★2019年高考物理总复习(教科版)试题第五章机械能综合检测 Word版含解析

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全国卷2019届高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律阶段综合测评

阶段综合测评五　机械能及其守恒定律(时间：90分钟　满分：100分)温馨提示：1.第Ⅰ卷答案写在答题卡上，第Ⅱ卷书写在试卷上；交卷前请核对班级、姓名、考号.2.本场考试时间为90分钟，注意把握好答题时间.3.认真审题，仔细作答，永远不要以粗心为借口原谅自己．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．有的小题给出的四个选项中只有一个选项正确；有的小题给出的四个选项中有多个选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错选或不答得0分)1．(2015届湖南省益阳市阵营中学高三月考)放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间图象和拉力的功率与时间图象分别如图甲、乙所示，则物体的质量为(g 取10 m/s 2)( )A. kgB. kgC. kgD. kg5310935910解析：根据v t 图象可知物体在0～2 s 内的加速度a ＝＝3 m/s 2，故在0～2 s 内有F －f ＝ma ，ΔvΔt 所以在2～6 s 内拉力的功率P ＝Fv ＝f ×6＝10 W ，故有物体所受的阻力f ＝ N ，而在0～2 s 内有53F ＝f ＋ma ，所以在t ＝2 s 时拉力的功率P ＝(f ＋ma )v ＝×6＝30 W ，解得物体的质量m ＝(53＋3×m )109kg ，故选项B 正确．答案：B2．(2015届湖北省教学合作高三月考)如图所示，小物体A 沿高为h 、倾角为θ的光滑斜面以初速度v 0从顶端滑到底端，而相同的物体B 以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则( )A ．两物体落地时速率相同B ．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同C ．两物体落地时，重力的瞬时功率相同D．从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同解析：两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可知两物体落地时速率相同，故选项A正确；重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，故选项B正确；两种情况下落地方向不同，根据公式P＝Fv cosθ，所以瞬时功率不同，所以选项C错误；平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，所以选项D错误．答案：AB3．(2015届江苏省盐城中学高三月考)两木块A、B用一轻弹簧连接，静置于水平地面上，如图(a)所示．现用一竖直向上的力F拉动木块A，使木块A向上做匀加速直线运动，如图(b)所示．从木块A开始运动到木块B将要离开地面的过程中，下述判断正确的是(设弹簧始终在弹性限度内)( )A．弹簧的弹性势能一直减小B．力F一直增大C．木块A的动能和重力势能之和一直增大D．两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能先增大后减小解析：在A上升过程中，弹簧从压缩到伸长，所以弹簧的弹性势能先减小后增大，故选项A错误；最初弹簧被压缩，A物体受到竖直向上的弹力等于重力，由于A物体做匀加速直线运动，对A受力分析，列出牛顿第二定律解出对应的表达式．当B物体要离开地面时地面的支持力为零，弹簧对B物体向上的拉力等于B物体的重力，即弹簧对A物体向下的拉力等于B的重力，再列出牛顿第二定律即可解出此所需的拉力F大小．得出拉力一直增大，故选项B正确；在上升过程中由于物体A做匀加速运动，所以物体A的速度增大，高度升高，则木块A的动能和重力势能之和增大，故选项C正确；在上升过程中，除重力与弹力做功外，还有拉力做正功，所以两木块A、B和轻弹簧组成的系统的机械能一直增大，故选项D错误．答案：BC4．(2015届山东师大附中高三模拟)如图所示，质量为M，长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车之间的摩擦力为f，经过一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是( )A ．此时物块的动能为F (x ＋L )B ．此时小车的动能为fxC ．这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx －fLD ．这一过程中，因摩擦而产生的热量为fL解析：对物块，由动能定理可知，物块的动能：E k ＝(F －f )(x ＋L )，故选项A 错误；对小车，由动能定理可得，小车的动能为fx ，故选项B 正确；由能量守恒定律可知，物块和小车增加的机械能为F (x ＋L )－fL ，故选项C 错误；系统产生的内能等于系统克服滑动摩擦力做功，这一过程中，小物块和小车产生的内能为fL ，故选项D 正确．答案：BD5．(2015届温州市十校联合体联考)如图所示，一小球从斜轨道的某高处由静止滑下，然后沿竖直光滑轨道的内侧运动．已知圆轨道的半径为R ，忽略一切摩擦阻力．则下列说法正确的是( )A ．在轨道最低点、最高点，轨道对小球作用力的方向是相同的B ．小球的初位置比圆轨道最低点高出2R 时，小球能通过圆轨道的最高点C ．小球的初位置比圆轨道最低点高出0.5R 时，小球在运动过程中能不脱离轨道D ．小球的初位置只有比圆轨道最低点高出2.5R 时，小球在运动过程中才能不脱离轨道解析：设小球的初位置比轨道最低点高h ，从初位置到圆轨道最高点，根据动能定理有mgh ＝mv 2－0，而要通过圆周运动最高点，速度v ≥，代入可得h ≥2.5R ，即初位置要比圆轨道最低点12gR 高出2.5R 时小球才能通过最高点，选项B 错误；小球沿圆轨道内侧运动，最低点弹力向上最高点弹力向下，选项A 错误；小球在运动过程中能不脱离轨道有两种办法，一种是通过最高点即比最低点高出2.5R 的初位置释放，另一种是小球沿圆轨道上滑的高度小于半径R ，根据动能定理即h ≤R ，此时小球上滑速度减小到0后又返回，所以选项C 正确，选项D 错误．答案：C6．(2015届江西省新余一中高三二模)一质量不计的直角形支架两端分别连接质量为m 和2m 的小球A 和B .支架的两直角边长度分别为2l 和l ，支架可绕固定轴O 在竖直平面内无摩擦转动，如图所示．开始时OA 边处于水平位置，由静止释放，则( )A ．A 球的最大速度为2glB ．A 球速度最大时，B 球的重力势能最小C ．A 球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°D ．A ，B 两球的最大速度之比 v a ∶v b ＝1∶2解析：当OA 与竖直方向夹角为θ时，由机械能守恒得mg ×2l cos θ－2mgl (1－sin θ)＝mv ＋·2mv ，且有v A ＝2v B ，联立解得v ＝gl (sin θ＋cos θ)－gl ，由数学知识可知，当122A 122B 2A 8383θ＝45°时(sin θ＋cos θ)有最大值，且A 球的最大速度v A ＝，所以选项A 错误，选项 2－1 83glC 正确；两球的角速度相同，线速度之比v A ∶v B ＝ω·2l ∶ω·l ＝2∶1，故选项D 错误；A 球速度最大时，B 球速度也最大，系统的动能最大，则此时A 、B 两球的重力势能之和最小，并不是B 球的重力势能最小，故选项B 错误．答案：C7．(2015届江西省南昌市三校联考)在倾角为θ的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A 、B ，它们的质量分别为m 1、m 2，弹簧劲度系数为k ，C 为一固定挡板，系统处于静止状态．现用一平行于斜面向上的恒力F 拉物块A 使之向上运动，当物块B 刚要离开挡板C 时，物块A 沿斜面运动的距离为d ，速度为v ，此时( )A ．拉力F 做功等于A 动能的增加量B ．物块B 满足m 2g sin θ＝kdC ．物块A 的加速度为F －kdm 1D ．弹簧弹性势能的增加量为Fd －m 1gd sin θ－m 1v 212解析：物体A 在拉力、重力、弹簧弹力作用下向上运动，根据动能定理可知，合外力做功等于物体动能的增加量，故选项A 错；初始状态，弹簧处于压缩状态，对物块A 分析可得压缩量x 1＝，m 1g sin θk 末状态，B 刚要离开挡板，分析B 可得x 2＝，A 的运动距离d ＝x 1＋x 2＝.对物m 2g sin θk m 1＋m 2 g sin θk 块B ，m 2g sin θ＝kx 2＜kd ，选项B 错误；对物块A 分析，则有F －m 1g sin θ－kx 2＝m 1a ，整理得a ＝，选项C 正确；对A 和弹簧组成的系统，则有Fd －m 1g sin θ×d －E p ＝m 1v 2，整理得F －kd m 112E p ＝Fd －m 1g sin θ×d －m 1v 2，选项D 正确．12答案：CD8．(2015届吉林市普通高中高三月考)如图所示，质量为m 的物体(可视为质点)以某一速度从A 点冲上倾角为30°的固定斜面，其运动的加速度为g ，此物体在斜面上上升的最大高度为h ，则在这个过程23中物体( )A ．重力势能增加了mghB ．动能损失了mghC ．克服摩擦力做功mgh16D ．机械能损失了mgh13解析：物体上升的最大高度为h ，则物体增加的重力势能为mgh ，故选项A 正确；物体上升过程中其加速度a ＝g ，由牛顿第二定律有mg sin30°＋f ＝ma ，解得f ＝mg ，物体上升到最高点过程中，克服合2316外力做功W ＝mgh ＋f ＝mgh ，由动能定理可知其动能损失ΔE k ＝mgh ，故选项B 错误；克服摩擦h sin30°4343力做功W f ＝f ＝mgh ，选项C 错误；由功能关系可知，损失机械能等于克服摩擦力做功，故选项h sin30°13D 正确．答案：AD9．(2015届湖北省孝感市高三月考)如图所示，一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O 与小球B 连接，另一端与套在光滑竖直杆上的小物块A 连接，杆两端固定且足够长，物块A 由静止从图示位置释放后，先沿杆向上运动．设某时刻物块A 运动的速度大小为v A ，小球B 运动的速度大小为v B ，轻绳与杆的夹角为θ.则( )A．v A＝v B cosθB．v B＝v A cosθC．小球B减小的势能等于物块A增加的动能D．当物块A上升到与滑轮等高时，它的机械能最大解析：根据运动的合成与分解，将A的速度分解为沿绳方向和垂直绳方向的两个分速度，如图所示，则有v A cosθ＝v B，故选项B正确，选项A错误；由机械能守恒定律可知，小球B减少的重力势能等于小球A、B增加的动能与小球A增加的重力势能之和，故选项C错误；小球A上升到与滑轮等高的过程中，绳的拉力始终对小球做正功，其机械能增加，故选项D正确．答案：BD10．(2015届武汉市三十九中高三月考)如图所示，2013年2月15日，一颗陨星坠落俄罗斯中西部地区，造成数百人受伤．在影响最严重的车里雅宾斯克州，爆炸造成玻璃窗破碎和人员受伤．忽略陨星的质量变化，在陨星靠近地球的过程中，下列说法正确的是( )A．陨星的重力势能随时间增加均匀减小B．陨星与地球组成的系统机械能不守恒C．陨星减少的重力势能等于陨星增加的内能D．陨星的机械能不断减小解析：因为陨石在下落过程中并不是做的匀速直线运动，所以下落的高度不是均匀减小的，故陨星的重力势能随时间增加不均匀减小，选项A错误；由于摩擦力的存在，系统的机械能不守恒，选项B正确；根据功能关系可得陨石减小的重力势能，转化为动能和内能，选项C错误；由于一部分能量转化为内能，所以机械能减小，选项D 正确．答案：BD第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、实验题(本题共2小题，共15分)11．(6分)(2015届武汉市三十九中高三月考)在“验证机械能守恒定律”的实验中，打点计时器接在电压为U 、频率为f 的交流电源上，从实验打出的几条纸带中选出一条理想纸带，如图所示，选取纸带上打出的连续5个点A 、B 、C 、D 、E ，测出A 点与起始点O 的距离为s 0，点A 、C 间的距离为s 1，点C 、E 间的距离为s 2，已知重锤的质量为m ，当地的重力加速度为g ，则：(1)从起点O 开始到打下C 点的过程中，重锤重力势能的减少量ΔE p ＝________，重锤动能的增加量ΔE k ＝________.(2)根据题设条件，还可利用重锤下落求出当地的重力加速度________，经过计算可知，测量值比当地重力加速度的真实值要小，其主要原因是：________________________________________.解析：(1)从起点O 开始到打下C 点，重锤重力势能的减少量ΔE p ＝mg (s 0＋s 1)，打下C 点的重锤的速度v C ＝＝，故重锤增加的动能ΔE k ＝mv ＝.s 1＋s 22ΔT s 1＋s 2 f 4122C m s 1＋s 2 2f 232(2)根据s 2－s 1＝g ΔT 2，得g ＝＝，测得重力加速度小于当地重力加速度，主s 2－s 1 2T 2 s 2－s 1 f 24要原因是纸带与限位孔之间摩擦力的作用．答案：(1)mg (s 0＋s 1)　m s 1＋s 2 2f 232(2)g ＝f 2　纸带与限位孔之间摩擦力(或答纸带与其它部分的阻力或摩擦阻力)的作用s 2－s 1412．(9分)(2014届江门市高考模拟考试)用如图(a)所示的仪器探究做功与速度变化的关系．实验步骤如下：(1)①将木板固定有打点计时器的一端垫起适当高度，消除摩擦力的影响；②小车钩住一条橡皮筋，往后拉至某个位置，记录小车的位置；③先________，后________，小车拖动纸带，打点计时器打下一系列点，断开电源；④改用同样的橡皮筋2条、3条……重复②、③的实验操作，每次操作一定要将小车________________．(2)打点计时器所接交流电的频率为50 Hz ，下图所示是四次实验打出的纸带．(3)根据纸带，完成尚未填入的数据.次数1234橡皮筋做的功W 2W3W 4W v (m/s) 1.00 1.42 2.00v 2(m 2/s 2)1.002.01 4.00从表中数据可得出什么样的结论？______________________________________________.解析：(1)实验时应先接通打点计时器的电源，再释放小车，且每次操作一定要将小车从相同的位置释放．(3)根据v ＝＝ m/s ＝1.73 m/sx t 3.46×10－20.02v 2＝1.732＝2.99.答案：(1)③接通电源　释放小车　④从相同位置释放(3)1.73　2.99　橡皮筋做的功与速度的平方成正比三、计算题(本题共3小题，共45分，解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确数值和单位)13．(12分)(2015届江西省新余一中高三二模)如图，竖直放置的斜面AB 的下端与光滑的圆弧轨道BCD 的B 端相切，圆弧半径为R ，圆心与A 、D 在同一水平面上，∠COB ＝θ，现有一个质量为m 的小物体从斜面上的A 点无初速滑下，已知小物体与斜面间的动摩擦因数为μ.求：(1)小物体在斜面上能够通过的路程；(2)小物体通过C 点时，对C 点的最大压力和最小压力．解析：(1)如图，小物体最终将在以过圆心的半径两侧θ范围内运动，由动能定理得mgR cos θ－fs ＝0，又f ＝μmg cos θ，解得：s ＝R /μ.(2)小物体第一次到达最低点时对C 点的压力最大：N m －mg ＝mv 2/R由动能定理得：mgR －μmg cos θ·＝mv 2/2，＝R cot θAB AB 解得：N m ＝mg (3－2μcos θcot θ)当小物体最后在BCD ′(D ′在C 点左侧与B 等高)圆弧上运动时，通过C 点时对轨道压力最小．N n －mg ＝mv 2/R ，mgR (1－cos θ)＝mv ′2/2解得：N n ＝mg (3－2cos θ)．答案：(1)　(2)mg (3－2μcos θcot θ)　mg (3－2cos θ)Rμ14．(15分)(2015届山东省实验中学高三月考)如图所示，用内壁光滑的薄壁细管弯成的“S ”形轨道固定于竖直平面内，其弯曲部分是由两个半径均为R ＝0.2 m 的半圆平滑对接而成(圆的半径远大于细管内径)，轨道底端D 点与粗糙的水平地面相切．现有一辆质量为m ＝1 kg 的玩具小车以恒定的功率从E 点由静止开始行驶，经过一段时间t ＝4 s 后，出现了故障，发动机自动关闭，小车在水平地面继续运动并进入“S ”形轨道，从轨道的最高点飞出后，恰好垂直撞在固定斜面B 上的C 点，C 点与下半圆的圆心O 等高．已知小车与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.1，ED 之间的距离为x 0＝10 m ，斜面的倾角为30°.求：(g ＝10 m/s 2)(1)小车到达C 点时的速度大小为多少？(2)在A 点小车对轨道的压力大小是多少，方向如何？(3)小车的恒定功率是多少？解析：(1)把C 点的速度分解为水平方向的v A 和竖直方向的v y ，有：v ＝2g ·3R 2y v C ＝vycos30°解得v C ＝4 m/s.(2)由(1)知小车在A 点的速度大小v A ＝＝2 m/s2gR 因为v A ＝＞，对外轨有压力，轨道对小车的作用力向下2gR gRmg ＋F N ＝m v 2A R解得F N ＝10 N根据牛顿第三定律得，小车对轨道的压力大小F N ′＝F N ＝10 N ，方向竖直向上．(3)从E 到A 的过程中，由动能定理：Pt －μmgx 0－mg 4R ＝mv 122A 解得P ＝＝5 W.μmgx 0＋5mgR t 答案：(1)4 m/s (2)10 N ，方向竖直向上　(3)5 W15．(18分)(2015届温州市十校联合体联考)如左图是在阿毛同学的漫画中出现的装置，描述了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以一定的初速度经两个四分之一圆弧衔接而成的轨道，从最高点P 飞出进入炒锅内，利用来回运动使其均匀受热．我们用质量为m 的小滑块代替栗子，借这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径为2R 和R ，小平台和圆弧均光滑．将过锅底的纵截面看作是两个斜面AB 、CD 和一段光滑圆弧BC 组成，滑块与斜面间的动摩擦因数为0.25，且不随温度变化．两斜面倾角均为θ＝37°，AB ＝CD ＝2R ，A 、D 等高，D 端固定一小挡板，碰撞不损失机械能．滑块的运动始终在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加速度为g .(1)如果滑块恰好能经P 点飞出，为了使滑块恰好沿AB 斜面进入锅内，应调节锅底支架高度使斜面的A 、D 点离地高为多少？(2)接(1)问，试通过计算用文字描述滑块的运动过程；(3)给滑块不同的初速度，求其通过最高点P 和小圆弧最低点Q 时受压力之差的最小值．解析：(1)在P 点mg ＝，得v P ＝mv 2P2R 2gR到达A 点时速度方向要沿着AB ，v y ＝v P ·tan θ＝342gR所以AD 离地高度为h ＝3R －＝R v 2y 2g 3916(2)进入A 点滑块的速度为v ＝＝vp cos θ542gR假设经过一个来回能够回到A 点，设回来时动能为E k ，23E k＝mv2－μmg cosθ8R＜012所以滑块不会滑到A而飞出，最终在BC间来回滑动．(3)设初速度、最高点速度分别为v1，v2由牛顿第二定律，在Q点F1－mg＝，在P点F2＋mg＝mv21Rmv22R 所以F1－F2＝2mg＋m 2v21－2v2＋v22R由机械能守恒mv＝mv＋mg3R，得v－v＝6gR为定值1221122212带入v2的最小值得压力差的最小值为9mg.2gR答案：(1)R　(2)见解析　(3)9mg3916。

2019届高考物理一轮复习讲义：第五章机械能及其守恒定律第讲机械能守恒定律及其应用 Word版含答案

第3讲机械能守恒定律及其应用板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】重力做功与重力势能Ⅱ1、重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与始末位置的高度差有关。

(2)重力做功不引起物体机械能的变化。

2、重力做功与重力势能变化的关系(1)定性关系:重力对物体做正功，重力势能就减小，重力对物体做负功，重力势能就增大。

(2)定量关系:重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量，即W G＝－(E p2－E p1)＝E p1－E p2＝－ΔE p。

(3)重力势能的变化量是绝对的，与参考面的选取无关。

【知识点2】弹性势能Ⅰ1、定义发生弹性形变的物体的各部分之间，由于有弹力的相互作用而具有的势能，叫做弹性势能。

2、弹力做功与弹性势能变化的关系(1)弹力做功与弹性势能变化的关系类似于重力做功与重力势能变化的关系，用公式表示:W ＝－ΔE p。

(2)对于弹性势能，一般物体的弹性形变量越大，弹性势能越大。

【知识点3】机械能守恒定律及其应用Ⅱ1、内容:在只有重力(或系统内弹力)做功的情况下，物体系统内的动能和重力势能(或弹性势能)发生相互转化，而机械能的总量保持不变。

2、常用的三种表达式(1)守恒式:E1＝E2或E k1＋E p1＝E k2＋E p2。

E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能。

(2)转化式:ΔE k＝－ΔE p或ΔE k增＝ΔE p减。

表示系统势能的减少量等于动能的增加量。

(3)转移式:ΔE A＝－ΔE B或ΔE A增＝ΔE B减。

表示系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能。

3、对机械能守恒定律的理解(1)机械能守恒定律的研究对象一定是系统，至少包括地球在内。

(2)当研究对象(除地球外)只有一个物体时，往往根据“是否只有重力(或弹力)做功”来判断机械能是否守恒；当研究对象(除地球外)由多个物体组成时，往往根据“有没有摩擦力和阻力做功”来判断机械能是否守恒。

(3)“只有重力(或弹力)做功”不等于“只受重力(或弹力)作用”，在该过程中，物体可以受其他力的作用，只要这些力不做功，机械能仍守恒。

2019届高三物理一轮复习第5章机械能章末检测

2019届高三物理一轮复习第5章机械能章末检测一、选择题(本题共13小题，每小题5分，共65分．每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1．(2016·余姚学考模拟)关于弹性势能，下列说法中正确的是( )A．当弹簧变长时弹性势能一定增大B．当弹簧变短时弹性势能一定减小C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大D．弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能C[弹簧弹性势能的大小除了跟劲度系数k有关外，还跟它的形变量有关．如果弹簧原来处在压缩状态，当它变短时，它的弹性势能增大，当它变长时，它的弹性势能应先减小，在原长处它的弹性势能最小，所以A、B、D都不对．故选C.]2．如图1所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形，他们从楼顶跳下后，在距地面一定高度处打开伞包，最终安全着陆，则跳伞者( )图1A．机械能一直减小B．机械能一直增大C．动能一直减小D．重力势能一直增大A[由于跳伞者所受的拉力和空气阻力对跳伞者做负功，由功能关系知，跳伞者的机械能一直减小，A正确，B错误；动能先增大后减小，C项错；重力一直做正功，重力势能一直减小，D项错．]3.如图2所示，质量为m的物体在恒力F的作用下以一定的初速度竖直向上运动，物体的加速度方向向下，空气阻力不计，则物体的机械能( )图2【导学号：81370224】A．一定增加B．一定减少C．一定不变D．可能增加，也可能减少A [因为物体向上运动，恒力F 做正功，物体的机械能一定增加，故A 正确，B 、C 、D 错误．]4.如图3所示，A 、B 两物块叠放在一起，用细绳将A 连接在墙上，用力F 拉着B 向右移动．用F 拉、F AB ，F BA 分别表示细绳的拉力、A 对B 的摩擦力和B 对A 的摩擦力，则下列说法中正确的是( )图3A ．F 做正功，F AB 做负功，F BA 做正功，F 拉不做功B ．F 和F BA 做正功，F 拉和F AB 不做功C ．F 做正功，F AB 做负功，F BA 和F 拉不做功D ．F 做正功，其他力都不做功C [由W ＝Fl cos α和题意知，力F 的作用点的位移不为零，且与F 方向相同，故F 做正功；细绳的拉力F 拉的作用点的位移为零，故F 拉不做功；F AB 的作用点的位移不为零，且与F AB 方向相反，故F AB 做负功；F BA 的作用点的位移为零，故F BA 不做功．所以选项C 正确．]5.(2015·浙江1月学考)如图4所示，在某次马戏表演中，一根轻质细绳穿过轻质定滑轮，一端系有重物．一只猴子在驯兽师的引导下，跳起抓住空中细绳的另一端，猴子抓住细绳的同时即向上爬行，由此带动重物加速上升，并使猴子保持离地高度不变．从猴子抓住细绳开始计时到某一时刻所经时间记为t ，时间t 内猴子对外所做功记为W .以W t 为纵坐标，t 为横坐标，作Wtt 图象，该图象是下图中的( )图4A B C DB [对猴子分析，猴子保持离地高度不变，说明猴子相对地面静止，所受静摩擦力等于重力，即F f ＝mg ，设重物加速度为a ，则W ＝F f ·h ＝mg ·12at 2 ，推得W t ＝12mgat ，可知B 项正确．]6.如图5所示，同一物体分别沿斜面AD 和BD 自顶点由静止开始下滑，该物体与斜面间的动摩擦因数相同．在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为W A 和W B ，则( )图5【导学号：81370225】A ．W A >W BB ．W A ＝W BC ．W A <W BD ．无法确定B [设斜面AD 、斜面BD 与水平面CD 所成夹角分别为α、θ，根据功的公式，得W A ＝μmg cos α·l AD ＝μmgl CD ，W B ＝μmg cos θ·l BD ＝μmgl CD ，所以选B.]7．一质量为5 000 kg 的汽车，以额定功率由静止启动，它在水平面上运动时所受的阻力为车重的0.1倍，发动机额定功率为50 kW ，则汽车在此路面上行驶的最大速度为( )A ．5 m/sB ．7 m/sC ．8 m/sD ．10 m/sD [当汽车以额定功率行驶时，做加速度减小的加速运动，当加速度减到零时，速度最大，此时牵引力等于阻力，即F ＝F f ＝kmg ＝0.1×5 000×10N＝5 000 N ；此时的最大速度为v m ＝P F ＝50×1 0005 000m/s ＝10 m/s ，选项D 正确．] 8．从空中同一位置，将三个相同的小球以相同的速率分别平抛、竖直上抛、竖直下抛，不计空气阻力，从抛出到落至水平地面的过程中( )A ．三球在空中运行的时间相同B ．三球落地时重力的瞬时功率相同C ．三球落地时的速度相同D ．三球落地时的动能相同D [竖直上抛运动，先上升后下降，平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，竖直下抛运动在竖直方向上有向下的初速度，知竖直下抛运动的时间最短，竖直上抛运动的时间最长，故A 错误；根据动能定理知，mgh ＝12mv 2－12mv 20，知三球落地时的动能相同，所以速度大小相同，由于速度方向不同，则速度不同．因为重力做功的瞬时功率P ＝mgv cos θ知，竖直上抛和竖直下抛重力的瞬时功率相等，与平抛运动重力的瞬时功率不同，故B 、C 错误，D 正确．]9.一个质量为m 的小铁块沿半径为R 的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为( )图6 A.18mgR B.14mgR C.12mgR D.34mgR D [在半圆底部，由牛顿第二定律，1.5mg －mg ＝mv 2R，解得v 2＝0.5gR .由功能关系可得此过程中铁块损失的机械能为ΔE ＝mgR －12mv 2＝0.75mgR ，选项D 正确．] 10.在篮球比赛中，某位同学获得罚球机会，他站在罚球线处用力将篮球投出，篮球约以1 m/s 的速度撞击篮筐，如图7所示．已知篮球质量约为0.6 kg ，篮筐离地高度约为3 m ，忽略篮球受到的空气阻力，则该同学罚球时对篮球做的功大约为( )图7【导学号：81370226】A ．1 JB ．8 JC ．50 JD ．100 JB [该同学将篮球投出时的高度约为1.8 m ，同学从开始投出篮球到撞击篮筐的过程中，由动能定理得W －mg (h 2－h 1)＝12mv 2，解得 W ＝mg (h 2－h 1)＋12mv 2＝0.6 kg×10 m/s 2×(3 m－1.8 m)＋12×0.6 kg×(1 m/s)2＝7.5 J ，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．] 11．2015年7月18日，极具观赏性的世界悬崖跳水赛在葡萄牙亚速尔群岛成功举办．选手们从悬崖上一跃而下，惊险刺激的场景令观众大呼过瘾．一选手从距离水面高为20 m 的悬崖上跳下，选手受到的空气阻力跟速度成正比，则下列说法正确的是( )A ．选手在空中做匀加速运动B ．选手从开始跳下到入水的时间等于2秒C ．选手在空中下落过程合力做正功D ．选手在空中下落过程机械能增大C [选手在下落过程中受到重力和空气阻力，做向下的加速运动，空气阻力跟速度成正比，则阻力逐渐增大，合力逐渐减小，加速度减小，选手做非匀加速运动，A 错误；如果选手做自由落体运动，其下落时间t＝2hg＝2×2010s＝2 s，因为空气阻力作用，其下落的加速度小于自由落体加速度，所以下落的时间大于2 s，B错误；开始下落时，速度小，阻力也小，合力向下，所以合力做正功，C正确；因为空气阻力做负功，机械能减小，D错误．]12.(加试要求)如图8所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上．其正上方A位置有一只小球．小球从静止开始下落，在B位置接触弹簧的上端，在C位置小球所受弹力大小等于重力，在D位置小球速度减小到零，在小球下降阶段中，下列说法正确的是( )图8A．在B位置小球动能最大B．从A→C位置小球重力势能的减少量等于小球动能的增加量C．从A→D位置小球动能先增大后减小D．从B→D位置小球动能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量C[小球达到B点后，由于重力仍大于弹力，所以继续向下加速，直到C点，速度达到最大，动能最大，故A错误；从A→C位置小球重力势能的减少量等于小球动能与弹簧的弹性势能增加量之和，故B错误；从A→D位置过程中，小球达到B点后，由于重力仍大于弹力，所以继续加速，直到C点，速度达到最大，所以小球动能先增大后减小，故C正确；从B→D位置的过程中小球动能的减少量小于弹簧弹性势能增加量，故D错误．]13.(加试要求)如图9所示，质量相等的甲、乙两小球从一光滑直角斜面的顶端同时由静止释放，甲小球沿斜面下滑经过a点，乙小球竖直下落经过b点，a、b两点在同一水平面上，不计空气阻力，下列说法中正确的是( )图9【导学号：81370227】A．甲小球在a点的速率等于乙小球在b点的速率B．甲小球到达a点的时间等于乙小球到达b点的时间C．甲小球在a点的机械能小于乙小球在b点的机械能D．甲小球在a点时重力的功率等于乙小球在b点时重力的功率A [斜面光滑，甲、乙的运动过程中只有重力做功，所以甲、乙的机械能都守恒，由于甲、乙的初速度都是零，高度也相同，所以到达同一水平面时，它们的动能相同，由于它们运动的方向不一样，所以只是速度的大小相同，故A 正确，C 错误；甲由光滑斜面加速下滑，乙自由下落，甲下滑的加速度小于g ，下滑位移大于高度h ，所以下滑时间大于乙自由下落时间，故B 错误；到达同一水平面时两物体的速率相同，重力也相同，但甲小球重力与速度有夹角，乙小球重力与速度方向相同，所以两球到达同一水平面时乙小球重力的瞬时功率大于甲小球重力的瞬时功率，故D 错误．]二、非选择题(本题共4小题，共35分)14．(5分)(2017·温岭模拟)某实验小组用如图10所示的实验装置和实验器材做“探究做功与物体速度变化的关系”实验，在实验中，该小组同学把砂和砂桶的总重力当作小车受到的合外力．图10(1)除实验装置中的仪器外，还需要的测量仪器有__________________．(2)如图11为实验中打出的一条纸带，现选取纸带中的A 、B 两点来探究“功与速度变化的关系”．已知打点计时器的打点周期为T ，重力加速度为g .图中已经标明了要测量的物理量，另外，小车的质量为M ，砂和砂桶的总质量为m .请你把要探究的结果用题中给出的字母表达出来________________．图11【解析】 (1)本题的实验原理是验证砂桶和砂重力做的功等于小车动能的增加量，所以要测砂和砂桶的总质量、小车的质量，还要测纸带上各点的距离来求速度，所以所需的器材还应有天平和刻度尺．(2)在A 点的速度为v 1＝x 14T ，在B 点：v 2＝x 24T所以动能变化量ΔE k ＝12Mv 22－12Mv 21＝M x 22－x 2132T 2 而砂和砂桶的总重力做的功为：W G ＝mgx要探究功与速度变化的关系的表达式为：mgx ＝M x 22－x 2132T2.【答案】 (1)刻度尺、天平 (2)mgx ＝M x 22－x 2132T2 15．(7分)(2017·浙江名校协作体联考)某同学利用图12甲中器材来做验证机械能守恒实验，图乙是该实验得到的一条点迹清晰的纸带，现要取A 、B 两点来验证实验，已知打点计时器每隔0.02 s 打一个点．图12请回答下列问题：(1)可以判断，连接重物的夹子应夹在纸带的________端(选填“左”或“右”)；(2)若x 2＝4.80 cm ，则在纸带上打下记数点B 时的速度v B ＝________ m/s.(计算结果保留三位有效数字) (3)若x 1数据也已测出，则实验还需测出的物理量为________．(4)若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能始终略大于其增加的动能，则可能的原因是：_____________________________________________________________________________________________________________【解析】 (1)从纸带上可以发现从左到右，相邻的计数点的距离越来越大，也就是说明速度越来越大与重物相连接的纸带先打出点，速度较小，所以实验时纸带的左端通过夹子和重物相连接．(2)若x 2＝4.80 cm ，则根据中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度来求B 点的速度大小得在纸带上打下记数点B 点时的速度v B ＝x 22T ＝0.0480.04m/s ＝1.20 m/s. (3)若x 1数据也已测出，则实验还需测出的物理量为A 、B 之间的距离或h AB .(4)若分析实验结果发现重物下落过程中减少的重力势能始终略大于其增加的动能，则可能的原因是：克服摩擦阻力做功．【答案】 (1)左 (2)1.20 (3)AB 之间的距离或h AB (4)克服摩擦阻力做功16．(11分)如图13所示，一质量为2×103kg 的小汽车从倾斜路面上以20 m/s 的速度经A 点驶入泥泞的水平路面，行驶200 m 路程后到达B 点，速度降为5 m/s ，此后速度保持恒定，已知整个过程中汽车发动机的输出功率恒为40 kW ，泥泞路面上行驶汽车受到的阻力恒定．求：图13(1)在泥泞路面上行驶时，汽车受到的阻力；(2)速度为10 m/s 时，汽车的加速度；(3)汽车在AB 段上的运动时间.【导学号：81370228】【解析】 (1)速度降为5 m/s 后速度保持恒定，所以做匀速运动F 阻＝F ①P ＝F ·v B ②联立①②两式得F 阻＝8×103 N.(2)速度为10 m/s 时，牵引力F ′＝P v ′＝4010×103 N ＝4×103 N a ＝F ′－F 阻m＝－2 m/s 2，负号表示方向向左，汽车做减速运动． (3)由动能定理，分析A 至B 的运动得12mv 2B －12mv 2A ＝P ·t －F 阻·x AB 解得t ＝30.6 s.【答案】 (1)8×103 N (2)2 m/s 2，方向向左 (3)30.6 s17.(12分)(加试要求)如图14所示图14半径R ＝0.4 m 的光滑圆弧轨道BC 固定在竖直平面内，轨道的上端点B 和圆心O 的连线与水平方向的夹角θ＝30°，下端点C 为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上．质量m ＝0.1 kg 的小物块(可视为质点)从空中A 点以v 0＝2 m/s 的速度被水平抛出，恰好从B 点沿轨道切线方向进入轨道，经过C 点后沿水平面向右运动至D 点时，弹簧被压缩至最短，C 、D 两点间的水平距离L ＝1.2 m ，小物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，g 取10 m/s 2.求：(1)小物块经过圆弧轨道上B 点时速度v B 的大小；(2)小物块经过圆弧轨道上C 点时对轨道的压力大小；(3)弹簧的弹性势能的最大值E pm .【解析】 (1)小物块恰好从B 点沿切线方向进入轨道，由几何关系有v B ＝v 0sin θ＝4 m/s.(2)小物块由B 点运动到C 点，由动能定理有mgR (1＋sin θ)＝12mv 2C －12mv 2B 在C 点处，由牛顿第二定律有F －mg ＝m v 2C R，解得F ＝8 N 根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C 点时对轨道的压力F ′大小为8 N.(3)小物块从B 点运动到D 点，由能量守恒定律有E pm ＝12mv 2B ＋mgR (1＋sin θ)－μmgL ＝0.8 J.【答案】 (1)4 m/s (2)8 N (3)0.8 J。

2019版总复习高中物理讲义：第五章机械能第五章基础

基础课2 动能动能定理知识排查动能1.定义：物体由于运动而具有的能叫动能。

2.公式：E k ＝12mv 2。

3.单位：焦耳，1 J ＝1 N·m ＝1 kg·m 2/s 2。

4.矢标性：动能是标量，只有正值。

5.状态量：动能是状态量，因为v 是瞬时速度。

动能定理1.内容：力在一个过程中对物体做的功，等于物体在这个过程中动能的变化。

2.表达式：W ＝12mv 22－12mv 21或W ＝E k2－E k1。

3.物理意义：合外力的功是物体动能变化的量度。

4.适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动。

(2)既适用于恒力做功，也适用于变力做功。

(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以间断作用。

5.应用动能定理解决的典型问题大致分为两种(1)单一物体的单一过程或者某一过程；(2)单一物体的多个过程。

动能定理由于不涉及加速度和时间，比动力学研究方法要简便。

小题速练1.思考判断(1)一定质量的物体动能变化时，速度一定变化，但速度变化时，动能不一定变化。

( )(2)动能不变的物体一定处于平衡状态。

( )(3)如果物体所受的合外力不为零，那么合外力对物体做功一定不为零。

() 答案(1)√(2)×(3)×2.(2016·四川理综，1)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。

他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900 J，他克服阻力做功100 J。

韩晓鹏在此过程中()A.动能增加了1 900 JB.动能增加了2 000 JC.重力势能减小了1 900 JD.重力势能减小了2 000 J解析由题可得，重力做功W G＝1 900 J，则重力势能减少1 900 J ，故选项C 正确，D错误；由动能定理得，W G－W f＝ΔE k，克服阻力做功W f＝100 J，则动能增加1 800 J，故选项A、B错误。

2019版高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律章末综合测试.doc

第五章机械能及其守恒定律章末综合测试（五）（时间：60分钟分数：100分）一、选择题（本题共8小题，每小题6分.在每小题给出的四个选项中，第1〜5题只有一项符合题目要求，第6〜8题有多项符合题目要求.全部选对的得6分，选对但不全的得 3分，有选错的得0分）1. 质量为〃人初速度为零的物体，在不同变化的合外力厂作用下都通过位移必.下列各种情况中合外力做功最多的是（）解析：C 力F 随位移X 变化的图线与X 轴围成的面积表示功，合外力做功最多的是图C.2. 物体放在水平地面上，在水平拉力的作用下，沿水平方向运动，在6 s 内其速度与时间关系的图彖和拉力的功率与时间关系的图彖如图甲、乙所示，由图彖可以求得物体的质量为（取 g=10 in/s?）（）解析：B 匀速运动时拉力等于摩擦力，为:物体做匀加速直线运动时，拉力为恒力，孑随时间均匀增大，所以戶随方均匀增大•F\~Ff=nia,4 a=~ m/s 2=2 m/s 2可得m=2. 5 kg •故B 正确，C> D 错误. A. 2 kgC. 3 kgD. 3. 5 kgP 9 r 30N = 7・5 N.A B C D B. 2. 5 kg3.滑板运动是极限运动的鼻祖，许多极限运动项目均由滑板项目延伸而來.如图所示, 质量为〃力=50 kg的运动员从轨道上的A点以旳的水平速度冲上质量为/n> = 5 kg的高度不计的静止滑板后，又一起滑向光滑轨道化；到达〃点时速度减为零，然后返回，已知H=1.8 m,重力加速度^10m/s2.设运动员和滑板可看成质点，滑板与水平地面的摩擦力不计.则下列说法正确的是（）A.运动员和滑板一起由〃点运动到F点的过程中机械能不守恒B.运动员的初速度r0=8 m/sC.刚冲上加轨道时，运动员的速度大小为6 m/sD・运动员冲上滑板到二者共速的过程中机械能守恒解析：C运动员和滑板一起由〃点运动到£点的过程屮只有重力做功，则机械能守恒, 得伽+处）加=*（勿+加）血y共=6 m/s, A错误、C正确；若规定向右为正方向，运动员冲上滑板到二者共速，由动量守恒得nh vo=（〃力+/〃2）y共，解得旳=6. 6m/s,运动员与滑板组成的系统的动能变化量人瓜=*/〃1说一*（/〃1+刃2）吸>0, 则运动员冲上滑板到二者共速的过程中机械能不守恒，B、D错误.4.一滑块以一定的初速度从一固定斜而的底端向上冲，到斜面上某一『点后返回底端，斜面粗糙.滑块运动过程中加速度与时间关系图象如图所I I示.下列四幅图象分别表示滑块运动过程中位移儿速度代动能廉和重/ 力势能爲（以斜面底端为参考平面）随时间变化的关系图彖，其中正确的是（）解析：D滑块冲上斜面到沿斜面下滑底端的过程，先匀减速后匀加速，上滑过程/= 讹一柿2,下滑过程x=—鉄所以两段均为开口向下的抛物线（或者从图线的斜率分析，由过程可知：速度先减小后增大，所以斜率先减小后增大），所以A错误；因为有摩擦，所以机械能有损失，冋到底端的速度必小于旳，所以B错误；因为动能E尸訴, 即有上滑过程禺=弟仏一毗几下滑过程有冷=爲％2（Lb）］2,上滑到最高点的动能为0, 所以C错误；重力势能Amgh,所以重力势能先增加后减小，即D正确.5.如图所示，质量妇4 kg的物块〃与质M m=2 kg的物块力间用一轻质弹簧连接后, 置于一倾角〃=37。

2019高考物理新一轮总复习阶段示范性测试5机械能及其守恒定律(含解析)

阶段示范性金考卷(五)本卷测试内容：机械能及其守恒定律本试卷分为第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共110分。

测试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题,共50分)一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分。

在每小题给出四个选项中,第2、4、5、8小题,只有一个选项正确；第1、3、6、7、9、10小题,有多个选项正确,全部选对得5分,选对但不全得3分,有选错得0分。

)1、[2015·长春模拟]如图所示,小球m用一条不可伸长轻质细线拴住后悬于O点,小球置于一个斜面不光滑斜劈M上,用水平力F向左推动斜劈M在光滑水平桌面上由位置甲向左缓慢移动到位置乙,在此过程中,正确说法是( )A、M、m间摩擦力对m不做功B、M、m间摩擦力对m做负功C、F对M所做功与m对M所做功绝对值相等D、M、m间弹力对m做正功解析：小球在向左摆动过程中,M对m摩擦力方向与小球m位移方向间夹角小于90°,故摩擦力对m做正功,选项A、B均错误；因M 缓慢向左运动,地面对M支持力和M重力不做功,一定有F对M所做功与m对M所做功绝对值相等,选项C正确；M对m弹力方向与m位移方向夹角小于90°,故对m 做正功,选项D 正确。

答案：CD2、 [2015·聊城模拟]质量为m 汽车,启动后发动机以额定功率P 沿水平道路行驶,经过一段时间后以速度v 匀速行驶。

若行驶中受到摩擦阻力大小不变,则在加速过程中车速为v 3时,汽车加速度为( )A 、 3P mvB 、 2P mvC 、 P mvD 、 0解析：由题意可知汽车最大速度为v ,设阻力为F f ,则有P ＝F f v ,当车速为v 3时,P ＝F ·v 3,再根据牛顿第二定律F －F f ＝ma 可得a ＝F －F f m＝2P mv,故本题选B 。

答案：B3、 [2014·太原高三调研]如图所示,一直角斜面固定在水平地面上,右边斜面倾角为60°,左边斜面倾角为30°,A 、B 两物体分别系于一根跨过定滑轮轻绳两端,置于两斜面上,且位于同高度处于静止状态。

2019届高考物理总复习第五章机械能及其守恒定律突破全国卷5 力学压轴问题测试题

突破全国卷5 力学压轴问题每年高考中都有一道力学综合计算题，通过近几年对全国卷试题的分析研究可以看出，力学计算题从考查直线运动逐渐转为结合牛顿运动定律考查板块模型问题、功能问题．这说明凡是《考试大纲》要求的，只要适合作为计算题综合考查的，都有可能设置为计算题．因此高考复习中不要犯经验主义错误，认为最近几年没有考查就不重点复习．一轮复习时全面复习知识点，夯实基础，是取得高考胜利的关键．【重难解读】对于力学压轴题主要考查方向有以下几点：1．不可或缺的受力分析和共点力平衡问题：整体法或隔离法的应用；正交分解法，矢量三角形法的应用；临界与极值问题的求解；连接体问题的分析都是潜在考点．2．值得重视的直线运动：传送带模型和滑块—滑板模型的分析与求解；多物体多过程运动中功能关系的应用；追及、相遇问题都是重点．3．体会曲线运动——抛体与圆周运动：结合动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律处理问题．【典题例证】(20分)过山车是游乐场中常见的设施．下图是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C 间距与C、D间距相等，半径R1＝2.0 m、R2＝1.4 m．一个质量为m＝1.0 kg的小球(视为质点)，从轨道的左侧A点以v0＝12.0 m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1＝6.0 m．小球与水平轨道间的动摩擦因数μ＝0.2，圆形轨道是光滑的．假设水平轨道足够长，圆形轨道间不相互重叠．重力加速度g＝10 m/s2，计算结果保留小数点后一位数字．试求：(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小；(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距L应是多少？(3)在满足(2)的条件下，如果要使小球不脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离．[审题指导] 本题结合动能定理、机械能守恒定律分阶段分析小球的运动过程．[解析] (1)设小球经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1，根据动能定理－μmgL 1－mg ·2R 1＝12mv 21－12mv 2①(2分)小球在最高点受到重力mg 和轨道对它的作用力F ，根据牛顿第二定律F ＋mg ＝m v 21R 1②(1分) 由①②得F ＝10.0 N ．③(1分)(2)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v 2，由题意mg ＝m v 22R 2， ④(1分)－μmg (L 1＋L )－mg ·2R 2 ＝12mv 22－12mv 2⑤(2分) 由④⑤得L ＝12.5 m ．⑥(1分)(3)要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进行讨论：Ⅰ.轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v 3，应满足mg ＝m v 23R 3⑦(1分) －μmg (L 1＋2L )－mg ·2R 3＝12mv 23－12mv 2⑧(2分) 由⑥⑦⑧得R 3＝0.4 m ．(1分)Ⅱ.轨道半径较大时，小球上升的最大高度为R 3，根据动能定理－μmg (L 1＋2L )－mg ·R 3＝0－12mv 2(2分)解得R 3 ＝1.0 m(1分)为了保证圆轨道不重叠，R 3最大值应满足 (R 2＋R 3)2＝L 2＋(R 3－R 2)2(1分) 解得R 3＝27.9 m ．(1分)综合Ⅰ、Ⅱ，要使小球不脱离轨道，则第三个圆轨道的半径须满足下面的条件 0<R 3≤0.4 m 或 1.0 m ≤R 3≤27.9 m ．(1分)当0<R 3≤0.4 m 时，小球最终停留点与起始点A 的距离为L ′，则－μmgL ′＝ 0－12mv 20，L ′＝36.0 m ．(1分)当1.0 m ≤R 3≤27.9 m 时，小球最终停留点与起始点A 的距离为L ″，则L ″＝L ′－2(L ′－L 1－2L )＝26.0 m ． (1分)[答案] (1)10.0 N (2)12.5 m (3)当0<R 3≤0.4 m 时，L ′＝36.0 m 当1.0 m ≤R 3≤27.9 m 时，L ″＝26.0 m【突破训练】1．一质量为8.00×104kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面．飞船在离地面高度1.60×105m 处以7.50×103 m/s 的速度进入大气层，逐渐减慢至速度为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/s 2.(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，已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%.解析：(1)飞船着地前瞬间的机械能为E k0＝12mv 20①式中，m 和v 0分别是飞船的质量和着地前瞬间的速率．由①式和题给数据得E k0＝4.0×108 J②设地面附近的重力加速度大小为g .飞船进入大气层时的机械能为E k ＝12mv 2h ＋mgh ③式中，v h 是飞船在高度1.60×105m 处的速度大小．由③式和题给数据得E k ＝2.4×1012 J ． ④(2)飞船在高度h ′＝600 m 处的机械能为E h ′＝12m (0.02v h )2＋mgh ′⑤由功能原理得W ＝E h ′－E k0 ⑥式中，W 是飞船从离地面高度600 m 处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功．由②⑤⑥式和题给数据得W ＝9.7×108J ．⑦答案：见解析2．(2018·铜陵模拟)如图所示，半径为R ＝1.0 m 的光滑圆弧轨道固定在竖直平面内，轨道的一个端点B 和圆心O 的连线与水平方向的夹角θ＝37°，另一端点C 为轨道的最低点. C 点右侧的光滑水平面上紧挨C 点静止放置一木板，木板质量M ＝1 kg ，上表面与C 点等高．质量为m ＝1 kg 的物块(可视为质点)从空中A 点以v 0＝1.2 m/s 的速度水平抛出，恰好从轨道的B 端沿切线方向进入轨道．已知物块与木板间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2.求：(1)物块经过C 点时的速率v C .(2)若木板足够长，物块在木板上相对滑动过程中产生的热量Q . 解析：(1)设物块在B 点的速度为v B ，从A 到B 物块做平抛运动，有：v B sin θ＝v 0从B 到C ，根据动能定理有：mgR (1＋sin θ)＝12mv 2C －12mv 2B解得：v C ＝6 m/s.(2)物块在木板上相对滑动过程中由于摩擦力作用，最终将一起运动．设相对滑动时物块加速度大小为a 1，木板加速度大小为a 2，经过时间t 达到共同速度v ，则：μmg ＝ma 1，μmg ＝Ma 2，v ＝v C －a 1t ，v ＝a 2t根据能量守恒定律有： 12(m ＋M )v 2＋Q ＝12mv 2C 联立解得：Q ＝9 J. 答案：(1)6 m/s (2)9 J 3.如图所示，倾角为θ的固定斜面的底端有一挡板M ，轻弹簧的下端固定在挡板M 上，在自然长度下，弹簧的上端在O 点处．质量为m 的物块A (可视为质点)从P 点以初速度v 0沿斜面向下运动，PO ＝x 0，物块A 与弹簧接触后将弹簧上端压到O ′点，然后A 被弹簧弹回．A 离开弹簧后，恰好能回到P 点．已知A 与斜面间的动摩擦因数为μ，重力加速度用g 表示．求：(1)物块A 运动到O 点的速度大小； (2)O 点和O ′点间的距离x 1；(3)在压缩过程中弹簧具有的最大弹性势能E p .解析：(1)物块A 从P 点运动到O 点，只有重力和摩擦力做功，由动能定理可知 (mg sin θ－μmg cos θ)x 0＝12mv 2－12mv 2得：v ＝v 20＋2g （sin θ－μcos θ）x 0.(2)物块A 从P 点向下运动再向上运动回到P 点的全过程中，根据动能定理：－μmg cos θ·2(x 1＋x 0)＝0－12mv 20，x 1＝v 24μg cos θ－x 0.(3)物块A 从O ′点向上运动到P 点的过程中，由能量守恒定律可知：E p ＝(mg sin θ＋μmg cos θ)·(x 1＋x 0)解得E p ＝14mv 20·⎝ ⎛⎭⎪⎫1μtan θ＋1. 答案：(1) v 2＋2g （sin θ－μcos θ）x 0 (2)v 204μg cos θ－x 0(3)14mv 20·⎝ ⎛⎭⎪⎫1μtan θ＋1。

2019届高考物理一轮复习教科版教师用书：第五章机械

能力课功能关系能量守恒定律[热考点]功能关系的理解和应用1.力学中常见的功能关系2.应用功能关系解决具体问题应注意以下三点 (1)若只涉及动能的变化用动能定理。

(2)只涉及重力势能的变化，用重力做功与重力势能变化的关系分析。

(3)只涉及机械能变化，用除重力和弹簧的弹力之外的力做功与机械能变化的关系分析。

【例1】 (2016·全国卷Ⅱ，21)(多选)如图1，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。

已知在M 、N 两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM <∠OMN <π2。

在小球从M 点运动到N 点的过程中( )图1A.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两点的重力势能差解析因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<π2，M 处的弹簧处于压缩状态，N处的弹簧处于伸长状态，则弹簧的弹力对小球先做负功后做正功再做负功，选项A错误；当弹簧水平时，竖直方向的力只有重力，加速度为g；当弹簧处于原长位置时，小球只受重力，加速度为g，则有两个时刻的加速度大小等于g，选项B正确；弹簧长度最短时，即弹簧水平，弹力与速度垂直，弹力对小球做功的功率为零，选项C正确；由动能定理得，W F＋W G＝ΔE k，因M和N两点处弹簧对小球的弹力大小相等，弹性势能相等，则由弹力做功特点知W F＝0，即W G＝ΔE k，选项D正确。

答案BCD【变式训练1】(2018·江苏泰州模拟)一个系统的机械能增大，究其原因，下列推测正确的是()A.可能是重力对系统做了功B.一定是合外力对系统做了功C.一定是系统克服合外力做了功D.可能是摩擦力对系统做了功解析只有重力做功，系统的机械能守恒，选项A错误；除重力、弹力之外的力做正功时，系统机械能增加，做负功时则减少，故选项B、C错误；如果摩擦力对系统做正功，则系统机械能增加，故选项D正确。

2019年高考物理总复习(教科版)试题：第五章机械能第2课时机械能守恒定律含解析

第2课时机械能守恒定律1、(2018·海南海口质检)如图所示,下列关于机械能是否守恒的判断正确的是( C )A、(甲)图中,火箭升空的过程中,若匀速升空机械能守恒,若加速升空机械能不守恒B、(乙)图中物体匀速运动,机械能守恒C、(丙)图中小球做匀速圆周运动,机械能守恒D、(丁)图中,轻弹簧将A,B两小车弹开,两小车组成的系统机械能守恒【解析】：(甲)图中,不论是匀速还是加速,由于推力对火箭做功,火箭的机械能不守恒,是增加的,选项A错误;物体匀速运动上升,动能不变,重力势能增加,则机械能必定增加,选项B错误;小球在做圆锥摆的过程中,细线的拉力不做功,机械能守恒,选项C正确;轻弹簧将A,B 两小车弹开,弹簧的弹力对两小车做功,则两车组成的系统机械能不守恒,但两小车和弹簧组成的系统机械能守恒,选项D错误、2、如图所示,斜面体置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是( D )A、物体的重力势能减少,动能不变B、斜面体的机械能不变C、斜面对物体的作用力垂直于接触面,不对物体做功D、物体和斜面体组成的系统机械能守恒【解析】：物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少,动能增加,选项A错误;物体在下滑过程中,斜面体做加速运动,其机械能增加,选项B错误;物体沿斜面下滑时,既沿斜面向下运动,又随斜面向右运动,其合速度方向与弹力方向不垂直,弹力方向垂直于接触面,但与速度方向之间的夹角大于90°,所以斜面对物体的作用力对物体做负功,选项C错误;对物体与斜面体组成的系统,只有物体的重力和物体与斜面间的弹力做功,机械能守恒,选项D正确、3、(2017·河南郑州一模)如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与一橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A点,橡皮绳竖直时处于原长h、让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零、则在圆环下滑过程中( C )A、圆环机械能守恒B、橡皮绳的弹性势能一直增大C、橡皮绳的弹性势能增加了mghD、橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大【解析】：圆环沿杆滑下,滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功,即环的重力和橡皮绳的拉力,所以圆环的机械能不守恒,选项A错误;橡皮绳的弹性势能随橡皮绳的形变量的变化而变化,由图知橡皮绳先缩短后再伸长,故橡皮绳的弹性势能先不变再增大,选项B错误;如果把圆环和橡皮绳组成的系统作为研究对象,则系统的机械能守恒,若圆环的机械能减少了mgh,则橡皮绳的弹性势能增加mgh,选项C正确;在圆环下滑过程中,橡皮绳再次到达原长时,该过程中动能一直增大,但不是最大,沿杆方向合力为零的时刻,圆环的速度最大,选项 D 错误、4,长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上,,松手后链条从静止开始沿桌边下滑,则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为( C )A B、C、4【解析】：由机械能守恒定律ΔE p减=ΔE k增,即mg··2,所以,选项C正确、5、如图所示,物体B的质量是物体A在不计摩擦阻力的情况下,物体A自H高处由静止开始下落、以地面为参考平面,当物体A的动能与其重力势能相等时(物体B未到达滑轮处),物体A距地面的高度是( B )A【解析】：物体A下落过程中,A,B组成的系统机械能守恒,则有mg(H-h)=2,又有mgh=2,解得h=选项B正确、6导学号 58826109(2018·山东青岛模拟)在儿童乐园的蹦床项目中,小孩在两根弹性绳和弹性床的协助下实现上下弹跳、如图所示,某次蹦床活动中小孩静止时处于O点,当其弹跳到最高点A后下落可将蹦床压到最低点B,小孩可看成质点,不计空气阻力、下列说法正确的是( A )A、从A运动到O,小孩重力势能减少量大于动能增加量B、从O运动到B,小孩动能减少量等于蹦床弹性势能增加量C、从A运动到B,小孩机械能减少量小于蹦床弹性势能增加量D、从B返回到A,小孩机械能增加量等于蹦床弹性势能减少量【解析】：将小孩和弹簧看做一个系统,系统的机械能守恒、从A运动到O,小孩重力势能减少量等于动能增加量与弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量之和,选项A正确;从O运动到B,小孩动能和重力势能的减少量等于弹性绳和蹦床的弹性势能的增加量,选项B错误;从A运动到B,小孩机械能的减少量大于蹦床弹性势能的增加量,选项C错误;若从B返回到A,小孩的机械能增加量等于蹦床和弹性绳弹性势能减少量之和,选项D错误、7、(多选)如图所示,质量均为m的A,B两个小球,用长为2L的轻质杆相连接,在竖直平面内,绕固定轴O沿顺时针方向自由转动(转动轴在杆的中点),不计一切摩擦,某时刻A,B球恰好在如图所示的位置,A,B 球的线速度大小均为v,下列说法正确的是( BD )A、运动过程中B球机械能守恒B、运动过程中B球速度大小不变C、B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量保持不变D、B球在运动到最高点之前,单位时间内机械能的变化量不断改变【解析】：以A,B球为系统,以过O点的水平面为零势能参考平面时,系统的总机械能为E=22=mv2、假设A球下降h,则B球上升h,此时两球的速度大小是v′,由机械能守恒定律知mv2=mv′2×2+mgh-mgh,得到v′=v,故运动过程中B球速度大小不变,当单独分析B球时,B球在运动到最高点之前,动能保持不变,重力势能在不断增加,可得单位时间内机械能的变化量是不断改变的,选项B,D正确、8,可视为质点的小球A和B用一根长为0、2 m的轻杆相连,两球质量相等,开始时两小球置于光滑的水平面上,并给两小球一个2 m/s的初速度,经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面,不计球与斜面碰撞时的机械能损失,g取10 m/s2,在两小球的速度减小为零的过程中,下列判断正确的是( D )A、杆对小球A做负功B、小球A的机械能守恒C、杆对小球B做正功D、小球B速度为零时距水平面的高度为0、15 m【解析】：将小球A,B视为一个系统,设小球的质量均为m,最后小球B上升的高度为h,2mv2=mgh+mg(h+0、2 m×sin 30°),解得h=0、15 m,选项D正确;以小球A为研究对象,由动能定理有-mg(h+0、2 m×sin 30°)+W=0-2,可知W>0,可见杆对小球A做正功,选项A,B错误;由于系统机械能守恒,故小球A增加的机械能等于小球B减小的机械能,杆对小球B做负功,选项C错误、9、(多选)如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧,一端系在竖直放置的半径为R的圆环顶点P,另一端系一质量为m的小球,小球穿在圆环上做无摩擦的运动、设开始时小球置于A点,弹簧处于自然状态,当小球运动到最低点时速率为v,对圆环恰好没有压力、下列分析正确的是( BC )A、从A到B的过程中,小球的机械能守恒B、从A到B的过程中,小球的机械能减少C、小球过B点时,弹簧的弹力为mg+mD、小球过B点时,弹簧的弹力为mg+m【解析】：从A到B,弹簧和小球组成的系统机械能守恒,而弹簧的弹性势能增加,故小球机械能减少;在最低点时,小球对环没有作用力,弹簧弹力与小球重力的合力提供向心力,即10·山东潍坊模拟)(多选)如图所示,将质量为2m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A点,光滑定滑轮与直杆的距离为d、A点与定滑轮等高,B点在距A点正下方d处、现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是( BC )A、环到达B处时,重物上升的高度h=dB、环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能C、环从AD、当环到达B处时,环与重物的速度大小相等【解析】：根据几何关系有,环从A下滑至B点时,重物上升的高度选项A错误;环下滑过程中无摩擦力对系统做功,故系统机械能守恒,即满足环减小的机械能等于重物增加的机械能,选项B正确;设环下滑到最大高度为H时环和重物的速度均为0,此时重物上升根据机械能守恒有解得选项C正确;当环到达B处时,环沿绳方向的分速度与重物速度大小相等,选项D错误、11、(2018·广州模拟)如图所示,竖直平面内固定着由两个半径为R 的四分之一圆弧构成的细管道ABC,圆心连线O1O2水平、轻弹簧左端固定在竖直挡板上,右端靠着质量为m的小球(小球的直径略小于管道内径),长为R的薄板DE置于水平面上,板的左端D到管道右端C的水平距离为R,开始时弹簧处于锁定状态,具有一定的弹性势能,重力加速度为g,解除锁定,小球离开弹簧后进入管道,最后从C点抛出(不计小球与水平面和细管的摩擦)、(1)若小球经C点时对轨道外侧的弹力的大小为mg,求弹簧锁定时具有的弹性势能E p;(2)试通过计算判断能否落在薄板DE上、【解析】：(1)设小球到达C点的速度大小为v1,解除弹簧锁定后小球运动到C点过程,弹簧和小球组成的系统机械能守恒,由机械能守恒定律得E p=2mgR+小球经过C点所受的弹力大小为mg,方向向下在C点由牛顿第二定律得解得E p=3mgR、(2)小球离开C后做平抛运动,由平抛运动的规律得2,x=v1t,联立解得因为x>2R,所以小球不能落在薄板DE上、答案：(1)3mgR (2)见【解析】12、如图所示,用长为L的细绳悬挂一个质量为m的小球,悬点为O点,把小球拉至A点,使悬线与水平方向成30°角,然后松手,问：(1)小球运动到C点时的速度为多大?(2)小球运动到悬点的正下方B点时,悬线中的张力为多大?【解析】：(1)小球从A点到C点做自由落体运动,下落高度为L,则v C(2)当小球落到A点的正下方C点,OC=L时绳又被拉紧,此时由于绳子的冲量作用,使小球沿绳方向的速度分量减为零,小球将以L为半径、以v1为初速度从C开始做圆周运动,如图,其切向分量为v1=v C cos 30°小球从C点到B点过程中,由机械能守恒定律mgL(1-sin 30°将v1gL在B点,由向心力公式得解得、答案：(2)13、(2017·黑龙江哈尔滨二模)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,使细线刚刚伸直但无拉力作用,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θ=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 37°= 0、6,cos 37°=0、8)求：(1)从开始到物体A刚要离开地面的过程中,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、【解析】：(1)设开始时弹簧压缩的长度为x B,则有kx B=mg、设当物体A刚要离开地面时,弹簧的伸长量为x A,则有kx A=mg,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h=x A+x B,解得(2)物体A刚要离开地面时,以B为研究对象,物体B受到重力mg、弹簧的弹力kx A、细线的拉力T三个力的作用,设物体B的加速度为a,根据牛顿第二定律,对B有T-mg-kx A=ma对C有m C gsin θ-T=m C aB获得最大速度时,有a=0解得m C m、(3)法一由于x A=x B,弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等,且物体A刚好离开地面时,B,C两物体的速度大小相等,设为v0,由机械能守恒定律得m C ghsin θC解得所以E kC=m法二根据动能定理,对C有m C ghsin θ-W T=E kC-0,对B有W T-mgh+W弹=E kB-0其中W弹=0又E kC∶E kB=10∶3解得E kC答案：(1)。

2019年高考物理总复习(教科版)试题：第五章机械能综合检测含解析

《机械能》综合检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分、在每小题给出的四个选项中,第1～7小题只有一个选项正确,第8～12小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1、如图所示,质量为m的钩码在弹簧测力计的作用下竖直向上运动、设弹簧测力计的示数为F T,不计空气阻力,重力加速度为g、则( D )A、T=mg时,钩码的机械能不变B、T<mg时,钩码的机械能减小C、T=mg时,钩码的机械能减小D、T>mg时,钩码的机械能增加【解析】：无论T与mg的关系如何,T与钩码位移的方向一致,T做正功,钩码的机械能增加,选项D正确、2、下表列出了某种型号轿车的部分数据,试根据表中数据回答问题、如图为轿车中用于改变车速的挡位、手推变速杆到达不同挡位可获得不同的运行速度,从“1～5”逐挡速度增大,R是倒车挡、轿车要以最大动力上坡,变速杆应推至挡位及该车以额定功率和最高速度运行时轿车的牵引力分别为( D )A、“5”挡,8 000 NB、“5”挡,2 000 NC、“1”挡,4 000 ND、“1”挡,2 000 N【解析】：由P=Fv可知,要获得大的动力应当用低速挡,即“1”挡;由P=Fv m,解得选项D正确、3、蹦极是一项既惊险又刺激的运动,深受年轻人的喜爱、如图所示,蹦极者从P点静止跳下,到达A处时弹性绳刚好伸直,继续下降到最低点B处,离水面还有数米距离、蹦极者在其下降的整个过程中,重力势能的减少量为ΔE1、绳的弹性势能增加量为ΔE2,克服空气阻力做功为W,则下列说法正确的是( C )A、蹦极者从P到A的运动过程中,机械能守恒B、蹦极者与绳组成的系统从A到B的过程中,机械能守恒C、ΔE1=W+ΔE2D、ΔE1+ΔE2=W【解析】：蹦极者从P到A的过程中,除了重力做功以外,还有空气阻力做功,机械能不守恒,选项A错误;从A到B的过程中,有重力、弹力和阻力做功,对于系统,除了重力和弹力做功以外,有阻力做功,系统机械能不守恒,选项B错误;根据能量守恒知,由于动能变化量为零,重力势能的减小量等于弹性势能的增加量与克服阻力做功之和,即ΔE1=W+ΔE2,选项C正确,D错误、4、将一小球从高处水平抛出,最初2 s内小球动能E k随时间t变化的图像如图所示,不计空气阻力,取g=10 m/s2、根据图像信息,不能确定的物理量是( D )A、小球的质量B、小球的初速度C、最初2 s内重力对小球做功的平均功率D、小球抛出时的高度【解析】：由m=5 J和机械能守恒ΔE k=mgh=25 J,结合h=210×22m=20 m,解得0、最初2 s内重力对小球做功的平均功率、5 W、小球抛出时的高度无法确定,故选D、5、足够长的水平传送带以恒定速度v匀速运动,某时刻一个质量为m 的小物块以大小也是v、方向与传送带的运动方向相反的初速度冲上传送带,最后小物块的速度与传送带的速度相同、在小物块与传送带间有相对运动的过程中,滑动摩擦力对小物块做的功为W,小物块与传送带间因摩擦产生的热量为Q,则下列判断中正确的是( B )A、W=0,Q=mv2B、W=0,Q=2mv2C、2D、W=mv2,Q=2mv2【解析】：对小物块,由动能定理有22=0,设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ,则小物块与传送带间的相对路程x相对这段时间内因摩擦产生的热量Q=μmg·x相对=2mv2,选项B正确、6、如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图像,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab 段相切的水平直线,则下述说法正确的是( D )A、0～t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定B、t1～t2C、t1～t21+v2)D、在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值,t2～t3时间内牵引力最小【解析】：由题图可知,在0～t1时间内,v-t图像为倾斜的直线,故汽车做匀加速运动,牵引力恒定,由P=Fv可知,汽车牵引力的功率均匀增大,选项A错误;在t1～t2时间内,根据动能定理有W F-W f因此牵引力做的功大于选项B错误;在t1～t2时间内,若v-t图像为直线,则平均速度为+v2),而题图所示v-t图像为曲线,故这段时间内的平均速度大于(v2),选项C错误;全过程中,t1时刻牵引力最大,功率达到额定功率,也最大,之后,功率不变,牵引力减小,直至F=f,此后汽车做匀速运动,选项D正确、7、竖直向上抛出一小球,小球在运动过程中,所受空气阻力大小不变、规定向上方向为正方向,小球上升到最高点所用时间为t0,下列关于小球在空中运动过程中的加速度a、位移x、重力的瞬时功率P和机械能E随时间t变化的图像中,正确的是( C )【解析】：由于向上方向为正,加速度方向一直向下,选项A错误;由空气阻力大小不变,故物体向上减速运动和向下加速运动的加速度均恒定,且向上的加速度大,故向上减速的时间小于向下加速的时间,由于小球做匀变速运动,位移—时间图线不是直线,选项B错误;由于空气阻力一直做负功,故小球的机械能一直减小,选项D错误,重力的瞬时功率P=mgv,选项C正确、8、在排球比赛中,假设排球运动员某次发球后排球恰好从网上边缘过网,排球网高H=2、24 m,排球质量为m=300 g,运动员对排球做的功为W1=20 J,排球运动过程中克服空气阻力做的功为W2=4、12 J,重力加速度g=10 m/s2、球从手刚发出位置的高度h=2、04 m,选地面为零势能面,则( BD )A、与排球从手刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为6、72 JB、排球恰好到达球网上边缘时的机械能为22 JC、排球恰好到达球网上边缘时的动能为15、88 JD、与排球从手刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为4、72 J【解析】：与排球从手刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时重力势能的增加量为mg(H-h)=0、6 J,选项A错误;排球恰好到达球网上边缘时的机械能为mgh+W1-W2=22 J,选项B正确;排球恰好到达球网上边缘时的动能为W1-W2-mg(H-h)=15、28 J,选项C错误;与排球从手刚发出相比较,排球恰好到达球网上边缘时动能的减少量为W2+mg(H-h)=4、72 J,选项D正确、9、一质量为2 kg的物体,在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速运动,当运动一段时间后,拉力逐渐减小,且当拉力减小到零时,物体刚好停止运动,图中给出了拉力随位移变化的关系图像、已知重力加速度g=10 m/s2、根据以上信息能精确得出或估算得出的物理量有( ABC )A、物体与水平面间的动摩擦因数B、合外力对物体所做的功C、物体匀速运动时的速度D、物体运动的时间【解析】：物体做匀速运动时,受力平衡,则f=F=7 N,再由滑动摩擦力公式f=μmg可求得物体与水平面间的动摩擦因数,选项A正确;运动4 m后物体做减速运动,图线与坐标轴围成的面积表示拉力做的功,则由图像中减速过程包括的方格数可估算拉力所做的功,再由摩擦力与位移的乘积求出摩擦力的功,就可求得总功,选项B正确;已求出合外力所做的功,再由动能定理可求得物体开始时做匀速运动的速度,选项C正确;由于不知道具体的运动情况,无法求出减速运动的时间,选项D错误、10、如图所示,物体A的质量为M,圆环B的质量为m,通过轻绳联结在一起,跨过光滑的定滑轮,圆环套在光滑的竖直杆上,设杆足够长、开始时连接圆环的绳处于水平,长度为l,现从静止释放圆环、不计摩擦和空气的阻力,以下说法正确的是( AD )A、当M=2m时,l越大,则小环m下降的最大距离h越大B、当M=2m时,l越大,则小环m下降的最大距离h越小C、当M=m,且l确定时,则小环m下降过程中速度先增大后减小到零D、当M=m,且l确定时,则小环m下降过程中速度一直增大【解析】：由系统机械能守恒可得当M=2m时选项A正确,B错误;当M=m时,小环在下降过程中系统的重力势能一直在减少,即系统的动能一直在增加,选项D正确,C错误、11、在倾角为θ的光滑斜面上放有两个用轻弹簧相连接的物块A,B,它们的质量分别为m1,m2(m1<m2),弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态,如图所示、现开始用一恒力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开C时,物块A运动的距离为d,速度为v、则( AD )A、此时物块AB、该过程中,物块A的速度逐渐增大C、此时物块A所受重力做功的功率为m1gvD、该过程中,弹簧弹性势能的增加量为Fd-m1gdsin θ1v2【解析】：系统处于静止时,弹簧处于压缩状态,弹簧的压缩量为x1,对物块A有m1gsin θ=kx1;物块B刚要离开C时,弹簧处于伸长状态,弹簧的伸长量为x2,对物块A有F-m1gsin θ-kx2=m1a,又物块A运动的距离为d=x1+x2,解得若F<kd,则物块A在该过程中运动的速度将先增大后减小,选项A正确,B错误;物块A重力的方向与速度方向不共线,选项C错误;根据能量守恒定律得,弹簧弹性势能的增加量为Fd-m1gdsin θ1v2,选项D正确、12、水平地面上固定一倾角为θ=37°的足够长的光滑斜面,如图所示,斜面上放一质量为m A=2、0 kg、长l=3 m的薄板A,质量为m B=1、0 kg 的滑块B(可视为质点)位于薄板A的最下端,B与A之间的动摩擦因数μ=0、5、开始时用外力使A,B静止在斜面上,某时刻给滑块B一个沿斜面向上的初速度v0=5 m/s,同时撤去外力,已知重力加速度g取10 m/s2,sin 37°=0、6,cos 37°=0、8、下列说法正确的是( CD )A、在滑块B向上滑行的过程中,A,B的加速度大小之比为3∶5B、从A,B开始运动到A,B相对静止的过程中所经历的时间为0、5 sC、从A,B开始运动到A,B相对静止的过程中滑块B克服摩擦力所做的功为D、从A,B开始运动到A,B【解析】：由牛顿第二定律得A,B的加速度大小分别为a A2,a B2,则a A∶a B=2∶5,选项A错误;B沿斜面向上运动的时间t1、5 s,B 运动到最高点时,A沿斜面向下运动的速度为v A=a A t1=2 m/s,设B从最高点向下运动到两者速度相同时用时为t2,则v=a B t2=v A+a A t2,解得t2s,共同速度为因此从A,B开始运动到A,B沿斜面向下的速度相同时所经历的时间为t=t1+t2选项B错误;B沿斜面向上运动的位移x11=1、25 m,此过程中A向下运动的位移x2、5 m,B沿斜面向下运动,到两者速度相同时,下滑的位移x3a B此过程中,A向下运动的位移x4=v A t2A故整个过程中摩擦力对滑块B所做的功W=-μm B gx1cos 37°+μm B gx3cos 37°=-即滑块B选项C正确;整个过程中因摩擦产生的热量为Q=μm B gcos 37°(x1+x2)+μm B gcos 37°(x4-x3选项D 正确、二、非选择题(共52分)13、(5分)利用气垫导轨探究弹簧的弹性势能与形变量的关系,在气垫导轨上放置一带有遮光片的滑块,滑块的一端与轻弹簧贴近,弹簧另一端固定在气垫导轨的一端,将一光电门P固定在气垫导轨底座上适当位置[如图(甲)所示]、弹簧处于自然状态时,使滑块向左压缩弹簧一段距离,然后由静止释放滑块,与光电门相连的光电计时器可记录遮光片通过光电门的挡光时间,则可计算出滑块离开弹簧后的速度大小、实验步骤如下：①用游标卡尺测量遮光片的宽度d、②在气垫导轨上通过滑块将弹簧压缩x1,滑块由静止释放、由光电计时器读出滑块第一次通过光电门时遮光片的挡光时间t1、③利用所测数据求出滑块第一次通过光电门时的速度v2、④增大弹簧压缩量为x2,x3,…,重复实验步骤②③,记录并计算相应的滑块动能弹簧压(1)测量遮光片的宽度时游标卡尺示数如图(乙)所示,读得d= cm;(2)2-x和2-x2图像;(3)由机械能守恒定律E p2,根据图像得出结论是、【解析】：(1)根据游标卡尺读数规则,读出遮光片的宽度d=1、0 cm+ 0、03 cm=1、03 cm、(2)根据描点法在坐标系中进行描点,连线,2-x和2-x2图像如图所示、(3)根据图像得出结论是：弹性势能的大小与形变量x的二次方成正比、答案：(1)1、03 (2)见【解析】(3)弹性势能的大小与形变量x的二次方成正比评分标准：(1)(2)问各2分,(3)问1分、14、(6分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图(甲)所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳和一质量为m的小球相连;遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看做滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动、(1)某次实验测量倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为ΔE k= ,系统的重力势能减少量可表示为ΔE p= ,在误差允许的范围内,若ΔE k=ΔE p,则可认为系统的机械能守恒、(用题中字母表示)(2)在上次实验中,某同学改变A,B间的距离,作出的v2-d图像如图(乙)所示,并测得M=m,则重力加速度g= m/s2、【解析】：(1)系统动能增加量可表示为ΔE k系统的重力势能减少量可表示为ΔE p=mgd-Mgdsin 30°=(m-)gd、(2)根据机械能守恒可得2,即,代入数据得g=9、6 m/s2、答案：(1)(2)9、6评分标准：每空各2分、15、(8分)如图所示,AB,BC为倾角不同的斜面,斜面BC与水平面夹角为30°,CD段水平,B,C处均以平滑小圆弧连接、一物块从距水平面高度为h的A点由静止沿斜面滑下,物块在BC段做匀速运动,最终停在水平面上D点、物块与斜面、水平面间的动摩擦因数均相同、求：(1)物块与接触面间的动摩擦因数;(2)A点到D点的水平距离、【解析】：(1)由物块在BC段匀速运动有mgsin 30°=μmgcos 30° (1分)解得μ (1分) (2)设斜面AB与水平面夹角为α,AB的水平距离为x1,BC的水平距离为x2,CD的水平距离为x3AB段摩擦力做功W1=-μmgcos α×μmgx1 (2分)同理可得BC段摩擦力做功W2=-μmgx2 (1分)CD段摩擦力做功W3=-μmgx3 (1分)对AD段,由动能定理得mgh+W1+W2+W3=0 (1分)解得x AD=x1+x2+x3、 (1分)答案：h16、(8分)某汽车研发机构在汽车的车轮上安装了小型发电机,将减速时的部分动能转化并储存在蓄电池中,以达到节能的目的、某次测试中,汽车以额定功率行驶700 m后关闭发动机,测出了汽车动能E k与位移x的关系图像如图,其中①是关闭储能装置时的关系图线,②是开启储能装置时的关系图线、已知汽车的质量为1 000 kg,设汽车运动过程中所受地面阻力恒定,空气阻力不计,求：(1)汽车的额定功率P;(2)汽车加速运动500 m所用的时间t;(3)汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E、【解析】：(1)关闭发动机且关闭储能装置后,汽车在地面的阻力f的作用下减速至停止,由动能定理有-fx=0-E k (1分)解得f=2×103 N (1分) 汽车匀速运动的动能E k2=8×105 J解得v=40 m/s (1分) 汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力,故汽车的额定功率P=Fv=fv解得P=8×104 W、 (1分) (2)汽车加速运动过程中,由动能定理有Pt-fx0=E k-E k0 (1分) 解得t=16、25 s、 (1分) (3)由功能关系,汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能E=E k-fx′ (1分) 解得E=5×105J、 (1分) 答案：(1)8×104 W (2)16、25 s (3)5×105 J17、(10分)如图(甲)所示,一足够长、与水平面夹角θ=53°的倾斜轨道与竖直面内的光滑圆轨道相接,圆轨道的半径为R,其最低点为A,最高点为B、可视为质点的物块与斜轨间有摩擦,物块从斜轨上某处由静止释放,到达B点时与轨道间压力的大小F与释放的位置距离最低点的高度h的关系图像如图(乙)所示、不计小球通过A点时的能量损失,重力加速度g=10 m/s2,sin 53°°求：(1)物块与斜轨道间的动摩擦因数μ;(2)物块的质量m、【解析】：(1)由题图(乙)可知,当h1=5R时,物块到达B点时与轨道间压力的大小为0,设此时物块在B点的速度大小为v1,则分)对物块从释放至到达B点的过程,由动能定理有mg(h1-2R)-μmgcos θ分)解得μ (1分) (2)设物块从距最低点高为h处释放后到达B点时速度的大小为v,则分)物块从释放至到达B点的过程中,由动能定理有mg(h-2R)-μmgcos θ 2 (2分) 解得-5mg (1分) 对应F-h的图线可得斜率k=分) 解得m=0、2 kg、 (1分)答案：(2)0、2 kg18、(15分)如图所示,一质量为m=1 kg的可视为质点的滑块,放在光滑的水平平台上,平台的左端与水平传送带相接,传送带以v=2 m/s的速度沿顺时针方向匀速转动(传送带不打滑),现将滑块缓慢向右压缩轻弹簧,轻弹簧的原长小于平台的长度,滑块静止时弹簧的弹性势能为E p=4、5 J,若突然释放滑块,滑块向左滑上传送带、已知滑块与传送带的动摩擦因数为μ=0、2,传送带足够长,g=10 m/s2、求：(1)滑块第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间;(2)滑块第一次滑上传送带到离开传送带由于摩擦产生的热量、【解析】：(1)释放滑块的过程中机械能守恒,设滑块滑上传送带的速度为v1,则E p分)得v1=3 m/s (1分)滑块在传送带上运动的加速度大小a=μg=2 m/s2 (1分)滑块向左运动的时间t1、5 s (1分) 向右匀加速运动的时间t2=分) 向左的最大位移为x1=2、25 m (1分)向右匀加速运动的位移为x2分) 匀速向右的时间为t3=0、625 s (1分)所以t=t1+t2+t3=3、125 s、 (1分) (2)滑块向左运动x1的位移时,传送带的位移为x1′=vt1=3 m (1分) 则Δx1=x1′+x1=5、25 m (1分) 滑块向右运动x2时,传送带位移为x2′=vt2=2 m (1分) 则Δx2=x2′-x2=1 m (1分) Δx=Δx1+Δx2=6、25 m (1分) 则摩擦产生的热量为Q=μmg·Δx=12、5 J、 (1分)答案：(1)3、125 s (2)12、5 J。

2019版高考物理总复习第五章机械能章末质量检测

第五章机械能章末质量检测(五)(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分。

1～5题为单项选择题，6～8题为多项选择题)1.关于力对物体做功，下列说法正确的是( )A.滑动摩擦力对物体一定做负功B.合外力对物体不做功，则物体速度一定不变C.作用力与反作用力的功代数和一定为零D.静摩擦力对物体可能做正功解析滑动摩擦力的方向与物体相对运动方向相反，但与运动方向可以相同，也可以相反，还可以与运动方向垂直，故可能做负功，可能做正功，也可能不做功，故选项A错误；合外力对物体不做功，则物体动能不变，即速度大小一定不变，但速度方向有可能变化，如匀速圆周运动，故选项B错误；作用力与反作用力可能都做正功，也可能一个做正功，一个做负功，也可能一个做功，一个不做功，故作用力与反作用力的功代数和不一定为零，故选项C 错误；静摩擦力作用的物体间无相对滑动，但不代表没发生位移，所以可以做正功、负功或不做功，故选项D正确。

答案 D2.(2017·泉州模拟)如图1所示，质量相同的物体分别自斜面AC和BC的顶端由静止开始下滑，物体与两斜面间的动摩擦因数相同，物体滑至斜面底部C点时的动能分别为E k A和E k B，在滑行过程中克服摩擦力所做的功分别为W A和W B，则有( )图1A.E k A＝E k B，W A>W BB.E k A<E k B，W A>W BC.E k A >E k B ，W A ＝W BD.E k A >E k B ，W A <W B解析设斜面的倾角为θ，滑动摩擦力大小为F f ＝μmg cos θ，则物体克服摩擦力所做的功为W ＝μmg cos θ·s ，而s cos θ＝CD ，所以物体沿斜面AC 和BC 下滑克服摩擦力做功相等，物体下滑过程由动能定理得mgh －μmg cos θ·s ＝E k －0，在AC 斜面上滑动时重力做功多，故在AC 面上滑到底端的动能大于在BC 面上滑到底端的动能，即E k A >E k B ，故选项C 正确，A 、B 、D 错误。

(新课标)2019届高考物理一轮复习第5章机械能章末过关检测(五)

第5章机械能章末过关检测（五)（建议用时:60分钟满分:100分）一、单项选择题(本题共5小题,每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离,那么关于作用在物体上的各力做功情况正确的是( ）A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功答案：C2．如图所示，为游乐场中过山车的一段轨道，P点是这段轨道的最高点,A、B、C三处是过山车的车头、中点和车尾，假设这段轨道是圆轨道,各节车厢的质量相等,过山车在运行过程中不受牵引力，所受阻力可忽略．那么过山车在通过P点的过程中,下列说法正确的是( ）A．车头A通过P点时的速度最小B．车的中点B通过P点时的速度最小C．车尾C通过P点时的速度最小D．A、B、C通过P点时的速度一样大解析：选B。

过山车在运动过程中,受到重力和轨道支持力作用，只有重力做功，机械能守恒，动能和重力势能相互转化，则当重力势能最大时，过山车的动能最小，即速度最小,根据题意可知，车的中点B通过P点时，重心的位置最高，重力势能最大，则动能最小，速度最小,故选B.3．(2018·辽宁实验中学月考)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图,已知该车质量为2×103 kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3×103 N．若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为（)A．8 s B．14 sC．26 s D．38 s解析:选B.由题图可知，跑车的最大输出功率大约为200 kW，根据牛顿第二定律得，牵引力F ＝f＋ma＝（3 000＋2 000×2 ) N＝7 000 N，则匀加速过程最大速度v m＝错误!＝错误! m/s≈28。

6 m/s，则匀加速过程持续的时间t＝错误!＝错误! s＝14.3 s，故B正确，A、C、D错误．4．(2018·洛阳月考）如图所示，有一光滑轨道ABC,AB部分为半径为R的错误!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,小球可视为质点．开始时a 球处于圆弧上端A点，由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是（）A．a球下滑过程中机械能保持不变B．b球下滑过程中机械能保持不变C．a、b球滑到水平轨道上时速度大小为错误!D．从释放a、b球到a、b球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为mgR 2解析：选D.对于单个小球来说，杆的弹力做功，小球机械能不守恒，A、B错误；两个小球组成的系统只有重力做功,所以系统的机械能守恒，故有mgR＋mg·2R＝错误!·2mv2,解得v＝3gR，C错误；a球在滑落过程中，杆对小球做功，重力对小球做功，故根据动能定理可得W＋mgR＝12mv2,联立v＝错误!，解得W＝错误!mgR，故D正确．5。

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