一切摩擦，重力加速度为g。则下列说法正确的是a. p与水平面的高度差为b. p与水平面的高度差为c. 两球上滑过程中杆对a 球所做的功为d. 两球上滑过程中杆对a 球所做的功为【参考答案】ad【易错剖析 】解答此题常见错误主要有：一是对连接体系统没有正确运用机械能守恒定律；二是没有正确隔离 a 球，正确运用动能定理。2.（ 2018

2、 华大新高考联盟11 月测评）固定的光滑斜面轨道ab 的末端连接着光滑水平轨道bc，有直径均为d 的六只相同的钢球排放在斜面轨道上，被挡板顶住处于静止状态。已知斜面轨道的倾角为 ，水平轨道bc的长度为3d，且不计钢球经过b 点连接体的能量损耗。当抽去挡板后， 从钢球开始下滑到最终落在水平地面的过程中a1 号球的机械能守恒b 6 号球的机械能不守恒c钢球落在地面上共有6 个落点d钢球落在地面上共有4 个落点1名校名 推荐【参考答案】bd3（ 2018 广州一模） 如图， 质量为 1kg 的小物块从倾角为30、长为 2m 的光滑固定斜面顶端由静止开始下滑，若选初始位置为零势能点，重力加速度取10m

3、/s2，则它滑到斜面中点时具有的机械能和动能分别是a 5j， 5jb 10j， 15jc 0，5jd 0， 10j【参考答案】 c【命题意图】本题考查机械能守恒定律、动能、重力势能及其相关的知识点。【名师解析】小物块沿光滑固定斜面下滑，机械能守恒，初始位置为零势能点，机械能为零，它滑到斜面中点时具有的机械能仍然为零。它滑到斜面中点时，重力势能为ep=-mg 1lsin30 =-5j，根据机械能守2恒定律，它滑到斜面中点时，动能为5j，选项 c 正确。4、(2017 江西三市六校联考 ) 如图所示，两质量均为m 1 kg 的小球 1、 2( 可视为质点 ) 用长为 l 1.0 m的轻质杆相连，

4、水平置于光滑水平面上，且小球 1 恰好与光滑竖直墙壁接触，现用力 f 竖直向上拉动小球 1，当杆与竖直墙壁夹角 37时，小球2 的速度大小 v 1.6 m/s ，sin 37 0.6 ， g10 m/s 2，则此过程中外力 f 所做的功为 ()a 8 jb 8.72 jc 10 jd 9.28 j【参考答案】c2名校名 推荐5. 如图所示，三个小球a、 b、 c 的质量均为m， a 与 b、 c 间通过铰链用轻杆连接，杆长为l， b、 c 置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长现a 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角 由 60变为 120， a、 b、c 在同一竖直平面内运动，弹簧在

5、弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g则此下降过程中（）a.a 的动能达到最大前，b 受到地面的支持力小于mgb.a 的动能最大时，b 受到地面的支持力等于mgc. 弹簧的弹性势能最大时， a的加速度方向竖直向下d. 弹簧的弹性势能最大值为mgl【参考答案】 a,b【名师解析】 a 的动能最大时，设b 和 c 受到地面的支持力大小均为f，此时整体在竖直方向受力平衡，可得 2f=3mg，所以 f=；在 a 的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以b 受到地面的支持力小于mg，故 a、 b 正确；当 a 达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，a 的加速度方向向上，故c 错误；a

6、 下落的高度为： h=lsin60 lsin30 ，根据功能关系可知，小球a 的机械能全部转化为弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性势能最大值为ep=mgh=mgl，故 d 错误6( 2016 四川外国语学校高三月考) 如图所示，汽车通过轻质光滑的定滑轮，将一个质量为m 的物体从井中拉出，绳与汽车连接点距滑轮顶点高a，开始时物体静止，滑轮两侧的绳都竖直绷紧，汽车以v 向右匀速运动，运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30，则 ()3名校名 推荐a 从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mgh32b从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mgh 8mvc在绳与水平夹角为30时，拉力功率为mgv3d在绳与水平

7、夹角为30时，拉力功率大于2 mgv【参考答案】bd【名师解析】将汽车的速度沿着绳子和垂直绳子方向分解如图所示，货物速度为 v vcos ，由于 逐渐变小，故货物的速率增大，当30时，货物速度为 v3货货 2 v，123230时，根据动能定理得， wmgh 2mv ，联立解得， w mgh8mv，a 错误， b 正确；在绳与水平夹角为f货f拉力的功率为p fv33货2 fv，由于货物的加速度向上，故拉力大于重力，p 2 mgv，c 错误， d 正确。7.(2016 安徽安庆高三月考)如图所示，质量为m 的 a、 b 两球固定在轻杆的两端，杆可绕o 点在竖直面内无摩擦转动，已知两物体距o 点的距

8、离l1 l 2，现在由图示位置静止释放，则在a 下降过程中 ()a 杆对 a 不做功b杆对 b 不做功c杆对 a 做负功d杆对 b 做负功4名校名 推荐【参考答案】 c8 (2016 江苏盐城一模 )如图所示， b 物体的质量是a 物体质量的1，在不计摩擦阻力的情况下，a 物体自2h 高处由静止开始下落。 以地面为参考平面， 当物体a 的动能与其势能相等时， 物体 a 距地面的高度是 ()12a. 5hb. 5h41c.5hd.3h【参考答案】b9.(2016 山西太原高三期末)如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各拴有一杂技演员(可视为质点 )。a 站在地面， b 处于高台上，此时绷紧的

9、细绳间夹角为60且左侧细绳竖直。若b 从图示位置由静止开始摆下，当 b 摆至最低点时，a 刚好对地面无压力。不考虑空气阻力，则a 与 b 的质量之比为 ()a 11b 2 1c 3 1d 4 1【参考答案】b12v2【名师解析】 b 下落过程中机械能守恒，有mbgl(1 cos 60) 2mbv ，在最低点有ftb mbg mb l ，联立解得， ftb 2mbg，当 a 刚好对地面无压力时有fta mag，又 fta ftb，所以 ma mb21，故 b 正确。10 (2016 湖北黄冈期中 )如图所示，将质量为2 m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光

10、滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d，杆上的a 点与定滑轮等高，杆上的 b 点在 a 点下方，距离a 的高度为d。现将环从a 点由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是 ()5名校名 推荐da 环到达 b 点时，重物上升的高度h 2b环到达 b 点时，环与重物的速度大小之比为22c环从 a 点到 b 点，环减少的机械能大于重物增加的机械能4dd环能下降的最大高度为3【参考答案】 d11 (2016 浙江宁波高三月考 )如图所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球a 和 b，跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆上，质量为3 m 的 a 球置于地面上，质量为m 的 b 球从水平位置静止

11、释放，当a球对地面压力刚好为零时，b 球摆过的角度为 。下列结论正确的是 ()a 90b 45c b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率先增大后减小d b 球摆动到最低点的过程中，重力对小球做功的功率一直增大【参考答案】ac12【名师解析】 假设小球 a 静止不动， 小球 b 下摆到最低点的过程中，由机械能守恒有mgr 2mv，在最低点，6名校名 推荐有 v2，联立解得，3，故a小球一直保持静止，假设成立，当小球b摆到最低点时，小球afmg mrfmg恰好对地无压力，a 正确， b 错误；小球 b 加速下降过程， 速度与重力的夹角不断变大，刚开始， 速度为零，故功率为零，最后重力与速

12、度垂直，功率也为零，故功率先变大后变小，c 正确， d 错误。12.( 2016 湖南衡阳五校高三联考 )如图所示，有一光滑轨道abc， ab 部分为半径为r 的1圆弧， bc 部分水4平，质量均为 m 的小球 a、b 固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为r，不计小球大小。开始时a 球处在圆弧上端 a 点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，则下列说法正确的是()a a 球下滑过程中机械能保持不变b b 球下滑过程中机械能保持不变c a、 b 球滑到水平轨道上时速度大小为3grd从释放 a、 b 球到 a、b 球滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为mgr2【参考答案】 cd13. (

13、2016 山西太原高三一模 )如图，质量分别为m 和 2m 的两个小球 a 和 b，中间用长为2l 的轻杆相连，在杆的中点 o 处有一固定水平转动轴，把杆置于水平位置后由静止释放，在b 球顺时针转动到最低位置的过程中 ()a a、 b 两球的角速度大小始终相等b重力对b 球做功的瞬时功率一直增大2c b 球转动到最低位置时的速度大小为3gl7名校名 推荐d杆对 b 球做正功， b 球机械能不守恒【参考答案】ac14(2015 新课标全国 ，21) 如图，滑块a、b 的质量均为m，a 套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b 放在地面上，a、b 通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动，不计摩擦

14、，a、 b 可视为质点，重力加速度大小为g。则 ()a a 落地前，轻杆对b 一直做正功b a 落地时速度大小为2ghc a 下落过程中，其加速度大小始终不大于gd a 落地前，当 a 的机械能最小时， b 对地面的压力大小为mg【参考答案】 bd【名师解析】滑块 b 的初速度为零，末速度也为零，所以轻杆对b 先做正功，后做负功，选项a 错误；以滑块 a、 b 及轻杆为研究对象，系统的机械能守恒，当a 刚落地时， b 的速度为零，则12mgh 2mv 0，即 vaa 2gh，选项 b 正确； a、 b 的先后受力如图所示。由a的受力图可知，a下落过程中，其加速度大小先小于g后大于 ，选项 c

15、错误；当a落地前b的加速度g为零 ( 即轻杆对 b 的作用力为零 ) 时， b 的机械能最大， a 的机械能最小，这时b 受重力、支持力，且fnbmg，由牛顿第三定律可知， b 对地面的压力大小为mg，选项 d 正确。二计算题8名校名 推荐1 (2016 山东菏泽高三月考)(20 分 )质量均为 m 1 kg 的物体 a 和 b 分别系在一根不计质量的细绳两端，绳子跨过固定在倾角为 37的斜面顶端的定滑轮上，斜面固定在水平地面上，开始时把物体b 拉到斜面底端，这时物体a 离地面的高度为h 1 m，如图所示。若斜面足够长，b 与斜面、细绳与滑轮间的摩擦不计，从静止开始放手让它们运动。(g 取 1

16、0 m/s2)求：(1) 物体 a 着地时的速度大小；(2) 若物体 a 着地瞬间物体b 与细绳之间的连接断开，则从此时刻起物体b 又回到斜面的底端所需的时间。答案 (1)2 m/s(2)1 s2 (2016 安徽安庆高三月考 )(20 分 )如图所示，在竖直方向上a、b 两物体通过劲度系数为k 的轻质弹簧相连， a 放在水平地面上；b、 c 两物体通过细线绕过轻质定滑轮相连，c 放在固定的光滑斜面上。用手拿住c，使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab 段的细线竖直、 cd 段的细线与斜面平行。已知a、 b 的质量均为 m，斜面倾角为 37，重力加速度为g，滑轮的质量和摩擦不计，开始时整个系统

17、处于静止状态。c释放后沿斜面下滑，当 a 刚要离开地面时，b 的速度最大， (sin 37 0.6， cos 37 0.8)求：(1) 从开始到物体a 刚要离开地面的过程中，物体c 沿斜面下滑的距离；(2) c 的质量；(3) a 刚要离开地面时， c 的动能。【名师解析】(1) 设开始时弹簧压缩的长度为xb，则有 kxb mg设当物体a刚要离开地面时，弹簧的伸长量为xa，则有 kx a mg当物体 a 刚要离开地面时，物体b 上升的距离与物体c沿斜面下滑的距离相等，为：9名校名 推荐h xa xb2mg解得： hk(3) 解法一：由于xa xb，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹

18、簧弹力做功为零，且物体a刚要离开地面时，b、 c两物体的速度相等，设为v0，由动能定理得：12mcghsin mgh w弹 2( m mc) v0 0其中 w弹 02212mg解得： v0 13k2 21 2 20mg所以 ekc 2mcv0 13k解法二：根据动能定理，对 c： mcghsin wtek c0对 b： wt mgh w弹 ekb 0其中 w弹 0kcc10又：emekbm322解得：kc20mge13k2mg10m2220mg答案(1)k(2) 3(3)13k3（ 2016 石家庄二模）左侧竖直墙面上固定半径为r=0.3m 的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心o等高处固定一光滑直杆。质量为ma=100g 的小球 a 套在半圆环上，质量为mb=36g 的小球 b 套在直杆上。二者之间用长为l=0.4m 的轻杆通过两铰链连接。现将 a 从圆环的最高处由静止释放，使 a 沿圆环自由下滑，不计一切摩擦， a、b 均视为质点，重力加速度g=10m/s2。求：（ 1）小球 a 滑到与圆环的圆心o 等高的 p 点时向心力的大小；(2) 小球 a 从 p 点下滑至杆与圆环相切的q 点的过程中，杆对滑块b 做的功。10名校名 推荐【名师解析】（ 1）（ 5 分）当 a 滑到与 o 同高度 p 点时， a 的速度 v