2022年高考物理真题分类汇编专题机械能 .pdf

学习好资料欢迎下载2014 年高考物理真题分类汇编专题6机械能2 2014 重庆卷 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的 k1和 k2倍，最大速率分别为v1和 v2，则 () Av2 k1v1B v2k1k2v1C v2k2k1v1D v2k2v12B解析 本题考查机车启动过程中功率的相关知识机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式PFv，Fkmg，可推出 Pk1mgv1k2mgv2，解得 v2k1k2v1，故 B 正确， A、C、D 错误152014 新课标卷 取水平地面为重力势能零点一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等不计空气阻力 该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为 () A.6B.4C.3D.51215B解析 由题意可知，mgh12mv20，又由动能定理得mgh12mv212mv20，根据平抛运动可知v0是 v 的水平分速度，那么cos v0v22，其中 为物块落地时速度方向与水平方向的夹角，解得 45? ，B 正确162014 新课标卷 一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v.若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v.对于上述两个过程， 用 WF1、 WF2分别表示拉力F1、F2所做的功，Wf1、Wf2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则() AWF2 4WF1，Wf22Wf1BWF24WF1，Wf2 2Wf1CWF24WF1，Wf2 2Wf1DWF2 4WF1，Wf22Wf116C解析 因物体均做匀变速直线运动，由运动学公式得前后两个过程的平均速度是2 倍关系，那么位移xt 也是 2 倍关系，若Wf1fx，则 Wf2f 2x 故 Wf22Wf1；由动能定理 WF1fx12mv2和 WF2 f 2x12m(2v)2得 WF24WF12fxt2Bv1t2Cv1 v2，t1t2Dv1v2， t1t2.选项 A 正确19 2014 全国卷 一物块沿倾角为的斜坡向上滑动当物块的初速度为v 时，上升的最大高度为H，如图所示；当物块的初速度为v2时，上升的最大高度记为h.重力加速度大小为 g.则物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为 () Atan和H2B.v22gH1 tan和H2Ctan和H4D.v22gH1 tan和H419 D 解析 本题考查能量守恒定律根据能量守恒定律， 以速度 v 上升时，12mv2mg cosHsin mgH， 以v2速度上升时12mv22mg coshsin mgh， 解得 hH4， v22gH1 tan，所以 D 正确18 2014 福建卷 如图所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动 质量不同、 形状相同的两物块分别置于两弹簧上端现用外力作用在两物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块() A最大速度相同B最大加速度相同C上升的最大高度不同D重力势能的变化量不同18 C解析 设斜面倾角为 ， 物块速度达到最大时，有 kxmgsin， 若 m1m2， 则 x1x2，当质量为 m1的物块到达质量为m2的物块速度最大位置的同一高度时，根据能量守恒得：Ep mgh12mv2，所以 v2Epm2gh，因为 m1v2max，此时质量为m1的物块还没达到最大速度，因此v1maxv2max，故 A 错；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量， 所以撤去外力时两弹簧的弹力相同，此时两物块的加速度最大，由牛顿第二定律可得 aF弹mgsin m，因为质量不同，所以最大加速度不同，故B 错误；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，所以两弹簧与物块分别组成的两系统具有相同的弹性势能，物块上升过程中系统机械能守恒，所以上升到最大高度时，弹性势能全部转化为重力势能，所以两物块重力势能的增加量相同，故D 错误；由Epmgh 可知，两物块的质量不同，所以上升的最大高度不同，故C 正确16 2014 广东卷 图 9 是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中和为楔块，和为垫板，楔块与弹簧盒、 垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中() A缓冲器的机械能守恒B摩擦力做功消耗机械能精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 7 页学习好资料欢迎下载C垫板的动能全部转化为内能D弹簧的弹性势能全部转化为动能16B解析 由于楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，摩擦力做负功，则缓冲器的机械能部分转化为内能，故选项A 错误，选项B 正确；车厢撞击过程中，弹簧被压缩，摩擦力和弹簧弹力都做功，所以垫块的动能转化为内能和弹性势能，选项C、 D 错误21 2014 福建卷 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在 B 点水平相切点A 距水面的高度为 H，圆弧轨道BC 的半径为R，圆心 O 恰在水面一质量为m 的游客 (视为质点 )可从轨道 AB 的任意位置滑下，不计空气阻力(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D 点，OD2R，求游客滑到B 点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf；(2)若游客从AB 段某处滑下， 恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h.(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F向mv2R) 21答案 (1)2gR (mgH2mgR)(2)23R解析 (1)游客从 B 点做平抛运动，有2RvBtR12gt2由式得vB2gR从 A 到 B，根据动能定理，有mg(HR)Wf12mv2B 0由式得Wf (mgH2mgR)(2)设 OP 与 OB 间夹角为 ，游客在 P 点时的速度为vP，受到的支持力为N，从 B到 P由机械能守恒定律，有mg(RRcos)12mv2P0过 P 点时，根据向心力公式，有mgcosNmv2PRN0cos hR由式解得h23R.342014 广东卷 (2)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系如图 23(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 7 页学习好资料欢迎下载量相应的弹簧长度，部分数据如下表 由数据算得劲度系数k_N/m.( g 取 9.80 m/s2) 砝码质量 (g)50100150 弹簧长度 (cm)8.627.636.66 取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23(b)所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_重复中的操作， 得到 v 与 x 的关系如图23(c) 由图可知， v 与 x 成_关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比(a)(b) (c) 34(2)50相等滑块的动能正比压缩量的平方解析 根据F1mgkx1，F22mgkx2，有 FF1 F2k x1 kx2，则k0.490.0099N/m49.5 N/m ， 同理可以求得k 0.490.0097N/m50.5 N/m ， 则劲度系数为kkk250 N/m.滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块通过两个光电门时的速度相等在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能；图线是过原点的倾斜直线，所以 v 与 x 成正比；弹性势能转化为动能，即 E弹12mv2，即弹性势能与速度平方成正比，则弹性势能与压缩量平方成正比2014 天津卷 (2) 某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等组装的实验装置如图所示 若 要 完 成 该 实 验 ， 必 需 的 实 验 器 材 还 有 哪 些_ 实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行他这样做的目的是下列的哪个精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 7 页学习好资料欢迎下载_(填字母代号 )A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力平衡摩擦后， 当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少， 难以选到合适的点计算小车的速度在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：_他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号 )A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力(2)刻度尺、天平(包括砝码 ) D 可在小车上加适量的砝码(或钩码 ) CD21(8 分)2014 山东卷 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度实验步骤：用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示在 A 端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤；实验数据如下表所示：G/N1.502.002.503.003.504.00F/N0.590.830.991.221.371.60 如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C 处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P 连接，保持滑块静止，测量重物P 离地面的高度h；滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D 点(未与滑轮碰撞)，测量 C、D 间的距离 s. 图甲精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 7 页学习好资料欢迎下载图乙完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出FG 图线(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数 _(保留 2 位有效数字 )(3)滑块最大速度的大小v_(用 h、s、和重力加速度g 表示 )21答案 (1)略(2)0.40(0.38、 0.39、 0.41、0.42 均正确 )(3)2g（sh）解析 (1)根据实验步骤给出的实验数据描点、连线即可(2)上问所得图线的斜率就是滑块与木板间的动摩擦因数(3)重物下落h 时，滑块的速度最大设滑块的质量为m，细绳拉力对滑块所做的功为WF，对该过程由动能定理得WFmgh 12mv20滑块从 C 点运动到D 点，由动能定理得WFmgs 00由以上两式得v2g（sh）. m. 152014 江苏卷 如图所示， 生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v0.小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为 .乙的宽度足够大，重力加速度为g. (1)若乙的速度为v0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s; (2)若乙的速度为2v0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v; (3)保持乙的速度2v0不变， 当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复若每个工件的质量均为m，除工件与传送带之间的摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 7 页学习好资料欢迎下载15答案 (1)2v202g(2)2v0(3)45mgv05解析 (1)摩擦力与侧向的夹角为45侧向加速度大小axgcos 45匀变速直线运动2axs0v20解得s2v202g.(2)设 t0 时刻摩擦力与侧向的夹角为 ，侧向、 纵向加速度的大小分别为ax、ay则ayaxtan很小的 t 时间内，侧向、纵向的速度增量vxaxt， vyayt解得vyvxtan且由题意知tanvyvx则vyvxvy vyvx vxtan摩擦力方向保持不变则当 vx0 时， vy0，即 v2v0.(3)工件在乙上滑动时侧向位移为x，沿乙方向的位移为y，由题意知axg cos ，aygsin在侧向上 2axx 0v20在纵向上2ayy(2v0)20工件滑动时间t2v0ay乙前进的距离y12v0t工件相对乙的位移Lx2（ y1y）2则系统摩擦生热Qmgl电动机做功W12m(2v0)212mv20Q由 PWt，解得 P45mgv05. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 7 页