五機(jī)械 三講 創(chuàng)新演練·大沖關(guān)

1、 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word 可修改 歡送下載 精品 Word (時間(shjin)45分鐘，總分值100分)一、選擇題(此題包括(boku)9小題，每題6分，共54分)1.如圖1所示，一個可視為質(zhì)點(diǎn)(zhdin)的質(zhì)量為m的小球(xio qi)以初速度v飛出高為H的桌面(zhumin)，當(dāng)它經(jīng)過距離地面高為h的A點(diǎn)時，所具有的機(jī)械能是(以桌面為零勢能面，不計(jì)空氣阻力)()A.eq f(1,2)mv2B.eq f(1,2)mv2mgh 圖1C.eq f(1,2)mv2mgh D.eq f(1,2)mv2mg(Hh)解析：小球平拋過程中，只有重力做功，機(jī)械

2、能守恒，故小球在A點(diǎn)的機(jī)械能等于平拋起點(diǎn)的機(jī)械能，大小為eq f(1,2)mv2，故A正確答案：A2質(zhì)量為m的小球從高H處由靜止開始自由下落，以地面作為參考平面當(dāng)小球的動能和重力勢能相等時，重力的瞬時功率為()A2mgeq r(gH)Bmgeq r(gH)C.eq f(1,2)mgeq r(gH) D.eq f(1,3)mgeq r(gH)解析：動能和重力勢能相等時，下落高度為heq f(H,2)，速度veq r(2gh)eq r(gH)，故Pmgvmgeq r(gH)，B選項(xiàng)正確答案：B3.如圖2所示，一輕繩的一端系在固定粗糙斜面上的O點(diǎn)，另一端系一小球，給小球一足夠大的初速度，使小球在斜面

3、上做圓周運(yùn)動在此過程中()A小球的機(jī)械能守恒 圖2B重力對小球不做功C繩的張力對小球不做功D在任何一段時間內(nèi)，小球克服摩擦力所做的功總是等于小球動能的減少解析：斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力、繩子拉力，由于除重力做功外，摩擦力做負(fù)功，機(jī)械能減少，A、B錯；繩子張力總是與運(yùn)動方向垂直，故不做功，C對；小球動能的變化等于合外力做的功，即重力與摩擦力做的功，D錯答案(d n)：C4在2021年北京(bi jn)奧運(yùn)會上，俄羅斯著名撐桿跳運(yùn)發(fā)動(fdng)伊辛巴耶娃以5.05 m的成績(chngj)第24次打破(d p)世界記錄圖3為她在比賽中的幾個畫面，以下說法中正確的選項(xiàng)是()A運(yùn)發(fā)動過最

4、高點(diǎn)時的速度為零 圖3B撐桿恢復(fù)形變時，彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為動能C運(yùn)發(fā)動要成功躍過橫桿，其重心必須高于橫桿D運(yùn)發(fā)動在上升過程中對桿先做正功后做負(fù)功解析：撐桿跳運(yùn)發(fā)動過最高點(diǎn)時豎直速度為零，水平速度不為零，選項(xiàng)A錯誤；當(dāng)運(yùn)發(fā)動到達(dá)最高點(diǎn)桿恢復(fù)形變時，彈性勢能轉(zhuǎn)化為運(yùn)發(fā)動的重力勢能和動能，選項(xiàng)B錯誤；運(yùn)發(fā)動可以背躍式躍過橫桿，其重心可能低于橫桿，選項(xiàng)C錯誤；運(yùn)發(fā)動在上升過程中對桿先做正功轉(zhuǎn)化為桿的彈性勢能后做負(fù)功，桿的彈性勢能轉(zhuǎn)化為運(yùn)發(fā)動的重力勢能和動能，選項(xiàng)D正確答案：D5.如圖4所示，重10 N的滑塊在傾角為30的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個輕彈簧滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回，返回b

5、點(diǎn)離開彈簧，最后又回到a點(diǎn)，ab0.8 m，bc0.4 m，那么在整個過程中 () 圖4A滑塊動能的最大值是6 JB彈簧彈性勢能的最大值是6 JC從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功是6 JD滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個過程機(jī)械能守恒解析：滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn)，所以機(jī)械能守恒，D正確；以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，那么a點(diǎn)的機(jī)械能為6 J，c點(diǎn)時的速度為0，重力勢能也為0，所以彈性勢能的最大值為6 J，從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功等于彈性勢能的減小量，故為6 J，所以B、C正確由ac時，因重力勢能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?，故A錯答案(d n)：BCD6.如圖5所示，在一直(yzh)立的光滑管內(nèi)放置一輕質(zhì)彈簧，上端O點(diǎn)與管口

6、A的距離(jl)為2x0，一質(zhì)量(zhling)為m的小球(xio qi)從管口由靜止下落，將彈簧壓縮至最低點(diǎn)B，壓縮量為x0，不計(jì)空氣阻力，那么()A小球運(yùn)動的最大速度大于2eq r(gx0)B小球運(yùn)動中最大速度等于2eq r(gx0)C彈簧的勁度系數(shù)為eq f(mg,x0) 圖5D彈簧的最大彈性勢能為3mgx0解析：小球到達(dá)O點(diǎn)時，根據(jù)機(jī)械能守恒得eq f(1,2)mv2mg2x0.所以v2eq r(gx0)，然后先加速后減速運(yùn)動到達(dá)最低點(diǎn)B，故最大速度比2eq r(gx0)要大，A選項(xiàng)正確，B錯誤由于B點(diǎn)不是平衡位置，即kx0mg，C選項(xiàng)錯誤小球從A點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)，彈簧和小球的系統(tǒng)機(jī)械能守恒

7、，3mgx0E彈，且B點(diǎn)彈性勢能最大，D選項(xiàng)正確答案：AD7.如圖6所示，粗細(xì)均勻、兩端開口的U形管內(nèi)裝有同種液體，開始時兩邊液面高度差為h，管中液柱總長度為4h，后來打來閥門讓液體自由流動，不計(jì)液體產(chǎn)生的摩擦阻力當(dāng)兩液面高度相等時，左側(cè)液面下降的速度為()A. eq r(gh/8) B. eq r(gh/6) 圖6C. eq r(gh/4) D. eq r(gh/2)解析：由于不考慮摩擦阻力，所以整個液柱與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(機(jī)械能當(dāng)然是物體與地球所共有的，下文就省略“與地球組成的系統(tǒng)這句話)到左右支管液面相平為止，相當(dāng)于有長h/2的液柱從左管移到右管(圖中陰影局部)，因此系統(tǒng)的重力勢

8、能減少，動能增加設(shè)長為h的液柱質(zhì)量為m ，由EkEp得：eq f(1,2)(4m)v2eq f(1,2)mgeq f(h,2)，得veq r(gh/8).答案：A8.如圖7所示，一根(y n)跨越光滑定滑輪的輕繩，兩端各有一雜技演員(可視為質(zhì)點(diǎn)(zhdin)，a站于地面(dmin)，b從圖示的位置由靜止(jngzh)開始向下擺動，運(yùn)動過程中繩始終處于伸直狀態(tài)，當(dāng)演員b擺至最低點(diǎn)時，a剛好(gngho)對地面無壓力，那么演員a質(zhì)量與演員b質(zhì)量之比為() 圖7A11 B21C31 D41解析：設(shè)b擺至最低點(diǎn)時的速度為v，由機(jī)械能守恒定律可得：mgl(1cos60)eq f(1,2)mv2，解得ve

9、q r(gl).設(shè)b擺至最低點(diǎn)時繩子的拉力為FT，由圓周運(yùn)動知識得：FTmbgmbeq f(v2,l)，解得FT2mbg，對演員a有FTmag，所以，演員a質(zhì)量與演員b質(zhì)量之比為21.答案：B9如圖8所示，A、B、C、D四圖中的小球以及小球所在的左側(cè)斜面完全相同，現(xiàn)從同一高度h處由靜止釋放小球，使之進(jìn)入右側(cè)不同的軌道：除去底部一小段圓弧，A圖中的軌道是一段斜面，高度大于h；B圖中的軌道與A圖中的軌道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；C圖中的軌道是一個內(nèi)徑略大于小球直徑的管道，其上部為直管，下部為圓弧形，與斜面相連，管的高度大于h；D圖中的軌道是個半圓形軌道，其直徑等于h.如果不計(jì)任何摩擦阻力

10、和拐彎處的能量損失，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后能到達(dá)h高度的是 ()圖8解析：對A、C軌道，小球到達(dá)右側(cè)最高點(diǎn)的速度可以為零，由機(jī)械能守恒可得，小球進(jìn)入右側(cè)軌道后的高度仍為h，故A、C正確；軌道B右側(cè)軌道最大高度小于h，小球運(yùn)動到軌道最高點(diǎn)后做斜拋運(yùn)動，小球到達(dá)最高點(diǎn)時仍有水平速度，因此，小球能到達(dá)的最大高度小于h，B不正確；軌道D右側(cè)為圓形軌道，小球通過最高點(diǎn)必須具有一定速度，因此，小球沿軌道D不可能到達(dá)h高度，D錯誤答案：AC二、非選擇題(此題包括3小題，共46分)10(15分)(2022上海高考)如圖9，ABC和ABD為兩個光滑固定軌道，A、B、E在同一水平面，C、D、E在同一豎直線上，D點(diǎn)距水

11、平面的高度h，C點(diǎn)高度為2 h，一滑塊從A點(diǎn)以初速度v0分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出 圖9(1)求滑塊落到水平面時，落點(diǎn)(lu din)與E點(diǎn)間的距離(jl)sC和sD.(2)為實(shí)現(xiàn)(shxin)sCsD，v0應(yīng)滿足什么(shn me)條件？解析(ji x)：(1)根據(jù)機(jī)械能守恒，eq f(1,2)mv022mgheq f(1,2)mvC2，eq f(1,2)mv02mgheq f(1,2)mvD2根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律：2heq f(1,2)gtC2，heq f(1,2)gtD2sCvCtC，sDvDtD綜合得sC eq r(f(4v02h,g)16h2)，sD eq r(f(2v02h,

12、g)4h2)(2)為實(shí)現(xiàn)sCsD，即 eq r(f(4v02h,g)16h2) eq r(f(2v02h,g)4h2)，得v0eq r(6gh)但滑塊從A點(diǎn)以初速度v0分別沿兩軌道滑行到C或D處后水平拋出，要求v02eq r(gh)，所以2eq r(gh)v0eq r(6gh).答案：(1)sCeq r(f(4v02h,g)16h2)sDeq r(f(2v02h,g)4h2)(2)2eq r(gh)v0eq r(6gh)11(16分)如圖10甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由直軌道AB和圓軌道BC組成，小球從軌道AB上高H處的某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測出小球經(jīng)過圓軌道最高點(diǎn)C時對軌道的壓力為F，

13、并得到如圖乙所示的壓力F隨高度H的變化關(guān)系圖象(小球在軌道連接處無機(jī)械能損失，g10 m/s2)求：圖10(1)小球從H3R處滑下，它經(jīng)過最低點(diǎn)B時的向心加速度的大小；(2)小球的質(zhì)量和圓軌道的半徑解析(ji x)：(1)由機(jī)械能守恒(shu hn)得：mgHeq f(1,2)mvB2向心(xin xn)加速度aeq f(vB2,R)6g60 m/s2(2)由機(jī)械能守恒(shu hn)得：mgHmg2Req f(1,2)mvC2由牛頓(ni dn)第二定律得：mgFmeq f(vC2,R)解得：Feq f(2mg,R)H5mg根據(jù)圖象代入數(shù)據(jù)得：m0.1 kg，R0.2 m答案：(1)60 m/s2(2)0.1 kg0.2 m12.(15分)如圖11所示，質(zhì)量為M(M足夠大)的小球被一根長為L的可繞O軸自由轉(zhuǎn)動的輕質(zhì)桿固定在其端點(diǎn)，同時又通過繩跨過光滑定滑輪與質(zhì)量為m的小球相連小球M此時與定滑輪的距離可忽略假設(shè)將質(zhì)量為M的球，由桿呈水平狀態(tài)開始釋放，不計(jì)摩擦，豎直 圖11繩足夠長，那么當(dāng)桿轉(zhuǎn)動到豎直位置時，質(zhì)量為m的球的速度是多大？解析：當(dāng)轉(zhuǎn)到豎