高考物理二轮复习 100考点千题精练 第六章 机械能 专题6.6 与连接体相关的能量问题-人教版高三全册物理试题.doc

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1、专题6.6 与连接体相关的能量问题1.（2018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B6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【参考答案】BD2（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/s2

2、，则它滑到斜面中点时具有的机械能和动能分别是A5J，5J B10J，15JC 0，5J D 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。3(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()A从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mghB从开始到绳与水平夹角为30时，拉力做功mghmv2C在绳与水平夹角为30时，拉力功率为mgvD在绳与水平夹角为30时，拉力功率

3、大于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货vcos ，由于逐渐变小，故货物的速率增大，当30时，货物速度为v货v，根据动能定理得，WFmghmv，联立解得，WFmghmv2，A错误，B正确；在绳与水平夹角为30时，拉力的功率为PFv货Fv，由于货物的加速度向上，故拉力大于重力，Pmgv，C错误，D正确。4.(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点的距离L1L2，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

4、对b做负功【参考答案】C5(2016江苏盐城一模)如图所示，B物体的质量是A物体质量的，在不计摩擦阻力的情况下，A物体自H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()A.H B.H C.H D.H【参考答案】B6.(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()A11 B21 C31 D41【参考答案】B【名师解析】b下落

5、过程中机械能守恒，有mbgL(1cos 60)mbv2，在最低点有FTbmbgmb，联立解得，FTb2mbg，当a刚好对地面无压力时有FTamag，又FTaFTb，所以mamb21，故B正确。7(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()A环到达B点时，重物上升的高度hB环到达B点时，环与重物的速度大小之比为C环从A点到B点，环减少的机械能大于重物增加

6、的机械能D环能下降的最大高度为【参考答案】D8(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()A90B45Cb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Db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】AC【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mgRmv2，在最低点，有Fmgm，联立解得，F3mg，故a小球一直保持静止，假设成立

7、，当小球b摆到最低点时，小球a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，最后重力与速度垂直，功率也为零，故功率先变大后变小，C正确，D错误。9.(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的圆弧，BC部分水平，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()Aa球下滑过程中机械能保持不变Bb球下滑过程中机械能保持不变Ca、b球滑到水平轨道上时速度大小为D从释放a、b球到a、b球滑到

8、水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为【参考答案】CD10. (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()AA、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CB球转动到最低位置时的速度大小为D杆对B球做正功，B球机械能不守恒【参考答案】AC11(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，a、b可视为质

9、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Ca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【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mghmv0，即va，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

10、，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1(2016山东菏泽高三月考)(20分)质量均为m1 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h1 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10 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 s【名师解析】(

11、1)设物体A着地前瞬间的速度为v，据动能定理mghmghsin (mm)v2解得v2 m/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 370.6，cos 370.8)求：(1)从开始到物体A刚要离

12、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。【答案】(1)(2)(3)【名师解析】(1)设开始时弹簧压缩的长度为xB，则有kxBmg设当物体A刚要离开地面时，弹簧的伸长量为xA，则有kxAmg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：hxAxB解得：h(3)解法一：由于xAxB，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，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：mCghsin mghW弹(mmC)v0其中W弹0解得：v所以EkCmCv解法二：根据动能定理，对C：mCg

13、hsin WTEkC0对B：WTmghW弹EkB0其中W弹0又：解得：EkC3（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。对小球a受力分析，由牛顿第二定律可得：（2）（8分）杆与圆相切时，如图所示，a的速度沿杆方向，设此时b的速度为vb，根据杆不可伸长和缩短，有：（2分）