2014高考物理机械能专题
高中物理必修二机械能守恒定律和动能定理综合测试及答案解析（历年高考）
A ． t 1B ． t 2C ． t 3D ． t42．（2013•江苏）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．江苏）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连． 弹簧处于自然长度时物块位于O 点（图中未标出）． 物块的质量为m ，AB=a ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ． 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点，拉力做的功为W ． 撤去拉力后物块由静止向左运动，经O 点到达B 点时速度为零．点时速度为零． 重力加速度为g ． 则上述过程中（则上述过程中（）A ． 物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于B ． 物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于C ． 经O 点时，物块的动能小于W ﹣μmgaD ． 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能点时弹簧的弹性势能 3．（2013•山东）如图所示，楔形木块abc 固定在水平面上，粗糙斜面ab 和光滑斜面bc 与水平面的夹角相同，顶角b 处安装一定滑轮．质量分别为M 、m （M ＞m ）的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行．两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中（ ）A ． 两滑块组成系统的机械能守恒两滑块组成系统的机械能守恒B ． 重力对M 做的功等于M 动能的增加动能的增加C ． 轻绳对m 做的功等于m 机械能的增加机械能的增加D ． 两滑块组成系统的机械能损失等于M 克服摩擦力做的功克服摩擦力做的功4．如图，一很长的不可伸长的柔软细绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a 和b ．a 球质量为m ，静置于地面，b 球质量为3m ，用手托住，高度为h ，此时轻绳刚好拉紧．从静止开始释放b 后，a 可能到达的最大高度为（可能到达的最大高度为（ ）高中物理必修二机械能守恒定律与动能定理专题复习 综合测试及答案解析（历年高考）一．选择题（共15小题） 1．（2014•天津二模）质点所受的力F 随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上．已知t=0时质点的速度为零．在图中所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中，哪一时刻质点的动能最大（各时刻中，哪一时刻质点的动能最大（ ）A．h B．l.5h C．2h D．2.5h 5．（2014•上海）静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（个上升过程中，物体机械能随时间变化的关系是（ ）A．B．C．D．6．（2014•海南）如图，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上．初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中（始终未离开桌面．在此过程中（ ）A．a的动能小于b的动能的动能B．两物体机械能的变化量相等两物体机械能的变化量相等C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零所做的功的代数和为零7．（2014•广东广东高考高考）如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫块，楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，在车厢相互撞击时弹簧压缩过程中（弹簧盒、垫块间均有摩擦，在车厢相互撞击时弹簧压缩过程中（ ）A．缓冲器的机械能守恒 B．摩擦力做功消耗机械能．摩擦力做功消耗机械能C．垫块的动能全部转化成内能．垫块的动能全部转化成内能 D．弹簧的弹性势能全部转化为动能．弹簧的弹性势能全部转化为动能8．（2014•岳阳模拟）如图所示，小球从竖直放置的轻弹簧正上方高为H处由静止释放，从小球接触弹簧到被弹起离开的过程中，弹簧的最大压缩量为x．若空气阻力忽略不计，弹簧的形变在弹性限度内．关于上述过程，下列说法中正确的是（法中正确的是（ ）A．在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为θ时，小球的速度大小为B．在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为θ时，立方体和小球的速度大小之比为sinθC．在小球和立方体分离前，小球所受的合外力一直对小球做正功在小球和立方体分离前，小球所受的合外力一直对小球做正功D．在落地前小球的机械能一直减少在落地前小球的机械能一直减少10．（2014•杨浦区一模）如图所示，甲、乙两个容器形状不同，现有两块完全相同的金属块用细线系着分别浸没入同样深度，这时两容器的水面相平齐，如果将金属块缓慢提升一段相同的位移，最后都停留在水面的上方，不计水的阻力，则（的阻力，则（）A．在甲容器中提升时，拉力做功较多在甲容器中提升时，拉力做功较多B．在乙容器中提升时，拉力做功较多在乙容器中提升时，拉力做功较多C．在两个容器中提升时，拉力做功相同在两个容器中提升时，拉力做功相同D．做功多少无法比较做功多少无法比较11．（2014•徐汇区一模）如图，一质点在一恒力作用下做曲线运动，从M点运动到N点时，质点的速度方向恰好改变了90°，在此过程中，质点的动能（，在此过程中，质点的动能（）A．小球接触弹簧后的下降过程中，加速度先减小后增大，速度先增大后减小小球接触弹簧后的下降过程中，加速度先减小后增大，速度先增大后减小B．上升过程中小球加速度先增大后减小，速度先增大后减小上升过程中小球加速度先增大后减小，速度先增大后减小C．上升过程中小球上升过程中小球动能动能与弹簧弹性势能之和不断减小与弹簧弹性势能之和不断减小D．整个过程中弹簧弹性势能的最大值为mg（H+x）9．（2014•宜昌模拟）如图所示，在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体Q一长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于O点，O点固定于地面上，轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球P，小球靠在立方体左侧，P和Q的质量相等，整个装置处于静止状态．受到轻微扰动后P倒向右侧并推动Q．下列说法中正确的是（．下列说法中正确的是（ ）A．不断增大增大后减小 D．先减小后增大减小后增大断增大 B．不断减小断减小 C．先增大后减小12．（2014•徐汇区二模）质量分别为m1、m2的A、B两物体放在同一水平面上，受到大小相同的水平力F的作用，各自由静止开始运动．经过时间t0，撤去A物体的外力F；经过4t0，撤去B物体的外力F．两物体运动的v﹣t关两物体（ ）系如图所示，则A、B两物体（A．与水平面的摩擦力大小之比为5：12 B．在匀加速运动阶段，合外力做功之比为4：1 C．在整个运动过程中，克服摩擦力做功之比为1：2 D．在整个运动过程中，摩擦力的平均功率之比为5：3 13．（2014•徐汇区二模）如图，两个小球分别被两根长度不同的细绳悬于等高的悬点，现将细绳拉至水平后由静止释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的（ ）释放小球，当两小球通过最低点时，两球一定有相同的（A．速度B．角速度械能速度 D．机械能速度 C．加速度14．（2014•潍坊模拟）如图所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m．开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用．现对b施加竖直向下的恒力F，高度过程中（ ）使a、b做加速运动，则在b下降h高度过程中（A．a的加速度为B．a的重力势能增加mgh C．绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加机械能的增加D．F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加的增加15．（2014•武汉模拟）如图所示，半径为R的光滑圆环竖直放置，环上套有质量分别为m和2m的小球A和B，A、的光滑圆环竖直放置，环上套有质量分别为B之间用一长为R的轻杆相连．开始时A在圆环的最高点，现将A、B静止释放，则（静止释放，则（ ）A ．B 球从开始运动至到达圆环最低点的过程中，杆对B 球所做的总功为零球所做的总功为零B ． A 球运动到圆环的最低点时，速度为零球运动到圆环的最低点时，速度为零C ． B 球可以运动到圆环的最高点球可以运动到圆环的最高点D ． 在A 、B 运动的过程中，A 、B 组成的系统机械能守恒组成的系统机械能守恒二．填空题（共3小题） 16．（2014•上海二模）如图，竖直放置的轻弹簧，下端固定，上端与质量为3kg 的物块B 相连接．另一个质量为1kg 的物块A 放在B 上．先向下压A ，然后释放，A 、B 共同向上运动一段后将分离，分离后A 又上升了0.2m 到达最高点，此时B 的速度方向向下，且弹簧恰好为原长．则从A 、B 分离到A 上升到最高点的过程中，弹簧弹力对B做的功为做的功为 _________ J ，弹簧回到原长时B 的速度大小为的速度大小为 _________ m/s ．（g=10m/s 2）17．（2014•浦东新区二模）长为L 的轻杆上端连着一质量为m 的小球，杆的下端用铰链固接于水平地面上的O 点，斜靠在质量为M 的正方体上，在外力作用下保持静止，如图所示．忽略一切摩擦，现撤去外力，使杆向右倾倒，当正方体和小球刚脱离瞬间，杆与水平面的夹角为θ，小球速度大小为v ，此时正方体M 的速度大小为的速度大小为 _________ ，小球m 落地时的速度大小为落地时的速度大小为 _________ ．18．（2014•临沂模拟）利用自由落体运动可测量重力加速度．有两组同学分别利用下面甲、乙两种实验装置进行了实验，其中乙图中的M 为可恢复簧片，M 与触头接触，开始实验时需要手动敲击M 断开电路，使电磁铁失去磁性释放第一个小球，当前一个小球撞击M 时后一个小球被释放．时后一个小球被释放．①下列说法正确的有下列说法正确的有 _________ A ．两种实验都必须使用交流电源．两种实验都必须使用交流电源B ．甲实验利用的是公式△x=gT 2；乙实验利用的是公式 m/s 2（结果保留两位有效数字）． h=gt 2，所以都需要用秒表测量时间，用直尺测量距离，所以都需要用秒表测量时间，用直尺测量距离C ．甲实验要先接通电源，后释放纸带；乙实验应在手动敲击M 的同时按下秒表开始计时的同时按下秒表开始计时D ．这两个实验装置均可以用来验证．这两个实验装置均可以用来验证机械能守恒定律机械能守恒定律 ②图丙是用甲实验装置进行实验后选取的一条符合实验要求的纸带，O 为第一个点，A 、B 、C 为从合适位置开始选取的三个连续点（其他点未画出）．已知打点计时器每隔0.02s 打一次点，可以计算出重力加速度g= _________③用乙实验装置做实验，测得小球下落的高度H=1.200m ，10个小球下落的总时间t=5.0s ．可求出重力加速度g=_________ （填正确答案标号）． A ．小球的质量m B ．小球抛出点到落地点的水平距离s C ．桌面到地面的高度h D ．弹簧的压缩量△x E ．弹簧原长l 0（2）用所选取的测量量和已知量表示E k ，得E k = _________ ．（3）图（b ）中的直线是实验测量得到的s ﹣△x 图线．从理论上可推出，如果h 不变，m 增加，s ﹣△x 图线的斜率会 _________ （填“增大”、“减小”或“不变”）；如果m 不变，h 增加，s ﹣△x 图线的斜率会图线的斜率会 _________ （填“增大”、“减小”或“不变”）．由图（b ） 中给出的直线关系和E k 的表达式可知，E p 与△x 的 _________ 次方成正比．20．（2013•福建）如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O 点，T 端系一质量m=1.0kg 的小球．现将小球拉到A 点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B 点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C 点．地面上的D 点与OB在同一竖直线上，在同一竖直线上，已知绳长已知绳长L=1.0m ，B 点离地高度H=1.0m ，A 、B 两点的高度差h=0.5m ，重力加速度g 取10m/s 2，不计空气影响，求：不计空气影响，求：（1）地面上DC 两点间的距离s ； （2）轻绳所受的最大拉力大小．）轻绳所受的最大拉力大小．21．（2012•广东）图（a ）所示的装置中，小物块AB 质量均为m ，水平面上PQ 段长为l ，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑．初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r 的连杆位于图中虚线位置；A 紧靠滑杆（AB 间距大于2r ）．随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆做水平运动，滑杆的速度﹣时间图象如图（b ）所示．A 在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞．发生完全非弹性碰撞．m/s 2（结果保留两位有效数字）．三．解答题（共12小题） 19．（2014•山东模拟）某同学利用下述装置对轻质弹簧的弹性势能进行探究：一轻质弹簧放置在光滑水平桌面上，弹簧左端固定，右端与一小球接触而不固连；弹簧处于原长时，小球恰好在桌面边缘，如图（a ）所示．向左推小球，使弹黄压缩一段距离后由静止释放；小球离开桌面后落到水平地面．通过测量和计算，可求得弹簧被压缩后的弹性势能．弹性势能． 回答下列问题：回答下列问题：（1）本实验中可认为，弹簧被压缩后的弹性势能E p 与小球抛出时的与小球抛出时的动能动能E k 相等．已知重力加速度大小为g ．为求得E k，至少需要测量下列物理量中的，至少需要测量下列物理量中的 _________（1）求A脱离滑杆时的速度v0，及A与B碰撞过程的机械能损失△E．（2）如果AB不能与弹簧相碰，设AB从P点到运动停止所用的时间为t1，求ω的取值范围，及t1与ω的关系式．（3）如果AB能与弹簧相碰，但不能返回到P点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p，求ω的取值范围，及E与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）．p22．（2009•安徽）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=2.0m、R2=1.4m．一个质量为m=1.0kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距L1=6.0m．小球与水平轨道间的动摩擦因数为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，计算结果保留小数点后一位数字．试求叠．重力加速度取g=10m/s2，计算结果保留小数点后一位数字．试求）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；（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圆形轨道，B、C间距L应是多少；应是多少；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径R3应满足的条件；的距离．小球最终停留点与起点A的距离．23．（2008•天津）光滑水平面上放着质量m A=lkg的物块A与质量m B=2kg的物块B，A与B均可视为质点，A靠在竖直墙壁上，A、B间夹一个被压缩的轻弹簧（弹簧与A、B均不拴接），用手挡住B不动，此时弹簧弹性势能E P=49J．在A、B间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图所示．放手后B向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道，其半径R=0.5m，B恰能到达最高点C．取g=l0m/s2，求的大小；（1）绳拉断后B的速度V B的大小；的大小；（2）绳拉断过程绳对B的冲量I的大小；（3）绳拉断过程绳对A所做的功W．24．（2008•山东）某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中“2008”四个等高数字用内壁光滑的薄壁细圆管弯成，某兴趣小组设计了如图所示的玩具轨道，其中固定在竖直平面内（所有数字均由圆或半圆组成，圆半径比细管的内径大得多），底端与水平地面相切．弹射装置将一个小物体（可视力质点）以v a=5m/s的水平初速度由c点弹出，从b点进入轨道，依次经过“8002”后从p点水平抛出．小物体勺地面ab段间的动摩擦因数μ=0.3，不计其它机械能损失．已知ab段长L=1.5m，数字“0”的半径R=0.2m，小物体质量m=0.01kg，g=10m/s2．求：．求：（1）小物体从P 点抛出后的水平射程．点抛出后的水平射程．（2）小物体经过数字“0”的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向．的最高点时管道对小物体作用力的大小和方向．25．（2007•重庆）某兴趣小组设计了一种实验装置，用来研究碰撞问题，其模型如图所示不用完全相同的轻绳将N 个大小相同、质量不等的小球并列悬挂于一水平杆、球间有微小间隔，从左到右，球的编号依次为1、2、3…N ，球的质量依次递减，每球质量与其相邻左球质量之比为k （k ＜1）．将1号球向左拉起，然后由静止释放，使其与2号球碰撞，2号球再与3号球碰撞…所有碰撞皆为无机械能损失的正碰．（不计空气阻力，忽略绳的伸长，g 取10m/s 22） （1）设与n+1号球碰撞前，n 号球的速度为v n，求n+1号球碰撞后的速度．号球碰撞后的速度．（2）若N=5，在1号球向左拉高h 的情况下，要使5号球碰撞后升高16k （16h 小于绳长）问k 值为多少？值为多少？26．（2007•天津）天津）如图所示，如图所示，如图所示，水平光滑地面上停放着一辆小车，水平光滑地面上停放着一辆小车，水平光滑地面上停放着一辆小车，左侧靠在竖直墙壁上，左侧靠在竖直墙壁上，左侧靠在竖直墙壁上，小车的四分之一圆弧轨道小车的四分之一圆弧轨道AB 是光滑的，在最低点B 与水平轨道BC 相切，BC 的长度是圆弧半径的10倍，整个轨道处于同一竖直平面内．可视为质点的物块从A 点正上方某处无初速下落，恰好落入小车圆弧轨道滑动，然后沿水平轨道滑行至轨道末端C 处恰好没有滑出．恰好没有滑出．已知物块到达圆弧轨道最低点已知物块到达圆弧轨道最低点B 时对轨道的压力是物块重力的9倍，小车的质量是物块的3倍，倍，不不考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失．求：考虑空气阻力和物块落入圆弧轨道时的能量损失．求：（1）物块开始下落的位置距水平轨道BC 的竖直高度是圆弧半径的几倍的竖直高度是圆弧半径的几倍 （2）物块与水平轨道BC 间的动摩擦因数μ27．（2014•浙江模拟）如图所示，AB 是高h 1=0.6m 、倾角θ=37°的斜面，固定在水平桌面上，斜面下端是与桌面相切的一小段圆弧，且紧靠桌子边缘．桌面距地面的高度h 2=1.8m ．一个质量为m=1.0kg 的小滑块从斜面顶端A 由静止开始沿轨道下滑，运动到斜面底端B 时沿水平方向离开斜面，落到水平地面上的C 点．已知小滑块经过B 点时的速度大小v 1=2m/s ，g=10m/s 2，sin37°sin37°=0.6=0.6，cos37°cos37°=0.8=0.8，不计空气阻力．求：，不计空气阻力．求：（1）滑块与斜面间的动摩擦因数μ； （2）小滑块落地点C 与B 点的水平距离x ； （3）小滑块落地时的速度大小v 2．28．（2014•浙江模拟）如图所示，在光滑斜面上O 点固定长度为l 的轻细绳的一端，轻绳的另一端连接一质量为m 的小球A ，斜面r 的倾角为α．现把轻绳拉成水平线HH′上，然后给小球一沿斜面向下且与轻绳垂直的初速度v 0．若小球能保持在斜面内作圆周运动．取重力加速度g=10m/s 2．试求：．试求： （1）倾角α的值应在什么范围？的值应在什么范围？ （2）若把细线换成一轻质细杆，倾角α的范围又如何？的范围又如何？29．（2014•盐城一模）如图所示，质量分别为M 、m 的两物块A 、B 通过一轻质弹簧连接，B 足够长、放置在水平面上，所有接触面均光滑．弹簧开始时处于原长，运动过程中始终处在弹性限度内．在物块A 上施加一个水平恒力F ，A 、B 从静止开始运动，弹簧第一次恢复原长时A 、B 速度分别为υ1、υ2． （1）求物块A 加速度为零时，物块B 的加速度；的加速度； （2）求弹簧第一次恢复原长时，物块B 移动的距离；移动的距离；（3）试分析：在弹簧第一次恢复原长前，弹簧的弹性势能最大时两物块速度之间的关系？简要说明理由．）试分析：在弹簧第一次恢复原长前，弹簧的弹性势能最大时两物块速度之间的关系？简要说明理由．30．（2014• （填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”） ②利用打点计时器打出纸带，请将下列步骤按合理顺序排列利用打点计时器打出纸带，请将下列步骤按合理顺序排列 _________ （填选项前字母）（填选项前字母） A ．释放纸带．释放纸带 B 接通电源接通电源 C 取下纸带取下纸带 D 切断电源切断电源 ③在打出的纸带上选取连续打出的三个点A 、B 、C ，如图所示．测出起始点O 到A 点的距离为s o ，A 、B 两点间的距离为s 1，B 、C 两点间的距离为s 2，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式，根据前述条件，如果在实验误差允许的范围内满足关系式 _________ ，即验证了物体下落过程中机械能是守恒的（已知当地重力加速度为g ，使用交流电的周期为T ）． ④下列叙述的实验处理方法和实验结果，正确的是下列叙述的实验处理方法和实验结果，正确的是 _________A ．该实验中不用天平测重锤的质量，则无法验证机械能守恒定律．该实验中不用天平测重锤的质量，则无法验证机械能守恒定律B ．该实验选取的纸带，测量发现所打的第一和第二点间的距离为1.7mm ，表明打点计时器打第一点时重锤的速度不为零不为零C ．为了计算方便，本实验中选取一条理想纸带，然后通过对纸带的测量、分析，求出当地的重力加速度的值，再代入表达式：mgh=mv 2进行验证进行验证D ．本实验中，实验操作非常规范．数据处理足够精确，实验结果一定是mgh 略大于mv 2，不可能出现mv 2略大于mgh 的情况．的情况．厦门一模）关于验证厦门一模）关于验证机械能守恒定律机械能守恒定律的实验．请回答下列问题：①某同学安装实验装置并进行实验，释放纸带前瞬间，其中最合理的操作是如图中的其中最合理的操作是如图中的 _________A ． 物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于B ． 物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于C ． 经O 点时，物块的动能小于W ﹣μmgaD ． 物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B 点时弹簧的弹性势能点时弹簧的弹性势能参考答案与试题解析一．选择题（共15小题） 1．（2014•天津二模）质点所受的力F 随时间变化的规律如图所示，力的方向始终在一直线上．已知t=0时质点的速度为零．在图中所示的t 1、t 2、t 3和t 4各时刻中，哪一时刻质点的各时刻中，哪一时刻质点的动能动能最大（最大（ ）A ． t 1B ．t 2 C ． t 3 D ． t 4考点： 动能定理的应用；匀变速直线运动的图像．专题： 动能定理的应用专题．动能定理的应用专题．分析： 通过分析质点的运动情况，确定速度如何变化，再分析动能如何变化，确定什么时刻动能最大．通过分析质点的运动情况，确定速度如何变化，再分析动能如何变化，确定什么时刻动能最大． 解答：解：由力的图象分析可知：解：由力的图象分析可知：在0∽t 1时间内，质点向正方向做加速度增大的加速运动．时间内，质点向正方向做加速度增大的加速运动． 在t 1∽t 2时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动．时间内，质点向正方向做加速度减小的加速运动． 在t 2∽t 3时间内，质点向正方向做加速度增大的减速运动．时间内，质点向正方向做加速度增大的减速运动． 在t 3∽t 4时间内，质点向正方向做加速度减小的减速运动．t 4时刻速度为零．时刻速度为零． 则t 2时刻质点的速度最大，动能最大．时刻质点的速度最大，动能最大．故选B ．点评： 动能是状态量，其大小与速度大小有关，根据受力情况来分析运动情况确定速度的变化，再分析动能的变化是常用的思路．能的变化是常用的思路． 2．（2013•江苏）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连．江苏）如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连． 弹簧处于自然长度时物块位于O 点（图中未标出）． 物块的质量为m ，AB=a ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ． 现用水平向右的力将物块从O 点拉至A 点，拉力做的功为W ． 撤去拉力后物块由静止向左运动，经O 点到达B 点时速度为零．点时速度为零． 重力加速度为g ． 则上述过程中（则上述过程中（ ）。
2014重庆高考物理试题含答案解析高三物理
一项符合题目要求)1.(2014·重庆理综,1)碘131的半衰期约为8天。
若某药物含有质量为m的碘131,经过32天后,该药物中碘131的含量大约还有()A.m4B.m8C.m16D.m32答案:C解析:根据衰变规律可知,碘131经过的半衰期个数为n=tT =328=4,剩余的质量约为(1 2)n m=m16,C项正确。
2.(2014·重庆理综,2)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()A.v2=k1v1B.v2=k1k2v1C.v2=k2k1v1 D.v2=k2v1答案:B解析:根据机车的起动规律可知,当牵引力等于阻力时,车速最大,有v m=PF f,又F f=kmg,则v1 v2=F f2F f1=k2k1,B项正确。
3.(2014·重庆理综,3)如图所示为某示波管内的聚焦电场,实线和虚线分别表示电场线和等势线。
两电子分别从a、b两点运动到c点。
设电场力对两电子做的功分别为W a和W b,a、b点的电场强度大小分别为E a和E b,则()A.W a=W b,E a>E bB.W a≠W b,E a>E bC.W a=W b,E a<E bD.W a≠W b,E a<E b答案:A解析:根据题图可知a 处的电场线比b 处密,所以a 处电场强度较大,即E a >E b 。
又a 、b 位于同一等势线上,它们与c 点的电势差相等,故两电子分别从a 、b 两点移动到c 点过程中电场力做功相等,即W a =W b ,A 项正确。
4.(2014·重庆理综,4)一弹丸在飞行到距离地面5 m 高时仅有水平速度v=2 m/s,爆炸成为甲、乙两块水平飞出,甲、乙的质量比为3∶1。
不计质量损失,取重力加速度g=10 m/s 2,则下列图中两块弹片飞行的轨迹可能正确的是( )答案:B解析:弹丸爆炸过程遵守动量守恒,若爆炸后甲、乙同向飞出,则有2m=34mv 甲+14mv 乙 ①;若爆炸后甲、乙反向飞出,则有2m=34mv 甲-14mv 乙 ②;或2m=-34mv 甲+14mv 乙 ③;爆炸后甲、乙从同一高度做平抛运动,由选项A 中图可知,爆炸后甲、乙向相反方向飞出,下落时间t=√2ℎg =√2×510 s=1 s,速度分别为v 甲=x 甲t =2.51m/s=2.5 m/s,v 乙=x 乙t =0.51m/s=0.5 m/s,代入②式不成立,A 项错误;同理,可求出选项B 、C 、D 中甲、乙的速度,分别代入①式、①式、③式可知,只有B 项正确。
2014安徽高考物理试题含答案解析高三物理
2014 物理高考试题及解析（安徽）第Ⅰ卷(选择题 共120分)本卷共20小题,每小题6分,共120分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
14.(2014·安徽理综,14)在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律。
法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。
已知单摆摆长为l ,引力常量为G ,地球质量为M ,摆球到地心的距离为r ,则单摆振动周期T 与距离r 的关系式为( )A .T=2πr √GM lB.T=2πr √lGM C.T=2πr √GMlD.T=2πl √rGM 答案:B解析:设离地心r 处重力加速度为g ,则GMm r 2=mg ,故g=GM r 2①;单摆振动周期T=2π√lg ②.①代入②得T=2πr √lGM ,故选项B 正确。
15.(2014·安徽理综,15)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN 是通过椭圆中心O 点的水平线。
已知一小球从M 点出发,初速率为v 0,沿管道MPN 运动,到N 点的速率为v 1,所需时间为t 1;若该小球仍由M 点以初速率v 0出发,而沿管道MQN 运动,到N 点的速率为v 2,所需时间为t 2,则( ) A .v 1=v 2,t 1>t 2 B.v 1<v 2,t 1>t 2 C.v 1=v 2,t 1<t 2 D.v 1<v 2,t 1<t 2 答案:A解析:由机械能守恒可知,小球沿MPN 或沿MQN 到达N 点时的动能与M 点动能相等,因而速率也相等,即v 1=v 2=v 0。
沿MPN 运动时,除M 、N 两点外,其他位置的重力势能均比M 点大,动能均比M 点小,即速率均比M 点小。
同理,沿MQN 运动时,除M 、N 两点外,其他位置的速率均比M 点大。
2014高考物理二轮课件(热点例析+命题动向+最新预测)：机械能守恒、功能关系
专题二 功与能量
1.机械能守恒定律的三种表达式
(1)守恒观点：Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2
(2)转化观点：ΔEp＝－ΔEk (3)转移观点：ΔEA增＝ΔEB减
2．机械能守恒定律解题的基本思路
(1)选取研究对象——某个系统或某个物体． (2)根据研究对象所经历的物理过程，进行受力、做功分析，
判断机械能是否守恒．
(2)物块克服摩擦力做的功；
(3)在此过程中转变成的内能． 【解题指导】 解答本题时应把握以下两点： (1)正确分析物块和小车的受力情况及运动情况． (2)正确利用功能关系求摩擦力的功和产生的内能．
专题二 功与能量
【解析】(1)小车做匀加速运动时的加速度为 a1，物块做匀减 μm2g 10 速运动时的加速度为 a2，则 a1＝ ＝ m/s2， a2＝ μg＝ 5 3 m1 v0 2 m/s 2 m/s ， v0－ a2t＝a1t，所以 t＝ ＝ ＝ 0.24 s. a1＋a2 25 m/s2 3 (2)相对静止时的速度 v＝ a1t＝0.8 m/s， 1 2 物块克服摩擦力做的功 W＝ m2(v2 0－ v )＝0.336 J. 2 (3)由功能关系可知，系统损失的机械能转化为内能，则 1 1 2 E＝ m2v0－ (m1＋ m2)v2＝ 0.24 J. 2 2 【答案】(1)0.24 s (2)0.336 J (3)0.24 J
【答案】
(1)60 N，方向竖直向下
(2)0.3
(3)4 J
专题二 功与能量
预测 1
如图所示，水平传送带右端与竖直放置的光滑半圆
形轨道在B点相切,半圆形轨道半径为R＝0.4 m．物块在与传
送带等高的左侧平台上以4 m/s的速度从A点滑上传送带．物
2014年高考物理专题四功和能解析
专题四功和能限时训练- •实战演练巩固达标【测控导航】1.（2013江苏省南通市二模）某同学用频闪相机拍摄了运动员跳远比赛时助跑、起跳、最高点、落地四个位置的照片，简化图如图所示则运动员起跳瞬间消耗的体能最接近（C ）A. 4 JB.40 JC.400 JD.4 000 J解析：运动员起跳瞬间消耗的体能等于运动员增加的重力势能.h取0.5 m,运动员质量取60 kg,mgh=300 J,所以运动员起跳瞬间消耗的体能最接近400 J,选项C正确.2. （2013江西省毕业班质检）质量相同的甲、乙两木块仅在摩擦力作用下沿同一水平面滑动，它们的动能（E k）—位移（x）的关系如图所示则两木块的速度（v）—时间⑴的图像正确的是（D ）甲解析：由动能定理:-fx=E k-E ko,得E k二E ko-fx.由它们的动能(E k)—位移(x)的关系图线可知，甲、乙两木块初动能不同，所受摩擦力f相同. 所以甲、乙两木块初速度不同，加速度相等，两木块的速度(v)—时间(t)的图像是D.3. 如图所示,建筑工地上载人升降机用不计质量的细钢绳跨过定滑轮与一有内阻的电动机相连，通电后电动机带动升降机沿竖直方向先匀加速上升后匀速上升.摩擦及空气阻力均不计.则(BD )A. 升降机匀加速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的动能B. 升降机匀速上升过程中，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能C. 升降机上升的全过程中，电动机消耗的电能等于升降机增加的机械能D. 升降机上升的全过程中，电动机消耗的电能大于升降机增加的机械能解析：由功能关系W其他= △ E可知，升降机底板对人做的功等于人增加的机械能,故选项A错误,选项B正确；由于电动机的内阻上产生焦耳热,由能的转化和守恒定律可知，电动机消耗的电能等于内阻上产生的焦耳热和升降机及人增加的机械能，故选项C错误,D正确.4. (2013河北省石家庄市二模)如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v t图像,0a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.be段是与ab段相切的水平直线.下述说法正确的是(CD )*t?Z H / li i i40h I J IA. 0 ~11时间内汽车以恒定功率做匀加速运动B. t i〜t2时间内的平均速度为——2C. t i〜12时间内汽车牵引力做功大于m — m ：2 1D. 在全过程中11时刻的牵引力及其功率都是最大值解析:0〜t i时间内汽车以恒定的牵引力做匀加速运动，汽车的功率一直增大,选项A错误；t i~12时间内汽车没有做匀加速直线运动，因此平均速度不等于——,从图中可以看出，平均速度要比这个值大，选项2B错误；根据动能定理,t i〜12时间内汽车牵引力做的功减去克服摩擦力做的功等于动能的增量，所以选项C正确；在0〜t i时间内牵引力为恒力大于摩擦阻力，功率一直增大,t 1〜t2时间内功率为额定功率不变这时速度增大，牵引力开始减小,t 2〜t3时间内功率为额定功率，牵引力等于摩擦阻力，汽车匀速运动，所以选项D正确•5. 如图所示,A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连,A放在固定的光滑斜面上,B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,C 球放在水平地面上.现用手控制住A,并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行.已知A的质量为4m,B C的质量均为m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放A后,A沿斜面下滑至速度最大时C恰好离开地面.下列说法正确的是（AB ）A. 斜面倾角a =30°B. A获得最大速度为2g三C. C刚离开地面时,B的加速度最大D. 从释放A到C刚离开地面的过程中,A、B两小球组成的系统机械能守恒解析:A和B在同一时刻具有最大速度，且此时C恰好离开地面，弹簧被拉长，弹簧弹力F=k A x=mg,此时对A、B整体有:a=0、F合=0,即4mgsin a -mg-F=0,得sin a = , a =30° ,故选项A正确，选项C错误；由于开1始时弹簧被压缩，由F=k A x=mg可知，压缩量△ x= ,A和B速度最大时弹簧伸长,且伸长量等于初状态的压缩量，这两个时刻弹性势能相等在这个过程中B升高h B=2A g字A下降h A=h B Sin a --,设A 的最大速度为V m,由动能定理可知：-,故选项B正确；从释放A到C刚离开地面的过程中，弹性势能先减小后增大,A、B组成的系统机械能不守恒，故选项D错误.6. 两个物体A B的质量分别为m和m,并排静止在水平地面上，如图（甲）所示，用同向水平拉力F i、F2分别作用于物体A和B上，作用一段时间后撤去，两物体各自滑行一段距离后停止.两物体运动的速度一时间图像分别如图（乙）中图线a、b所示•已知拉力F i、F2分别撤去后，物体减速运动过程的速度一时间图线彼此平行（相关数据已在图中标出）.由图中信息可以得出（AD ）L0A. A、B两物体与地面的动摩擦因数相同B. 若m=m,则力F i对物体A所做的功较多C. 若m=m,则力F i对物体A所做的功较少D. 若m二m,则力F i的最大瞬时功率一定是力F2的最大瞬时功率的2倍解析：拉力F i、F2分别撤去后，两物体的加速度大小都为a' =i m/s2, 又因a'二卩g,求得卩=0.i,故选项A正确；力F i拉物体A时的加速度ai=- m/s2,对物体A受力分析，由牛顿第二定律可知F i-卩mg=ma i,得F i= m(N);同理可得F2二m(N);又由图(乙)可知，力F i拉物体A时产生3 3的位移x i二X 2.5 X 1.5 m=— m,力F2拉物体B时产生的位移2 EX2=-X 2.0 X 3 m=3 m;所以力F i 对物体A 做功W=F i X i二m X二(J)=5m i 23 J(J),力F2对物体B做功W=F2X2二-m X 3 (J)=5m2 (J),故选项B C都错; 3力F i的最大瞬时功率R=Fiw=m X 2.5 (W)= &m (W),力F2的最大瞬时3 i功率R=Hv2=m X 2.0 (W)= m (W),故选项D正确.3 37. (20i3河南省郑州市二模)如图所示,在光滑的水平地面上有一个表面光滑的立方体Q. —长为L的轻杆下端用光滑铰链连接于0点,0点固定于地面上，轻杆的上端连接着一个可视为质点的小球P,小球靠在立方体左侧，P和Q的质量相等，整个装置处于静止状态.受到轻微扰动后P倒向右侧并推动Q.下列说法中正确的是(BC )£LA. 在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为B时,小球的速度大小为「⑵B. 在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为9时,立方体和小球的速度大小之比为sin 9C. 在小球和立方体分离前，小球所受的合力一直对小球做正功D. 在落地前小球的机械能一直减少解析：当立方体的速度大于小球在水平方向的分速度时，立方体与小球分离；在分离之前，小球和立方体具有相同的水平方向的速度，即v p sin0 =V Q,所以选项B正确;在小球和立方体分离前，当轻杆与水平面的夹角为0时，由能量守恒得：mgL(1-sin 0 )=-m岸+-m •-二m r*+-m(v p sin 0 )2,所以小球的速度大小2 2 2 2V P= ,所以选项A错误；在小球和立方体分离前，立方体Q一直加速向右运动，所以小球的速度V P=—也一定在增大，因此小球受到的合力一定对小球做正功，选项C正确;小球和立方体分离前，小球的机械能减小,小球和立方体分离后，小球的机械能不变，所以选项D错误.8. 在科技馆中有两等高斜轨并排放置，其中斜轨1倾角处处相同，而斜轨2前半段较1陡峭,后半段较1平缓，但两轨道的底边相同，两轨道总长度相差不多，如图所示.一位小朋友在斜面顶端将两个相同的小球同时由静止释放，发现球2先到达底端.则以下对球1和球2这一运动过程的速度大小随时间变化的图线，描述正确的是(设小球均可视为质点且与两斜面的动摩擦因数相同，直线1表示球1的运动,折线2表示球2的运动)(C )解析：如图所示,设斜轨2前半段倾角为a ,长为S i,后半段倾角为B , 长为S2,底边长为L.对球2由动能定理得,mgh-卩mg cos a • S i-卩mgcos B • S2= m -,而cos a • s i +cos [3 • S2=L,即mgh-口mgL二m ,1 I对球1由动能定理得,mgh-卩mgcos 0 • s=m :,而cos 0 • s=L,所2以V i=V2.由于a >3 ,小球在斜轨2前半段加速度大于后半段，故选项C 正确.9. (2013四川内江市二模)如图所示，在足够长的光滑曲面上由静止释放一个物体，若以释放物体的时刻作为零时刻，用E、v、x、W分别表示物体的机械能、速率、位移和重力做的功，那么,下列四个图像分别定性描述了这些物理量随时间变化的规律，其中正确的图像为(A )A B C D解析：曲面光滑，物体下滑过程中机械能守恒，选项A正确,物体下滑过程中加速度变化，选项B错误；物体做加速运动，位移与时间不成正比关系,选项C错误;物体下滑过程中，重力做的功逐渐增大，选项D错误.10. （2013雅安三模）如图,在竖直向上的匀强电场中，有一绝缘轻质弹簧竖直固定于水平地面上，上面放一带正电小球，小球与弹簧不连接, 施加外力F将小球向下压至某位置静止.现撤去F,使小球沿竖直方向运动（不计空气阻力）,在小球由静止到刚离开弹簧的过程中，重力、电场力、弹力对小球所做功的数值分别为 1.0 x 10-2 J、2.5 x 10-2 J、2.0 x 10-2 J,则上述过程中（C ）A.小球的机械能增加B. 小球的电势能增加2.5 x 10-2 JC. 小球离开弹簧瞬间的动能为3.5 x 10-2 JD. 小球与弹簧组成的系统机械能守恒解析：小球由静止到刚离开弹簧的过程中，电场力做正功，小球的电势能减少2.5 x 10-2 J,选项B错误；对小球由动能定理，W+W电+W单二丘-0, 得丘=3.5 x 10-2 J,选项C正确；此过程中，电场力、弹力对小球做功, 使小球的机械能增加，则△ E机=4.5 x 10-2 J,选项A错误；对于小球与弹簧组成的系统，电场力为外力对系统做功，系统的机械能不守恒，选项D错误.11. (2013四川南充市第三次适应性考试)如图所示,轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端点在O位置.质量为m的物块A(可视为质点)以初速度V0从距O点右方X0的P点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到0’点位置后,A又被弹簧弹回.A离开弹簧后恰好回到P 点.物块A与水平面间的动摩擦因数为卩,求：(1) 物块A从P点出发又回到P点的过程，克服摩擦力所做的功；⑵O点和0’点间的距离“(3)若将另一个与A完全相同的物块B(可视为质点)与弹簧右端拴接, 将A放在B右边，向左压A、B,使弹簧右端压缩到0’点位置,然后从静止释放,A、B共同滑行一段距离后分离.分离后物块A向右滑行的最大距离X2是多少？解析：(1)物块A从P点出发又回到P点的过程根据功能关系知，克服摩擦力所做的功为Vf=m「1⑵物块A从P点出发又回到P点的全过程中，根据功能关系有2卩mg(x+x o)=-m ,得X1 = -X 0.(3)物块A、B分离时,两者间弹力为零，且加速度相同,A的加速度是卩g,B的加速度也是卩g,说明B此时只受摩擦力，弹簧处于原长时分离,设此时它们的共同速度是V1,弹出过程弹力做功WF.只有物块A时,从O到P有：WW a mg(X i+x o)=O,物块A B共同从0’点到O点有：WW2 a mgx二• 2mJI分离后对物块A有：a mgx2= m ,2解得: X 2=Xo——.S M答案:(1) -m (2) -X0 (3)X0-「一一12. (2013浙江省绍兴市二模)2012年11月23日上午,由来自东海舰队“海空雄鹰团”的飞行员戴明盟驾驶的中国航母舰载机歼15降落在“辽宁舰”甲板上，首降成功，随后舰载机通过滑跃式起飞成功.滑跃起飞有点像高山滑雪，主要靠甲板前端的上翘来帮助战斗机起飞，其示意图如图所示，设某航母起飞跑道主要由长度为L1=160 m的水平跑道和长度为L2=20 m的倾斜跑道两部分组成，水平跑道与倾斜跑道末端的高度差h=4.0 m. 一架质量为m=2.0X104 kg的飞机，其喷气发动机的推力大小恒为F=1.2 x 105N,方向与速度方向相同，在运动过程中飞机受到的平均阻力大小为飞机重力的0.1倍,假设航母处于静止状态,飞机质量视为不变并可看成质点，倾斜跑道看作斜面，不计拐角处的影响.取g=10 m/s .(1) 求飞机在水平跑道上运动的时间.(2) 求飞机到达倾斜跑道末端时的速度大小.(3) 如果此航母去掉倾斜跑道，保持水平跑道长度不变，现在跑道上安装飞机弹射器，此弹射器弹射距离为84 m,要使飞机在水平跑道的末端速度达到100 m/s,则弹射器的平均作用力多大?(已知弹射过程中发动机照常工作)解析：(1)设飞机在水平跑道上的加速度为a i,阻力为f,飞机在水平跑道上运动的时间为t i,由牛顿第二定律和运动学公式有F-f=ma i,L i= a i g/,2解得:t i=8.0 s.(2) 设飞机在水平跑道末端速度为v i,倾斜跑道末端速度为V2,由运动学公式和动能定理有v i=a i t i,FL-fL 2-mgh=m(屜SJ),2解得:v 2=2 - m/s ~ 41.5 m/s.(3) 设弹射器的平均作用力为F i,弹射距离为x,飞机在跑道末端速度为V3,由动能定理有1 -F i x+FL i-fL i= m虻，解得:F i=i x 106 N.答案:(1)8.0 s(2)41.5 m/s(3)1 x 106 N。
2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析8：机械能守恒定律及其应用(含详解)
2014高考物理易错创新专题预测提分知识点优化解析8：机械能守恒定律及其应用（含详解）一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意) 1.如图所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的O 点，另一端系一小球.给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动.在此过程中( ) A.小球的机械能守恒 B.重力对小球不做功 C.绳的张力对小球不做功D.在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减小 2.如图所示，一匀质杆长为2r ，从图示位置由静止开始沿光滑面ABD 滑动，AB 是半径为r 的14圆弧，BD 为水平面.则当杆滑到BD位置时的速度大小为( ) A.gr2B.grC.2grD.2gr3.一个小孩在蹦床上做游戏，他从高处落到蹦床上后又被弹起到原高度，小孩从高处开始下落到弹起的整个过程中，他的运动速度v 随时间t 变化的图线如图所示，图中只有Oa 段和cd 段为直线.则根据该图线可知( )A.小孩在蹦床上的过程仅在t 1到t 3的时间内B.小孩在蹦床上的过程仅在t 1到t 5的时间内C.蹦床的弹性势能增大的过程在t 1到t 2的时间内D.蹦床的弹性势能增大的过程在t 1到t 5的时间内4.如图所示，将小球a 从地面以初速度v 0竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b 从距地面h 处由静止释放，两球恰在h2处相遇(不计空气阻力).则( )A.两球同时落地B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇，球a 动能的减少量等于球b 动能的增加量D.相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等二、双项选择题(本大题共5小题，每小题8分，共40分，每小题有两个选项符合题意)5.一不计质量的直角形支架的两直角臂长度分别为2l和l，支架可绕水平固定轴O在竖直平面内无摩擦转动，支架臂的两端分别连接质量为m和2m的小球A和B，开始时OA臂处于水平位置，如图所示，由静止释放后，则可能的是( )A.OB臂能到达水平位置B.OB臂不能到达水平位置C.A、B两球的最大速度之比为v A∶v B＝2∶1D.A、B两球的最大速度之比为v A∶v B＝1∶26.(预测题)北京奥运会男子体操单杠决赛中，中国四川小将邹凯以高难度的动作和出色的发挥以16.20分夺得金牌，邹凯做“单臂大回环”时，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动.此过程中，运动员的重心到单杠的距离为R，忽略空气阻力，则下列说法正确的是( )A.运动员过最高点时，手臂所受弹力可以为零B.运动员过最高点时的最小速度是gRC.运动员过最低点时的最小速度是2gRD.运动员到达最低点时手臂受到的拉力至少为5mg7.(创新题)来自福建省体操队的运动员黄珊汕是第一位在奥运会上获得蹦床奖牌的中国选手.蹦床是一项好看又惊险的运动，如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图，图中虚线PQ是弹性蹦床的原始位置，A为运动员抵达的最高点，B为运动员刚抵达蹦床时的位置，C为运动员抵达的最低点.不考虑空气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失，A、B、C 三个位置运动员的速度分别是v A、v B、v C，机械能分别是E A、E B、E C，则它们的大小关系是( )A.v A<v B，v B>v CB.v A>v B，v B<v CC.E A ＝E B ，E B >E CD.E A >E B ，E B ＝E C8.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( ) 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 ＋m v2RD.小球过B 点时，弹簧的弹力为mg ＋m v22R9.(易错题)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C 和D 上，质量为m a 的a 球置于地面上，质量为m b 的b 球从水平位置静止释放.当b 球摆过的角度为90°时，a 球对地面压力刚好为零，下列结论正确的是( )A.m a ∶m b ＝3∶1B.m a ∶m b ＝2∶1C.若只将细杆D 水平向左移动少许，则当b 球摆过的角度为小于90°的某值时，a 球对地面的压力刚好为零D.若只将细杆D 水平向左移动少许，则当b 球摆过的角度仍为90°时，a 球对地面的压力刚好为零三、计算题(本大题共2小题，共36分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)10. (18分)如图所示，长为R 的轻绳，上端固定在O 点，下端连一质量为m 的小球，小球接近地面，处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初速度v 0，小球开始在竖直平面内做圆周运动.设小球到达最高点时绳突然被剪断.已知小球最后落在离小球最初位置2R的地面上.求：(1)小球在最高点的速度v；(2)小球的初速度v0；(3)小球在最低点时对绳的拉力.11.(易错题)(18分)如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S形轨道.光滑半圆轨道半径为R，两个光滑半圆轨道连接处CD之间留有很小空隙，刚好能够使小球通过，CD之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A与水平面上B点之间的高度为h.从A点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的S形轨道运动后从E点水平飞出，落到水平地面上，落点到与E点在同一竖直线上B点的距离为s.已知小球质量m，不计空气阻力，求：(1)小球从E点水平飞出时的速度大小；(2)小球运动到半圆轨道的B点时对轨道的压力；(3)小球沿翘尾巴S形轨道运动时克服摩擦力做的功.答案解析1.【解析】选C.斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力，由于除重力做功外，摩擦力做负功，机械能减少，A、B错；绳子张力总是与运动方向垂直，故不做功，C对；小球动能的变化等于合外力做功，即重力与摩擦力做的功，D错.2.【解析】选B.虽然杆在下滑过程中有转动发生，但初始状态静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，故由机械能守恒定律得：12mv 2＝ΔE p ＝mg r 2解得：v ＝gr.故B 正确.3.【解题指南】解答本题时应注意以下两点：(1)小孩在落到蹦床前和弹离蹦床后均做匀变速直线运动. (2)小孩接触蹦床后，速度为零之前，蹦床的弹性势能一直增大.【解析】选B.t 1时刻开始小孩的加速度开始变化，说明小孩此时开始与蹦床接触，t 5时刻以后小孩的加速度与0～t 1时间相同，说明t 5时刻开始小孩离开蹦床，故A 错误，B 正确；t 3时刻小孩的速度为零，此时小孩运动到最低点，蹦床的弹性势能最大，故弹性势能增大的过程在t 1到t 3时间内，C 、D 均错误.4.【解析】选C.设两球释放后经过时间t 相遇，因它们的位移大小相等，故有v 0t －12gt 2＝12gt 2，得v 0＝gt ，这表明相遇时a 球的速度为零，根据竖直上抛运动的对称性可知a 球从抛出至落地时间为2t ，而b 球的落地时间小于2t ，选项A 、B 错误；从开始到相遇，a 球的机械能守恒，a 球的动能减少量等于mgh/2；b 球的机械能守恒，b 球的动能增加量等于mgh/2，选项C 正确；相遇后的任意时刻，a 、b 球的速度均不相等，重力大小相同，所以重力的功率不相等，选项D 错误.5.【解析】选A 、C.当OB 臂到达水平位置时，质量为m 的小球重力势能减少2mg l ，质量为2m 的小球重力势能增加2mg l ，根据机械能守恒，可知这是可能的，所以A 正确，B 错误；两个小球转动的角速度ω相同，根据v ＝ωR 可知，A 、B 两球的最大速度之比为v A ∶v B ＝2∶1，故C 正确，D 错误.6.【解析】选A 、D.运动员做“单臂大回环”的运动可视为“杆模型”，故过最高点时，手臂所受弹力可以为零，A 对；手臂所受弹力与重力相等时，此时速度最小为零，B 错；对运动员从最高点到最低点的过程进行分析，由机械能守恒定律得：mg ·2R ＝12mv 2，又由最低点的牛顿第二定律得：T －mg ＝m v2R，联立两式得v ＝2gR ，T ＝5mg ，C 错，D 对.7.【解析】选A 、C.对运动员从A 到B 的运动过程，只有重力做功，机械能守恒，即E A ＝E B ，且重力做正功，动能增加，即v B >v A ；运动员从B 到C 运动过程中，蹦床弹力对其做负功，故其机械能减小，即E B >E C ，因C 点为最低点即v C ＝0，故v B >v C ，综上所述，本题选A 、C. 8.【解析】选B 、C.从A 到B 的过程中，因弹簧对小球做负功，小球的机械能将减少，A 错误，B 正确；在B 点对小球应用牛顿第二定律可得：F B －mg ＝m v 2R ，解得F B ＝mg ＋m v2R，C 正确，D 错误.【变式备选】重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上，从a 点由静止下滑，到b 点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c 点开始弹回，返回b 点离开弹簧，最后又回到a 点，已知ab ＝1 m ，bc ＝0.2 m ，那么在整个过程中，下列选项不正确的是( ) A.滑块动能的最大值是6 J B.弹簧弹性势能的最大值是6 JC.从c 到b 弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD.整个过程系统机械能守恒【解析】选A.滑块和弹簧组成的系统，在滑块的整个运动过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统的机械能守恒，D 正确；滑块从a 到c ，重力势能减小了mg ac sin30°＝6 J ，全部转化为弹簧的弹性势能，A 错误，B 正确；从c 到b 弹簧恢复原长，通过弹簧的弹力对滑块做功，将6 J 的弹性势能全部转化为滑块的机械能，C 正确.9.【解析】选A 、D.设Db 段绳长为L ，则b 球摆至最低点时，12m b v 2b ＝m b gL ，T －m b g ＝m b v 2bL ，可得：T ＝3m b g ，因此时a 球对地面压力刚好为零，可得：T ＝m a g ，故有：m a ∶m b ＝3∶1，A 正确，B 错误；若细杆D 水平向左移动少许，使L 变大，但并不影响绳的拉力T 的大小，仍然有T ＝3m b g ＝m a g ，故当b 球摆过的角度为90°时，a 球对地面的压力刚好为零，C 错误，D 正确. 10.【解析】(1)小球做平抛运动：在水平方向有：2R ＝vt (2分) 在竖直方向有：2R ＝12gt 2(2分)解得： v ＝gR (2分) (2)根据机械能守恒定律有：12mv 20＝mg ·2R ＋12mv 2 (3分) 解得：v 0＝5gR (2分) (3)对小球在最低点时：F －mg ＝m v 2R (3分)解得：F ＝6mg (2分) 由牛顿第三定律得：球对绳子的拉力为6mg ，方向向下 (2分)答案：(1)gR (2)5gR (3)6mg ，方向向下 【总结提升】机械能守恒定律应用三要点(1)正确选取研究对象，必须明确机械能守恒定律针对的是一个系统，而不是单个物体. (2)灵活选取零势能位置，重力势能常选最低点或物体的初始位置为零势能位置，弹性势能选弹簧原长为零势能位置.(3)运用机械能守恒定律解题的关键在于确定“一个过程”和“两个状态”.所谓“一个过程”是指研究对象所经历的力学过程，了解研究对象在此过程中的受力情况以及各力的做功情况；“两个状态”是指研究对象在此过程中的开始和结束时所处的状态，找出研究对象分别在初状态和末状态的动能和势能.11.【解析】(1)小球从E 点水平飞出做平抛运动，设小球从E 点水平飞出时的速度大小为v E ，由平抛运动规律，s ＝v E t,4R ＝12gt 2联立解得v E ＝s42gR(4分) (2)小球从B 点运动到E 点的过程，机械能守恒12mv 2B ＝mg4R ＋12mv 2E (3分) 解得v 2B＝8gR ＋s 2g 8R在B 点F －mg ＝m v 2BR (3分)得F ＝9mg ＋mgs28R2 (2分)由牛顿第三定律可知小球运动到B 点时对轨道的压力为F ′＝9mg ＋mgs28R 2，方向竖直向下.(2分)(3)设小球沿翘尾巴的S 形轨道运动时克服摩擦力做的功为W ，则mg(h －4R)－W ＝12mv 2E得W ＝mg(h －4R)－mgs216R (4分)答案：(1)s42g R (2)9mg ＋mgs28R2，方向竖直向下 (3)mg(h －4R)－mgs216R。
高考物理总复习 专题六 机械能守恒定律(讲解部分)
(4)重力势能的变化与重力做功的关系 重力对物体做多少正功,物体的重力势能就减少多少;重力对物体做多少负 功,物体的重力势能就增加多少,即WG=-ΔEp。 2.弹性势能:物体因发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹簧的弹性 势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量越大、劲度系数越大, 弹簧的弹性势能越大。 五、机械能守恒定律 1.内容 在只有重力或弹力做功的物体系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机 械能保持不变。
二、求变力做功的方法 1.根据W=Pt计算一段时间内做的功,此公式适用于功率恒定的情况。 2.根据力(F)-位移(l)图像的物理意义计算力对物体所做的功,如图中阴影 部分的面积在数值上等于力所做功的大小。
3.利用动能定理求功
W合=W1+W2+W3+…+Wn=ΔEk=Ekt-Ek0=
1 2
m
vt2
3.发动机铭牌上所标注的功率为这部机械的额定功率。它是人们对机械 进行选择、配置的一个重要参数,它反映了机械的做功能力或机械所能承 担的“任务”。机械运行过程中的功率是实际功率。机械的实际功率可 以小于其额定功率,可以等于其额定功率,但是机械不能长时间超负荷运 行,否则会损坏机械设备,缩短其使用寿命。由P=Fv可知,在功率一定的条 件下,发动机产生的牵引力F跟运转速度v成反比。
(1)拉力F做的功。 (2)重力mg做的功。 (3)圆弧面对物体的支持力FN做的功。 (4)圆弧面对物体的摩擦力Ff做的功。 解题导引 (1)拉力F大小不变,但方向不断改变→变力功→用微元法。 (2)重力做功与路径无关,与始末位置高度差有关。 (3)支持力与速度方向垂直不做功。 (4)摩擦力为变力,可用动能定理求其做功。
解题导引
解析 设斜面的倾角为θ,旅游者和滑沙橇总质量为m,则旅游者和滑沙橇
2014年高考真题汇编-专题6机械能
专题6 机械能1． [2014·重庆卷] 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( ) A ．v 2＝k 1v 1 B ．v 2＝k 1k 2v 1 C ．v 2＝k 2k 1v 1 D ．v 2＝k 2v 1答案：B解析： 本题考查机车启动过程中功率的相关知识．机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式P ＝Fv ，F ＝kmg ，可推出P ＝k 1mgv 1＝k 2mgv 2，解得v 2＝k 1k 2v 1，故B 正确，A 、C 、D 错误．2．[2014·新课标Ⅱ卷] 取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6B.π4C.π3D.5π12 答案：B解析： 由题意可知，mgh ＝12mv 20，又由动能定理得 mgh ＝12mv 2－12mv 20，根据平抛运动可知v 0是v 的水平分速度，那么cos α＝v 0v ＝22，其中α为物块落地时速度方向与水平方向的夹角，解得α＝45˚，B 正确．3．[2014·新课标Ⅱ卷] 一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v .若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v .对于上述两个过程，用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( ) A ．W F 2＞4W F 1，W f 2＞2W f 1 B ．W F 2＞4W F 1，W f 2＝2W f 1 C ．W F 2＜4W F 1，W f 2＝2W f 1 D ．W F 2＜4W F 1，W f 2＜2W f 1 答案：C 解析： 因物体均做匀变速直线运动，由运动学公式得前后两个过程的平均速度是2倍关系，那么位移x ＝t 也是2倍关系，若W f 1＝fx ，则W f 2＝f ·2x 故W f 2＝2W f 1；由动能定理W F 1－fx ＝12mv 2和W F 2－f ·2x ＝12m (2v )2得W F 2＝4W F 1－2fx <4W F 1，C 正确． 4．[2014·安徽卷] 如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN 是通过椭圆中心O 点的水平线．已知一小球从M 点出发，初速率为v0，沿管道MPN 运动，到N 点的速率为v 1，所需时间为t 1；若该小球仍由M 点以初速率v 0出发，而沿管道MQN 运动，到N 点的速率为v 2，所需时间为t 2.则( )A ．v 1＝v 2，t 1>t 2B ．v 1<v 2，t 1>t 2C ．v 1＝v 2，t 1<t 2D ．v 1<v 2，t 1<t 2 答案：A解析： 本题考查机械能守恒定律、类比法与vt 图像方法解题，考查“化曲为直”的思维能力．首先根据机械能守恒定律得到v 1＝v 2＝v 0，小球沿着MPN 轨道运动时，先减速后加速，小球沿着MQN 轨道运动时，先加速后减速，总路程相等，将小球的曲线运动类比为直线运动，画出vt 图像如图，可得t 1 >t 2.选项A 正确．5． [2014·全国卷] 一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v 时，上升的最大高度为H ，如图所示；当物块的初速度为v2时，上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .则物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )A ．tan θ和H 2 B.⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22gH －1tan θ和H 2C ．tan θ和H4 D.⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22gH －1tan θ和H 4 答案：D解析： 本题考查能量守恒定律．根据能量守恒定律，以速度v 上升时，12mv 2＝μmg cos θHsin θ＋mgH ，以v2速度上升时12m ⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22＝μmg cos θh sin θ＋mgh ，解得h ＝H 4，μ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫v 22gH －1tan θ，所以D 正确．6． [2014·福建卷Ⅰ] 如图所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动．质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端．现用外力作用在两物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块( ) A ．最大速度相同B ．最大加速度相同C ．上升的最大高度不同D ．重力势能的变化量不同 答案：C解析： 设斜面倾角为θ，物块速度达到最大时，有kx ＝mg sin θ，若m 1<m 2，则x 1<x 2，当质量为m 1的物块到达质量为m 2的物块速度最大位置的同一高度时，根据能量守恒得：ΔE p ＝mg Δh ＋12mv 2，所以v ＝2ΔE pm－2g Δh ，因为m 1<m 2，所以v 1>v 2max ，此时质量为m 1的物块还没达到最大速度，因此v 1max >v 2max ，故A 错；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，所以撤去外力时两弹簧的弹力相同，此时两物块的加速度最大，由牛顿第二定律可得a ＝F 弹－mg sin θm，因为质量不同，所以最大加速度不同，故B 错误；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，所以两弹簧与物块分别组成的两系统具有相同的弹性势能，物块上升过程中系统机械能守恒，所以上升到最大高度时，弹性势能全部转化为重力势能，所以两物块重力势能的增加量相同，故D 错误；由E p ＝mgh 可知，两物块的质量不同，所以上升的最大高度不同，故C 正确．7． [2014·广东卷] 图9是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( ) A ．缓冲器的机械能守恒 B ．摩擦力做功消耗机械能 C ．垫板的动能全部转化为内能 D ．弹簧的弹性势能全部转化为动能 答案：B解析： 由于楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，摩擦力做负功，则缓冲器的机械能部分转化为内能，故选项A 错误，选项B 正确；车厢撞击过程中，弹簧被压缩，摩擦力和弹簧弹力都做功，所以垫块的动能转化为内能和弹性势能，选项C 、D 错误．8． [2014·福建卷Ⅰ] 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切．点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面．一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力．(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；(2)若游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h .(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F 向＝m v 2R)解析： (1)游客从B 点做平抛运动，有2R ＝v B t ① R ＝12gt 2②由①②式得v B ＝2gR ③从A 到B ，根据动能定理，有mg (H －R )＋W f ＝12mv 2B －0④由③④式得W f ＝－(mgH －2mgR )⑤(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为v P ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有mg (R －R cos θ)＝12mv 2P －0⑥过P 点时，根据向心力公式，有mg cos θ－N ＝m v 2PR⑦N ＝0⑧cos θ＝hR⑨由⑥⑦⑧⑨式解得h ＝23R .⑩9．[2014·广东卷] (2)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．①如图23(a )所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表．由数据算得劲度系数k ＝________N/m.(g 取9.80 m/s 2)砝码质量(g) 50 100 150 弹簧长度(cm)******②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23(b)所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小________．③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x ；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v .释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为________．④重复③中的操作，得到v 与x 的关系如图23(c)．由图可知，v 与x 成________关系．由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的________成正比．(a) (b)(c)答案：(2)①50 ②相等 ③滑块的动能 ④正比 压缩量的平方解析： 根据F 1＝mg ＝k Δx 1，F 2＝2mg ＝k Δx 2，有ΔF ＝F 1－F 2＝k Δx 1－k Δx 2，则k ＝0.490.0099N/m ＝49.5 N/m ，同理可以求得k ′＝0.490.0097 N/m ＝50.5 N/m ，则劲度系数为k ＝k ＋k ′2＝50N/m.②滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块通过两个光电门时的速度相等． ③在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能；④图线是过原点的倾斜直线，所以v 与x 成正比；弹性势能转化为动能，即E 弹＝12mv 2，即弹性势能与速度平方成正比，则弹性势能与压缩量平方成正比．10．(8分)[2014·山东卷] 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：** ** ** ** ** **G/N** ** ** ** ** **F/N④如图乙所示，将木板固定在水平桌面上，滑块置于木板上左端C处，细绳跨过定滑轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.图甲图乙完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出FG图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝______(保留2位有效数字)．(3)滑块最大速度的大小v＝________(用h、s、μ和重力加速度g表示)．(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确)(3)2μg （s －h ）解析： (1)根据实验步骤③给出的实验数据描点、连线即可． (2)上问所得图线的斜率就是滑块与木板间的动摩擦因数．(3)重物下落h 时，滑块的速度最大．设滑块的质量为m ，细绳拉力对滑块所做的功为W F ，对该过程由动能定理得W F －μmgh ＝12mv 2－0滑块从C 点运动到D 点，由动能定理得 W F －μmgs ＝0－0由以上两式得v ＝2μg （s －h ）.11．[2014·江苏卷] 如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v 0.小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ.乙的宽度足够大，重力加速度为g .(1)若乙的速度为v 0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s; (2)若乙的速度为2v 0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v;(3)保持乙的速度2v 0不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复．若每个工件的质量均为m ，除工件与传送带之间的摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率.解析： (1)摩擦力与侧向的夹角为45° 侧向加速度大小 a x ＝μg cos 45°匀变速直线运动 －2a x s ＝0－v 20 解得 s ＝2v 202μg.(2)设t ＝0时刻摩擦力与侧向的夹角为θ，侧向、纵向加速度的大小分别为a x 、a y 则a ya x＝tanθ很小的Δt 时间内，侧向、纵向的速度增量 Δv x ＝a x Δt ，Δv y ＝a y Δt 解得Δv yΔv x＝tan θ 且由题意知 tan θ＝v y v x 则v ′y v ′x ＝v y －Δv yv x －Δv x＝tan θ ∴ 摩擦力方向保持不变则当v ′x ＝0时，v ′y ＝0，即v ＝2v 0.(3)工件在乙上滑动时侧向位移为x ，沿乙方向的位移为y ， 由题意知 a x ＝μg cos θ，a y ＝μg sin θ在侧向上 －2a x x ＝0－v 20 在纵向上2a y y ＝(2v 0)2－0 工件滑动时间 t ＝2v 0a y乙前进的距离y 1＝2v 0t工件相对乙的位移 L ＝x 2＋（y 1－y ）2则系统摩擦生热 Q ＝μmgl电动机做功 W ＝12m (2v 0)2－12mv 20＋Q由P ＝W t ，解得P ＝45μmgv 05.。
2014年高考理综物理分类汇编(选考3-4)机械振动、机械波
2014年高考理综物理试题分类汇编-(十五)机械振动、机械波1.（2014年 安徽卷）16．一简谐横波沿x 轴正向传播，图1是t =0时刻的波形图，图2是介质中某点的振动图象，则该质点的x 坐标值合理的是A ．0.5mB ．1.5mC ．2.5mD ．3.5m 【答案】C【解析】由图2结合图1可知该质点x 坐标值可能是1.5m 和2.5m ，而简谐横波沿x 轴正向传播，由图1可得向下振动的质点为x 坐标值2.5m 的质点，故C 正确。
2.（2014 北京）17.一简谐机械横波沿x 轴正方向传播，波长为λ，周期为T,t=0时刻的波形如图1所示，a 、b 是波上的两个质点。
图2是波上某一质点的振动图像。
下列说法正确的是A.t=0时质点a 的速度比质点b 的大B.t=0时质点a 的加速度比质点b 的小C.图2可以表示质点a 的振动D.图2可以表示质点b 的振动【答案】D【考点】机械振动、机械波【解析】由图1的波形图可知t ＝0时刻，a 在波峰,速度为零，加速度最大；b 在平衡位置，速度最大，加速度为零，AB 项错误；根据上下坡法可以确定0时刻b 质点向下振动，所以图2是质点b 的振动图象，C 项错误，D 项正确。
3.（2014 北京）20. 以往，已知材料的折射率都为正值(n>0)。
现已有针对某些电磁波设计制作的人工材料，其折射率可以为负值(n<0)，称为负折射率材料。
位于空气中的这类材料，入射角i 与折射角r 依然满足 但是折射线与入射线位于法线的同一侧（此时折射角取负值）。
若该材料对于电磁波的折射率n=-1，正确反映电磁波穿过该材料的传播路径的示意图是【答案】B【考点】光的折射定律【解析】光从空气射入到材料中时，根据题意可知入射光线和折射光线位于法线的同侧，A 项错误；根据折射定律可知：sin 1sinri=-，可知折射角等于入射角，C 项错误；根据光路可逆，光从材料射入到空气时，同理入射光线和折射光线也位于法线的同侧，D 项错误，入射角也等于折射角，B 项正确。
(新课标Ⅰ版)2014届高考物理 (第02期)名校试题解析分项汇编 专题5 机械能(含解析)新人教版
专题6 机械能〔解析版〕全国新课标Ⅰ卷有其特定的命题模板，无论是命题题型、考点分布、模型情景等，还是命题思路和开展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。
为了给新课标全国卷考区广阔师生提供一套专属自己的复习备考资料，物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。
本资料以全国新课标Ⅰ卷考区的最新名校试题为主，借鉴并吸收了其他省市最新模拟题中对全国新课标Ⅰ卷考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。
备注：新课标Ⅰ卷专版所选试题和新课标Ⅱ卷专版所选试题不重复，欢迎同时下载使用。
一、单项选择题1.【2014•江西长治二中高三第二次月考】如下列图，甲、乙两种粗糙面不同的传送带，倾斜放于水平地面，与水平面的夹角一样，以同样恒定速率v向上运动。
现将一质量为m的小物体〔视为质点〕轻轻放在A处，小物体在甲传送带上到达B处时恰好达到速率v；在乙上到达离B竖直高度为h的C处时达到速率v，B处离地面高度皆为H。
如此在物体从A到B 过程中A．小物块在两种传送带上具有的加速度一样B．将小物体传送到B处，两种传送带消耗的电能相等C．两种传送带对小物体做功相等D．将小物体传送到B处，两种系统产生的热量相等2.【2014•江西南昌三中高三第二次月考】如下列图，斜面高h，质量为m的物块，在沿斜面向上的恒力F作用下，能匀速沿斜面向上运动，假设把此物块放在斜面顶端，在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动，滑至底端时其动能的大小为( )A.mghB.2mghC.2FhD.Fh3.【2014•江西奉新一中高三第二次月考】如下列图，一竖直绝缘轻弹簧的下端固定在地面上，上端连接一带正电小球P，小球所处的空间存在着方向竖直向上的匀强电场，小球平衡时，弹簧恰好处于原长状态。
现给小球一竖直向上的初速度，小球最高能运动到M点。
在小球从开始运动到运动至最高点时，如下说法正确的答案是〔〕A．小球电势能的减少量大于小球重力势能的增加量B．小球机械能的改变量等于电场力做的功C．弹簧弹性势能的增加量等于小球动能的减少量D．小球动能的减少量等于电场力和重力做功的代数和4.【2014•江西奉新一中高三第二次月考】一只船在水中航行时所受阻力与其速度成正比．现此船由静止开始沿直线航行，假设保持牵引力恒定，经过时间t1后，速度为v，加速度为a1，最终以速度2v匀速运动；假设保持牵引力的功率恒定，经过时间t2后，速度为v，加速度为a2，最终也以2v的速度匀速运动，如此有〔〕A．t1=t2B． a2=2a1C．t1<t2D．a2=3a15.【2014•江西奉新一中高三第二次月考】如图，分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一固定光滑斜面以一样的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中，F1、F2、F3做功的功率大小关系是〔〕A．P1=P2=P3B．P1＞P2=P3 C．P3＞P2＞P1 D．P1＞P2＞P36.【2013•湖南五市十校高三联考】一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其机械能变化情况，如下说法中正确的答案是〔〕A.重力势能减小，动能不变，机械能减小B. 重力势能减小，动能增加，机械能减小C. 重力势能减小，动能增加，机械能增加D. 重力势能减小，动能增加，机械能不变7.【2013•湖南五市十校高三联考】质量为10kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随位移x的变化情况如下列图．物体在x=0处速度为1m/s，一切摩擦不计，如此物体运动到x=16m处时，速度大小为〔〕A. 2m/sB. 3m/sC. 4m/sD. m/s8.【2013•湖北黄冈等七市高三联考】2011年国际泳联世界跳水系列赛站女子3米板决赛中，吴敏霞以402.30分的成绩获得冠军。
南京化学工业园区2014届高考物理复习专题训练-机械能
机械能1．如图所示，一高度为h 的楔形物块固定在水平地面上，质量为m 的物体由静止开始从倾角分别为α、β的两个光滑斜面的顶端滑下，则下列说法中正确的是A ．物体滑到斜面底端的速度相同B ．物体滑到斜面底端所用的时间相同C ．物体滑到斜面底端时重力所做功的功率相同D ．物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同2．下列关于机车以恒定加速度启动后速度v 、牵引力F 、功率P 、位移s 随时间t 变化关系的图象，其中错误的是3．将一轻弹簧下端固定在倾角为θ的粗糙斜面底端，弹簧处于自然状态时上端位于A 点．质量为m 的物体从斜面上的B 点由静止下滑，与弹簧发生相互作用后，最终停在斜面上．下列说法正确的是A ．物体最终将停在A 点B ．物体第一次反弹后不可能到达B 点C ．整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功D ．整个过程中物体的最大动能大于弹簧的最大弹性势能4．如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆AB ，是按照从高度为h 处以初速度v 0平抛的运动轨迹制成的，A 端为抛出点，B 端为落地点．现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A 端滑下．已知重力加速度为g ，当小球到达轨道B 端时A ．小球的速率为gh v 220+B ．小球的速率为gh 2C ．小球在水平方向的速度大小为v 0D ．小球在水平方向的速度大小为gh v ghv 22200+5．将一小球从高处水平抛出，最初2s 内小球动能E k 随时间t 变化的图线如图所示，不计空气阻力，重力加速度g = 10m/s 2．根据图象信息，不能确定的物理量是A ．小球的质量B ．小球的初速度C ．最初2s 内重力对小球做功的平均功率D ．小球抛出时的高度6．质量为m 的物体从静止以0.5g 的加速度竖直上升h ，对该过程中正确的是A ．物体的机械能增加0.5mghB ．物体的机械能减少1.5mghC ．重力对物体做功mghD ．物体的动能增加0.5mgh7．某跳水运动员质量为m ，她进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F ，那么在她减速下降高度为h 的过程中，下列说法正确的是（g 为当地的重力加速度）A ．她的动能减少了FhB ．她的重力势能减少了mghC ．她的机械能减少了(F – mg )hD ．她的机械能减少了Fh8．一小球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹．若从释放小球开始计时，不计小球与v 0 0 0 0 t t t t s P F A B C DC A B（α s 、速度v 、动能E k 、机械能E 与时间t 关系的是9．如图1、2所示，是一辆质量为4t 的无人售票车在t = 0和t = 3s 末两个时刻的照片，当t = 0时，汽车刚启动．图3是车内横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图像（图3中θ = 30°），若将汽车的运动视为匀加速直线运动，根据上述信息，可以估算出的物理量有：① 汽车的长度；② 3s 末汽车的速度；③ 3s 内牵引力对汽车所做的功；④3s 末汽车牵引力的瞬时功率．其中正确是A ．①②B ．②③C ．①④D ．②④10．如图所示，质量为m 的滑块以一定初速度滑上倾角为θ的固定斜面，同时施加一沿斜面向上的恒力F = mg sin θ；已知滑块与斜面间的动摩擦因数μ = tan θ．取出发点为参考点，能正确描述滑块运动到最高点过程中产生的热量Q ，滑块动能E k 、势能E p 、机械能E 随时间t 、位移s 关系的是11．如图所示，A 、B 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A 放在固定的光滑斜面上，B 、C 两小球在竖直方向上通过劲度系数为k 的轻质弹簧相连，C 球放在水平地面上．现用手控制住A ，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行．已知A 的质量为4m ，B 、C 的质量均为m ，重力加速度为g ，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态．释放A 后，A 沿斜面下滑至速度最大时C 恰好离开地面．下列说法正确的是A ．斜面倾角α = 60°B ．A 获得最大速度为2g k m 5C ．C 刚离开地面时，B 的加速度最大D ．从释放A 到C 刚离开地面的过程中，A 、B 两小球组成的系统机械能守恒12．如图所示，一个小球质量为m ，静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R 的竖直光滑轨道的最高点C ，则水平力对小球所做的功至少为A ．mgRB ．2mgRC ．2.5mgRD ．3mgR13．如图所示，弹簧一端固定在墙上，另一端与物块接触但不连结，现利用该装置研究物块在粗糙水平面上滑行的距离s 与弹簧压缩量△x 的关系，测得数据如下表所示，由表中数据可以归纳出物块滑动的距离s 跟弹簧压缩量△x 之间的关系是（k 为比例系数）△x/cm0.51.02.0 4.0 …图1 图3 图2θ F vA Q t 0B 0 t E k E p s 0C ED 0 ts/cm 5 20 80 320 …A．s = k x B．s = k△x C．s = k(△x)2D．s = k(△x)314．下列说法中正确的是A．蹦床运动员上升到最高点时的加速度为零B．宇航员随飞船绕地球做圆周运动时处于失重状态C．降落伞匀速下降时机械能守恒D．轮船过河时运动轨迹一定为直线15．一个质量为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A．mgR/8 B．mgR/4 C．mgR//2 D．3 mgR/416．质量分别为m1和m2的两个物体A、B，并排静止在水平地面上，如图所示，用同方向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上，作用一段时间后撤去，物体A、B各自滑行一段距离后停止．物体A、B运动的速度—时间图像分别如图线a、b所示，相关数据已在图中标出，已知m1 < m2，下列判断中正确的有A．物体A、B与地面的动摩擦因数一定相同B．力F1一定大于力F2C．力F1对物体A所做的功一定小于力F2对物体B所做的功D．力F1的最大瞬时功率一定小于力F2的最大瞬时功率17．轻质弹簧上端与质量为M的木板相连，下端与竖直圆筒的底部相连时，木板静止位于图中B点．O点为弹簧原长上端位置．将质量为m的物块从O点正上方的A点自由释放，物块m与木板瞬时相碰后一起运动，物块m在D点达到最大速度，且M恰好能回到O点．若将m从C点自由释放后，m与木板碰后仍一起运动，则下列说法正确的是A．物块m达到最大速度的位置在D点的下方B．物块m达到最大速度的位置在D点的上方C．物块m与木板M从B到O的过程做匀减速运动．D．物块m与木板M向上到达O点时仍有速度，且在O点正好分离．18．质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图所示．物体在x = 0处，速度为1 m/s，一切摩擦不计，则物体运动到x = 16 m处时，速度大小为A．2 2 m/s B．3 m/s C．4 m/s D．17 m/s19．为减少二氧化碳排放，我国城市公交推出新型节能环保电动车，在检测某款电动车性能的实验中，质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶，达到的最大速度为15m/s，利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度v，并描绘出F–v－1图象（图中AB、BO均为直线），假设电动车行驶中所受的阻力恒定，则A．在全过程中，电动车在B点时速度最大B．BA过程电动车做匀加速运动C．CB过程电动车做减速运动D．CB过程电动车的牵引力的功率恒定20．下列关于功和机械能的说法，正确的是A．在有阻力作用的情况下，物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功t FB ．合力对物体所做的功等于物体动能的改变量C ．物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用势能，其大小与势能零点的选取有关D ．运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 21．如图所示，将质量为m 的小球以速度v 0由地面竖直向上抛出．小球落回地面时，其速度大小为3v 0/4．设小球在运动过程中所受空气阻力的大小不变，则空气阻力的大小等于A ．3mg /4B ．3 mg /16C ．7 mg /16D ．7 mg /2522．光滑水平面上静止的物体，受到一个水平拉力 F 作用开始运动，拉力随时间变化如图所示，用 E k 、v 、Δx 、P 分别表示物体的动能、速度、位移和水平拉力的功率，下列图中正确的是23．如图所示，足够长的传送带以恒定速率顺时针运行．将一个物体轻轻放在传送带底端，第一阶段物体被加速到与传送带具有相同的速度，第二阶段与传送带相对静止，匀速运动到达传送带顶端．下列说法中正确的是A ．第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体不做功B ．第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加C ．第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加D ．物体从底端到顶端全过程机械能的增加等于全过程物体与传送带间的摩擦生热24．运动员站在高台上，双手紧握链条的一端，链条另一端拴一重链球，重链球在水平面内做圆周运动，在转速不断增大的过程中，某时刻突然松手，链球水平飞出．设空气阻力不计，则A ．松手前，链条的拉力对小球不做功B ．松手前，链条的拉力对小球做功C ．链球飞出后飞行时间与松手时球的速率无关D ．链球飞出的水平距离仅由松手时球的速率决定25．静止的列车在平直轨道上以恒定的功率起动，在开始的一小段时间内，设所受的阻力不变，则列车的运动状态是A ．速度逐渐增大B ．速度逐渐减小C ．加速度逐渐增大D ．加速度逐渐减小26．两个完全相同的小球A 和B ，在同一高度处以相同大小的初速度v 0分别水平抛出和竖直向上抛出，不计空气阻力，下列说法中正确的是A ．两小球落地时的速度大小相同B ．两小球落地时，重力的瞬时功率相同C ．从开始运动至落地，重力对两小球做功相同D ．从开始运动至落地，重力对两小球做功的平均功率相同27．如图所示长木板A 放在光滑的水平地面上，物体B 以水平速度冲上A 后，由于摩擦力作用，最后停止在木板A 上，则从B 冲到木板A 上到相对板A 静止的过程中，下述说法中正确是A ．物体B 动能的减少量等于系统损失的机械能B ．物体B 克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量C ．物体B 损失的机械能等于木板A 获得的动能与系统损失的机械能之和D ．摩擦力对物体B 做的功和对木板A 做的功的总和等于系统内能的增加量28．如图所示为竖直平面内的直角坐标系．一质量为m 的质点，在拉力F 和重力的作用v 0 Δx t t t t 0 0 0 0 A B CD PE k v v 0 BA下，从坐标原点O 由静止开始沿直线ON 斜向下运动，直线ON 与y 轴负方向成θ角（θ < 90°）．不计空气阻力，则以下说法正确的是A ．当F = mg tan θ时，拉力F 最小B ．当F = mg sin θ时，拉力F 最小C ．当F = mg sin θ时，质点的机械能守恒D ．当F = mg tan θ时，质点的机械能可能减小也可能增大 29．用水平力F 拉一物体，使物体在水平地面上由静止开始做匀加速直线运动，t 1时刻撤去拉力F ，物体做匀减速直线运动，到t 2时刻停止．其速度—时间图象如图所示，且α ＞ β，若拉力F 做的功为W 1，平均功率为P 1；物体克服摩擦阻力F f 做的功为W 2，平均功率为P 2，则下列选项正确的是A ．W 1 ＞ W 2，F = 2F fB ．W 1 = W 2，F ＞ 2F fC ．P 1 < P 2，F ＞ 2F fD ．P 1 = P 2，F = 2F f30．如图所示，位于固定粗糙斜面上的小物块P ，受到一沿斜面向上的拉力F ，沿斜面匀速上滑．现把力F 的方向变为竖直向上，若使物块P 仍沿斜面保持原来的速度匀速运动，则A ．力F 一定要变小B ．力F 一定要变大C ．力F 的功率将减小D ．力F 的功率将增大31．面对能源紧张和环境污染等问题，混合动力汽车应运而生．所谓混合动力汽车，是指拥有两种不同动力源（如燃油发动机和电力发动机）的汽车，既省油又环保．车辆在起步或低速行驶时可仅靠电力驱动；快速行驶或者需急加速时燃油发动机启动，功率不足时可由电力补充；在制动、下坡、怠速时能将机械能转化为电能储存在电池中备用．假设汽车质量为M ，当它在平直路面行驶时，只采用电力驱动，发动机额定功率为P 1，能达到的最大速度为v 1；汽车行驶在倾角为θ的斜坡道上时，为获得足够大的驱动力，两种动力同时启动，此时发动机的总额定功率可达P 2．已知汽车在斜坡上行驶时所受的摩擦阻力是在平直路面上的k 倍（k < 1），重力加速度为g ．求汽车在斜坡道上能达到的最大速度．32．如图所示．在竖直平面内有轨道 ABCDE ，其中 BC 是半径为 R 的四分之一圆弧轨道，AB （AB > R ）是竖直轨道，CE 是水平轨道，CD > R ．AB 与 BC 相切于B 点，BC 与 CE 相切于C 点，轨道的 AD 段光滑，DE 段粗糙且足够长．一根长为 R 的轻杆两端分别固定着两个质量均为 m 的相同小球 P 、Q （视为质点），将轻杆锁定在图示位置，并使 Q 与 B 等高．现解除锁定释放轻杆，轻杆将沿轨道下滑，重力加速度为 g ．⑴ Q 球经过 D 点后，继续滑行距离 s 停下（s > R ）．求小球与 DE 段之间的动摩擦因v0 tt 1 t 2数．⑵求Q球到达C点时的速度大小．33．质量为m = 1kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带运动到A 点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B点进入竖直光滑的圆孤轨道下滑．B、C为圆弧的两端点，其连线水平．已知圆弧半径R = 1.0m圆弧对应圆心角θ =106°，轨道最低点为O，A点距水平面的高度h = 0.8m，小物块离开C点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上运动，0.8s后经过D点，物块与斜面间的动摩擦因数为μ1 = 1/3．（g =10m/s2，sin37° = 0.6、cos37° = 0.8）试求：⑴小物块离开A点时的水平初速度v1；⑵小物块经过O点时对轨道的压力；⑶假设小物块与传送带间的动摩擦因数为μ2= 0.3，传送带的速度为5m/s，则PA间的距离是多少？⑷斜面上CD间的距离．34．如图所示，一根长为L = 5m的轻绳一端固定在O′点，另一端系一质量m = 1 kg的小球．将轻绳拉至水平并将小球由位置A静止释放，小球运动到最低点O时，轻绳刚好被拉断．O点下方有一以O点为圆心，半径R= 55m的圆弧状的曲面，己知重力加速度为g = 10m/s2，求：⑴轻绳所能承受的最大拉力F m的大小；⑵小球落至曲面上的动能．35．如图所示，一半径r = 0.2m的1/4光滑圆弧形槽底端B与水平传带相接，传送带的运行速度为v0 = 4m/s，长为L = 1.25m , 滑块与传送带间的动摩擦因数μ = 0.2，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R = 0.25m 的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直．一质量为M = 0.2kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后做匀加速运动，过后滑块被传送带送入管DEF，管内顶端F点放置一质量为m = 0.1kg的物块b．已知a、b两物块均可视为质点，a、b横截面略小于管中空部分的横截面，重力加速度g取10m/s2．求：（不计空气阻力）⑴滑块a到达底端B时的速度v B；⑵滑块a刚到达管顶F点时对管壁的压力；⑶滑块a滑到F点时与b发生完全非弹性正碰，飞出后落地，求滑块a的落地点到O点的距离x．36．一轻质细绳一端系一质量为m= 0.05kg的小球A，另一端挂在光滑水平轴O 上，O到小球的距离为L = 0.1m，小球跟水平面接触，但无相互作用，在球的两侧等距离处分别固定一个光滑的斜面和一个挡板，如图所示，水平距离s为2m，动摩擦因数为0.25．现有一小滑块B，质量也为m，从斜面上滑下，与小球碰撞时交换速度，与挡板碰撞不损失机械能．若不计空气阻力，并将滑块和小球都视为质点，g取10m/s2，试问：⑴若滑块B从斜面某一高度h处滑下与小球第一次碰撞后，使小球恰好在竖直平面内做圆周运动，求此高度h；⑵若滑块B从h = 5m处滑下，则滑块B与小球第一次碰后瞬间绳子对小球的拉力是多大；⑶若滑块B从h = 5m 处下滑与小球碰撞后，小球在竖直平面内做圆周运动，求小球做完整圆周运动的次数n．37．如图（a）所示，小球甲固定于足够长光滑水平面的左端，质量m = 0.4kg的小球乙可在光滑水平面的滑动，甲、乙两球之间因受到相互作用而具有一定的势能，相互作用力沿二者连线且随间距的变化而变化．现已测出势能随位置x的变化规律如图（b）所示中的实线所示．已知曲线最低点的横坐标x0 = 20cm，虚线①为势能变化曲线的渐近线，虚线②为经过曲线上x = 11cm点的切线，斜率绝对值k = 0.03 J/ cm．试求：⑴将小球乙从x1 = 8cm处由静止释放，小球乙所能达到的最大速度大小；⑵小球乙在光滑水平面上何处由静止释放，小球乙不可能第二次经过x0= 20cm的位置？并写出必要的推断说明；⑶小球乙经过x =11cm时加速度大小和方向．38．如图a所示，一倾角为37°的传送带以恒定速度运行．现将一质量m = 1kg的小物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图b所示，取沿传送带向上为正方向，g取10 m/s2，sin 37° = 0.6，cos37° = 0.8．求：⑴0～8 s内物体位移的大小；⑵物体与传送带间的动摩擦因数；⑶0～8 s内物体机械能增量及与传送带摩擦产生的热量Q．39．如图所示，质量都为m的A、B两环用细线相连后分别套在光滑细杆OP和竖直光滑细杆OQ上，线长L = 0.4 m，将线拉直后使A和B在同一高度上都由静止释放，当运动到使细线与水平面成30°角时，A和B的速度分别为v A和v B，g取10m/s2．求v A和v B的大小．参考答案：1．D；由机械能守恒定律，物体沿不同倾角的光滑斜面滑到斜面底端的速度大小相等，方向不相同，选项A错误；物体滑到斜面底端所用的时间不相同，选项B错误；物体滑到斜面底端过程中重力所做的功相同，所用时间不同，物体滑到斜面底端时重力所做功的功率不相同，选项C错误D正确．2．D；机车以恒定加速度启动后，在达到额定功率前做匀加速直线运动．根据P = F v，，功率将随速度的增大而增大．当达到额定功率后，由于速度仍在增大，其牵引力不断减小，加速度不断减小，机车做变加速运动．当牵引力减小到等于阻力时，加速度为零，机车以最大速度做匀速直线运动，所以图象ABC正确D错误．3．BC；物体最终将停在A点下方，由于斜面粗糙，物体第一次反弹后不可能到达B点，选项B 正确A 错误；整个过程中重力势能的减少量大于克服摩擦力做的功，选项C 正确；整个过程中物体的最大动能小于弹簧的最大弹性势能，选项D 错误．4．BD ；由机械能守恒定律，mgh =21m v 2，解得小球到达轨道B 端时速率为v = gh 2，选项A 错误B 正确．设轨道在B 点切线方向与水平方向的夹角为α，则有tan α = gh v 20、cos α = gh v v 2200+．小球在水平方向的速度大小为v 1 = v cos α =gh v gh v 22200+，选项D 正确C 错误．5．D ；小球平抛初动能为5J ，可得m v 02/2 = 5J ，2s 末小球竖直速度为gt = 20m/s ，2s 末小球动能m (v 02+202)/2 = 30J ，联立可解得小球的质量和初速度．最初2s 内重力对小球做功mgh = mg ·gt 2/2，由P = W /t 可以确定最初2s 内重力对小球做功的平均功率；不能确定小球抛出时的高度．6．D ；质量为m 的物体从静止以0.5g 的加速度竖直上升h ，重力对物体做功 – mgh ，所受合外力为0.5mg ，合外力做功0.5mgh ，由动能定理，物体的动能增加0.5mgh ，选项C 错误D 正确．物体的机械能增加mgh +0.5mgh = 1.5mgh ，选项AB 错误．7．BD ；在她减速下降高度为h 的过程中，重力做功mgh ，她的重力势能减少了mgh ；由功能关系，她的机械能减少了Fh ，选项BD 正确AC 错误．8．BD ；小球自由下落，做初速度为零的匀加速运动；与地面发生碰撞，原速率反弹，做竖直上抛运动，速度图象B 正确，位移图象A 错误；小球下落时，速度与时间成正比，动能与时间的二次方成正比，动能图象C 错误；机械能保持不变，机械能图象D 正确．9．A ；由横杆上悬挂的拉手环稳定时经放大后的图像可得出车的加速度，由L =at 2/2，可得汽车的长度L ；由v = at 可得3s 末汽车的速度；无法得出牵引力，不能估算出3s 内牵引力对汽车所做的功和3s 末汽车牵引力的瞬时功率，所以选项A 正确．10．CD ；根据滑块与斜面间的动摩擦因数μ = tan θ可知，滑动摩擦力等于重力沿斜面向下的分力．施加一沿斜面向上的恒力F = mg sin θ，物体机械能保持不变，重力势能随位移s 均匀增大，选项CD 正确．产生的热量 Q = fs ，随位移均匀增大，滑块动能 E k 随位移s 均匀减小，选项AB 错误．11．B ；释放A 后，A 沿斜面下滑至速度最大时拉力等于A 重力沿斜面分力4mg sin α，C 恰好离开地面，轻质弹簧弹力等于C 球重力，kx = mg ．对B ，由平衡条件，4mg sin α = 2mg ，解得斜面倾角 α = 30°，选项A 错误；初状态，弹簧压缩，kx = mg ．末状态，弹簧拉伸，kx = mg ．初末状态系统弹簧弹性势能相等，由机械能守恒定律，4mg ·2x sin α – mg ·2x = 21 (m +4m )v2，解得v = 2g km 5，选项B 正确；C 刚离开地面时，B 的加速度为零，选项C 错误；从释放A 到C 刚离开地面的过程中，A 、B 、C 和弹簧组成的系统机械能守恒，选项D 错误．12．C ；通过竖直光滑轨道的最高点C ，在C 点，则有mg = m v 2/R ，对小球，由动能定理，W – mg ·2R = m v 2/2，联立解得W = 2.5mgR ，选项C 正确．13．C ；根据表中数据可以归纳出物块滑动的距离s 跟弹簧压缩量△x 之间的关系是s = k (△x )2，C 正确．14．B；蹦床运动员上升到最高点时的加速度为g，宇航员随飞船绕地球做圆周运动时，加速度方向指向地心，处于失重状态，选项A错误B正确；降落伞匀速下降时动能不变，机械能减小；轮船过河时运动轨迹可能为曲线，选项CD错误．15．D；在半圆底部，由牛顿第二定律，1.5mg –mg = m v2/R，解得v2=0.5gR．由功能关系可得此过程中铁块损失的机械能为△E= mgR–m v2 = 0.75mgR，选项D正确．16．AC；由图线可知，在撤去外力后，两图线平行，说明加速度相同，而只受摩擦力，其加速度a = μg，所以，μ相同，选项A对；由牛顿第二定律，F–μmg = ma，得a1 = F1/m1–μg，a2 = F2/m2–μg，由图线可以看出，a1 > a2,，即F1/m1 > F2/m2，由于m1< m2，所以，F1和F2关系不一定，选项B错；从图线中可以看出，a图象与横轴所围的面积小于b 图象与横轴所围的面积，即a的位移x1小于b的位移x2，而μm1g<μm2g，所以，μm1g x1<μm2g x2；根据动能定理，Fx–μmgx =0，所以，力F1对物体A所做的功F1x1一定小于力F2对物体B所做的功F2x2，选项C对；根据功率P = F v，而F1与F2的关系不确定，所以，选项D错．17．D解析：无论从哪一点释放，物块m达到最大速度的位置都在D点，选项AB错误；物块m与木板M从B到O的过程做减速运动并非做匀减速运动，选项C错误；若将m 从C点自由释放后，m与木板碰后仍一起运动，物块m与木板M向上到达O点时仍有速度，且在O点正好分离，选项D正确．18．B；根据力F随x变化关系图象与横轴所夹面积表示功，力F做功W = 40J + 20J – 20J = 40J．由动能定理，W = m v2/2–m v02/2，解得v = 3 m/s．选项B正确19．BD；因为刚开始启动时，v较小，v－1较大，所以F–v－1图象时，应该从图象的右边向左看，根据图象可知：电动车由静止开始做匀加速直线运动，达到额定功率后，做牵引力逐渐减小的变加速直线运动，达到最大速度后做匀速直线运动．v－1越小，速度v越大，所以，在全过程中，电动车在C点时速度最大，选项A错误；BA过程中，牵引力F不变，所以加速度a =（F–f）/m不变，电动车做匀加速运动，选项B正确；根据图象，在CB过程中，v－1的取值逐渐减小，这说明速度v逐渐增大，所以电动车做加速运动，选项C错误；在CB过程中，F与v－1成正比，所以F v= P，恒定不变，选项D正确．20．BC；无论何种情况，物体重力势能的减少都等于重力对物体所做的功，选项A错误；由动能定理可知，合力对物体所做的功等于物体动能的改变量，选项B正确；物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用势能，其大小与势能零点的选取有关，选项C正确；只有在只有重力做功的情况下，运动物体动能的减少量才等于其重力势能的增加量，一般情况下运动物体动能的减少量一般不等于其重力势能的增加量，选项D错误．21．D ；对小球向上运动，由动能定理– (mg + f )H = 0 –m v02，对小球向下运动，由动能定理(mg–f)H= m(3v0/4)2/2，联立解得f = 7mg/25，选项D正确．22．BD；由动能定理，FΔx = F（at2/2）= E k，选项A错误；在水平拉力F作用下，做匀加速直线运动，选项B正确；其位移Δx = at2/2，选项C错误；水平拉力的功率P = F v，选项D正确．23．C；第一阶段摩擦力对物体做正功，第二阶段摩擦力对物体仍做正功，选项A错误；第一阶段摩擦力对物体做的功等于第一阶段物体动能的增加和重力势能的增加，选项B 错误；第一阶段物体和传送带间的摩擦生热等于第一阶段物体机械能的增加，选项C 正确；物体从底端到顶端全过程机械能的增加大于全过程物体与传送带间的摩擦生热，选项D错误．24．BC；由于转速不断增大，重链球动能逐渐增大，根据功能关系，在转速不断增大的过程中，链条的拉力对小球做功，选项A错误B正确；松手后链球水平飞出，做平抛运。
高考物理真题分类汇编：机械能
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）2014年高考物理真题分类汇编：机械能2． [2014·重庆卷] 某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k 1和k 2倍，最大速率分别为v 1和v 2，则( )A ．v 2＝k 1v 1B ．v 2＝k 1k 2v 1C ．v 2＝k 2k 1v 1 D ．v 2＝k 2v 1 2．B [解析] 本题考查机车启动过程中功率的相关知识．机车在不同的路面以相同的功率按最大速度行驶，可推断机车做匀速直线运动，受力平衡，由公式P ＝F v ，F ＝kmg ，可推出P ＝k 1mg v 1＝k 2mg v 2，解得v 2＝k 1k 2v 1，故B 正确，A 、C 、D 错误． 15．[2014·新课标Ⅱ卷] 取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )A.π6B.π4C.π3D.5π1215．B [解析] 由题意可知，mgh ＝12m v 20，又由动能定理得 mgh ＝12m v 2－12m v 20，根据平抛运动可知v 0是v 的水平分速度，那么cos α＝v 0v ＝22，其中α为物块落地时速度方向与水平方向的夹角，解得α＝45˚，B 正确．16．[2014·新课标Ⅱ卷] 一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v .若将水平拉力的大小改为F 2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v .对于上述两个过程，用W F 1、W F 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功，W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则( )A ．W F 2＞4W F 1，W f 2＞2W f 1B ．W F 2＞4W F 1，W f 2＝2W f 1C ．W F 2＜4W F 1，W f 2＝2W f 1D ．W F 2＜4W F 1，W f 2＜2W f 116．C [解析] 因物体均做匀变速直线运动，由运动学公式得前后两个过程的平均速度是2倍关系，那么位移x ＝t 也是2倍关系，若W f 1＝fx ，则W f 2＝f ·2x 故W f 2＝2W f 1；由动能定理W F 1－fx ＝12m v 2和W F 2－f ·2x ＝12m (2v )2得W F 2＝4W F 1－2fx <4W F 1，C 正确． 15．[2014·安徽卷] 如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN 是通过椭圆中心O 点的水平线．已知一小球从M 点出发，初速率为v 0，沿管道MPN 运动，到N 点的速率为v 1，所需时间为t 1；若该小球仍由M 点以初速率v 0出发，而沿管道MQN 运动，到N 点的速率为v 2，所需时间为t 2.则( )A ．v 1＝v 2，t 1>t 2B ．v 1<v 2，t 1>t 2C ．v 1＝v 2，t 1<t 2D ．v 1<v 2，t 1<t 215．A [解析] 本题考查机械能守恒定律、类比法与v t 图像方法解题，考查“化曲为直”的思维能力．首先根据机械能守恒定律得到v 1＝v 2＝v 0，小球沿着MPN 轨道运动时，先减速后加速，小球沿着MQN 轨道运动时，先加速后减速，总路程相等，将小球的曲线运动类比为直线运动，画出v t 图像如图，可得t 1 >t 2.选项A 正确．19． [2014·全国卷] 一物块沿倾角为θ的斜坡向上滑动．当物块的初速度为v 时，上升的最大高度为H ，如图所示；当物块的初速度为v 2时，上升的最大高度记为h .重力加速度大小为g .则物块与斜坡间的动摩擦因数和h 分别为( )A ．tan θ和H 2 B.⎝⎛⎭⎫v 22gH －1tan θ和H 2C ．tan θ和H 4 D.⎝⎛⎭⎫v 22gH －1tan θ和H 4 19．D [解析] 本题考查能量守恒定律．根据能量守恒定律，以速度v 上升时，12m v 2＝μmg cos θH sin θ＋mgH ，以v 2速度上升时12m ⎝⎛⎭⎫v 22＝μmg cos θh sin θ＋mgh ，解得h ＝H 4，μ＝⎝⎛⎭⎫v 22gH －1tan θ，所以D 正确． 18． [2014·福建卷Ⅰ] 如图所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动．质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端．现用外力作用在两物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块( )A ．最大速度相同B ．最大加速度相同C ．上升的最大高度不同D ．重力势能的变化量不同18．C [解析] 设斜面倾角为θ，物块速度达到最大时，有kx ＝mg sin θ，若m 1<m 2，则x 1<x 2，当质量为m 1的物块到达质量为m 2的物块速度最大位置的同一高度时，根据能量守恒得：ΔE p ＝mg Δh ＋12m v 2，所以v ＝2ΔE p m－2g Δh ，因为m 1<m 2，所以v 1>v 2max ，此时质量为m 1的物块还没达到最大速度，因此v 1max >v 2max ，故A 错；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，所以撤去外力时两弹簧的弹力相同，此时两物块的加速度最大，由牛顿第二定律可得a ＝F 弹－mg sin θm，因为质量不同，所以最大加速度不同，故B 错误；由于撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，所以两弹簧与物块分别组成的两系统具有相同的弹性势能，物块上升过程中系统机械能守恒，所以上升到最大高度时，弹性势能全部转化为重力势能，所以两物块重力势能的增加量相同，故D 错误；由E p ＝mgh 可知，两物块的质量不同，所以上升的最大高度不同，故C 正确．16． [2014·广东卷] 图9是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图，图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )A ．缓冲器的机械能守恒B ．摩擦力做功消耗机械能C ．垫板的动能全部转化为内能D ．弹簧的弹性势能全部转化为动能16．B [解析] 由于楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦，摩擦力做负功，则缓冲器的机械能部分转化为内能，故选项A 错误，选项B 正确；车厢撞击过程中，弹簧被压缩，摩擦力和弹簧弹力都做功，所以垫块的动能转化为内能和弹性势能，选项C 、D 错误．21． [2014·福建卷Ⅰ] 图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切．点A 距水面的高度为H ，圆弧轨道BC 的半径为R ，圆心O 恰在水面．一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下，不计空气阻力．(1)若游客从A 点由静止开始滑下，到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D 点，OD ＝2R ，求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ；(2)若游客从AB 段某处滑下，恰好停在B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道，求P 点离水面的高度h .(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F 向＝m v 2R) 21．[答案] (1)2gR －(mgH －2mgR ) (2)23R [解析] (1)游客从B 点做平抛运动，有2R ＝v B t ①R ＝12gt 2② 由①②式得v B ＝2gR ③从A 到B ，根据动能定理，有mg (H －R )＋W f ＝12m v 2B－0④由③④式得W f ＝－(mgH －2mgR )⑤(2)设OP 与OB 间夹角为θ，游客在P 点时的速度为v P ，受到的支持力为N ，从B 到P 由机械能守恒定律，有mg (R －R cos θ)＝12m v 2P－0⑥ 过P 点时，根据向心力公式，有mg cos θ－N ＝m v 2P R⑦ N ＝0⑧cos θ＝h R⑨ 由⑥⑦⑧⑨式解得h ＝23R .⑩ 34．[2014·广东卷] (2)某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系．①如图23(a )所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表．由数据算得劲度系数k ＝________N/m.(g 取9.80 m/s 2)②取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图23(b)所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小________．③用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x ；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v .释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为________．④重复③中的操作，得到v 与x 的关系如图23(c)．由图可知，v 与x 成________关系．由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的________成正比．(a) (b)(c)34．(2)①50 ②相等 ③滑块的动能 ④正比 压缩量的平方[解析] 根据F 1＝mg ＝k Δx 1，F 2＝2mg ＝k Δx 2，有ΔF ＝F 1－F 2＝k Δx 1－k Δx 2，则k ＝0.490.0099N/m ＝49.5 N/m ，同理可以求得k ′＝0.490.0097 N/m ＝50.5 N/m ，则劲度系数为k ＝k ＋k ′2＝50 N/m. ②滑块离开弹簧后做匀速直线运动，故滑块通过两个光电门时的速度相等．③在该过程中弹簧的弹性势能转化为滑块的动能；④图线是过原点的倾斜直线，所以v 与x 成正比；弹性势能转化为动能，即E 弹＝12m v 2，即弹性势能与速度平方成正比，则弹性势能与压缩量平方成正比．[2014·天津卷] (2)某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上，将细绳一端拴在小车上，另一端绕过定滑轮，挂上适当的钩码，使小车在钩码的牵引下运动，以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系．此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等．组装的实验装置如图所示．①若要完成该实验，必需的实验器材还有哪些______________________________．②实验开始时，他先调节木板上定滑轮的高度，使牵引小车的细绳与木板平行．他这样做的目的是下列的哪个________(填字母代号)．A．避免小车在运动过程中发生抖动B．可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C．可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D．可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力③平衡摩擦后，当他用多个钩码牵引小车时，发现小车运动过快，致使打出的纸带上点数较少，难以选到合适的点计算小车的速度．在保证所挂钩码数目不变的条件下，请你利用本实验的器材提出一个解决办法：______________________．④他将钩码重力做的功当作细绳拉力做的功，经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些．这一情况可能是下列哪些原因造成的________(填字母代号)．A．在接通电源的同时释放了小车B．小车释放时离打点计时器太近C．阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D．钩码做匀加速运动，钩码重力大于细绳拉力(2)①刻度尺、天平(包括砝码) ②D③可在小车上加适量的砝码(或钩码) ④CD21．(8分)[2014·山东卷] 某实验小组利用弹簧秤和刻度尺，测量滑块在木板上运动的最大速度．实验步骤：①用弹簧秤测量橡皮泥和滑块的总重力，记作G；②将装有橡皮泥的滑块放在水平木板上，通过水平细绳和固定弹簧秤相连，如图甲所示．在A端向右拉动木板，待弹簧秤示数稳定后，将读数记作F；③改变滑块上橡皮泥的质量，重复步骤①②；实验数据如下表所示：轮分别与滑块和重物P连接，保持滑块静止，测量重物P离地面的高度h；⑤滑块由静止释放后开始运动并最终停在木板上的D点(未与滑轮碰撞)，测量C、D间的距离s.图甲图乙完成下列作图和填空：(1)根据表中数据在给定坐标纸上作出FG图线．(2)由图线求得滑块和木板间的动摩擦因数μ＝______(保留2位有效数字)．(3)滑块最大速度的大小v ＝________(用h 、s 、μ和重力加速度g 表示)．21．[答案] (1)略(2)0.40(0.38、0.39、0.41、0.42均正确) (3)2μg （s －h ）[解析] (1)根据实验步骤③给出的实验数据描点、连线即可．(2)上问所得图线的斜率就是滑块与木板间的动摩擦因数．(3)重物下落h 时，滑块的速度最大．设滑块的质量为m ，细绳拉力对滑块所做的功为W F ，对该过程由动能定理得W F －μmgh ＝12m v 2－0 滑块从C 点运动到D 点，由动能定理得W F －μmgs ＝0－0由以上两式得v ＝2μg （s －h ）.m.15．[2014·江苏卷] 如图所示，生产车间有两个相互垂直且等高的水平传送带甲和乙，甲的速度为v 0.小工件离开甲前与甲的速度相同，并平稳地传到乙上，工件与乙之间的动摩擦因数为μ.乙的宽度足够大，重力加速度为g .(1)若乙的速度为v 0，求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s;(2)若乙的速度为2v 0，求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v;(3)保持乙的速度2v 0不变，当工件在乙上刚停止滑动时，下一只工件恰好传到乙上，如此反复．若每个工件的质量均为m ，除工件与传送带之间的摩擦外，其他能量损耗均不计，求驱动乙的电动机的平均输出功率.15．[答案] (1)2v 202μg (2)2v 0 (3)45μmg v 05 [解析] (1)摩擦力与侧向的夹角为45°侧向加速度大小 a x ＝μg cos 45°匀变速直线运动 －2a x s ＝0－v 20解得 s ＝2v 202μg .(2)设t ＝0时刻摩擦力与侧向的夹角为θ，侧向、纵向加速度的大小分别为a x 、a y 则a y a x＝tan θ很小的Δt 时间内，侧向、纵向的速度增量 Δv x ＝a x Δt ，Δv y ＝a y Δt解得 Δv y Δv x＝tan θ 且由题意知 tan θ＝v y v x 则v ′y v ′x ＝v y －Δv y v x －Δv x＝tan θ》》》》》》》》》积一时之跬步 臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧 ∴ 摩擦力方向保持不变则当v ′x ＝0时，v ′y ＝0，即v ＝2v 0.(3)工件在乙上滑动时侧向位移为x ，沿乙方向的位移为y ， 由题意知 a x ＝μg cos θ，a y ＝μg sin θ在侧向上 －2a x x ＝0－v 20 在纵向上2a y y ＝(2v 0)2－0 工件滑动时间 t ＝2v 0a y 乙前进的距离y 1＝2v 0t工件相对乙的位移 L ＝x 2＋（y 1－y ）2 则系统摩擦生热 Q ＝μmgl 电动机做功 W ＝12m (2v 0)2－12m v 20＋Q由P ＝W t ，解得P ＝45μmg v 05.。
2014届高考物理第二轮复习方案新题之机械能2.pptx
A． b 2m
B． 2b C．
3b D．
b
m
m
3m
答案：D
解析：当小球运动到最低点时，θ=0，拉力最大，T1=a+b，T1=mg+mv1
2
/L；当小球运动到
最高点时，θ=180°，拉力最小，T2=a-b，T2=-mg+mv22/L；由 mg·2L= 1 mv12- 1 mv22，联立解 22
8.如图所示，一物体 m 在沿斜面向上的恒力 F 作用下，由静止从底端沿光滑的斜面向上做匀 加速直线运动，经时间 t 力 F 做功为 60J，此后撤出力 F，物体又经过时间 t 回到出发点，若
以地面为零势能面，则下列说法正确的是
A．物体回到出发点的动能为 60J
B．恒力 F=2mgsinθ C．撤出力 F 时，物体的重力势能是 45J D．动能与势能相等的时刻一定出现在撤去力 F 之后
r
联解⑤⑥⑦式得：=15 rad/s …………………⑧
滑块在传送带上： mg =ma
…………………⑨
滑块加速时间： t= vc vB a
…………………⑩
滑块位移：
x1
=vBt
1 2
at2
…………………⑾
传送带移动的距离： x2 =vCt …………………⑿
1 小球在 C 点的速度的大小； 2 小球在 AB 段运动的加速度的大小； 3 小球从 D 点运动到A 点所用的时间。 11 题 （15 分）解析：
3kmg t
D.汽车牵引力 F 做的功为
00
(福建专用)2014届高考物理三轮 典型专题检测卷 机械能守恒定律 功能关系
机械能守恒定律功能关系一、选择题（本题共8小题，每小题8分，共64分。
每小题只有一个选项正确）1.在下面列举的实例中，哪种情况机械能是守恒的（）A.汽车在水平面上加速运动B.抛出的手榴弹或标枪在空中的运动（不计空气阻力）C.拉着物体沿光滑斜面匀速上升D.汽车关闭油门后沿水平公路向前滑行的过程2.（2013·宁德一模）质量为m的带电小球，在充满匀强电场的空间中水平抛出，小球运动时的加速度方向竖直向下，大小为g。
当小球下降高度为h时，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是（）A.小球的动能减少了mghB.小球的动能增加了mghC.小球的电势能减少了mghD.小球的电势能增加了mgh3.如图甲所示，在倾角为θ的光滑斜面上，有一个质量为m的物体在沿斜面方向的力F的作用下由静止开始运动，物体的机械能E随位移s的变化关系如图乙所示。
其中0～s1过程的图线是曲线，s1～s2过程的图线为平行于s轴的直线，则下列说法中正确的是（）A.物体一直沿斜面向上运动B.在0～s1过程中，物体的加速度一直减小C.在0～s2过程中，物体先减速再匀速D.在s1～s2过程中，物体的加速度为gsinθ4.（2013·汕头一模）蹦床运动员与床垫接触的过程可简化为下述模型：运动员从高处落到处于自然状态的床垫（A位置）上，随床垫一同向下做变速运动到达最低点（B位置），如图所示。
有关运动员从A运动至B的过程，下列说法正确的是（）A.运动员的机械能守恒B.运动员的速度一直减小C.合力对运动员做负功D.运动员一直处于超重状态5.（2013·济南一模）如图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点。
下列说法中错误的是（）A.小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，外力做功为零B.小球从A到C与从C到B的过程，减少的动能相等C.小球从A到C与从C到B的过程，速度的变化率相等D.小球从A到C与从C到B的过程，损失的机械能相等6.（2013·泉州一模）如图所示，竖直向上的匀强电场中，绝缘轻质弹簧直立于地面上，上面放一个质量为m的带正电的小球，小球与弹簧不连接。
2014年高考一轮复习物理试题分类汇编动量机械能部分
高考物理试题分类汇编动量、机械能部分1. 选择题 2004夏季高考大综（老课程）全国3卷 第I 卷大题 34小题 36分 考题： 34．如图4所示，ABCD 是一个盆式容器，盆内侧壁与盆底BC 的连接处都是一段与BC 相切的圆弧，B 、C 为水平的，其距离d=0.50m 盆边缘的高度为h=0.30m 。
在A 处放一个质量为m 的小物块并让其从静止出发下滑。
已知盆内侧壁是光滑的，而盆底BC 面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.10。
小物块在盆内来回滑动，最后停下来，则停的地点到B 的距离为A ．0.50mB ．0.25mC ．0.10mD ．02. 选择题 2003夏季高考大综广东卷 一大题 33小题 6分考题： 33．若航天飞机在一段时间内保持绕地心做匀速圆周运动，则A ．它的速度的大小不变，动量也不变B ．它不断地克服地球对它的万有引力做功C ．它的动能不变，引力势能也不变D ．它的速度的大小不变，加速度等于零3. 选择题 2001夏季高考物理上海卷 一大题 8小题 5分考题： 8．一升降机在箱底装有若干个弹簧，设在某次事故中，升降机吊索在空中断裂，忽略摩擦力，则升降机在从弹簧下端触地后直到最低点的一段运动过程中，A ．升降机的速度不断减小B ．升降机的加速度不断变大C ．先是弹力做的负功小于重力做的正功，然后是弹力做的负功大于重力做的正功D ．到最低点时，升降机加速度的值一定大于重力加速度的值。
4. 选择题 2001夏季高考物理上海卷 一大题 1小题 5分考题： 1．跳伞运动员在刚跳离飞机、其降落伞尚未打开的一段时间内，下列说法中正确的是A ．空气阻力做正功B ．重力势能增加C ．动能增加 D.空气阻力做负功．5. 选择题 2004夏季高考物理上海卷 一大题 8小题 5分考题： 8．滑块以速率v 1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率为v 2，且v 2< v 1，若滑块向上运动的位移中点为A ，取斜面底端重力势能为零，则A ．上升时机械能减小，下降时机械增大。
【名师一号】2014高考物理一轮 5-3机械能守恒定律双基练 新人教版
2014名师一号高考物理一轮双基练：5-3机械能守恒定律A级双基达标1．关于机械能是否守恒的叙述，正确的是( )A．做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B．做加速运动的物体机械能不可能守恒C．合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒D．只有重力对物体做功时，物体机械能一定守恒解析只有重力做功或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功等于零时，物体的机械能守恒，D项正确．答案 D2．(2013·河北唐山一中月考)奥运会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动，如练图5－3－1所示，若不考虑空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中( )练图5－3－1A．物体的机械能先减小后增大B．物体的机械能先增大后减小C．物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大D．物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小答案 D3.练图5－3－2伽利略曾设计如练图5－3－2所示的一个实验，将摆球拉至M 点放开，摆球会达到同一水平高度上的N 点．如果在E 或F 处放钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的M 点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小( )A ．只与斜面的倾角有关B ．只与斜面的长度有关C ．只与下滑的高度有关D ．只与物体的质量有关解析 伽利略设计的实验表明在空气阻力忽略的情况下物体机械能守恒，所以对于物体由静止沿不同角度的光滑斜面下滑时末动能与开始的重力势能相等，mgh ＝12mv 2，v ＝2gh ，因此末速度大小只与下滑的高度有关，选项C 正确． 答案 C 4.练图5－3－3(多选题)半径为R 的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如练图5－3－3所示．小车以速度v 向右匀速运动．当小车遇到障碍物突然停止，小球在圆桶中上升的高度可能为( )A ．等于v 22gB ．大于v 22gC ．小于v 22gD ．等于2R解析 由动能定理得12mv 2＝mgh ，得A 项正确；能通过圆桶的最高点，高度等于2R ，D项对；在到达最高点前脱离圆周做斜抛运动最大高度小于v22g，因这时有动能，B项错、C项对．答案ACD5.练图5－3－4(多选题)如练图5－3－4所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中，以下四个选项中正确的是( )A．重物的机械能守恒B．重物的机械能减少C．重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D．重物与弹簧组成的系统机械能守恒解析重物由A点下摆到B点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故A项错、B项正确；此过程中，由于有重力和弹簧的弹力做功，所以重物与弹簧所组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能等于重物获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和，故C项错、D项正确．答案BD6.练图5－3－5(2013·四川自贡一诊)如练图5－3－5所示，一直角斜面体固定在水平地面上，左侧斜面倾角为60°，右侧斜面倾角为30°，A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上，两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态，不考虑所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面．若剪断轻绳，让物体从静止开始沿斜面滑下，下列叙述错误的是( )A．着地瞬间两物体的速度大小相等B．着地瞬间两物体的机械能相等C．着地瞬间两物体所受重力的功率相等D．两物体的质量之比为m A：m B＝1：3解析根据初始时刻两物体处于平衡状态，由平衡条件可知，m A g sin60°＝m B g sin30°，由此可得，两物体的质量之比为m A：m B＝1：3；由机械能守恒定律可知，着地瞬间两物体的速度大小相等，选项A、D叙述正确；着地瞬间，A物体重力功率P A＝m A gv sin60°，B物体重力功率P B＝m B gv sin30°，两物体所受重力的功率相等，选项C叙述正确；由于两物体质量不等，初始状态两物体的机械能不等，所以着地瞬间两物体的机械能不相等，选项B 叙述错误．答案 B7．(多选题)如练图5－3－6所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆环形轨道上做圆周运动．小环从最高点A滑到最低点B的过程中，其线速度大小的平方v2随下落高度h变化的图象可能是下图所示四个图中的( )练图5－3－6解析 如果小环从最高点A 开始滑动时有初速度v 0，下滑过程中用机械能守恒得：12mv 2＋mgh ＝12mv 2，所以v 2＝v 20＋2gh ，A 项正确；如小环在A 点的速度为0，同理可得：v 2＝2gh ，B 项正确，C 、D 项均错误．答案 AB 8.练图5－3－7(2013·广东汕头金山中学测试)如练图5－3－7所示，物体A 的质量为M ，圆环B 的质量为m ，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l ＝4 m ，现从静止释放圆环．不计定滑轮和空气的阻力，取g ＝10 m/s 2，求：(1)为使圆环能下降h ＝3 m ，两个物体的质量应满足什么关系？(2)若圆环下降h ＝3 m 时的速度v ＝5 m/s ，则两个物体的质量有何关系？ (3)不管两个物体的质量为多大，圆环下降h ＝3 m 时的速度不可能超过多大？ 解析 (1)若圆环恰好能下降h ＝3 m ，由机械能守恒定律得mgh ＝Mgh A ， h 2＋l 2＝(l ＋h A )2，解得两个物体的质量应满足关系M ＝3m .(2)若圆环下降h ＝3 m 时的速度v ＝5 m/s ，由机械能守恒定律得mgh ＝Mgh A ＋12mv 2＋12Mv 2A ，如练答图5－3－1所示，A 、B 的速度关系为v A ＝v cos θ＝vh h 2＋l 2.解得两个物体的质量关系为M m ＝3529.练答图5－3－1(3)B 的质量比A 的大得越多，圆环下降h ＝3 m 时的速度越大，当m ≫M 时可认为B 下落过程机械能守恒，有mgh ＝12mv 2m .解得圆环的最大速度v m ＝60 m/s ＝7.8 m/s. 即圆环下降h ＝3 m 时的速度不可能超过7.8 m/s. 答案 (1)M ＝3m(2)M m ＝3529(3)7.8 m/sB 级 能力提升1．如练图5－3－8所示，在高1.5 m 的光滑平台上有一个质量为2 kg 的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g ＝10 m/s 2)( )练图5－3－8A ．10 JB ．15 JC ．20 JD ．25 J解析 由h ＝12gt 2和v y ＝gt 得：v y ＝30 m/s ，落地时，tan60°＝v y v 0， 可得v 0＝v ytan60°＝10 m/s ，由机械能守恒得：E p ＝12mv 20，可求得E p ＝10 J ， 故A 项正确． 答案 A2．如练图5－3－9所示，一均质杆长为2r ，从图示位置由静止开始沿光滑面ABD 滑动，AB 是半径为r 的14圆弧，BD 为水平面．则当杆滑到BD 位置时的速度大小为( )练图5－3－9A.gr2B.grC.2grD ．2gr解析 由机械能守恒定律得：mg ·r 2＝12mv 2，解得v ＝gr ，故B 项对．答案 B3．如练图5－3－10①所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB 和圆轨道BC 组成，小球从轨道AB 上高H 处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C 时对轨道的压力为F ，并得到如练图5－3－10②所示的压力F 随高度H 的变化关系图象．(小球在轨道连接处无机械能损失，g ＝10 m/s 2)求：练图5－3－10(1)小球从H ＝3R 处滑下，它经过最低点B 时的向心加速度的大小； (2)小球的质量和圆轨道的半径． 解析 (1)由机械能守恒得mgH ＝12mv 2B ，向心加速度a ＝v 2B R＝6g ＝60 m/s 2.(2)由机械能守恒得mgH －mg ·2R ＝12mv 2C ，由牛顿第二定律得mg ＋F ＝m v 2CR，解得F ＝2mgRH －5mg ，根据图象代入数据得：m ＝0.1 kg ，R ＝0.2 m.答案 (1)60 m/s 2(2)0.1 kg 0.2 m4．(2013·山东省日照市一中第三次质量检测)如练图5－3－11所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A 点，弹簧处于自然状态时其右端位于B 点．水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP ，其形状为半径R ＝0.8 m 的圆环剪去了左上角135°的圆弧，MN 为其竖直直径，P 点到桌面的竖直距离也是R .用质量m 1＝0.4 kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B 点．用同种材料、质量为m 2＝0.2 kg 的物块将弹簧也缓慢压缩到C 点释放，物块过B 点后其位移与时间的关系为x ＝6t －2t 2，物块从桌面右边缘D 点飞离桌面后，由P 点沿圆轨道切线落入圆轨道．g ＝10 m/s 2，求：练图5－3－11(1)BP 间的水平距离；(2)判断m 2能否沿圆轨道到达M 点；(3)物块将弹簧缓慢压缩到C 点时弹性势能E p ； (4)释放后m 2运动过程中克服摩擦力做的功．解析 (1)设物块由D 点以初速度v D 做平抛，落到P 点时其竖直速度为v y ，有v 2y ＝2gR ， 且v y v D＝tan45°， 解得v D ＝4 m/s.设平抛运动时间为t ，水平位移为x 1， 有R ＝12gt 2，x 1＝v D t ，解得x 1＝1.6 m.由题意可知物块过B 点后做初速度为v 0＝6 m/s ， 加速度大小a ＝4 m/s 2的匀减速运动 减速到v D ，BD 间位移为x 2， 有v 20－v 2D ＝2ax 2，所以BP 水平间距为x ＝x 1＋x 2＝4.1 m.(2)若物块能沿轨道到达M 点，其速度为v M ，有 12m 2v 2M ＝12m 2v 2D －22m 2gR ， 解得v M ＝16－82<gR ，即物块不能到达M 点．(3)设弹簧长为AC 时的弹性势能为E p ，物块与桌面间的动摩擦因数为μ， μm 2g ＝m 2a ，释放m 1时，E p ＝μm 1gx CB ， 释放m 2时，E p ＝μm 2gx CB ＋12m 2v 20，解得E p ＝7.2 J.(4)设m 2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为W f ，有E p －W f ＝12m 2v 2D ，解得W f ＝5.6 J. 答案 (1)4.1 m (2)不能到达M 点 (3)7.2 J (4)5.6 J。
2014高考物理最后冲刺经典试题 机械能(必考试题,含2014模拟试题).pdf
2014高考物理三轮冲刺经典试题 机械能（必考试题,含2014模拟试题） 1.（2014天津蓟县第二中学高三第一次模拟考试理科综合试题，5）起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度，其速度图象如图9所示，则钢索拉力的功率随时间变化的图象可能是图2中的哪一个？（ ?） 2.（2014天津蓟县第二中学高三第一次模拟考试理科综合试题，1）两辆质量不同的汽车在路面情况相同的公路上直线行驶，下面关于两车车速、动能、动量、惯性、质量和滑行路程的讨论，正确的是（ ?） A、车速越大车，它的惯性越大 B、质量越大车，它的惯性越大 C、动量越大的车，刹车后滑行的路程越长 D、动能大的车，刹车后滑行的路程越长，所以惯性越大 3.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，20）如图所示，在竖直平面内有一固定轨道，其中AB是长为R的粗糙水平直轨道，BCD是圆心为O、半径为R的3/4光滑圆弧轨道，两轨道相切于B点．在推力作用下，质量为m的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时即撤去推力，小滑块恰好能沿圆轨道经过最高点C。
重力加速度大小为g，取AB所在的水平面为零势能面。
则小滑块（ ?） A．在AB段运动的加速度为2.5g B．经B点时加速度为零 ? ? ? ? C．在C点时合外力的瞬时功率为mg D．上滑时动能与重力势能相等的位置在直径DD′上方 4.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，20）如图所示，足够长粗糙斜面固定在水平面上，物块a通过平行于斜面的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b相连，b的质量为m．开始时，a、b均静止且a刚好不受斜面摩擦力作用．现对b施加竖直向下的恒力F，使a、b做加速运动，则在b下降h高度过程中（? ） ? A．a的加速度为 ? B．a的重力势能增加mgh ? C．绳的拉力对a做的功等于a机械能的增加 ? D．F对b做的功与摩擦力对a做的功之和等于a、b动能的增加 5.（2014山东青岛高三第一次模拟考试理综物理，19）如图所示在粗糙的桌面上有一个质量为M的物块，通过轻绳跨过定滑轮与质量为m的小球相连，不计轻绳与滑轮间的摩擦，在小球下落的过程中，下列说法正确的是（ ?） A．小球的机械能守恒 B．物块与小球组成的系统机械能守恒 C．若小球匀速下降，小球减少的重力势能等于物块M与桌面间摩擦产生的热量 D．若小球加速下降，小球减少的机械能大于物块M与桌面间摩擦产生的热量 6.（2013辽宁大连高三第一次模拟考试理科综合试题，16）一带负电小球在从a点运动到b点的过程中，受重力、电场力和空气阻力作用，小球克服重力做功3J，电场力对小球做功2J，小球克服空气阻力做功1 J，此过程中下列说法正确的是（ ?） ? ?A．小球的重力势能减少了3 J ?B．小球的机械能增加了1J ? ?C．小球的动能减少了1J ? ? ? ? ? D．小球的电势能增加了2J 7.（2014江西重点中学协作体高三年级第一次联考，15）用细绳拴一个质量为m的小球，小球将一端固定在墙上的水平轻弹簧压缩了(小球与弹簧不拴接) ，如图所示，将细线烧断后（? ） A．小球立即做平抛运动? B．小球的加速度立即为g C．小球立即做匀变速运动? D．小球落地时动能大于mgh 8.（2014江西省红色六校高三第二次联考，16）从地面上方同一位置分别水平抛出两个质量分别为m和2m的小物体，抛出速度大小分别为2v和v，不计空气阻力，则以下说法不正确的是（? ） A．落地时重力做功的瞬时功率不相同? B．从抛出到落地速度的增量不相同 C．从抛出到落地动能的增量不相同? D．从抛出到落地重力的平均功率不相同 9.（2014江苏南通高三2月第一次调研测试物理试题，7）如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧上端悬挂在天花板上，下端连接一个质量为M的物块A，A 下面用细线挂一质量为m的物块B，处于静止状态．现剪断细线使B自由下落，当A向上运动到最高点时，弹簧对A的拉力大小为mg，此时B尚未着地．运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，则在A从最低点运动到最高点的过程中（? ） A．A、B两物体的机械能守恒 B．A、B两物体总的机械能增大 C．A运动到最高点时的加速度为零 D．弹簧对A做的功为 10.（2014江苏南通高三2月第一次调研测试物理试题，3）如图所示，小物块甲从竖直固定的1/4光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平．小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下．下列判断正确的是（?） A．两物块到达底端时速度相同 B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同 C．两物块到达底端时动能相同 D．两物块到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率 11.（2014吉林实验中学高三年级第一次模拟，22）下列有关实验的描述中，正确的是（? ） A．在“验证力的平行四边形定则” 实验中，只需橡皮筋伸长量相同 B．在“探究弹簧弹力与其伸长量” 关系的实验中，作出弹力和弹簧长度的图象也能求出弹簧的劲度系数 C．在“探究功与速度变化的关系” 的实验中，放小车的长木板应该尽量使其水平 D．在“验证机械能守恒定律” 的实验中，必须由求出打某点时纸带的速度 12.（2014吉林实验中学高三年级第一次模拟，21）质量为m的带正电小球由空中某点A无初速度地自由下落，在t秒末加上竖直方向且范围足够大的匀强电场，再经过t秒小球又回到A点。
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第七章机械能一、基本概念1、做功的两个必备因素是力和在力方向上的位移．而往往某些力与物体的位移不在同一直线上，这时应注意这些力在位移方向上有无分力，确定这些力是否做功．2、应用公式W＝Fscosα计算时，应明确是哪个力或哪些力做功、做什么功，同时还应注意：(1)F必须是整个过程中大小、方向均不变的恒力，与物体运动轨迹和性质无关．当物体做曲线运动而力的方向总在物体速度的方向上，大小不变，式中α应为0，而s是物体通过的路程．(2)公式中α是F、s之间夹角，在具体问题中可灵活应用矢量的分解；一般来说，物体作直线运动时，可将F沿s方向分解；物体作曲线运动时，应将s沿F方向分解，(3)功是标量，但有正负，其正负特性由F与s的夹角α的取值范围反映出来．但必须注意，功的正负不表示方向，也不表示大小，其意义是表示物体与外界的能量转换．(4)本公式只是计算功的一种方法，今后还会学到计算功的另外一些方法，尤其是变力做功问题，决不能用本公式计算，那时应灵活巧妙地应用不同方法，思维不能僵化．3、公式P=W/t求得的是功率的平均值。
P=Fvcosα求得的是功率的瞬时值。
当物体做匀速运动时，平均值与瞬时值相等。
4、P＝Fvcosα中的α为F与v的夹角，计算时一般情况下当物体做直线运动时，可将F沿v方向与垂直v方向上分解，若物体作曲线运动时可将v沿F及垂直F的两个方向分解．5、P＝W/t提供了机械以额定功率做功而物体受变力作用时计算功的一种方法．6、功和能的关系应从以下方面理解：不论什么形式的能，只要能量发生了转化，则一定有力做功；能量转化了多少，力就做了多少功．反之，只要有力做功，则一定发生了能量转化；力做了多少功，能量就转化了多少．所以功是能量转化的量度，但决不是能的量度．7、功与能是不同的概念，功是一个过程的量，而能是状态量。
正是力在过程中做了功，才使始末状态的能量不同，即能量的转化．说功转化为能是错误的．8、“运动的物体具有的能叫动能”这句话是错误的．因为运动的物体除了动能外还有势能．9、关于重力势能，应明确：(1)重力势能的系统性，即重力势能是物体和地球共有的，而不是物体独有的，“物体的重力势能”是一种不够严谨的习惯说法．(2)重力势能的相对性，势能的量值与零势能参考平面的选取有关．E p=mgh中的h是物体到参考平面的竖直高度．通常取地面为参考平面．解题时也可视问题的方便随意选取参考平面．(3)重力势能的变化与参考平面的选取无关，只与物体的始末位置有关．10、重力做功的特点：(1)与路径无关，只由重力和物体始、末位置高度差决定．(2)重力做功一定等于重力势能的改变．即W G=E p1-E p2，当重力做正功时，重力势能减少；当重力做负功时，重力势能增加。
11、关于动能定理，要注意动能定理的表达式的等号左边是且仅是所有外力的功，等号右边是且仅是物体动能的改变量。
在列动能定理方程时，不要考虑势能及势能的变化。
12、关于机械能守恒定律应明确：(1)定律成立的条件是“只有重力做功或弹力做功”，不是“只有重力作用或弹力作用”．有其它力作用，但其它力不做功，而只有重力做功或弹力做功时，机械能仍守恒．(2)定律表示的是任一时刻、任一状态下物体机械能总量保持不变，故可以在整个过程中任取两个状态写出方程求解．(3)定律的表达式除了写成E p1+E p2=E k1+E k2外，还可写成ΔE p=-ΔE k，即在任一机械能守恒的过程中，重力势能的减少(增加)一定等于动能的增加(减少)。
利用ΔE p=-ΔE k进行计算有时会显得简明．13、应用机械能守恒定律解题时，只要考虑始末态下的机械能，无须顾及中间过程运动情况的细节。
因此，对于运动过程复杂、受变力作用、作曲线运动等不能直接应用牛顿运动定律处理的问题，利用机械能守恒律会带来方便。
14、应用机械能守恒定律解题的一般步骤：(1)认真审题，确定研究对象；(2)对研究对象进行受力分析和运动过程、状态的分析，弄清整个过程中各力做功的情况，确认是否符合机械能守恒的条件；(3)确定一个过程、两个状态(始末)，选取零势能参考平面，确定始末状态的动能、势能值或这个过程中ΔE p 和ΔE k 的值；(4)利用机械能守恒定律列方程，必要时还要根据其它力学知识列出联立方程；(5)统一单位求解．解题的关键是准确找出始、末状态的动能和势能的值，尤其是势能值的确定．二、恒力做功与变力做功问题1、恒力做功求解恒力功的方法一般是用功的定义式W=Fscos α，需要特别注意：（1）位移s 的含义：是力直接作用的物体对地的位移。
当力在物体上的作用位置不变时，s 就是力作用的那个质点的位移；当力在物体上的作用位置不断改变时，s 应是物体的位移。
如：一个不能视为质点的物体受到滑动摩擦力作用时，摩擦力的作用点时时变化，此时s 就不是摩擦力作用点的位移，而是物体的位移。
例 如图示，质量为m 、初速为v 0的小木块，在桌面上滑动。
动摩擦因数为μ，求木块停止滑动前摩擦力对木块和桌面所做的功。
解 对木块：W 1=-fs=-μmg ·v 02/（2g μ）=-mv 02/2对桌面：W 2=0例 如图示，质量为m 、初速为v 0的小木块，在一块质量为M 的木板上滑动，板放在光滑水平桌面上，求木块和板相对静止前，摩擦力对木块和木板所做的功。
解 据动量守恒mv 0=（m+M ）v 得W 1=-fs 2=-μmg ·M （M+2m ）v 02/（M+m ）22g μ=-Mm(M+2m)v 02/2（M+m ）2W 2=fs 1=Mm 2v 02/2（M+m ）2g μ（2）一对相互作用力所做功之和不一定为零如：人竖直向上跳起，地面对人的作用力对人做正功，人对地而不做功（地球位移视为零），总功为正；一对静摩擦力，位移值一定相同，总功必为零；一对滑动摩擦力，做功时必然发热，系统内能增加，总功必为负。
转化为内能值为 相fs E k =∆2、判断做功正负的方法（1）从力与位移或速度方向的关系进行判断。
如：“子弹打木块”问题，摩擦力对子弹做负功，对木块做正功。
例 如图所示，质量为M 的木块静止在光滑水平面上，质量为m 的子弹以水平速度0v 射中与木块一起以速度v 运动，已知当子弹相对木块静止时，木块前进距离为L ，子弹进入木块的深度为d ，若木块对子弹的阻力F 恒定，那么下列关系式中正确的是（ ）、、A 、221Mv FL =B 、221Mv Fd = C 、220)(2121v m M mv Fd +-= D 、2202121)(mv mv d L F -=+ （2）从能量的增减进行判断例 如图示，在质量不计、长度为L 的直杆一端和中点分别固定一个质量都是m 的小球A 和B ，试判断当杆从水平位置无摩擦地转到竖直位置的过程中，杆对A 、B 球做功的正负。
解 A 、B 两球组成的系统的机械能守恒，由机械能守恒定律：2221212B A mv mv l mg mgl +=+ 由于两球在同一杆上，角速度相等，故B A v v 2= 解之得：gl v A 1552=，gl v B 1551= 与A 、B 球自由下落时的速度比较，gl v A 2='，gl v B =' 可见A A v v '>，B B v v '<，故杆对A 球做正功，对B 球做负功。
3、变力做功大小或方向变化的力所做的功，一般不能用功的公式W=Fscos α去求解．需变换思维方式，独辟蹊径求解。
(1)用功率定义式求解将功率的定义式P=W/t 变形，得W=Pt 。
在求解交通工具牵引力做功问题时经常用到此公式。
例 质量为m 的汽车在平直公路上以初速度v 0开始匀加速行驶，经时间t 前进距离s 后，速度达最大值v m ，设在这段过程中发动机的功率恒为P ，汽车所受阻力恒为f ，则在这段时间内发动机所做的功为：A 、PtB 、fv M tC 、fs+mv m 2/2D 、mv m 2/2-mv 02/2+fs（答案：ABD ）(2)用动能定理求解变力做功求解某个变力所做的功，可以利用动能定理，通过动能改变量和其余力做功情况来确定。
例 如图所示，把一小球系在轻绳的一端，轻绳的另一端穿过光滑木板的小孔，且受到竖直向下的拉力作用．当拉力为F 时，小球做匀速圆周运动的轨道半径为R ．当拉力逐渐增至4F 时，小球匀速圆周运动的轨道半径为R ／2．在此过程中，拉力对小球做了多少功?解 此题中的F 是一个大小变化的力，故我们不能直接用功的公式求解拉力的功．根据F=mv 2／R ，我们可分别求得前、后两个状态小球的动能，这两状态动能之差就是拉力所做的功．由F=mv 12／R 4F=mv 22／0.5R得W F =mv 22／2-mv 12／2=FR/2例 如图，用F ＝20N 的恒力拉跨过定滑轮的细绳的一端，使质量为10kg 的物体从A 点由静止沿水平面运动．当它运动到B 点时，速度为3m ／s ．设OC ＝4m ，BC ＝3m ，AC ＝9.6m ，求物体克服摩擦力做的功．解 作出物体在运动过程中的受力图。
其中绳的拉力T 大小不变，但方向时刻改变．N 随T 方向的变化而变化(此力不做功)．f随正压力N 的变化而变化．因此对物体来说，存在着两个变力做功的问题．但绳拉力T 做的功，在数值上应等于向下恒力F 做的功．F 的大小已知，F 移动的距离应为OA 、OB 两段绳长之差． m C A C O A O 4.102=+=m C B C O B O 52=+=由动能定理 W F +W f =ΔE k 得：021)(2-=+-B f mv W B O A O F W f ＝-63(J)即物体克服摩擦力做了63J 耳的功．(3)用图象法求解变力做功如果能知道变力F 随位移s 变化的关系，我们可以先作出F-s 关系图象，并利用这个图象求变力所做的功．[例]如图，密度为ρ，边长为a 的正立方体木块漂浮在水面上(水的密度为ρ0)．现用力将木块按入水中，直到木块上表面刚浸没，此过程浮力做了多少功?解 未用力按木块时，木块处于二力平衡状态F 浮=mg 即ρ0ga 2（a-h ）=ρga 3并可求得：h=a （ρ0-ρ）/ρ0（h 为木块在水面上的高度）在用力按木块到木块上表面刚浸没，木块受的浮力逐渐增大，上表面刚浸没时，浮力达到最大值：F ’浮=ρ0ga 3以开始位量为向下位移x 的起点，浮力可表示为：F 浮=ρga 3+ρ0ga 2x根据这一关系式，我们可作出F 浮-x 图象(如图右所示)．在此图象中，梯形OhBA 所包围的“面积”即为浮力在此过程所做的功。
W=（ρ0ga 3+ρga 3）h/2=ga 3h （ρ0+ρ）/2这里的“面积”为什么就是变力所做的功?大家可结合匀变速运动的速度图象中的“面积”表示位移来加以理解．即使F-x 关系是二次函数的关系，它的图象是一条曲线，这个“面积”仍是变力在相应过程中所做的功．三、重力功率与交通工具起动问题1、重力的功率（1）自由落体过程中重力的功率（2）平抛运动中重力的功率（3）沿斜面滑行的物体的重力的功率例 质量为m 的物体，由静止开始沿倾角为θ的光滑斜面下滑，求前3s 内、第3s 内、第3s 末重力做功的功率。