2019年高考物理试题分类汇编：机械能

1、2019年高考物理试题分类汇编：机械能1 （2018福建卷）如图，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) 2R (B) 5R/3答案：C,(C) 4R/3(D) 2R/35. （2018上海卷）.位于水平面上的物体在水|').J j! i)Ji. u j'.i.j. I). uJi.i. 1.1.1. J r I. JJ. 1.1.1.1A.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 .

2、重力做功的平均功率相同答案：D2. （2018天津卷）.如图甲所示，静止在水平地面的物块A,受到水平向右的拉力 F作用，F与时间t的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等，则A. 0 - t 1时间内F的功率逐渐增大B. t2时刻物块A的加速度最大C. 12时刻后物块A做反向运动D. t3时刻物块A的动能最大解析：由F与t的关系图像0t1拉力小于最大静摩擦力物块静止 F的功率为0, A错误；在t112阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速 度增大的加速运动， 在t 2t 3阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动，在t 2时刻加速度最大，B正确，C错误；在t

3、1t 3物块一直做加速运动，在 t3t4拉力小于最 大静摩擦力物块开始减速，在时刻速度最大，动能最大，D正确。答案BD3. （2018上海卷）.质量相等的均质柔软细绳 A、B平放于水平地面，绳 A较长。分别捏住 两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为hA、hB,上述过程中克服重力做功分别为 W、W。若（）（A） hA= hB,则一定有W= W（B）hA>hB,则可能有Wv W（C） hA< hB,则可能有W= W（D）hA>hB,则一定有W> W答案：B4. （2018上海卷）.如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面

4、上半径为 R有光滑圆柱，A的质量为B的两倍。当B位于地面时, 恰与圆柱轴心等高。将 A由静止释放，B上升的最大高度是（）平恒力F1作用下，做速度为 V1的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力F2,物体做速度为V2的匀速运动，且 F1与F2功率相同。则可能有（(A) F2= Fl , V1 > V2(C) F2>Fi, Vi>V2 答案：B、D,(B) F2= Fl , V1< V2(D) F2VF1, V1VV26. （2018安徽卷）.如图所示，在竖直平面内有一半径为 R的圆弧轨道，半彳5 0A水平、OB小球沿轨道到达最高竖直，一个质量为 m的小球自A的正上方P点由静止

5、开始自由下落,点B时恰好对轨道没有压力。 小球从P到B的运动过程中 A.重力做功2mgRB.机械能减少mgRC.合外力做功mgR1_D.克服摩擦力做功-mgR 2已知AP =2 R,重力加速度为g ,则（）16D;解析：小球从P到B高度下降R故重力做功小球对轨道恰好无压力，由重力提供向心力得 点所在平面为零势能面，易知mgR A错。在B点VB 丁函，取B机械能减少量RO2R1W=- mv221B = mgR,C 错。 2121E=mgR mvB = mgR, B错。由动能te理知合外力做功 2212 -1.根据动能th理 mgR - Wf = - mv B - 0 可得wf = mgR , d

6、选项正确。227. （2018江苏卷）.如图所示，细线的一端固定于 O点，另一端系一小球，在水平拉力作用A.B.C.D.OBF下，小球以恒定速率在竖直平面内由 力的瞬时功率变化情况是 逐渐增大逐渐减小先增大，后减小先减小，后增大.A点运动到B点，在此过程中拉【解析】设F与速度V的夹角为日，则P = FvcosB ,力的分解，在切线上（速度方向上） 合力为0,即mg sin日=F cos6 ,所以P = mg sin日，随0增大，P增大。8. （2018海南卷）.一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上，从 t=0时起，第1秒内受到 2N的水平外力作用，第 2秒内受到同方向的1N的外力作用。下列判

7、断正确的是9A. 02s内外力的平均功率是 一W4B.第2秒内外力所做的功是5J4C.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是-5答案；CD解析：由动量定理求出 1s末、2s末速度分别为：vi=2m/s、V2=3m/s故合力做功为1w=-mv2,w 4.5 一八= 4.5J功率为p=w=1.5w 1s末、2s末功率分别为：4wat 33w第1秒内与第2秒动能增加量分别为:1212 12mv1 =2J、 mv2 - mv1 =2.5J ,比值：4： 52229. (2018全国理综).(20分)一探险队员在探险时遇到一山沟， 山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状

8、。此队员从 山沟的竖直一侧，以速度 vo沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示，以沟底的。点为原点建立坐标系Oxy。已知，山沟竖直一侧的高度为2h,坡面的抛物线方程为 v=M,探险队员的质量为ml人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为go(1) 求此人落到破面试的动能；(2) 此人水平跳出的速度为多大时, 少？【解析】MI1他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多(1)平抛运动的分解1 , 2x = v0t , y = 2h gt ,得平抛运动的轨迹万程 2y = 2h -gyx2,此方程与坡面的抛物线方程为2v；y二二打 的交点为2 24h Vox -2，Vo gh2hv；v2gh1 2_根据机

9、械能寸恒，mg 2 h mv 2 = mgy ' Ek2解得Ek =2mgh/mv。2-竽四2 v2 gh0,解得当(3)(2)求 Ek " 2mgh 1mv2 - 2mghv0 关于Vo的导数并令其等于2Vo gh动能的最小此人水平跳出的速度为 v0 = J3gh时，他落在坡面时的动能最小,2 271 6mg h值为 Ekmin =-mgh /2v2gh（4）10. （2018 广东卷）.（18 分）图18 (a)所示的装置中，小物块 A、B质量土匀为m,水平面上PQ段长为l ,与物块间的动 摩擦因数为 科，其余段光滑。初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为 r的连杆位于图

10、 中虚线位置；A紧靠滑杆(A B间距大于2r)。随后，连杆以角速度 匀速转动，带动滑 杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18 (b)所示。A在滑杆推动下运动，并在脱离滑 杆后与静止的B发生完全非弹性碰撞。(1)求A脱离滑杆时的速度 u。，及A与B碰撞过程的机械能损失 A E。(2)如果AB不能与弹簧相碰，设AB从P点到运动停止所用的时间为 3,求3得取值范围, 及t1与3的关系式。(3)如果AB能与弹簧相碰，但不能返回道P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为日，求3的取值范围，及Ep与3的关系式(弹簧始终在弹性限度内)。答案：解：(1)由题知，A脱离滑杆时的速度 uo=co r

11、设A、B碰后的速度为V1,由动量守恒定律m u o=2m V11c 1cA与B碰撞过程损失的机械能 Ae = mu0 - M2mv1 22.一1 c c斛得 E m r8（2） AB不能与弹簧相碰，设AB在PQ上运动的加速度大小为 a,由牛顿第二定律及运动学规 律-2mg =2ma v 1=at1x = V1t12由题知x三l一4lr联立解得0 ：二- -t1 =rt12Jg1c（3） AB能与弹黄相碰 2 2mgl < x 2mv11c不能返回道P点左侧2 2mg 2l至一M2mv；解得rrAB在白Q点速度为V2, AB碰后到达Q点过程，由动能定理1212- J 2mgl =一 2mv

12、22mv122AB与弹簧接触到压缩最短过程，由能量守恒2Ep2mv22 2解得 Ep =m（一8 gl） p411. （2018 四川卷）.（16 分）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为 80%勺皮带，带动效率为 60%勺离心水泵工作。工作电压为380V,此时输入电动机的电功率为9kW电动机的内阻为 0.4 0。已知水的密度为1Xl0 3kg/m3,重力2加速度取10m/s。求：（1） 电动机内阻消耗的热功率；（2）将蓄水池蓄入864岳的水需要的时间（不

13、计进、出水口的水流速度） 。23.解：（l）设电动机的电功率为 P,则P=UI设电动机内阻r上消耗的热功率为 Pr,则Pr=I2r代入数据解得Pr=1 x 10 3W说明：式各2分，式3分。（2）设蓄水总质量为 M,所用抽水时间为t o已知抽水高度为h,容积为V,水的密度为p , 则M=p V设质量为M的河水增加的重力势能为 Ep,则EpuMgh设电动机的输出功率为P。，则Pc=P-Pr根据能量守恒定律得F0t X 60%< 80%W Ep代人数据解得 t=2 X10 4s说明：式各1分，式各2分，式3分。12. （2018安徽卷）.（14分）质量为0.1 kg的弹性球从空中某高度由静止

14、开始下落，该 下落过程对应的V-1图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前 的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为m/s2,求：(1)弹性球受到的空气阻力f的大小；(2)弹性球第一次碰撞后反弹的高度h。22. (1)0.2N ; (2)0.375m解析：(1)由vt图像可知：小球下落作匀加速运动，a = = 8m/ s2t由牛顿第二定律得：mgf = maf解得=m(g a) = 0,2 N3 一 .(2)由图知：球洛地时速度 v=4m/s,则反弹时速度 v，= v = 3m/s4设反弹的加速度大小为 a，由动能定理得 ,_12-(mg f)h = 0 - - mv解得 h

15、-0.375m13. (2018 安徽卷).(20 分)如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定， 右端连接着质量M=2kg的小物块Ao装置的中间是水平传送带，它与左右两边的台面等高，并能平滑对接。传送带始终以u=2m/s的速度逆时针转动。装置的右边是一光滑的曲面，质量 m=1kg的小物 块B从其上距水平台面 h=1.0m处由静止释放。已知物块 B与传送带之间的摩擦因数 科 =0.2,l =1.0m 。设物块A、B中间发生的是对心弹性碰撞，第一次碰撞前物块A静止且处于平衡状态。取g=10m/s2。I长-l(1) 求物块B与物块A第一次碰撞前的速度大小；(2)通过计算说明物块

16、 B与物块A第一次碰撞后能否运动到右边曲面上？(3)如果物块A B每次碰撞后，物块A再回到平衡位置时都会立即被锁定，而当他们再次碰撞前锁定被解除，试求出物块B第n次碰撞后运动的速度大小。答案：.(1) 4m/s(2)不能滑到右边的曲面上4,(3)m / s3n解：(1)设B滑到曲面底部速度为 v,根据机械能守恒定律，mgh = 1 mv2 得 v = J 2gh = 2V5m/s 2由于v>u,B在传送带上开始做匀减速运动。设B 一直减速滑过传送带的速度为v1 1c 1 c由动能th理的 -mgl = mv1 - - mv解得 v1 = v2 -2/gl =4m/s由于V1仍大于u,说明

17、假设成立，即 B与A碰前速度为4m/s(2) 设地一次碰后 A的速度为vA1, B的速度为vB1 ,取向左为正方向，根据动量守 恒定律和机械等守恒定律得：mv1 = MvA1 mvB11 2 1212mv1 =MvA1mvB12 22V14斛信 vb 1 =- 二- m / s334上式表明B碰后以4 m/s的速度向右反弹。滑上传送带后做在摩擦力的作用下减速，设向3左减速的最大位移为 Xm ,由动能定理得：-mgxm = 0 - 1mvB24解得xm = m9因Xm<l ,故B不能滑上右边曲面。(3) B的速度减为零后，将在传送带的带动下向左匀加速，加速度与向右匀减速时相同，4且由于VB

18、1小于传送带的速度 u,故B向左返回到平台上时速度大小仍为一m/s。由于第一3次碰撞仍为对心弹性碰撞，故由( 2)中的关系可知碰后 B仍然反弹，且碰后速度大小仍为B碰前的,即 vB2=1vBi = 1 mm/s333232同理可推：B每次碰后都将被传送带带回与A发生下一次碰撞。则 B与A碰撞n次后反弹，、一，4速度大小为一m/s。3n14. (2018江苏卷).(10分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数，小亮设计了如图所示的装置进行实验，实验中，当木块 A位于水平桌面上的 。点 时，重物B刚好接触地面，将 A拉到P点，待B稳定后静 止释放，A最终滑到Q点，分别测量OP OQ的长度h和s, 重复

19、上述实验，分别记录几组实验数据(1)实验开始时，发现 A释放后会撞到滑轮，请提出两 个解决方案；h (cm)20.01 30.040.050.060.0s (cm)19.5128.539.048.056.5(3)实验测得 A、B的质量分别为 m=0.40kg、M=0.50kg , 根据s-h图像可计算出 A木块与桌面间的动摩擦因数(2)请根据下表的实验数据作出s-h关系图像科= (结果保留一位有效数字)(4)实验中，滑轮轴的摩擦会导致科的测量结果 (选填“偏大”、或“偏小”【解析】(3)在B下落至临落地时，据动能定理，有12MghNmgh=(M +m)v ,2在B落地后，A运动到Q,据动能定理

20、,12有Nmgs = 0 - mv ,解得：N =2Mh(M m)s mh将 M = 0.5kg , m= 0.4kg 代入得 N5h9s 4h,从s h图象得斜率k =1.04 ,9 -s 4即9=1.04,代入上式得 h本题易错点：认为Mgh 一 Nmg(h +s) = 0 ,(4)滑轮组的摩擦会导致0 =0.4。A/B末速度都为0 解得N=0.6。S偏小，从而N偏大。【答案】(1)减小B的质量，增加细线的长度, 的质量，降低B的起始高度。(2)如图(3)(4)0.4偏大15. (2018江苏卷).(16分)某缓冲装置的理 想模型如图所示，劲度系数足够大的轻质弹簧 与轻杆相连，轻杆可在固定

21、的槽内移动，与槽 间的滑动摩擦力恒为f,轻杆向右移动不超过 时，装置可安全工作，一质量为m的小车若以* rm加-PsfaBBa-或增大A轻杆速度v0撞击弹簧，将导致轻杆向右移动l/4 ,轻杆与槽间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，且不计小车与地面的摩擦。(1)若弹簧的劲度系数为 k,求轻杆开始移动时，弹簧的压缩量x；(2)为这使装置安全工作，允许该小车撞击的最大速度Vm(3)讨论在装置安全工作时，该小车弹回速度v与撞击速度v的关系【答案】(1)轻杆开始移动时，弹簧的弹力F=kx 且F=f(2)设轻杆移动前小车对弹簧所做的功为WW则小车从撞击到停止的过程中，动能定理小车以V0撞击弹簧时小车以Vm撞击弹

22、簧时,l12-f.- -W = 0 -mv0(J4212一 fl -W = 0 mvm 2解 =»2 2m(3)设轻杆恰好移动时，小车撞击速度为12mv1 =W 里2由解得vi =Jv02f2m当 v【：v02 -f-时，v' = v2m2 fl2 3 flVoV ；：，V。 1 2m . 2m时,16. (2018重庆卷).(16分)题23图所示为一种摆式摩擦因之 可测量轮胎与地面间动摩擦因数，其中主要部件有：底 部固定有轮胎橡胶片的摆锤和连接摆锤的轻质细杆。摆 锤的质量为m,细杆可绕轴 O在竖直平面内自由转动， 摆锤重心到。点的距离为L.测量时，测量仪固定于水 平地面，将

23、摆锤从与 0等高的位置由静止释放。摆锤到 最低点附近时，橡胶片紧压地面擦过一小段距离s(s<<L),测量仪,之后继续摆动至与坚直方向成。角的最高位置。若摆锤对 地面的压力可视为大小为 F的恒力，重力加速度为 g,求 摆锤在上述过程中损失的机械能 在上述过程中摩擦力对摆锤所做的功 橡胶片与地面间的动摩擦因数23. （16 分）损失的机械能A E= mgLcosO摩擦力做的功 Wf = -mgL cos v动摩擦因数= mgL cos6 /FS17. (2018 福建卷).(19 分)如图，用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为 P

24、,小船的质量为 m小船受到的阻力大小恒为 f,经过a点时的速度 大小为V。，小船从A点沿直线加速运动到 B点经历时间为t1, A、B两点间距离为d,缆绳质 量忽略不计。求：(2)小船经过B点时的速度大小 v1；(3)小船经过B点时的加速度大小 a。21答案:(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功wf ；分） I M晶丁点运动到8点克服阻力做功W广拉（2）小轮从A京运动到B点.电动讥帝引爆对小聒做功犷=岫由动能定理布由g®式解得即；=,%+2：设.0”3）设小船经过8点附绳的捷力大小为F.就与水平力询夹暇勺丸电池机辜引现的4章年与,利 P“u由牛顿第二定律芍r由式解带18. （2018海南卷）.现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上 A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为 M左端 由跨过轻质光