專題5：機(jī)械能參考答案

1、第五章：機(jī)械能1.12017新課標(biāo)n卷】【答案】A2. 2017-江蘇卷】【答案】C【解析】向上滑動的過程中，根據(jù)動能定理：0-%=-(mg + Ff口，同理，下滑過程 中，由動能定理可得：Ek0 -0 = (Ff -mg)%，故C正確；ABD錯誤.3.12017新課標(biāo)m卷】【答案】A【解析】將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點，PM段繩的機(jī)械能不變，MQ段21,2/ 1八 1繩的機(jī)械能的增加量為AE = -mg(- I)-mg(-1) = mgl,由功能關(guān)系可知，在此過 36339程中，外力做的功W =1 mgl，故選A。4.12017天津卷】【答案】B【解析】機(jī)械能等于動能和重力勢能之和，

2、乘客隨座艙在豎直面內(nèi)做勻速圓周運動，動 能不變，重力勢能時刻發(fā)生變化，則機(jī)械能在變化，故A錯誤；在最高點對乘客受力分析，V 2V 2根據(jù)牛頓第二定律有：mg - N = m一，座椅對他的支持力N = mg - m 一 v , d 正確。AB 摩擦力AB 彈力AB 2 B上B上B下（15北京卷）【答案】A【解析】從繩恰好伸直到人運動到最低點的過程中，繩對人的拉力始終向上，故沖量 始終向上。此過程中人先加速再減速，當(dāng)拉力等于重力時，速度最大，則動量先增大后減 小，A選項正確，B、C選項錯誤，在最低點時，人的加速度向上，拉力大于重力，D選 項錯誤。（15海南卷）【答案】CE解折】4Q巨質(zhì)點受到豎直向

3、I下的重九 和黑百間上的支持分 兩勺的合力充當(dāng)問M 所以膂V座=唉N = 聯(lián)立蟀得=、康，下落過程中重力破正功.摩擦力做負(fù)功，根據(jù)劭能定理可得陽述町=:布解得可:=：那或，所以克服摩擦力觸功g吹點.燈正轅*（15四川卷）【答案】A【解析】試題分析：三個小球被拋出后，均僅在重力作用下運動，三球從同一位置落至 同一水平地面時,設(shè)其下落高度為h，并設(shè)小球的質(zhì)量為m，根據(jù)動能定理有：3Umv21 mv2，解得小球的末速度大小為：v=，與小球的質(zhì)量無關(guān)，即三球的末速度大200小相等，故選項A正確。（15新課標(biāo)2卷）【答案】A【解析】試題分析：由圖可知，汽車先以恒定功率P1起動，所以剛開始做加速度減小 的

4、加速度運動，后以更大功率P2運動，所以再次做加速度減小的加速運動，故A正確，B、C、D錯誤。（15新課標(biāo)2卷）【答案】BD1解析】試題分析：當(dāng)物體剛程放時，兩者的速度都為必當(dāng)立捌體濟(jì)順L役桿的分速度為為由機(jī)械能守恒定 律可知,立落地時遽度大小為%nJ序微e：E碉：I物體的邀度也是為所以輕桿對？先儆正功,后做 負(fù)功，故A惜謾；尊落地前，當(dāng)0的機(jī)械能量寸陽，占的速度最大，比時桿對匕作用力為G這時，匕對地 面的壓力大小為ME，&的加逋度為,故燈錯謖，口正蠲.一（15新課標(biāo)1卷）C【解析】武后分柘 根據(jù)功能定理可簿P點初能號 =用0f.曲 A倚酎,半徑方向的合力提供向心力.可得4mg-mg = m所以

5、、點初能為的打=若且，/P點到工點根據(jù)動能定理可需mSR+yv = ?-msEr即修序力解功州=竿.質(zhì)怠運動過程，半徑方向的心力撞供向心押%-飛風(fēng)口白=b =僧根據(jù)左右常稱，麗一高度|由于摩力缺功導(dǎo)效白羋II的窿小.軌道彈力變小.滑動摩麋力，=變小.所以最瘵力傲功變小.翳幺從才到根提動和定理.g壬動能 與上嚶一鵬7,由于田嚶，圖以。點速度仍困更有道小到仍會蝴甘可上運前一段距 離.時照選項匚對.2014-重慶卷B解析本題考查機(jī)車啟動過程中功率的相關(guān)知識.機(jī)車在不同的路面以相同的功率按 最大速度行駛，可推斷機(jī)車做勻速直線運動，受力平衡，由公郎=Fv, F=kmg，可推出P =k 1 mgv=k2m

6、gv2,解得 v2=kvj 故 B 正確，A、C、D 錯誤.22014新課標(biāo)H卷B解析由題意可知，mgh=1 mv0,又由動能定理得mgh=|mv2-|mv2,根據(jù)平拋運動v可知v0是v的水平分速度，那么cos a=v0=+，其中a為物塊落地時速度方向與水平方向 v的夾角，解得a=45。，B正確.2014新課標(biāo)H卷C解析因物體均做勻變速直線運動，由運動學(xué)公式得前后兩個過程的平均速度是2倍 關(guān)系，那么位移=t也是2倍關(guān)系，若 =fx,則唯=f!x故唯=2%；由動能定理WF1 -fx =mv2和 卬小-f 2x=】m（2v）2得 W6=4W=、-2fx12.選項A正確.2014-全國卷D解析本題考

7、查能量守恒定律.根據(jù)能量守恒定律，以速度v上升時，2mv2 =2mgcos%I+mgH,以2速度上升時2mg =同ngcos崎m+mgh,解得h=4, =七萬一1） tan仇所以D正確.2014-福建卷I C解析設(shè)斜面傾角為仇物塊速度達(dá)到最大時，有kx=mg sin仇若m1V m2,則x 1V x2， 當(dāng)質(zhì)量為m 1的物塊到達(dá)質(zhì)量為m2的物塊速度最大位置的同一高度時，根據(jù)能量守恒得:AEp =mg A h+1mv 2,所以v=、J當(dāng)-2 g A h,因為m, v.，此時質(zhì)量為m,的物 2m121 2max1塊還沒達(dá)到最大速度，因此v 1maxv2max，故A錯；由于撤去外力前，兩彈簧具有相同的

8、壓縮 量，所以撤去外力時兩彈簧的彈力相同，此時兩物塊的加速度最大，由牛頓第二定律可得。=F彈-m.,，因為質(zhì)量不同，所以最大加速度不同，故B錯誤；由于撤去外力前，兩彈 m簧具有相同的壓縮量，所以兩彈簧與物塊分別組成的兩系統(tǒng)具有相同的彈性勢能，物塊上升 過程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以上升到最大高度時，彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能，所以兩物 塊重力勢能的增加量相同，故D錯誤；由Ep=mgh可知，兩物塊的質(zhì)量不同，所以上升的 最大高度不同，故c正確.P2014-廣東卷B解析由于楔塊與彈簧盒、墊塊間均有摩擦，摩擦力做負(fù)功，則緩沖器的機(jī)械能部分 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故選項A錯誤，選項B正確；車廂撞擊過程中，彈簧被壓縮

9、，摩擦力和彈簧 彈力都做功，所以墊塊的動能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性勢能，選項C、D錯誤.（2013廣東高考）【解析】選B、D。在曲線上任取一點,作切線，設(shè)切線與水平方向成的銳角為。，則切向力為:mgsinB=ma切，可 得甲的切向加速度一直減小，乙的切向加速度一直增大，在B點，有a甲切a乙切,A錯誤;對甲、乙 下落相同高度h,由動能定理得mgh= 1 mv2,v= 9,B正確;從A到B,開始一段甲的切向加速度大于乙的切向加速度,即甲的速度增加得快，平均速度大，二者位移相等,故甲比乙先到B 處,D正確、C錯誤。（2013大綱版全國卷）【解析】選A、C。小物塊向上做勻減速直線運動，合外力沿斜面向下，由牛頓

10、第二定律得F mguma,根據(jù) 動能定理損失的動能等于F.s= mgH- =2mgH,A對,B錯;小物塊在向上運動過程中,重力勢合 sin 30能增加了 mgH,而動能減少了 2mgH,故機(jī)械能損失了 mgH,C對,D錯。（2013安徽高考）【解析】選C。 TOC o 1-5 h z GMmv 2選衛(wèi)星為研究對象,當(dāng)衛(wèi)星做圓周運動時,萬有引力提供向心力:*二晨可得E =1 mv2=1 GMm故衛(wèi)星由半徑為R的軌道變?yōu)榘霃綖镽的軌道的過程中損失的機(jī)械能 k 22 R12為:AEuEjEf E 1+Ek1-（E 2+卜2）代入數(shù)據(jù)可得AE= GMm（ 與由能量轉(zhuǎn)化和守恒定律得, 12 P1 k1

11、P2 k22、R R HYPERLINK l bookmark120 o Current Document 21衛(wèi)星損失的機(jī)械能等于通過摩擦產(chǎn)生的熱量,產(chǎn)生的熱量為GMm （ _ ）,c項正確。2 R R（2013山東高考）【解析】選C、D。對于M和m組成的系統(tǒng),除了重力、輕繩彈力做功外，摩擦力對M做了功,系統(tǒng)機(jī)械能不 守恒，選項A錯誤;對于M,合外力做的功等于其重力、輕繩拉力及摩擦力做功的代數(shù)和，根據(jù) 動能定理可知,M動能的增加等于合外力做的功，選項B錯誤;對于m,只有其重力和輕繩拉力 做了功，根據(jù)功能關(guān)系可知，除了重力之外的其他力對物體做的正功等于物體機(jī)械能的增加量, 選項C正確;對于M和

12、m組成的系統(tǒng),系統(tǒng)內(nèi)輕繩上彈力做功的代數(shù)和等于零,只有兩滑塊的 重力和M受到的摩擦力對系統(tǒng)做了功，根據(jù)功能關(guān)系得,M的摩擦力對系統(tǒng)做的功等于系統(tǒng) 機(jī)械能的損失量，選項D正確。（2013新課標(biāo)全國卷I）【解析】選A、C。V2702設(shè)著艦時艦載機(jī)的速度為V,無阻攔索時艦載機(jī)加速度大小為a,所以a=- 2x 2x10001m/s2=2.45m/s2,從著艦到停止，飛機(jī)在甲板上滑行的距離即為v-t圖像下的面積x2=70 x0.4-270 _ 2.45 x 0.4 +1011x2.45x0.42+x2.1+5x10 x0.5=113.28（m）約為無阻攔索時的布，選項 A正確;在0.42.5 s時間內(nèi)，

13、飛機(jī)做勻減速直線運動，即阻攔索的張力的合力恒定不變，阻攔索的夾角逐漸減小,張力逐漸減小，故B錯;在滑行過程中,0.42.5 s時間內(nèi)加速度最大，加速度大小為a=70 為a=70 _ 2.45 x 0.4 _ 1021m/s2=28.1 m/s2,飛行員所承受的最大加速度超過2.5g,選項C正確;在0.42.5 s時間內(nèi)，阻攔系統(tǒng)對飛機(jī)做功的功率P=Fv,F不變,v逐漸減小，功率P減小，故D錯。（2013江蘇高考）【解析】選B、C。由于摩擦力的存在,A點時的彈性勢能必大于B點時的彈性勢能,故彈簧原長的位置即O1點一定在稍靠近B右側(cè)的某點,由O點拉到A點時,克服摩擦力做的功一定大于5 pmga,故

14、物1塊在A點時,彈簧的彈性勢能小于W- pmga,A項錯誤;從A點至B點，機(jī)械能繼續(xù)減少pmga, 乙3 一 一 一一，故物塊在B點時,彈簧的彈性勢能小于W- gmga,B項正確;從A點至O點，克服摩擦力做的1功仍然大于5 pmga,故由O至A再由A至O,克服摩擦力做的功的總量一定大于pmga,故O 點的動能小于W-pmga,C項正確;動能最大處為平衡位置，利用對稱性，平衡位置在AB的中點, 由于物塊和桌面之間有摩擦,O、B點到平衡位置的距離有多種可能，所以D項錯誤。（2012福建卷）答案：D（2012天津卷）答案BD解析：由F與t的關(guān)系圖像0t拉力小于最大靜摩擦力物塊靜止F的功率為0, A錯

15、 誤；在tI12階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度增大的加速運動，在1213階段拉力 大于最大靜摩擦力物塊做加速度減小的加速運動，在12時刻加速度最大，B正確，C錯誤; 在1113物塊一直做加速運動，在1314拉力小于最大靜摩擦力物塊開始減速，在時刻速度 最大，動能最大，D正確。（2012 安徽卷）.D解析：小球從P到B高度下降R,故重力做功mgR, A錯。在B點小球?qū)壍狼『脽o壓力，由重力提供向心力得VB = 菽，取B點所在平面為零勢能面，易知機(jī)械能減少量 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark61 o Current Document 11.1.11 HYP

16、ERLINK l bookmark63 o Current Document AE = mgR 一 一 mv2 = mgR，B錯。由動能定理知合外力做功W=-mv2 = -mgR ,C錯。 222 B 2 HYPERLINK l bookmark65 o Current Document 根據(jù)動能定理mgR-W =mv2-0，可得w = 1mgR，D選項正確。 f 2 Bf 2（2011年高考四川理綜卷）A解析* A詼建的主要原因是噱出其他的反作用力.而1睦氣曦力,故B錯誤 由動能定 理知合力做俺功,動能減少,減少下摩，C錯說 由十減建下修 所以整卡噲屬于超重狀 aD精深；蟀來處于平衡狀急的返

17、回艙，受到氣體向上的反作用力后,縫對返回旎的技 力變小, A正確.（2011年高考全國卷新課標(biāo)版）ABD舞：A .如果恒n三運動方同相同.那幺質(zhì)T位勻加速運動，動能一邕變大.微為正隨，B.如果唱力與正動方向相反.那幺質(zhì)點先施乞減速運動，速度減到6質(zhì)5、在恒力作用二沿言恒力方可做 勻加速運動.動能再逐漸增大.或B E確，C,如果恒力方向與原來昌動方向不在同一直線上，那么將速度沿恒力方向所在直線和垂直恒力方向分解， 其中恒力匕一個速度方向相同：這個方向速堂就會塔加：至一個方向速建不變.那么合速堂旅會增加.不 金誠小.故匚錯誤,口、如果恒力方向與原來運動方向不在同一直域上，那么將速度沿恒力方向所在直

18、線和垂直恒力方向分解， 其中恒力與一個速度方向相反，這個方向速度就會減小,另一個方向速度不變，那次合速度就會減小，當(dāng) 恒力方向速度減到0時，另一個方向正有速度，所以速度到最小值時不為。，然后怛力方向速度又會噌加， 臺速度又在噌加，即動能噌大.放D三碉.或選ABD.（2011年高考全國卷新課標(biāo)版）ABC鋅：A、活動員到達(dá)第氓點前，量力對K動員一互做正功，不動員的奎韋勢能始終減小.放A正養(yǎng).8、躁橫盤光緊壬住不落過程=.彈力方向可上，運動員的位移E.f.彈性力對運動員做負(fù)功，彈性勢 能晉加.故E正琳匚、以運動員、地球和遜極曼所組成的系統(tǒng)，只有重力和葬方做功r系組的機(jī)械能守恒.故C確.口、H力勢熊的

19、改變2苣.力粒功埼關(guān)，取由于初三左量的高度差.與重力勢能考點的選取天美.故口 錯誤， 故選ABC.（2011年高考全國卷新課標(biāo)版）BD薜：恿電的恒體三觸道上受到去烹力的作用，利用動畔定理有月II *L -2mv.磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小與成三比,所以B=kl解得邛孚，A-二概女亙箕賢L變?yōu)樵瓉淼纳闲牛航蝮w的出射速度塔加三原來的血倍，放A錯誤E.只將電流：增加至不來的工倍，洋拓的出射速度塔加至原來由?諂：或E ;確C.只將彈怵質(zhì)量減至原來的一半，彈體的出射速度域加至原來的5倍，放錯誤口、將彈悻匠量減至息來的 +-.軌道長度I.變?yōu)橛脕淼墓ば?再它曼不變，埠庫的出射速度培加至原來的 士倍，故門正嘀， 故選

20、（2011年高考山東理綜卷）C轉(zhuǎn)：A. a球版的是豎亶上美運動,b球上自由落埠運動：F們的運動狀態(tài)不二：不寸能同曠落地，成A錯 誤*H,從我詞內(nèi)容可售出：在專處相遇.此時&球卻t球的位超相同，時閑相同，它的時加速度也相同.所以. 由兩個球的運動的過程恰好是相反的，把包球的運動反過來看的話，應(yīng)該和匕球的運動過程一樣，所以在 蚱遇工：.a球的速度剛好為0,而M球的速度剛好為用，所以H巖誤，C.由于兩球運動時機(jī)械能守恒，兩理性在號處相退，從開始運動到相遇.由動能定理可知.球區(qū)動能的減 少量當(dāng)于球匕動能的增m量，選項c壬琬一口、相遇后.北七個球的速度的A小不，而三方的大小是相同的，所1二重力的功率不同

21、，敵口錯誤， 被選C.二、實驗題2014廣東卷. (2)50相等 滑塊的動能 正比 壓縮量的平方0.49解析根據(jù) F 1= mg=kAxj F2=2mg=k.Ax2,有 AF=FF2=k.Axk.Ax2,則 k=0-0099N/m=49.5 N/m,同理可以求得 k=00.097 N/m=50.5 N/m,則勁度系數(shù)為 k=竺=50 N/m. .滑塊離開彈簧后做勻速直線運動，故滑塊通過兩個光電門時的速度相等.在該過程中彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為滑塊的動能；圖線是過原點的傾斜直線，所以v與x成正比；彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能，即E彈=1 mv2,即彈性勢能與速度平方成正比，則彈性勢能與壓縮量平方成正比.201

22、4天津卷(2)刻度尺、天平(包括祛碼)D可在小車上加適量的祛碼(或鉤碼)CD 2014.山東卷答案(1)略(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42 均正確)(3)/2圈(sh)解析(1)根據(jù)實驗步驟給出的實驗數(shù)據(jù)描點、連線即可.(2)上問所得圖線的斜率就是滑塊與木板間的動摩擦因數(shù).(3)重物下落h時，滑塊的速度最大.設(shè)滑塊的質(zhì)量為m，細(xì)繩拉力對滑塊所做的功為W/對該過程由動能定理得W mgh=m mv 20 FF2滑塊從。點運動到D點，由動能定理得WFmgs=00 由以上兩式得v=，2限(sh).三、計算題1.(全國新課標(biāo)I卷，25)【解析】(1)選P為研究對象，受力分析如圖：設(shè)

23、P加速度為a，其垂直于斜面方向受力平衡：G cos 9 = N沿斜面方向，由牛頓第二定律得：Gsin9 - f = ma2a = g sin 9 - R g cos 9 = 5 g對CB段過程，由v 2 - v 2 = 2ast 0 代入數(shù)據(jù)得B點速度：vB = 2、g(2) P從C點出發(fā)，最終靜止在F，分析整段過程；由C到F，重力勢能變化量：AEp =-mg - 3Rsin9 減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。設(shè)E點離B點的距離為xR，從C到F，產(chǎn)熱：Q = Rmg cos 9 (7 R + 2xR) 由。=1”1,聯(lián)立、解得：x = 1 ； 研究P從C點運動到點過程重力做功：w = mg si

24、n0 (5R + xR)G摩擦力做功：W 二-四mg cos0 (5R + xR)動能變化量：A E = 0Jk由動能定理：WG + W + W彈=AEk代入得：w =-1mgR彈 5由AE彈=1,至uE點時彈性勢能E彈為爭R (3)其幾何關(guān)系如下圖2, 1可知：OQ = - R , CQ| = - R由幾何關(guān)系可得，G點在D左下方，豎直高度差為5 R，水平距離為3R。設(shè)P從D點拋出時速度為“，到G點時間為t其水平位移：3 R = vt0豎直位移：R = gt222解得：3 一一 51 .一重力做功： W = -m g(- R + 63 一一 51 .一重力做功： W = -m g(- R +

25、 6R sin0) = - m gR g - -106摩擦力做功： W =-四m g - 6Rcos0 = -m gRf512彈力做功：W = -A E = mgR彈彈 51 .9 .動能變化量：AE = -mv 2 -0J = mgRk 2010由動能定理：W + W + W = AEG f 彈k將代入，可得：m, = 3m2.(全國新課標(biāo)II卷，25)【解析】地面上，Ep重轉(zhuǎn)化為Ep彈,E機(jī)守恒 小Ep重目aEp彈尸5mgl = EP，此時彈簧長度為lA f B:能量守恒：EP = EB + Q.,r即 5mgl = mv2 + h mg - 41 n v =、- 6glBBB f D :

26、動能定理：-mg 21 = - mv2 - - mv2 n v = v2gl2 D 2 B D 、41g此后，物體做平拋運動: y = 21 =1 gt2 n t = 乙41gx = v t = 2 21AB點速度vB =，.而, 假設(shè)物塊質(zhì)量為m 則A f B :能量守恒：15mgl = m v 2 + hm2 b落點與B點距離為2E = Ekb + Q g 415 mgl解得：vB2 力一 2g1 若要滑上圓弧，則V三0，即v 2三0，解得mW 5m TOC o 1-5 h z BB2若要滑上圓弧還能沿圓弧滑下，則最高不能超過C點此時假設(shè)恰好到達(dá)C點，則根據(jù)能量守恒：E = Q+ E5mg

27、l5mgl = h m g 41 + m gl5解得：m = 3 m5故若使物塊不超過C點，m 3 m綜上.m W m W 3m 324.(江蘇卷，14)【答案】（1）【答案】（1）N = mg cos a（2）：12(1 - COSa ) X_ : 2 gx sin a a 3 3 2cos aN = mg cos a , 【解析】（1）支持力的大小(2)根據(jù)幾何關(guān)系 s = Ml cos a), s = x sin a 解得 s = u,B在傳送帶上開始做勻減速運動。11設(shè)B一直減速滑過傳送帶的速度為V1由動能定理的-由動能定理的-Rmgl =mVlV 2 mmV 2解得 V1 = V，v

28、 2 一 2 R gl = 4m / s由于V1仍大于由于V1仍大于u,說明假設(shè)成立即B與A碰前速度為4m/s（2）設(shè)地一次碰后A的速度為VAiB的速度為VB J取向左為正方向,根據(jù)動量守恒定律和機(jī)械等守恒定律得:mv = Mv + mv TOC o 1-5 h z AiB11 mv 2Mv 2+1 mv 2212 A12 B1解得 i，一4上式表明B碰后以-m/s的速度向右反彈?；蟼魉蛶Ш笞鲈谀Σ亮Φ淖饔孟聹p速， 設(shè)向左減速的最大位移為xm，由動能定理得:-r mgx = 0 - mmv 2 m 2 B4解得x = m m 9因xl，故B不能滑上右邊曲面。（3） B的速度減為零后，將在傳送

29、帶的帶動下向左勻加速，加速度與向右勻減速時相同，且由于v小于傳送帶的速度u,故B向左返回到平臺上時速度大小仍為4m/s。由于 B13第二次碰撞仍為對心彈性碰撞，故由（2）中的關(guān)系可知碰后B仍然反彈，且碰后速度大小V 一 32V 一 32m / s32仍為B碰前的3，即VB 2=3 VB1同理可推：B每次碰后都將被傳送帶帶回與A發(fā)生下一次碰撞。則B與A碰撞n次后4反彈，速度大小為丁m/s。3 n14. （2012福建卷）【解析】：（1）：小船從A點到達(dá)B點，受到的阻力恒為f,其克服阻力做的功為： W = FS = fd11 一(2)：從A到B由動能定理可知：mmv2 - mV2 = Pt - fd 2 b 2 a12解得：解得：15. （2011年高考山東理綜卷）薜：（1設(shè)物坡平拋運動的時三為h由邛拋運動規(guī)應(yīng)得