高中物理《功和机械能》综合题突破

高一物理《功和机械能》综合题突破

（动能定理、机械能守恒、能量守恒定律综合运用）

一、对功能关系的理解 ①222111

=22

k W E mv mv ∆=

-合（末-初）. ②12G p W E mgh mgh =-∆=-重（初-末）. ③12p p p W E E E =-∆=-弹弹（初-末）.

④W E =∆其它力机（其它力是除系统中的重力、弹力．．．．．．．．．

以外的力）. 机械能守恒的条件: 只有______的_______与________做功，_______的机械能守恒。 ⑤=f Q W f x =⋅∆克（x ∆为系统中物体运动时发生的相对位移．．．．

） 【例1】一质量为m 的物体，以1

3

g 的加速度减速上升h 高度，g 为重力加速度，不计空气阻

力，则( )

A. 物体的机械能守恒

B. 物体的动能减小1

3

mgh

C. 物体的机械能减少2

3

mgh D. 物体的重力势能减少mgh

【例2】如图1所示，一质量为m 的物体以某一初速度冲上倾角为30°的固

定斜面，物体的加速度为3

5

g （g 为重力加速度），物体沿斜面上升的最大高

度为h ，则物体在这一过程中动能损失了______，机械能损失了______．

【例3】如图所示，板长为L ，板的B 端静止且放有一个质量为m 的小物体，物体与板之间的动摩擦因数为μ。开始时板水平，在缓慢转过一个小角度α的过程中，小物体与板相对静止，则在此过程中（ ）

A. 摩擦力对小物体做的功为μmgL cos α (1-cos α)

B. 摩擦力对小物体做的功为mgL cos α (1-cos α)

C. 弹力对小物体做的功为mgL cos α·sin α

D. 板对小物体做的功为mgL sin α

【例4】如图，两个质量相同的小球A 、B 分别用不计质量的细线悬在等高的O 1、O 2点，A 球的悬线比B 球的长。把两球的悬线分别拉至水平后无初速度释放，则经过最低点时（ ） A. A 球的机械能等于B 球的机械能 B. A 球的速度等于B 球的速度

C. A 球的向心加速度等于B 球的向心加速度

D. A 球的动能等于B 球的动能

【例5】如图所示，一个轻质弹簧一端固定在粗糙的斜面底端，弹簧轴线与斜面平行，小滑

块A 从斜面的某一高度由静止开始沿斜面向下运动一段距离后与弹簧接触，直到把弹簧压缩到最短．在此过程中下列说法正确的是（ ） A. 滑块先做匀加速运动后做匀减速运动

B. 滑块先做匀加速运动，接触弹簧后再做匀加速运动最后做变减速运动

C. 滑块重力做功等于内能与弹性势能的增加量

D. 滑块重力势能减少量与内能增加量之和等于弹性势能增加量

1. 如图所示，a 、b 两物块的质量分别为m 、2m ，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦。开始时，a 、b 两物块距离地面的高度相同，用手托住物块B ，然后突然有静止释放，直至a 、b 两物体之间高度差为h 。在此过程中，下列说法正确的是（ ）

A. 物块a 的机械能守恒

B. 物块b 的机械能减少

2

3

mgh C. 物块b 的重力势能的减小量等于细绳拉力对它做的功 D. 物块a 重力势能的增加量小于其动能增加量

2. 如图所示，倾角θ＝30°的粗糙斜面固定在地面上，长为l 、质量为m 、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面（此时物块未到达地面），在此过程中（ ） A. 物块的机械能逐渐增加 B. 软绳重力势能共减少了1

4

mgl

C. 物块重力势能的减少等于软绳摩擦力所做的功

D. 软绳重力势能的减少小于其动能增加与克服摩擦力所做功之和

3. 如图所示是全球最高（高度为208m ）的北京朝阳公园摩天轮。一质量为m 的乘客坐在摩天轮中以恒定的速度v 在竖直平面内做半径为R 的匀速圆周运动。假设t =0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，则下列判断中正确的是（ ）

A. 乘客运动的过程中，重力势能随时间变化的关系为(1cos )

p v E mgR t R =- B. 乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为2

v m mg R - C. 乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为21=2

E mv

D. 乘客运动的过程中，机械能随时间变化的关系为21=+(1cos )2v

E mv mgR t R

-

4. 如图所示，A 、B 两物块质量均为m ，用一轻质弹簧相连。将A 用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，轻绳为伸直状态，B 物块在力F 的作用下处于静止状态，弹簧被压缩。现将力F 撤去，已知弹簧的弹性势能仅与形变量大小有关，且弹簧始终在弹性限度内，则下列说法中正确的是（ ）

A. 弹簧恢复到原长时B的速度最大

B. A一直保持静止

C. 在B下降的过程中弹簧的弹性势能先减小，后增大

D. F撤去之前，绳子的拉力不可能为0

5. 如图所示，劲度系数为k的弹簧，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

2

v mg m

R

+

D. 小球过B点时，弹簧的弹力为

2

2

v mg m

R

+

6. 一块质量为m的木块放在地面上，用一根弹簧连着木块，如图所示，用恒力F（大于物体重力）拉弹簧上端，使木块离开地面上升一定高度，如果力F的作用点从弹簧原长位置开始向上移动的距离为h，则（）

A. 拉力做的功为Fh

B. 木块的动能增加Fh

C. 弹簧的劲度系数为F/h

D. 木块的机械能增加量为Fh

7.（ ）半径为R的光滑圆环竖直放置，环上套有两个质量分别为m和3m的小球A和B，

A、B之间用一长为2R的轻杆相连，如图所示。开始时，A、B都静止，且A在圆环的最高点，现将A、B释放，试求：

（1）B球到达最低点时的速度大小；

（2）B球在圆环右侧区域内能达到的最高点到圆环圆心的竖直高度