机械能高考真题汇编五

专题五 机械能高考真题汇编

1.(单选)(2017•新课标Ⅲ卷，T16)如图所示，一质量为m ，长度为L 的均匀柔软细绳PQ 竖

直悬挂．用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点，M 点与绳的上端P 相距L 3

.重力加速度大小为g.在此过程中，外力做的功为（ ） A.19mgL B.16mgL C.13mgL D.12

mgL 答案：A

解析：由题可知，缓慢提升绳子，在整个过程中，动能不变，则外力做功W F 等于重力势能增加量ΔE P 将Q 端提升至M 位置处，过程如图所示，由图可知：全程重力势能增加量ΔE

P 可视为只有NQ 段上升增加的重力势能，取NQ 段为

研究对象，此段质量大小为m 1=13

m. 其重心位置上升高度为h=L 3，则外力做功为W F =ΔE p = m 1gh=19

mgL ，A 正确. 2.(单选)(2017·海南卷T6,4分)将一小球竖直向上抛出，小球在运动过程中所受到的空气阻力不可忽略.a 为小球运动轨迹上的一点，小球上升和下降经过a 点时的动能分别为E k1和E k2.从抛出开始到小球第一次经过a 点时重力所做的功为W 1，从抛出开始到小球第二次经过a 点时重力所做的功为W 2.下列选项正确的是( )

A.E k1=E k2，W 1=W 2

B.E k1>E k2，W 1=W 2

C.E k1

D.E k1>E k2，W 1

答案：B

解析：由功能关系可知阻力做负功，动能减少，一定有E k1>E k2，，由于重力做功只与始末位置有关，两次位置相同，重力做功相同，即W 1=W 2，B 正确.

3.(单选)(2017•天津高考卷T4，6分)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一.摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面

内做匀速圆周运动.下列叙述正确的是（ ）

A.摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变

B.在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力

C.摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零

D.摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变

答案：B

解析：机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，机械能在变化，A 错误；圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力F ，向心力指向下方，所以F=mg ﹣N ，则支持力N=mg ﹣F ，重力大于支持力，B 正确；转动一周，重力的冲量为I=mgT ，不为零，C 错误；运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，重力的瞬时功率在变化，D 错误．

4.(单选)（2017•江苏高考卷T3,6分）一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处.物块初动能为E

k0，与斜

面间的动摩擦因

数不变，则该过程

中，物块的动能

E k 与位移x 关系的

图线是（ ）

答案：C

解析：设斜面的倾角为θ，物块的质量为m ，取沿斜面向上为位移正方向；上滑过程中由动能定理有-mgxsin θ-μmgxcos θ=E k -E k0，所以E k =E k0-(mgsin θ+μmgcos θ)x ；下滑过程中mgx ´sin θ-μmgx ´cos θ=E k -0，所以E k =(mgsin θ-μmgcos θ)x ´；由能量守恒定律可知最后的总动能减小．C 正确，ABD 错误．

5.(多选)（2017•江苏高考卷T9,4分）如图所示，三个小球A 、B 、C 的质量均为m ，A 与B 、C 间通过铰链用轻杆连接，杆长为L ，B 、C 置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于

原长.现A 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角α由600变为1200，A 、B 、C 在同一竖

直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g ．则此下降过程中（ ）

A.A 的动能达到最大前，B 受到地面的支持力小于32

mg B.A 的动能最大时，B 受到地面的支持力等于32

mg C.弹簧的弹性势能最大时，A 的加速度方向竖直向下

D.弹簧的弹性势能最大值为32

mgL 答案：AB

解析：A 的动能最大时，设B 和C 受到地面的支持力大小均为F ，此时整体在竖直方向受力

平衡，可得2F=3mg ，所以F=32

mg ；在A 的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况， B 受到地面的支持力小于32

mg ，A 、B 正确；当A 达到最低点时动能为零，此时弹簧的弹性势能最大，A 的加速度方向向上，C 错误；A 下落的高度为h=Lsin600-Lsin300

，由功能关系可知，小球A 的机械能全部转化为弹簧的弹性势能，即弹簧的弹性势能最大值为E P =mgh=3-1

2mgL ，D 错误．

6.(2017·浙江4月选考卷T12，3分)火箭发射回收是航天技术的一大进步，如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上，不计火箭质量的变化，则（ ）

A.火箭在匀速下降过程中，机械能守恒

B.火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态

C.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化

D.火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力

答案：D

解析：火箭匀速下降阶段，说明阻力等于重力，不止重力做功，阻力做负功，所以其机械能不守恒，A 错误；火箭在减速阶段，加速度向上，所以处于超重状态，B 错误；由动能定理知合外力做功等于动能改变量，不等于火箭机械能的变化．由功能关系知阻力做功等于火箭机械能的变化，C 错误；火箭着地做减速运动时，加速度向上，处于超重状态，则地面给火箭的力大于火箭重力，由牛顿第三定律知，火箭对地的作用力大于自身的重力，D 正确．

7.(2016·新课标Ⅱ卷T19)两实心小球甲和乙由同一种材料制成，甲球质量大于乙球质量.两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速率无关,若它们下落相同的距离，则( ) A.甲球用的时间比乙球长