2022年《大高考》高考物理配套课件+配套练习专题六机械能及其守恒定律五年高考真题2 .pdf

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1、考点一功和功率1(2015 海南单科， 3，3 分)(难度)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率如果摩托艇发动机的输出功率变为原来的2 倍，则摩托艇的最大速率变为原来的 () A4 倍B2 倍 C.3倍D. 2倍解析设 fkv，当阻力等于牵引力时，速度最大，输出功率变化前，有PFvfvkv vkv2，变化后有 2PFvkvv kv2，联立解得 v 2v， D 正确答案D 2(2015 新课标全国 ，17，6 分)(难度 )一汽车在平直公路上行驶从某时刻开始计时，发动机的功率P 随时间 t 的变化如图所示假定汽车所受阻力的大小 f 恒定不变下列描述该汽车的速度v 随时间 t 变化的图线中，可

2、能正确的是 () 解析当汽车的功率为 P1时, 汽车在运动过程中满足P1F1v， 因为 P1不变，v 逐渐增大，所以牵引力 F1逐渐减小 , 由牛顿第二定律得F1fma1， f 不变，所以汽车做加速度减小的加速运动, 当 F1f 时速度最大，且 vmP1F1P1f.当汽车的功率突变为P2时，汽车的牵引力突增为F2，汽车继续加速，由P2F2v 可知 F2减小，又因 F2fma2，所以加速度逐渐减小，直到F2f 时，精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 25 页 - - - - - -

3、- - - - 速度最大 vmP2f，以后匀速运动综合以上分析可知选项A 正确答案A 3(2014 重庆理综，2, 6 分)(难度)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() Av2k1v1Bv2k1k2v1Cv2k2k1v1Dv2k2v1解析汽车以最大速率行驶时，牵引力F 等于阻力 f，即 Ffkmg.由 Pk1mgv1及 Pk2mgv2，得 v2k1k2v1，故 B 正确答案B 4 (2014 新课标全国 ， 16， 6 分)(难度 )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

4、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() AWF24WF1，Wf22Wf1BWF24WF1，Wf22Wf1CWF24WF1，Wf22Wf1DWF24WF1，Wf22Wf1解析WF112mv2mg v2t, WF212m4v2mg2v2t，故 WF24WF1；Wf1mg v2t，Wf2mg 2v2t，故 Wf22Wf1，C 正确答案C 5(2012 江苏， 3 分)(难度)如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系

5、一小球.在水平拉力作用下 ,小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到 B点 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是() A逐渐增大B逐渐减小C先增大，后减小D先减小，后增大解析因小球速率不变， 所以小球以 O 点为圆心做匀速圆周运动 受力如图所示, 因此在切线方向上应有： mgsin Fcos ，得 Fmgtan .则拉力精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 25 页 - - - - - - - - - - F 的瞬时功率 PFvcos mgv sin .从 A 运动到 B 的过程中，拉力

6、的瞬时功率随 的增大而增大 A 项正确答案A 6(2012 上海物理， 15，3 分)(难度 )质量相等的匀质柔软细绳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，直至全部离开地面，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WA、WB.若() AhAhB，则一定有 WAWBBhAhB，则可能有 WAWBChAhB，则一定有 WAWB解析两绳子中点被提升从而使绳子全部离开地面，考虑此时绳子重心上升的高度，绳子的重心距离绳子中点1/4 总长处若绳子总长分别为lA和 lB，则细绳 A重心上升的高度 hAhAlA4, 细绳 B重心上升的高度 hBhBlB4.根据

7、 Wmgh 可得：WAWBmg(hAhB)mg(hAhB)14(lAlB)由题意 lAlB，故 A、C、D 错误， B 正确答案B 7 (2011 新课标全国卷，15, 6 分)(难度)(多选)一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用此后，该质点的动能可能() A一直增大B先逐渐减小至零，再逐渐增大C先逐渐增大至某一最大值，再逐渐减小D先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大解析质点的动能变化由合力做功情况决定，当恒力方向与质点原来的速度方向相同时，合力始终做正功，质点的动能一直增大，A 正确；当恒力方向精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢

8、迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 与质点原来的速度方向相反时，合力先做负功后做正功，速度先减小到零再逐渐增大，质点的动能也先逐渐减小至零再逐渐增大，B 正确；如图甲所示，当恒力方向与质点原来的速度方向夹角为锐角时，合力始终做正功，质点的动能一直增大；如图乙所示，当恒力方向与质点原来的速度方向夹角为钝角时，合力先做负功后做正功， 动能先减小至某一非零的最小值，再逐渐增大，D 正确答案ABD 8. (2015四川理综， 9, 15分)(难度 )严重的雾霾天气， 对国计民生已造成了严重的影响 ,汽车尾气是形成雾霾

9、的重要污染源， “铁腕治污”已成为国家的工作重点地铁列车可实现零排放，大力发展地铁，可以大大减少燃油公交车的使用，减少汽车尾气排放若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动 20 s达最高速度 72 km/h,再匀速运动 80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住设列车在匀加速运动阶段牵引力为1106 N,匀速运动阶段牵引力的功率为6103kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功(1)求甲站到乙站的距离；(2)如果燃油公交车运行中做的功与该列车从甲站到乙站牵引力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量 (燃油公交车每做 1 焦耳功排放气态污染物3106克) 解析(1)设列车匀加速直

10、线运动阶段所用的时间为t1；距离为 s1；在匀速直线运动阶段所用的时间为t2, 距离为 s2，速度为 v；在匀减速直线运动阶段所用的时间为 t3，距离为 s3；甲站到乙站的距离为s.则 s112v-t1 s2v-t2 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 25 页 - - - - - - - - - - s312v-t3 ss1s2s3 联立 式并代入数据得s1 950 m (2)设列车在匀加速直线运动阶段的牵引力为F, 所做的功为 W1；在匀速直线运动阶段的牵引力的功率为P, 所做

11、的功为 W2.设燃油公交车做与该列车从甲站到乙站相同的功W，将排放气态污染物质量为M.则 W1Fs1 W2Pt2 WW1W2 M(3109 kgJ1) W 联立 式并代入数据得 M2.04 kg 答案(1)1 950 m(2)2.04 kg 考点二动能定理及其应用1. (2015新课标全国 ，17, 6 分)(难度 )如图，一半径为 R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ 水平一质量为m的质点自 P点上方高度 R处由静止开始下落， 恰好从 P 点进入轨道 质点滑到轨道最低点 N 时，对轨道的压力为4mg，g 为重力加速度的大小用W表示质点从 P点运动到 N 点的过程中克服摩擦

12、力所做的功则() AW12mgR，质点恰好可以到达Q 点BW12mgR，质点不能到达Q 点CW12mgR，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离DW12mgR，质点到达 Q 点后，继续上升一段距离解析根据动能定理得 P 点动能 EkPmgR, 经过 N 点时，由牛顿第二定律和向心力公式可得 4mgmgmv2R，所以 N 点动能为 EkN3mgR2，从 P 点到 N点根据动能定理可得mgRW3mgR2mgR, 即克服摩擦力做功WmgR2.质精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 25 页

13、- - - - - - - - - - 点运动过程， 半径方向的合力提供向心力即FNmgcos mamv2R，根据左右对称，在同一高度处，由于摩擦力做功导致在右边圆形轨道中的速度变小，轨道弹力变小，滑动摩擦力FfFN变小，所以摩擦力做功变小，那么从 N 到 Q，根据动能定理 , Q 点动能 EkQ3mgR2mgRW 12mgRW ，由于 W mgR2，所以 Q 点速度仍然没有减小到0，会继续向上运动一段距离，对照选项， C 正确答案C 2 (2015 浙江理综，18, 6 分)(难度 )(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器舰载机总质量为3.0104 kg，设起飞过程中发动机的推

14、力恒为 1.0105 N；弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和，假设所受阻力为总推力的20%，则() A弹射器的推力大小为1.1106 N B弹射器对舰载机所做的功为1.1108 J C弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 W D舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2解析设总推力为 F, 位移 x，阻力 F阻20%F，对舰载机加速过程由动能定理得 Fx20%Fx12mv2，解得 F1.2106 N，弹射器推力 F弹FF发1.2106 N1.0105 N1.1106 N, A

15、正确；弹射器对舰载机所做的功为WF弹x1.1106100 J1.1108 J，B 正确；弹射器对舰载机做功的平均功率 PF弹0v24.4107 W, C 错误；根据运动学公式v22ax， 得 av22x32 m/s2，D 正确答案ABD 3. (2015海南单科， 4，3 分)(难度 )如图，一半径为 R 的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端等高， 质量为 m的质点自轨道端点P 由静止开始滑下， 滑到最低点 Q 时，对轨道的正压力为2mg，重力加速度大小为g.质点自 P 滑到Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为() 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下

16、载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 6 页，共 25 页 - - - - - - - - - - A.14mgRB.13mgRC.12mgRD.4mgR解析在 Q 点质点受到竖直向下的重力和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所以有 FNmgmv2R, FN2mg，联立解得 vgR，下滑过程中，根据动能定理可得mgRWf12mv2，解得 Wf12mgR，所以克服摩擦力做功12 mgR，C 正确答案C 4 (2014 大纲全国，19， 6 分)(难度 )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

17、大高度记为h.重力加速度大小为g.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H4解析由动能定理有mgHmg cos Hsin 012mv2mghmg cos hsin 012m(v2)2解得 (v22gH1)tan ，hH4，故 D 正确答案D 5(2015 浙江理综， 23，16 分)(难度 )如图所示，用一块长 L11.0 m 的木板在墙和桌面间架设斜面 ,桌子高 H0.8 m，长 L21.5 m斜面与水平桌面的倾角 可在 060间调节后固定 .将质量 m0.2 kg 的小物块从斜面顶端静止释放

18、，物块与斜面间的动摩擦因数10.05，物块与桌面间的动摩擦因精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 7 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 数为 2，忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失(重力加速度取 g10 m/s2；最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (1)求 角增大到多少时，物块能从斜面开始下滑；(用正切值表示 ) (2)当 角增大到 37时,物块恰能停在桌面边缘，求物块与桌面间的动摩擦因数 2；(已知 sin 370.6，cos 370.8) (3)继续增大 角，发现 53

19、时物块落地点与墙面的距离最大，求此最大距离 xm. 解析(1)要使小物块能够下滑必须满足mgsin 1mgcos 解得 tan 0.05(2)物块从斜面顶端下滑到停在桌面边缘过程中物块克服摩擦力做功Wf1mgL1cos 2mg(L2L1cos )全过程由动能定理得： mgL1sin Wf0代入数据解得 20.8(3)当 53时物块能够滑离桌面，做平抛运动落到地面上，物块从斜面顶端由静止滑到桌面边缘，由动能定理得：mgL1sin Wf12mv2由解得 v1 m/s对于平抛过程列方程有： H12gt2，解得 t0.4 sx1v-t，解得 x10.4 m则 xmx1L21.9 m答案(1)tan 0

20、.05(2)0.8(3)1.9 m 6. (2015海南单科， 14，13 分)(难度 )如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧 ab和抛物线 bc组成,圆弧半径 Oa水平， b点为抛物线顶点已知 h2 m，s2 m取重力加速度大小g10 m/s2. 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 8 页，共 25 页 - - - - - - - - - - (1)一小环套在轨道上从a 点由静止滑下 ,当其在 bc 段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从 b 点由静止因

21、微小扰动而开始滑下，求环到达 c 点时速度的水平分量的大小解析(1)一小环在 bc 段轨道运动时 , 与轨道之间无相互作用力， 则说明下落到 b 点时的速度水平 , 小环做平抛运动的轨迹与轨道bc 重合，故有 sv0th12gt2 在 ab 滑落过程中，根据动能定理可得mgR12mv2b联立三式可得 Rs24h0.25 m(2)下滑过程中 , 初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mgh12mv2c因为物体滑到 c 点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角相等, 设为 ，则根据平抛运动规律可知sinvbv2b2gh根据运动的合成与分解可得sin v水

22、平vc联立 可得 v水平2 103m/s. 答案(1)0.25 m(2)2 103m/s 7(2015 山东理综， 23，18 分)(难度 )如图甲所示，物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上，小球与右侧滑轮的距离为l.开始时物块和小球均静止，将此时传感装置的示数记为初始值现给小球施加一始终垂直于 l 段细绳的力、将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60角，如图乙所示，此时传感装置的示数为初始值的1.25 倍；再将小球由静止释放， 当运动至最精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载

23、名师归纳 - - - - - - - - - -第 9 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 低位置时 ,传感装置的示数为初始值的0.6 倍不计滑轮的大小和摩擦，重力加速度的大小为 g.求：(1)物块的质量；(2)从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服空气阻力所做的功解析(1)设开始时细绳的拉力大小为T1, 传感装置的初始值为F1，物块质量为 M，由平衡条件得对小球， T1mg对物块， F1T1Mg当细绳与竖直方向的夹角为60时, 设细绳的拉力大小为T2，传感装置的示数为 F2，据题意可知， F21.25F1，由平衡条件得对小球， T2mgcos 60对物块， F2T2M

24、g联立 式，代入数据得M3m(2)设小球运动至最低位置时速度的大小为v，从释放到运动至最低位置的过程中，小球克服阻力所做的功为Wf，由动能定理得mgl(1cos 60 )Wf12mv2在最低位置，设细绳的拉力大小为T3，传感装置的示数为F3，据题意可知，F30.6F1，对小球，由牛顿第二定律得T3mgmv2l对物块，由平衡条件得F3T3Mg联立 式，代入数据得Wf0.1mgl答案(1)3m(2)0.1mgl8(2015 重庆理综， 8，16 分)(难度 )同学们参照伽利略时期演示平抛运精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - -

25、 - - - - - -第 10 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 动的方法制作了如图所示的实验装置，图中水平放置的底板上竖直地固定有M 板和 N 板.M 板上部有一半径为R的14圆弧形的粗糙轨道， P 为最高点， Q为最低点， Q 点处的切线水平，距底板高为H.N 板上固定有三个圆环将质量为 m的小球从 P 处静止释放 ,小球运动至 Q 飞出后无阻碍地通过各圆环中心,落到底板上距 Q 水平距离为 L 处，不考虑空气阻力，重力加速度为g.求：(1)距 Q 水平距离为L2的圆环中心到底板的高度；(2)小球运动到 Q 点时速度的大小以及对轨道压力的大小和方向；(3)摩擦力对

26、小球做的功解析(1)小球在 Q 点处的速度为 v0, 从 Q 到距 Q 水平距离为L2的圆环中心处的时间为 t1，落到底板上的时间为t，距 Q 水平距离为L2的圆环中心到底板的高度为 h，由平抛运动规律得Lv0tL2v0t1H12gt2Hh12gt21联立 式解得 h34H(2)联立式解得 v0Lg2H在 Q 点处对球由牛顿第二定律得FNmgmv20R联立式解得 FNmg(1L22HR)由牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为FNFNmg(1L22HR)精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 11

27、页，共 25 页 - - - - - - - - - - 方向竖直向下(3)从 P 到 Q 对小球由动能定理得mgRWf12mv20联立式解得 Wfmg(L24HR)?答案(1)34H(2)Lg2Hmg(1L22HR)，方向竖直向下(3)mg(L24HR) 9(2014 福建理综，21, 19 分)(难度 )下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

28、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) 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)Wf12mv2B0精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - -

29、欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 12 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 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mgcos Nmv2PRN0cos hR由 式解得h23R答案(1) 2gR(mgH2mgR)(2)23R10(2012 北京理综， 22，16分)(难度 )如图所示，质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动，经距离l 后以速度 v 飞离桌面，最终落在

30、水平地面上已知 l1.4 m,v3.0 m/s, m0.10 kg，物块与桌面间的动摩擦因数 0.25，桌面高 h0.45 m不计空气阻力，重力加速度g 取 10 m/s2.求：(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s；(2)小物块落地时的动能Ek；(3)小物块的初速度大小v0. 解析(1)由平抛运动规律，有竖直方向： h12gt2水平方向： sv-t得 sv2hg0.90 m精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 13 页，共 25 页 - - - - - - - - - - (2)由机械能守恒定

31、律，得小物块落地时的动能Ek12mv2mgh0.90 J(3)由动能定理，有 mg l12mv212mv20得初速度大小 v02glv24.0 m/s答案(1)0.90 m(2)0.90 J(3)4.0 m/s 考点三机械能守恒定律及其应用1(2015 四川理综，1, 6 分)(难度)在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小 () A一样大B水平抛的最大C斜向上抛的最大D斜向下抛的最大解析由机械能守恒定律mgh12mv2112mv22知，落地时速度 v2的大小相等，故 A 正确答案A 2(2015 新课标全国 ，21，6

32、分)(难度 )(多选)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，a、b 可视为质点，重力加速度大小为 g.则() Aa 落地前，轻杆对 b 一直做正功Ba 落地时速度大小为2ghCa 下落过程中，其加速度大小始终不大于gDa 落地前，当 a 的机械能最小时， b 对地面的压力大小为mg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，当精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - -

33、 - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 14 页，共 25 页 - - - - - - - - - - a 刚落地时， b 的速度为零，则 mgh12mv2a0，即 va2gh，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 g, 选项 C错误；当 a 落地前 b 的加速度为零 (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 正确答案BD 3(2014 安

34、徽理综， 15，6 分)(难度)如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内， MN 是通过椭圆中心O 点的水平线已知一小球从M 点出发，初速率为v0，沿管道 MPN 运动，到 N 点的速率为 v1，所需时间为 t1；若该小球仍由 M 点以初速率 v0出发，而沿管道 MQN 运动，到 N 点的速率为 v2，所需时间为 t2.则() Av1v2，t1t2Bv1t2Cv1v2，t1t2Dv1v2，t1t2.答案A 4(2014 上海单科， 11，3 分)(难度 )静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力不计空气阻力，在整个上升过程中，精品资料 - - - 欢迎下载

35、 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 15 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 物体机械能随时间变化关系是() 解析以地面为零势能面， 以竖直向上为正方向， 则对物体，在撤去外力前，有 Fmgma，h12at2，某一时刻的机械能 EEF h，解以上各式得 EFa2Et2，撤去外力后，物体机械能守恒，故只有C 正确答案C 5(2012 海南物理， 7，4 分)(难度)(多选 )下列关于功和机械能的说法，正确的是() A在有阻力作用的情况下 ,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B合力对物体所做的功等

36、于物体动能的改变量C物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关D运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量解析重力做功伴随着重力势能的变化，重力做了多少正功，物体的重力势能就减少多少， A 错误；由动能定理知，合外力对物体做的功等于物体动能的改变量，B 正确；物体的重力势能是由于地球与物体的相互作用而产生的，势能的大小与零势能面的选取有关，C 正确；物体的机械能是否守恒未知，无法确定物体动能的减少量与重力势能的增加量的关系，D 错误答案BC 6 (2012 浙江理综，18, 6 分)(难度 )(多选)由光滑细管组成的轨道如图所示，其中 AB段和 BC 段是半径为

37、 R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内 一质量为 m的小球 ,从距离水平地面高为H 的管口 D 处静止释放，最后能够从A 端水平抛出落到地面上下列说法正确的是() 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 16 页，共 25 页 - - - - - - - - - - A小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为2RH2R2B小球落到地面时相对于A 点的水平位移值为22RH4R2C小球能从细管A 端水平抛出的条件是H2RD小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度Hmin52R解析设小球从 A 端水平抛

38、出的速度为vA，由机械能守恒， 得 mgHmg 2R12mv2A, 得 vA2gH4gR，设空中运动的时间为t，由 2R12gt2，得 t2Rg，水平位移 x水vAt22RH4R2, 故 B 正确小球能从细管A 端水平抛出的条件是 D 点应比 A 点高，即 H2R，C 正确答案BC 7(2012 上海单科， 16，3 分)(难度 )如图，可视为质点的小球A、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱， A 的质量为 B 的两倍当 B 位于地面时， A 恰与圆柱轴心等高将A 由静止释放， B上升的最大高度是 () A2RB5R/3 C4R/3 D2R/3 解析如图所示，以

39、A、B 为系统，以地面为零势能面，设A 质量为 2m，B质量为 m，根据机械能守恒定律有： 2mgRmgR123mv2, A 落地后 B 将以v 做竖直上抛运动，即有12mv2mgh，解得 h13R.则 B 上升的高度为 R13R43R，故选项 C 正确答案C 8(2012 全国卷， 26，20分)(难度 )一探险队员在探险时遇一山沟,山沟精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 17 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 的一侧竖直，另一侧的坡面呈现抛物线形状此队员从山沟的竖直

40、一侧，以速度 v0沿水平方向跳向另一侧坡面如图所示,以沟底的 O 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y12hx2，探险队员的质量为m.人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g. (1)求此人落到坡面的动能；(2)此人水平跳出的速度为多大时， 他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？解析(1)设该队员在空中运动的时间为t, 在坡面上落点的横坐标为x，纵坐标为 y.由运动学公式和已知条件得xv0t2hy12gt2根据题意有 yx22h由机械能守恒，落到坡面时的动能12mv212mv20mg(2hy)联立 式得12mv212m(v204g2h2v20g

41、h)(2)式可改写为 v2v204g2h2v20gh(v20gh)4g2h2v20ghgh4ghgh3gh即当 v0 gh时，v2取最小值最小动能为12mv232mgh答案(1)12m(v204g2h2v20gh)(2) gh32mgh考点四功能关系能量守恒1. (2015江苏单科 , 9，4 分)(难度)(多选)如图所示， 轻质弹簧一端固定， 另一端与一质量为 m、套在粗糙竖直固定杆A 处的圆环相连，弹簧水平且处于精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 18 页，共 25 页 - - - - -

42、 - - - - - 原长圆环从 A 处由静止开始下滑 ,经过 B 处的速度最大，到达C 处的速度为零，ACh.圆环在 C 处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到 A.弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则圆环 () A下滑过程中，加速度一直减小B下滑过程中，克服摩擦力做的功为14mv2C在 C 处，弹簧的弹性势能为14mv2mghD上滑经过 B 的速度大于下滑经过B 的速度解析由题意知， 圆环从 A 到 C 先加速后减速 , 到达 B 处的加速度减小为零，故加速度先减小后增大，故A 错误；根据能量守恒，从A 到 C 有 mghWfEp, 从 C到 A有12mv2EpmghWf， 联立解得：W

43、f14mv2， Epmgh14mv2，所以 B 正确, C 错误； 根据能量守恒，从 A 到 B 有 mgh112mv2B1Ep1Wf1，从 C 到 B 有12mv2Ep212mv2B2Wf2mgh2，又有12mv2EpmghWf，联立可得 vB2vB1，所以 D 正确答案BD 2(2014 山东理综， 20，6 分)(难度 )2013 年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h 高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球设“玉兔”质量为m，月

44、球半径为 R，月面的重力加速度为g月以月面为零势能面，“玉兔”在 h 高度的引力势能可表示为EpGMmhR（Rh）, 其中 G 为引力常量， M 为月球质量若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为() 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 19 页，共 25 页 - - - - - - - - - - A.mg月RRh(h2R) B.mg月RRh(h2R) C.mg月RRh(h22R) D.mg月RRh(h12R) 解析对“玉兔”，由 GMm（Rh）2mv2Rh得 vGMRh

45、，动能 Ek12mv2，势能 EpGMmhR（Rh）且 GMR2g月，由功能关系知对 “玉兔”做的功 WEkEpmg月RRh(hR2)，故 D 项正确答案D 3(2014 广东理综， 16，4 分)(难度)如图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解析在弹簧压缩过程中， 由于摩擦力做功消耗机械能， 因此机械能不守恒，选项 A 错 B 对；垫板的动能转化为弹性势能和内能，选项C、D 均错误答案B 4(201

46、4 福建理综， 18，6 分)(难度 )如图，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、精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 20 页，共 25 页 - - - - - - - - - - 形状相同的两物块分别置于两弹簧上端现用外力作用在物块上，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

47、量不同解析下图为物块能向上弹出且离开弹簧，则物块在刚撤去外力时加速度最大，由牛顿第二定律得： kxmgsin ma，即 akxmgsin ，由于两物块 k、 x、 均相同， m不同， 则 a 不同， B 错误； 当 mgsin kx0即 x0mgsin k时，速度最大 , 如图，设两物块质量m1m2，其平衡位置分别为O1、O2，初始位置为 O，则从 O 至 O2的过程中，由 W弹WGEk及题意知， W弹相同，WG1WG2，故 Ek1Ek2，即 v1v2，而此时 m2的速度 v2已达最大，此后，m1的速度将继续增大直至最大, 而 m2的速度将减小，故一定是质量小的最大速度大，A 错误；从开始运动

48、至最高点，由Epmgh 及题意知重力势能的变化量 Epmgh 相同， m不同， h 也不同，故 C 正确， D 错误答案C 5(2013 江苏物理， 9，4 分)(难度 )(多选 )如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连.弹簧处于自然长度时物块位于O 点(图中未标出 )物块的质量为 m，ABa，物块与桌面间的动摩擦因数为 .现用水平向右的力将物块从O 点拉至 A 点,拉力做的功为 W.撤去拉力后物块由静止向左运动， 经 O 点到达 B 点时速度为零重力加速度为 g.则上述过程中 () A物块在 A 点时，弹簧的弹性势能等于W12mga精品资料 - - - 欢迎下载 - -

49、- - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 21 页，共 25 页 - - - - - - - - - - B物块在 B 点时，弹簧的弹性势能小于W32mgaC经 O 点时，物块的动能小于WmgaD物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能解析在物块从 A 向 B 的运动过程中 , 由于摩擦力作用， a2OA，故 EpAWmg OAW12mga，EpBEpAmga W32mga，A 错误，B 正确；回到 O 点时，EkOEpAmgOAWmga ，C 正确；设动能最大的位置为O点，此时物块受力为0，有 mg kxO，在 B

50、点，有 mgkxB，显然有 xOxB，相应地，得出弹性势能的大小关系，D 错误答案BC 6(2015 福建理综， 21，19分)(难度 )如图，质量为 M 的小车静止在光滑水平面上，小车AB 段是半径为 R的四分之一圆弧光滑轨道,BC 段是长为L 的水平粗糙轨道，两段轨道相切于B 点一质量为 m的滑块在小车上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加速度为g. (1)若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力；(2)若不固定小车，滑块仍从A 点由静止下滑，然后滑入BC 轨道，最后从 C点滑出小车已知滑块质量mM2，在任一时刻滑块相对地面速度的水平分量是小车速度大小的2 倍，滑块与轨道 BC 间的动摩