高三物理真题分类汇编专题-机械能(原卷版).docx
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1、高三物理真题分类汇编专题-机械能(原卷版)十年高考分类汇编(20102019) 专题07 机械能 书目 题型一、动能定理与摩擦力做功问题的综合应用 1 题型二、动能定理与变力做功以及功能关系的综合应用 4 题型三、动能定理与圆周、平抛运动等结合的综合类问题 8 题型四、动能定理与牛二定律运动学相结合的综合考查 14 题型五、动能定理机械能守恒定律与运动的合成与分解的综合考查 17 题型六、做功与功率的综合考查 17 题型一、动能定理与摩擦力做功问题的综合应用 1.(2019全国3)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面
2、高度h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的改变如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为;( ) A2 kg B1.5 kg C1 kg D0.5 kg 2.(2018全国卷2)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止起先沿粗糙水平路面运动至具有某一速度,木箱获得的动能肯定( ) A. 小于拉力所做的功 B. 等于拉力所做的功 C. 等于克服摩擦力所做的功 D. 大于克服摩擦力所做的功 3.(2016全国2)两实心小球甲和乙由同一种材质制成,甲球质量大于乙球质量。两球在空气中由静止下落,假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比,与球的速率无关。若它们下落相同的距离,则(
3、) A.甲球用的时间比乙球长 B.甲球末速度的大小大于乙球末速度的大小 C.甲球加速度的大小小于乙球加速度的大小 D.甲球克服阻力做的功大于乙球克服阻力做的功 4.(2015浙江)如图所示,用一块长的木板在墙和桌面间架设斜面,桌面高H=0.8m,长。斜面与水平桌面的倾角可在060间调整后固定。将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数,物块与桌面间的动摩擦因数,忽视物块在斜面与桌面交接处的能量损失。(重力加速度取;最大静摩擦力等于滑动摩擦力) (1)求角增大到多少时,物块能从斜面起先下滑;(用正切值表示) (2)当增大到37时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间
4、的动摩擦因数 (已知sin37=0.6,cos37=0.8) (3)接着增大角,发觉=53时物块落地点与墙面的距离最大,求此最大距离 5.(2018全国1)一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60105 m处以7.50103 m/s的速度进入大气层,渐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2。(结果保留2位有效数字) (1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能; (2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船
5、在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。6.(2014全国2) 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,物体从静止起先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,Wf22Wf1 BWF24WF1,Wf22Wf1 CWF24WF1,Wf22Wf1 DWF24WF1,Wf22Wf1 7.(2014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
6、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. 8.(2015天津)某快递公司分拣邮件的水平传输装置示意如图皮带在电动机的带动下保持V=1 ms的恒定速度向右运动现将一质量为m=2 kg的邮件轻放在皮
7、带上邮件和皮带间的动摩擦因数= 05。设皮带足够长取g=10ms2,在邮件与皮带发生相对滑动的过程中,求 (1)邮件滑动的时间t ; (2)邮件对地的位移大小x ; (3)邮件与皮带间的摩擦力对皮带做的功W。9.(2016全国1)如图,一轻弹簧原长为,其一端固定在倾角为的固定直轨道的底端A处,另一端位于直轨道上B处,弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为的光滑圆弧轨道相切于点,均在同一竖直平面内。质量为的小物块自点由静止起先下滑,最低到达点(未画出)随后沿轨道被弹回,最高到达点,。已知与直轨道间的动摩擦因数,重力加速度大小为。(取,) (1) 求第一次运动到点时速度的大小。(2) 求运动到点时弹簧
8、的弹性势能。(3) 变更物块的质量,将推至点,从静止起先释放。已知自圆弧轨道的最高点处水平飞出后,恰好通过点。点在点的左下方,与点水平相距、竖直相距,求运动到点时速度的大小和变更后的质量。 题型二、动能定理与变力做功以及功能关系的综合应用 10.(2019全国2)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的改变如图所示。重力加速度取10 m/s2。由图中数据可得( ) A物体的质量为2 kg Bh=0时,物体的速率为20 m/s Ch=2 m时,物体的动能Ek=40 J D从地面至h=4 m,物体的动能削减
9、100 J 11.(2019江苏)如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度在上述过程中( ) A.弹簧的最大弹力为mg B.物块克服摩擦力做的功为2mgs C.弹簧的最大弹性势能为mgs D.物块在A点的初速度为 12.(2018江苏卷)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面对右运动,最远到达B点在从A到B的过程中,物块( ) A. 加速度先减小后
10、增大 B. 经过O点时的速度最大 C. 所受弹簧弹力始终做正功 D. 所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 13.(2013江苏)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,AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为滋。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 B.物块在B点时,弹簧的弹性势能小于 C.经O点时,物块的动能小于 D.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧
11、的弹性势能 14.(2015北京)如图所示,弹簧的一端固定,另一端连接一个物块,弹簧质量不计。物块(可视为质点)的质量为 m,在水平桌面上沿 x 轴运动,与桌面间的动摩擦因数为 。以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O,当弹簧的伸长量为 x 时,物块所受弹簧 弹力大小为 F=kx,k 为常量。 (1)请画出 F 随 x 改变的示意图;并依据 F-x 的图像求物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的 过程中弹力所做的功。 15.(2016全国2) 如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处,弹簧对小
12、球的弹力大小相等,且ONM<OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中( ) A弹力对小球先做正功后做负功 B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零 D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能 16.(2015江苏)一转动装置如图所示,四根轻杆OA、OC、AB和CB与两小球以及一小环通过铰链连接,轻杆长均为l,球和环的质量均为m,O端固定在竖直的轻质转轴上,套在转轴上的轻质弹簧连接在O与小环之间,原长为L,装置静止时,弹簧长为,转动该装置并缓慢增大转速,小环缓慢上升。弹簧始终在弹性限度内,忽视一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g,
13、求: (1)弹簧的劲度系数k; (2)AB杆中弹力为零时,装置转动的角速度; (3)弹簧长度从缓慢缩短为的过程中,外界对转动装置所做的功W。17.(2015天津)如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。现让圆环由静止起先下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到 最大距离的过程中( ) A圆环的机械能守恒 B弹簧弹性势能改变了mgL C圆环下滑到最大距离时所受合力为零 D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 18.(2015江苏)如图所示,轻质弹簧一端固定
14、,另一端与质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长。圆环从A处由静止起先下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC=h。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之内,重力加速度为g,则圆环 ( ) A下滑过程中,加速度始终减小 B下滑过程中,克服摩擦力做功为 C在C处,弹簧的弹性势能为 D上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度 19.(2013山东)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装肯定滑轮。质量分别为M、m(M>m)的滑块,通过不行伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平
15、行。两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( ) A.两滑块组成系统的机械能守恒 B重力对M做的功等于M动能的增加 C轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 20.(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、形态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对上弹出并离开弹簧,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
16、相同 C上升的最大高度不同 D重力势能的改变量不同 21.(2014广东卷) 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 题型三、动能定理与圆周、平抛运动等结合的综合类问题 22.(2018全国卷III)如图,在竖直平面内,一半径为R的光滑圆弧轨道ABC和水平轨道PA在A点相切。BC为圆弧轨道的直径。O为圆心,OA和OB之间的夹角为,sin=,一质量为m的小球沿水平轨道向右运动,经A点沿圆弧轨道通过C
17、点,落至水平轨道;在整个过程中,除受到重力及轨道作用力外,小球还始终受到一水平恒力的作用,已知小球在C点所受合力的方向指向圆心,且此时小球对轨道的压力恰好为零。重力加速度大小为g。求: (1)水平恒力的大小和小球到达C点时速度的大小; (2)小球到达A点时动量的大小;来源:学。科。网 (3)小球从C点落至水平轨道所用的时间。23.(2019天津)完全由我国自行设计、建立的国产新型航空母舰已完成多次海试,并取得胜利。航母上的舰载机采纳滑跃式起飞,故甲板是由水平甲板和上翘甲板两部分构成,如图1所示。为了便于探讨舰载机的起飞过程,假设上翘甲板是与水平甲板相切的一段圆弧,示意如图2,长,水平投影,图中
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