2020年高考物理真題分類匯編專題6 機(jī)械能

專題6機(jī)械能

1.62012福建卷）如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊A、8用輕繩連接

并跨過(guò)滑輪（不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦）.初始時(shí)刻,A、B處于同一高度并恰好靜止?fàn)顟B(tài).剪

斷輕繩后卜下落、、沿斜面下滑,則從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊

A.速率的變化量不同B.機(jī)械能的變化量不同

C.重力勢(shì)能的變化量相同D.重力做功的平均功率相同

鈣：D

解析:由題意根據(jù)力的平衡有wgwgsin0,歷以nh=mBsin。.根據(jù)機(jī)械能守恒定律

mgh=l/2mv2,得v=技心所以兩物塊落地速率相等,選項(xiàng)卜錯(cuò);因?yàn)閮晌飰K的機(jī)械能守

恒,所以兩物塊的機(jī)械能變化量都為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤根據(jù)重力做功與重力勢(shì)能變化的關(guān)系,

重力勢(shì)能的變化為小辿,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因?yàn)锳、1兩物塊都做勻變速運(yùn)動(dòng),所以卜

重力的平均功率為P'K亞B的平均功率P'8=01唱?v/2?cos（4/2-，），因?yàn)閍、

=mBsin9,所以P'A=P'u,選項(xiàng)D正確.

2.2012天津卷）.如圖甲所示,靜止在水平地面的物塊A,受到水平向右的拉力F/W,F

與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示,設(shè)物塊與

則

A.0-X時(shí)間內(nèi)￡的功率逐漸增大

B.Y時(shí)刻物塊卜的加速度最大

C.飛時(shí)刻后物塊卜做反向運(yùn)動(dòng)

D.&時(shí)刻物塊卜的動(dòng)能最大

苕喋BI）

解析:由R與t的關(guān)系圖像Q?匕拉力小于最大靜摩擦力物塊靜外的功率為0,卜錯(cuò)誤;

在tl?t2階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng),在tz?t3階段拉力大

于最大靜摩擦力物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),在“時(shí)刻加速度最大,、正確，C錯(cuò)法祗、?

ta物塊一直做加速運(yùn)動(dòng),在M?3拉力小于最大靜摩擦力物塊開始減速,在時(shí)刻速度最大,

動(dòng)能最大,?正確.

3.62012上海卷).質(zhì)量相等的均質(zhì)柔軟細(xì)繩A、B平放于水平地面,繩A較長(zhǎng).分別捏住

兩繩中點(diǎn)緩慢提起,直到全部離開地面,兩繩中點(diǎn)被提升的高度分別為黑、h?,上述過(guò)程

中克服重力做功分別為若()

a)hA=hB,則一定有W*="hA>hB,則可能有義代、

(C)hA<h?,則可能有雙內(nèi),(L；h,,>hB,則一定有WX,

森：B

解析:由題易知,離開地面后,細(xì)繩A的重心距離細(xì)繩A的最高點(diǎn)的距離較大，分析各選

項(xiàng)易知B正確.

4.(公\2上海卷).如圖,可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長(zhǎng)的細(xì)軟輕線連接,跨過(guò)固定

在地面上半徑為R有光滑圓柱,A的質(zhì)量為B的兩倍.當(dāng)B位于地面時(shí),A恰廠、

與圓柱軸心等高.將A由靜止釋放,B上升的最大高度是()

a)2R(3；5R/3(C)4R/3①)2R/3

較：C

解斤:設(shè)卜剛落到地面時(shí)的速度為z,則根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得吸K^R=\廠2*2\缸+\/2WN

2,沒A落地后8再上升高h(yuǎn),則有1/2瞰JN小,解壽h=R/3,B上升的最大高度是

H=R+h=4/3*R,即C正確.

5.42012上海卷).位于水平面上的物體在水,向

n~~嗯FK

平恒力F\作用下,做速度為7\的勻速運(yùn)動(dòng);

若作用力變?yōu)樾泵嫔系暮懔”物體做速度為72的勻速運(yùn)動(dòng),且F\與Fz功率相同.則可能

有()

(K)F2=FI,VI>V2fB?F2=FI,VI<v2

(C)F2>F|,V|>V2(D)F2<F|,VI<V2

拆：BD

解析:根據(jù)平衡條件有FFueg,設(shè)F?與水平面的夾角為0,則有F2=mg/cos〃+“sin

S,因?yàn)閏os0+zzsin。的最大值為\+口2>b可能E4i；P=Fivi=〃mgvi=F

2V2COSS=jumgv2/(1+zztan9),可見vKzi,即於正確.

6.12012安徽卷).如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、

OB豎直,一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達(dá)

最高點(diǎn)B時(shí)恰好對(duì)軌道沒有壓力.已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)

過(guò)程中()

A重力做功ImgR

B機(jī)械能減少mgR

C合外力做功mgR

D克服摩擦力做功LmgR

2

答黑D

解析:小球從？到'高度下降R,故重力做功球,卜錯(cuò).在1點(diǎn)小球?qū)壍狼『脽o(wú)壓力,由

重力提供向心力得、B=嬴，取3點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面,易知機(jī)械能減少量

1,11,1

AE=mgR-_mv2=_mgR,B錯(cuò).由動(dòng)能定理知合外力做功W=_/?zv2=_mgR,C錯(cuò).

2822B2

1,1

根據(jù)動(dòng)能定理mgR-W=mv2-0,可得w=mgR,D選項(xiàng)正確.

fTBfT

7.12012海南卷）.一質(zhì)量為1kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上,從t=0時(shí)起,第1秒內(nèi)受到

2N的水平外力作用,第2秒內(nèi)受到同方向的1N的外力作用.下列判斷正確的是

9

A0?2s內(nèi)外力的平均功率是一、

4

5

B第2秒內(nèi)外力所做的功是一、

4

C第2秒末外力的瞬時(shí)功率最大

4

D第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動(dòng)能增加量的比值是—

5

答案:CD

解析:由動(dòng)量定理求出1s末、2s末速度分別為：7\=2/$、V2=3m/s故合力做功為w=

12Ac1/；izvv4.5,_

_mv-=4.5J功率為p=_=_w=1.5vvis末、2s末功率分別為:4w、3w第1秒內(nèi)與

2t3

1,1,1,

第2秒動(dòng)能增加量分別為:_mv=2J,_mv-_mv=2.5J,比值；4：5

212221

8.2012廣炎卷）.（18分）

圖18（a）所示的裝置中,小物塊卜、、質(zhì)量均為皿,水平面上PQ段長(zhǎng)為1,與物塊間的動(dòng)

摩擦因數(shù)為口,其余段光滑.初始時(shí),擋板上的輕質(zhì)彈簧處于原長(zhǎng);長(zhǎng)為Y的連桿位于圖中

虛線位置;A緊靠滑桿(A、B間距大于2r；.隨后,連桿以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)滑桿作

水平運(yùn)動(dòng),滑桿的速度-時(shí)間圖像如圖\8所示.A在滑桿推動(dòng)下運(yùn)動(dòng),并在脫離滑桿后

與靜止的&發(fā)生完全非彈性碰撞.

(1)求卜脫離滑桿時(shí)的速度及卜與'碰撞過(guò)程的機(jī)械能損失

(2)如果心不能與彈簧相碰,及AB從P點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)停止所用的時(shí)間為t\,求3得取值范圍,

及3與3的關(guān)系式.

(3)如果AB能與彈簧相碰,但不能返回道P點(diǎn)左側(cè),設(shè)每次壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈

性勢(shì)能為心,求0的取值范圍,及L與3的關(guān)系式(彈簧始終在彈性限度內(nèi)).

解析:H；由題知,A脫離滑桿時(shí)的速度UF3r

設(shè)A、3碰后的速度為v\,由動(dòng)量守恒定律

mu,,=2mVi

A與B碰撞過(guò)程損失的機(jī)械能AE=-^_x2m\r

2021

解得AE=」m-r2

8

⑵心不能與彈簧相碰,設(shè)脂在PQ上運(yùn)動(dòng)的加速度大小為a,由牛頓第二定律及運(yùn)動(dòng)學(xué)

規(guī)律

_Vj

?2771g=2mav=atx=

117

由題知xWI

4/

聯(lián)立解融<<_r

t[=-------

rt\2g

?2mgl<1x2mv2

（3）2能與彈簧相碰

2'

1.

不能返回道?點(diǎn)左側(cè)-2mg-2/>2<2mv2

2

AB在的Q點(diǎn)速度樂z,AB碰后到達(dá)Q點(diǎn)過(guò)程,由動(dòng)能定理

--2mgl=?x2/nv2-Jx2/??v2

2221

心與彈簧接觸到壓縮最短過(guò)程,由能量守恒

E=1x2mv2

P22

解得E”*—8

9.（2012四川卷）.06分）

四川省“十二五”水利發(fā)展規(guī)劃指出,若按現(xiàn)有供水能力測(cè)算,我省供水缺口極大,蓄

引提水是目前解決供水問(wèn)題的重要手段之一.某地要把河水抽高20皿,進(jìn)入蓄水池,用一臺(tái)

電動(dòng)機(jī)通過(guò)傳動(dòng)效率為耶I、的皮帶,帶動(dòng)效率為6。道的離心水泵工作.工作電壓為380V,此

時(shí)輸入電動(dòng)機(jī)的電功率為9kW,電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為0.4Q.己知水的密度為1X103kg/m3,重力

加速度取lOm/s2.求:

(1)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻消耗的熱功率;

⑵將蓄水池蓄入8646的水需要的時(shí)間(不計(jì)進(jìn)、出水口的水流速度).

解析:

2設(shè)電動(dòng)機(jī)的電功率為P,則①

設(shè)電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻丫上消耗的熱功率為?丫,切P「=I2r②

代入數(shù)據(jù)解得P,XXlNH③

說(shuō)明:①③式各2分,②式3分.

⑵設(shè)蓄水總質(zhì)量為所用抽水時(shí)間為t.已知抽水高度為k,容積為N,水的密度為P,則

M=PV(4)

設(shè)質(zhì)量為E的河水增加的重力勢(shì)能為M，p,儂Ep=Mgh⑤

設(shè)電動(dòng)機(jī)的輸出功率為汽,則P°=P-Pr?

根據(jù)能量守恒定律得PotX60%X80%=AEp@

代人數(shù)據(jù)解得t=2X104s⑧

說(shuō)明:④⑤式各1分,⑥⑧式各2分,②式3分.

10.(2012安徽卷).(1A分)質(zhì)量為的彈性球從空中某高度由靜止開始下落,該下

落過(guò)程對(duì)應(yīng)的v-t圖象如圖所示.球與水平地面相碰

后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的i處.該球受到的

空氣阻力大小恒為于,取g=\°m/s2,求:

(1)彈性球受到的空氣阻力于的大小;

⑵彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.

解析:由圖像可知:小球下落作勻加速運(yùn)動(dòng),a=_=Sm/52

At

由牛頓第二定律得:mg-f=ma

f=m(g+a)=0.2N

解得

3

(2)由圖知:球落地時(shí)速度v=4m/s,則反彈時(shí)速度v'=_v=3m/s

4

設(shè)反彈的加速度大小為a，，由動(dòng)能定理得

-(mg+f)h=0mv'~

2

解得h=0.375"?

11.(2012安徽春).

如圖所示,裝置的左邊是足夠長(zhǎng)的光滑水平面,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接著質(zhì)量

M=2kg的小物塊A.裝置的中間是水平傳送帶,它與左右兩邊的臺(tái)面等高,并能平滑對(duì)接.傳

送帶始終以u(píng)=2m/s的速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).裝置的右邊是一光滑的曲面,質(zhì)量m=lkg的小物塊B

從其上距水平臺(tái)面h=l.0m處由靜止釋放.已知物塊B與傳送帶之間的摩擦因數(shù)H=0.2,1

-1.0m.設(shè)物塊A、B中間發(fā)生的是對(duì)心彈性碰撞,第一次碰撞前物塊A靜止且處于平衡狀態(tài).

取g=10m/s2.

(D求物塊B與物塊A第一次碰撞前的速度大小:

(2)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明物塊B與物塊A第一次碰撞后能否運(yùn)動(dòng)到右邊曲面上?

⑶如果物塊A、B每次碰撞后,物塊A再回到平衡位置時(shí)都會(huì)立即被鎖定,而當(dāng)他們?cè)俅闻?/p>

撞前鎖定被解除,試求出物塊B第n次碰撞后運(yùn)動(dòng)的速度大小.

解析:設(shè)B滑到曲面底部速度為3根據(jù)機(jī)械能守恒定律,

1,,____

=-mv=.J2gh=2^5m/s

由于v>u,B在傳送帶上開始做勻減速運(yùn)動(dòng).

度B一直減速滑過(guò)傳送帶的速度為V、

由動(dòng)能定理的-mg/=mv2-mv2

212

解得vi=4m/s

由于、仍大于u,說(shuō)明假設(shè)成立,即B與卜碰前速度為如M

0設(shè)地一次碰后卜的速度為VA\，B的速度為V%，取向左為正方向，根據(jù)動(dòng)量守恒定律

和機(jī)械等守恒定律得:

mvx=MVM+mvBl

i21*,)17

_mv=_Mv+_mv

]041,Bl

W/s

解薇81

33

4

上式表明B碰后以_m/s的速度向右反彈.滑上傳送帶后做在摩擦力的作用下減速,設(shè)向左

3

減速的最大位移為x,n,由動(dòng)能定理得:

12

-mgx=0n

2B

4

解得X：/

因無(wú)mVI,故B不能滑上右邊曲面.

(3)3的速度減為零后,將在傳送帶的帶動(dòng)下向左勻加速,加速度與向右勻減速時(shí)相同,

4

且由于、a小于傳送帶的速度u,我B向左返回到平臺(tái)上時(shí)速度大小仍為一〃?&由于第二

BI3

次碰撞仍為對(duì)心彈性碰撞,故由(2)中的關(guān)系可知碰后B仍然反彈,且碰后速度大小仍為B

碰前的)>BPv=1u—-2L=~—m/c

3823Bl3232s

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8與卜碰撞n次后反彈,

4

速度大小為一mis.

3"

12.(2012江蘇卷)(\6分煤緩沖裝置的理想

模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕

桿相連,輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng),與槽間的滑.

動(dòng)摩擦力恒為輕桿向右移動(dòng)不超過(guò)1時(shí),裝置可安全工作,一質(zhì)量為e的小車若以速度

V。撞擊彈簧,將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng)1/4,輕桿與槽間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,且不計(jì)

小車與地面的摩擦.

（1）若彈簧的勁度系數(shù)為求輕桿開始移動(dòng)時(shí),彈簧的壓縮量X；

（2）為這使裝置安全工作,允許該小車撞擊的最大速度Va

（3）討論在裝置安全工作時(shí),該小車彈回速度/與撞擊速度7的關(guān)系

解析:

f

d）輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的彈力F=①且F=f②解得*二一③

k

0設(shè)輕桿移動(dòng)前小車對(duì)彈簧所做的功為N,則小車從撞擊到停止的過(guò)程中,動(dòng)能定理

I1,

小車以v撞擊彈簧時(shí)W=O-_mv2④

o420

1-

小車以撞擊彈簧時(shí)一力一W=0-2mv-⑤

解V",=+愛@

V2m

1,

0設(shè)輕桿恰好移動(dòng)時(shí),小車撞擊速度為丫,〃?V2=W（7）

'21

由④⑦解敏\=

13.12013全嬲源新理綜II第20題）白部在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn),

其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓,且軌道半徑逐漸變小.若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過(guò)程

中,只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用,則下列說(shuō)法正確的是

A.衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小

B.由于地球引力做正功,引力勢(shì)能一定減小

C.由于氣體限力做負(fù)功,地球引力做正功,機(jī)械能保持不變

D.衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢(shì)能的減小

答案：BD.

解析：由于空氣阻力做負(fù)功,衛(wèi)星軌道半徑變小,地球引力做正功,引力勢(shì)能一定減小,動(dòng)

能增大,機(jī)械能減小,選項(xiàng)AC錯(cuò)誤t正確.根據(jù)動(dòng)能定理,衛(wèi)星動(dòng)能增大,衛(wèi)星克服阻力做

的功小于地球引力做的正功,而地球引力做的正功等于引力勢(shì)能的減小,所以衛(wèi)星克服氣體

阻力做的功小于引力勢(shì)能的減小,選項(xiàng)D正確.

14.62013高考山東理綜第14題）如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面心

和光滑斜面be與水平面的夾角相同,頂角b處安裝一定滑輪.質(zhì)量分別為'、mAl>m；的滑

塊,通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接,輕繩與斜面平行.兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做

勻加速運(yùn)動(dòng).若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中

A..兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒

B.重力對(duì)E做的功等于斌動(dòng)能的增加

C.輕繩對(duì)e做的功等于e機(jī)械能的增加

D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功

答案:CD

蛹用由于斜面近粗糙,在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒,

選項(xiàng)卜錯(cuò)誤.由動(dòng)能定理,重力對(duì)斌做的功大于M動(dòng)能的增加,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,由功能關(guān)系,輕

繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加,選項(xiàng)C正確.由功能關(guān)系可知,兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械

能損失等于限克服摩擦力做的功,選項(xiàng)D正確.

15.（2013高考安徽理綜第\7題）質(zhì)量為e的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為丫時(shí),引力勢(shì)

Mm

能可表示為t\=-G——，其中Q為引力常量,M為地球質(zhì)量.該衛(wèi)星原來(lái)的在半徑為R\的軌

r

道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由于受到極稀薄空氣的摩擦作用,飛行一段時(shí)間后其圓周運(yùn)動(dòng)

的半徑變?yōu)镽z，此過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為

,11B.GMm(J_--2_)

A.GMm(—-_)

尺R、RjR2

1111,11、

C._GMm(--_)D.一GMm(______)

2R2R2&&

糠；C

Mm,?Mm11Mm

解析?.衛(wèi)星降低軌道,減少的引力勢(shì)能,WEP=-G——-（-G一）=GMm（___）由6_

2

/?,R2R2KR

1GMm

=mv7R,可得衛(wèi)星在半徑為R\的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能EH_mv2=,

22股

衛(wèi)星在半徑為R的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能E=lmv2=GMm,動(dòng)能增加郎

2k222R【k

GMm-2MH,成功碎系4E產(chǎn)Z\Ek+Q,聯(lián)立解得:此過(guò)程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為年-

2R22R2

所以正確選項(xiàng)為C,

殳R

16.（20\3全國(guó)高考大綱版理綜第20題）如圖所示,一固定斜面傾角為30°,一質(zhì)量為R

的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，加速度大小等于重力加速度

的大小&物塊上升的最大高度為、,則此過(guò)程中,物塊的()

A動(dòng)能損失了2祿

B動(dòng)能損失了mgll

C機(jī)械能損失TmgH

1?

D機(jī)械能損失了一mgH

2

AC

解析:分析小物塊沿斜面上滑,根據(jù)題述可知,物塊所受滑動(dòng)摩擦力為f=0.5mg,由動(dòng)能定

理,動(dòng)能癥關(guān)了fH/sin30°+mgH=2mgH,選項(xiàng)卜正確弋錯(cuò)誤.由功能關(guān)系,機(jī)械能損失

fH/sin30°=mgH,選項(xiàng)C正確b錯(cuò)誤.

\7.C20\3高考江蘇物理第3題)水平面上,一白球與一靜止的灰球碰撞,兩球質(zhì)量相等.碰

撞過(guò)程的頻閃照片如圖所示,據(jù)此可推斷,碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能約占碰撞前動(dòng)能的

(A)0%

(B)0%

(C)0%

(D)0%

較：A

解析:由圖可知,碰撞后白球速度大約減小到原來(lái)的Q.6倍,灰球速度大約是白球碰撞前速

度的0.6倍.碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能△W1mv2-1m(0.6v)J_m(0.6v)2=0.28X1mv2.^

2272

此可推斷,碰撞過(guò)程中系統(tǒng)損失的動(dòng)能約占碰撞前動(dòng)能的3。限,選項(xiàng)卜正確.

18.（2013高考天津理綜物理第2題）我國(guó)女子短道速滑隊(duì)在今年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3000m

接力三連冠.觀察發(fā)現(xiàn),“接棒”的運(yùn)動(dòng)員甲提前站在“交捧”的運(yùn)動(dòng)員乙前面.并且開始

向前滑行,待乙追上甲時(shí),乙猛推甲一把,使甲獲得更大的速度向前沖出.在乙推甲的過(guò)程

中，忽略運(yùn)動(dòng)員與冰面間在水平方向上的相互作用,則

A?甲對(duì)乙的沖量一定等于乙對(duì)甲的沖量

B.甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等方向相反

C,甲的動(dòng)能增加量一定等于乙的動(dòng)能減少量

D.甲對(duì)乙做多少負(fù)功,乙對(duì)甲就一定做多少正功

卷：B

解析:沖量是矢量,甲乙相互作用時(shí),二者相互作用力相等,甲對(duì)乙的沖量大小一定等于乙對(duì)甲

的沖量的大小,但是方向相反,選項(xiàng)卜錯(cuò)誤.由動(dòng)量定理,甲、乙的動(dòng)量變化一定大小相等方

向相反,選項(xiàng)'正確.甲乙相互作用過(guò)程,是非彈性碰撞,機(jī)械能不守恒,所以選項(xiàng)5錯(cuò)誤.

19.（2013高考江蘇物理第9題）如圖所示,水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物

塊相連.彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于0點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）.物塊的質(zhì)量為m,AB=a,物塊

與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為R.現(xiàn)用水平向右的力將物塊從0點(diǎn)拉至卜點(diǎn),拉力做的功為用.

撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng),經(jīng)0點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零.重力加速度為g.則上述過(guò)

程中

1

⑷物塊在卜點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于

2

3

（B）物塊在B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能小于N--Mmga

2

經(jīng)Q點(diǎn)時(shí),物塊的動(dòng)能小于bQega

?物塊動(dòng)能最大時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在X點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能

答案:BC

解析:設(shè)物塊在卜點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能等于用水平向右的力將物塊從Q點(diǎn)拉至卜點(diǎn),

1

拉力做的功為W=E?、+Umg-OA,物塊在A點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能EM大于W-3mga,選項(xiàng)卜

2

錯(cuò)誤.由于物塊與桌面間有摩擦,4卜大于0B,物塊從Q到卜再由4至的過(guò)程克服摩擦力做

3_

功Umg?0A+Rmga,大壬-口mga.由功能關(guān)系,物塊在B點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能小不-

2

3

_umga,婀B正確.物塊從Q到卜再由卜至IJ0的過(guò)程,克服摩擦力做功2umg?0A,大于u

2

mga,所以經(jīng)0點(diǎn)時(shí),物塊的動(dòng)能小型-。mga,選項(xiàng)C正確.當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)到從A向B運(yùn)動(dòng),

彈簧彈力等于摩擦力時(shí)物塊的動(dòng)能最大,此時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài);運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)彈簧處于壓

縮狀態(tài),根據(jù)題述不能判斷這兩個(gè)位置彈簧的彈性勢(shì)能的大小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤

062013高考福建理綜第20題)G5分)如圖,一不可伸長(zhǎng)的輕繩上端懸掛

孑0,席端系一質(zhì)量忖0kg的小球.現(xiàn)將小球拉到卜點(diǎn)(保持繩繃直)由靜止

釋放,當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)繩恰好被拉斷小,球平拋后落在水平地面上的C點(diǎn).地面上

的D，的0B在同一豎直線上,已知繩長(zhǎng)L=l.0m,B點(diǎn)離地高度將\.0m,A,B

兩點(diǎn)的高度差h=0.5m,重力加速度g軟lOm/s；不計(jì)空氣影響,

(1)地面上DC兩點(diǎn)間的距離s；

⑵輕繩所受的最大拉力大小.

2

解析:(1)小球從A到B的過(guò)程中機(jī)械能守恒,有:mgh=1mvB,①

2

小球從、到C做平拋運(yùn)動(dòng),在豎直方向上有:H=lgt2,②

2

在水平方向上有：5=7支,③

聯(lián)立①②③解得:s=1.41m.?

42）小球下擺到達(dá)B點(diǎn)時(shí),繩的拉力和重力的合力提供向心力,存F-mg=m_5⑤

T

聯(lián)立①⑤解得：F=20N

根據(jù)牛頓第三定律,F'=-F,

輕繩所受的最大拉力大小為20N.

2[2014?重慶春]某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛,受到的阻力分別為

車重的K和小倍,最大速率分別為V、和vz,則1）

klk2

A.v2=kiViB.V2=—ViC.V2=—ViD.V2=k2Vl

k2kl

答恚B

解析:本題考查機(jī)車啟動(dòng)過(guò)程中功率的相關(guān)知識(shí).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(yùn)動(dòng),受力平衡,由么KP=Fv,F=kmg,可推出

kl

=k2mgV2,解得v?=—vi,故、正確,卜、C、。錯(cuò)誤.

k2

22.[2014?新溪斯〃卷]取水平地面為重力勢(shì)能零點(diǎn).一物塊從某一高度水平拋出,在拋

出點(diǎn)其動(dòng)能與重力勢(shì)能恰好相等.不計(jì)空氣阻力.該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾

角為（）

.71-兀c兀c5兀

A._B._C._D._

64312

答案:B

解析:由題意可知,mgh=unv0,又由動(dòng)能定理得晡\=、《一晨他,根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)可知飛

222

是7的水平分速度,Wcosa=吧=叱，其中a為物塊落地時(shí)速度方向與水平方向的夾

v2

角,解得a—45，B正確.

23.[2014?新溪標(biāo)〃卷一物體靜止在粗糙水平地面上,現(xiàn)用一大小為F、的水平拉力拉動(dòng)

物體,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后其速度變?yōu)殛?duì)若將水平拉力的大小改為物體從靜止開始經(jīng)過(guò)同

樣的時(shí)間后速度變?yōu)?7.對(duì)于上述兩個(gè)過(guò)程,用W、電線分別表示拉力K、F.所做的功,

W?,用2分別表示前后兩次克服摩擦力所做的功,則()

A.WFZ>4WFI,Wr2>2W「i

B.Wg>4W"W,-2=2Wfl

C.WY4W“Wf2=2Wr,

D.W(：2<4WF1,Wf2<2Wri

答案:C

解析:因物體均做勻變速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得前后兩個(gè)過(guò)程的平均速度是2倍關(guān)系,

那么位移x=t也是2倍關(guān)系,若W”=fx,購(gòu)Wr2=f?2x戰(zhàn)Wi2=2Wri；由動(dòng)能定型”一￡x

=lmv2和汽2—f,2x=.m(2v)2壽g=41丫口—2fx<4Wi-i,C正確.

22

24.[2014?安徽卷\如圖所示,有一內(nèi)壁光滑的閉合橢圓形管道,置于豎直平面內(nèi),MN溟

通過(guò)橢圓中心0點(diǎn)的水平線.已知一小球從用點(diǎn)出發(fā),初速率為沿

僦MPN總動(dòng)，到N點(diǎn)的速率為心,所需時(shí)間為t\；若該小球仍抓點(diǎn)以初速率v。出發(fā),

而沿管道隧運(yùn)動(dòng),至於點(diǎn)的速率樂2,所需時(shí)間為則()

A.V1=N1,t|>t2B.V1〈V2,tl>t2

C.V|—Ni,tj<t2D.V1<V2,t|<t2

答案：人

解析:本題考查機(jī)械能守恒定律、類比法與^圖像方法解題,考查“化曲為直”的思維能

力.首先根據(jù)機(jī)械能守恒定律得到％=72=VS,小球沿著檢軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),先減速后加速,

小球沿著物N軌道運(yùn)動(dòng)時(shí),先加速后減速，總路程相等,將小球的曲線運(yùn)動(dòng)類比為直線運(yùn)動(dòng),畫

出vt圖像如圖,可得*選頊卜正確.

25.[2014?全國(guó)卷]一物塊沿傾角為Q的斜坡向上滑動(dòng).當(dāng)物塊的初速度為7時(shí),上升的

最大高度為如圖所示;當(dāng)物塊的初速度送氫寸,上升的最大高度記小.重力加速度大小

2

為&則物塊與斜坡間的動(dòng)摩擦因數(shù)和卜分別為（

A.tan0

2

C.tan°fil—

41itan0和4

答案:D

iH

廨辦本題考查能量守恒定律.根據(jù)能量守恒定律,以速融上升時(shí),m2=11mgeos0/_

v2

7-mgH,以黃度上升時(shí)jnf)=Umgeos9_____7-mgh,解得卜=3U=(_____ijtan

2221sinG、2gH'

Q,所以》正確.

26.[2014??#/]如圖所示,兩根相同的輕質(zhì)彈簧,沿足夠長(zhǎng)的光滑斜面放置,下端

固定在斜面底部擋板上,斜面固定不動(dòng).質(zhì)量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上

端.現(xiàn)用外力作用在兩物塊上,使兩彈簧具有相同的壓縮量,若撤去外力后,兩物塊由靜止沿

斜面向上彈出并離開彈簧,則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過(guò)程,兩物塊（）

C.上升的最大高度不同

D.重力勢(shì)能的變化量不同

答篥：C

解析:設(shè)斜面傾角為Q,物塊速度達(dá)到最大時(shí)，有kx=mgs\n0,若mKm：,則xKxz,當(dāng)

質(zhì)量為皿的物塊到達(dá)質(zhì)量為肌的物塊速度最大位置的同一高度時(shí),根據(jù)能量守恒得:4&=

112AEp

mg4h*”v2,所以、=/----^2gAh,因?yàn)閙Gz,歷以v〉v2m*,此時(shí)質(zhì)量為0、的物塊

27m

還沒達(dá)到最大速度,因比VMCVZ2故卜錯(cuò);由于撤去外力前,兩彈簧具有相同的壓縮量,

所以撤去外力時(shí)兩彈簧的彈力相同,此時(shí)兩物塊的加速度最大,由牛頓第二定律可得a=

F彈一mgsin9一.，，

,因?yàn)橘|(zhì)量不同,所以最大加速度不同,故B錯(cuò)誤;由于撤去外力前,兩彈

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(shì)能,物塊上升過(guò)

程中系統(tǒng)機(jī)械能守恒,所以上升到最大高度時(shí),彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,所以兩物塊

重力勢(shì)能的增加量相同,故。錯(cuò)誤;^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.

27.[2014?廣奏幽圖9是安裝在列車車廂之間的摩擦緩

沖器結(jié)構(gòu)圖圖中①和②為楔塊③和④為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦,在車相相互撞

擊使彈簧壓縮的過(guò)程中I)

A.緩沖器的機(jī)械能守恒

B.摩擦力做功消耗機(jī)械能

C.墊板的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.彈簧的彈性勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能

答案: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(xiàng)卜錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;車廂撞擊過(guò)程中,彈簧被壓縮,摩擦力和彈簧彈力都做

功,所以墊塊的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和彈性勢(shì)能,選項(xiàng)C、b錯(cuò)誤.

28.[2014-W#/]圖為某游樂場(chǎng)內(nèi)水上滑梯軌道示意圖,整個(gè)軌道在同一豎直平面內(nèi),

表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切.點(diǎn)A距水面的高度為

H,圓弧軌道帆的半徑為R,圓心G恰在水面.一質(zhì)量為0的游客(視為質(zhì)點(diǎn))可從軌道

的任意位置滑下,不計(jì)空氣阻力.

(1)若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下,到&點(diǎn)時(shí)沿切線方向滑離軌道落在水面上的^點(diǎn),0D=

2R,求游客滑至除點(diǎn)時(shí)的速度V,大小及運(yùn)動(dòng)過(guò)程軌道摩擦力對(duì)其所做的哪,；

⑵若游客從砧段某處滑下,恰好停在3點(diǎn),又因受到微小擾動(dòng),繼續(xù)沿圓弧軌道滑到F點(diǎn)

后滑離軌道,求P點(diǎn)離水面的高度n.(提示:在圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程中任一點(diǎn),質(zhì)點(diǎn)所受的向心力

v2

與其速率的關(guān)系方向近

解析:3游客從3點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng),有2R=VBt①

R」gt2②

2

由①②式得VB=\/2gR③

從卜到B,根據(jù)動(dòng)能定理,有

1

mg(H—R)-AW：—0@

2

由③④式得Nt——(mgH—2mgR)⑤

(2)設(shè)OP與0B間夾角為、,游客柢點(diǎn)時(shí)的速度為受到的支持力捌,從B到？由機(jī)

械能守恒定律,有

mg(R—Reos9)=-mvE—0⑥

2

過(guò)e點(diǎn)時(shí),根據(jù)向心力公式,有mgeos0—N=m-⑦

R

N=0⑧

cos9

R

2

由⑥⑦⑧⑨式解部=@

3

29.[2014-AW]②某同學(xué)根據(jù)機(jī)械能守恒定律,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究彈簧的彈性勢(shì)能與壓縮

量的關(guān)系.

①如圖23。所示,將輕質(zhì)彈簧下端固定于鐵架臺(tái),在上端的托盤中依次增加嵌碼,測(cè)量相

應(yīng)的彈簧長(zhǎng)度,部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表.由數(shù)據(jù)算得勁度系數(shù)k=N/m.(g穿9.80m/s?)

祛碼質(zhì)量50100150

彈簧長(zhǎng)度"08.627.636.66

②取下彈簧,將其一端固定于氣墊導(dǎo)軌左側(cè),如圖230)所示;調(diào)整導(dǎo)軌,使滑塊自由滑動(dòng)

時(shí),通過(guò)兩個(gè)光電門的速度大小.

③用滑塊壓縮彈簧,記錄彈簧的壓縮量X；釋放滑塊,記錄滑塊脫離彈簧后的速度v.釋放滑

塊過(guò)程中,彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為..

④重復(fù)③中的操作,得到、與x的關(guān)系如圖232.由圖可知,v與x或________關(guān)系.由

上述實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論:對(duì)同一根彈簧,彈性勢(shì)能與彈簧的^^成正比.

(a)(b)

(c)

答案：⑵⑦50②相等③滑塊的動(dòng)能④正比壓縮量的平方

解析:榭紓i=mg=k/xi,F2=2mg=kdx2,F=Fi—F2=k/IXi-kzlx2,媯k=49

0.0099

049k+k，

N/m=49.5N/m,同理可以求得k，=_；___N/m=50.5N/m,則勁度系數(shù)為k=—50

0.00972

N/m.

②滑塊離開彈簧后做勻速直線運(yùn)動(dòng),故滑塊通過(guò)兩個(gè)光電門時(shí)的速度相等.

③在該過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為滑塊的動(dòng)能;

1

④圖線是過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,所以V與X成正比:彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,艮陀理=卡襁,即

2

彈性勢(shì)能與速度平方成正比,則彈性勢(shì)能與壓縮量平方成正比.

30.（8分）［2014?山東卷］某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧秤和刻度尺,測(cè)量滑塊在木板上運(yùn)動(dòng)的最大

速度.

實(shí)驗(yàn)步驟:

①用彈簧秤測(cè)量橡皮泥和滑塊的總重力，記彳隹;

②將裝有橡皮泥的滑塊放在水平木板上,通過(guò)水平細(xì)繩和固定彈簧秤相連,如圖甲所示.在

卜端向右拉動(dòng)木板,待彈簧秤示數(shù)穩(wěn)定后,將讀數(shù)記脩;

③改變滑塊上橡皮泥的質(zhì)量,重復(fù)步驟①②;

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示:

G/N1.502.002.503.003.504.00

F/N0.590.830.991.221.371.60

④如圖乙所示,將木板固定在水平桌面上,滑塊置于木板上左口鼠處,細(xì)繩跨過(guò)定滑輪分

別與滑塊和重怫連接,保持滑塊靜止,測(cè)量重怫離地面的高度卜;

⑤滑塊由靜止釋放后開始運(yùn)動(dòng)并最終停在木板上版點(diǎn)(未與滑輪碰揄,測(cè)量3D間的距

離s.

完成下列作圖和填空:

(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在給定坐標(biāo)紙上作出FG圖線.

(2)由圖線求得滑塊和木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)。=(保留2位有效數(shù)

釣.⑻滑塊最大速度的大小7=_(用卜、s,N和重力加速度g表

示).答案:⑴夠

(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.位均正確)

(3)-X/2Ug(s-

解析:(。根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟③給出的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)、連線即可.

(2)上問(wèn)所得圖線的斜率就是滑塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù).

⑶重物下落卜時(shí),滑塊的速度最大.設(shè)滑塊的質(zhì)量為0,細(xì)繩拉力對(duì)滑塊所做的功琳'

對(duì)該過(guò)程由動(dòng)能定理得

1

2

WF—nmgh=^mv—0

2

滑塊從C點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至除點(diǎn),由動(dòng)能定理得

WH—ymgs=0—0

由以上兩式得v211g(sf).

31.[2014?江蘇朗如圖所示,生產(chǎn)車間有兩個(gè)相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲

的速度羯。.小工件離開甲前與甲的速度相同,并平穩(wěn)地傳到乙上,工件與乙之間的動(dòng)摩擦

因數(shù)為X.乙的寬度足夠大,重力加速度為&

⑴若乙的速度為Vo,求工件在乙上側(cè)向(垂直于乙的運(yùn)動(dòng)方向)滑過(guò)的距離s;

⑵若乙的速度為2v、,求工件在乙上剛停止側(cè)向滑動(dòng)時(shí)的速度大小v;

⑶保持乙的速度2v?不變,當(dāng)工件在乙上剛停止滑動(dòng)時(shí),下一只工件恰好傳到乙上，如此

反復(fù).若每個(gè)工件的質(zhì)量均加,除工件與傳送帶之間的摩擦外,其他能量損耗均不計(jì),求

驅(qū)動(dòng)乙的電動(dòng)機(jī)的平均輸出功率.

解析:(1)摩擦力與側(cè)向的夾角為45。

側(cè)向加速度大小a*=ugeos45°

勻變速直線運(yùn)動(dòng)—2a,s=0—v0

解得sW且

2gg

⑵設(shè)t=0時(shí)刻摩擦力與側(cè)向的夾角為0,側(cè)向、縱向加速度的大小分別為a、、a,則Ltan

ax

0

很小的At時(shí)間內(nèi),側(cè)向、縱向的速度增量/Vx=ax/t,Avy=ayAt

Avy

解得——-=tan0

Avx

且由題意知tan0^24vy二爪3

vxv'xvx-Avx

?：摩擦力方向保持不變

則當(dāng)7'時(shí),v/=0,矽v=2vo.

⑶工件在乙上滑動(dòng)時(shí)側(cè)向位移為X,沿乙方向的位移為

由題意知ax=ugeos0,ay=ugsin°

在側(cè)向上—2axx=0—v0在縱向上2aly=(2v0)：—0

2v0

工件滑動(dòng)時(shí)間t=---乙前進(jìn)的距離y、=2vot

ay

工件相對(duì)乙的位移L=A/X2+(yl—y)2則系統(tǒng)摩擦生熱Q=umgl

2

電動(dòng)機(jī)做功W=lm(2v0)—_lnv。V-Q

22

由PEL,解壽P=CmgvO

t5

32.H5江蘇卷)如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定