高三物理限时训练6-机械能附答案
高考物理复习力学机械能模拟训练题精选100题WORD版含答案
高考物理复习力学机械能模拟训练题精选100题WORD版含答案一、选择题1.如图所示，小物块以初速度从O点沿斜面向上运动，同时从O点斜向上抛出一个速度大小也为的小球，物块和小球在斜面上的P点相遇。
已知物块和小球质量相等(均可视为质点)，空气阻力忽略不计，则下列说法正确的是（）。
A. 斜面可能是光滑的B. 小球运动到最高点时离斜面最远C. 在P点时，小球的动能大于物块的动能D. 小球和物块到达P点过程中克服重力做功的平均功率不相等2.如图所示，固定于地面、倾角为的光滑斜面上有一轻质弹簧，轻质弹簧一端与固定于斜面底端的挡板C连接，另一端与物块A连接，物块A上方放置有另一物块B，物块A、B质量均为m且不粘连，整个系统在沿斜面向下的外力F作用下处于静止状态。
某一时刻将力F撤去，在弹簧将A、B弹出过程中，若A、B能够分离，重力加速度为g。
则下列叙述正确的是（）A. A、B刚分离的瞬间，两物块速度达到最大B. A、B刚分离的瞬间，A的加速度大小为gsinθC. 从力F撤去到A、B分离的过程中，A物块的机械能一直增加D. 从力F撤去到A、B分离的过程中，A、B物块和弹簧构成的系统机械能守恒3.如图所示，一根轻弹簧一端固定在O点，另一端固定一个带有孔的小球，小A球套在固定的竖直光滑杆上，小球位于图中的A点时，弹簧处于原长现将小球从A点由静止释放，小球向下运动，经过与A点关于B点对称的C点后，小球能运动到最低点D点，OB垂直于杆，则下列结论正确的是A. 小球从A点运动到D点的过程中，其最大加速度一定大于重力加速度gB. 小球从B点运动到C点的过程，小球的重力势能和弹簧的弹性勢能之和可能增大C. 小球运动到C点时，重力对其做功的功率最大D. 小球在D点时弹簧的弹性势能一定最大4.如图所示，长为l的轻杆两端各固定一个质量均为m的小球a、b，系统置于倾角为的光滑斜面上，且杄可绕位于中点的转轴平行于斜面转动，当小球a位于最低点时给系统一初始角速度，不计一切阻力，则A. 在轻杆转过180°的过程中，角速度逐渐减小B. 只有o大于某临界值，系统才能做完整的圆周运动C. 轻杆受到转轴的力的大小始终为D. 轻杆受到转轴的力的方向始终在变化5.如右图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v向右匀速运动，现将质量为m 的物体竖直向下轻轻地放置在木板上的右端，已知物体m和木板之间的动摩擦因数为，为保持木板的速度不变，从物体m放到木板上到它相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F，那么外力对物体m做功的数值为A. B. C. D.6.如图所示，一根轻弹簧一端固定在O点，另一端固定一个带有孔的小球，小A球套在固定的竖直光滑杆上，小球位于图中的A点时，弹簧处于原长现将小球从A点由静止释放，小球向下运动，经过与A点关于B点对称的C点后，小球能运动到最低点D点，OB垂直于杆，则下列结论正确的是A. 小球从A点运动到D点的过程中，其最大加速度一定大于重力加速度gB. 小球从B点运动到C点的过程，小球的重力势能和弹簧的弹性勢能之和可能增大C. 小球运动到C点时，重力对其做功的功率最大D. 小球在D点时弹簧的弹性势能一定最大7.如图所示，NPQ是由光滑细杆弯成的半圆弧，其半径为R，半圆弧的一端固定在天花板上的N点，NQ是半圆弧的直径，处于竖直方向，P点是半圆弧上与圆心等高的点。
高三物理限时训练(六)答案
高三物理限时训练（六）答案1.【答案】C2.【答案】【解析】解：从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统所受合外力为零，系统动量守恒；撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动，弹簧被压缩且弹簧的弹力大于滑块受到的滑动摩擦力，撤去外力后滑块受到的合力不为零，滑块相对车厢底板滑动，系统要克服摩擦力做功，克服摩擦力做的功转化为系统的内能，系统机械能减小，系统机械能不守恒，故B正确，ACD错误。
故选：。
系统所受合外力为零，系统动量守恒；只有重力或弹力做功时，机械能守恒。
根据系统受力情况与各力做功情况，结合动量守恒与机械能守恒的条件分析答题。
本题考查了动量守恒定律与机械能守恒定律的条件，知道动量守恒与机械能守恒的条件、分析清楚系统受力情况与力的做功情况即可解题。
3.【答案】【解析】【分析】根据机械能守恒定律，以及已知条件：抛出时动能与重力势能恰好相等，分别列式即可求出落地时速度与水平速度的关系，从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹角。
解决本题的关键会熟练运用机械能守恒定律处理平抛运动，并要掌握平抛运动的研究方法：运动的分解。
【解答】设抛出时物体的初速度为，高度为，物块落地时的速度大小为，方向与水平方向的夹角为根据机械能守恒定律得：，据题有：，联立解得：，则，得：故选B。
4.【答案】【解析】【分析】根据动量定理分析动量的改变量与冲量的关系：过程Ⅰ中钢珠只受到重力，钢珠动量的改变量等于重力的冲量；过程Ⅱ中，钢珠受到重力和阻力，动量的改变量不等于零，合力的冲量不等于零；对于整个过程研究，根据动能定理分析克服阻力所做的功与重力做功的关系；重力做功多少，钢珠的重力势能就减小多少；根据能量守恒定律判断过程Ⅱ中损失的机械能与过程Ⅰ中钢珠所增加的动能的关系。
本题一要灵活选择研究的过程；二是运用动量定理研究冲量，运用动能定理研究动能的改变量是常用的思路。
【解答】A.对过程Ⅰ列动量定理得：，对过程Ⅱ列动量定理可得：，由以上两个式子可知，过程Ⅱ中阻力是冲量大小不等于过程Ⅰ中重力冲量的大小；B.过程Ⅰ中钢珠只受到重力，根据动量定理分析得知，钢珠动量的改变量等于重力的冲量，故B正确；C.对于整个过程：钢珠动能的变化量为零，根据动能定理得知，整个过程重力做功等于钢珠克服阻力做功，而整个重力做功等于整个过程中钢珠所减少的重力势能，所以过程Ⅱ中钢珠克服阻力所做的功等于过程Ⅰ与过程Ⅱ中钢珠所减少的重力势能之和，故C正确；D.根据功能关系分析得知，过程Ⅱ中损失的机械能等于过程Ⅱ中钢珠克服阻力做功，不等于过程Ⅰ中钢珠所增加的动能，故D错误。
2018年高考物理复习真题训练 6机械能--含答案解析
专题6 机械能1.（2017全国卷Ⅱ）如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时.对应的轨道半径为（重力加速度大小为g ）A ．216v gB ．28v gC ．24v gD ．22v g答案：B解析：物块由最低点到最高点有：22111222mv mgr mv =+；物块做平抛运动：x =v 1t ；4r t g=；联立解得：22416v x r r g=-，由数学知识可知，当2242168vv gr g==⨯时，x 最大，故选B.2.（2017全国卷Ⅲ）如图，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13l .重力加速度大小为g .在此过程中，外力做的功为A ．19mgl B ．16mglC ．13mglD ．12mgl 答案：A解析：本题考查重心的确定、动能定理.由“缓慢”这个关键词可知，绳动能变化量为零，然后选择QM 段绳为研究对象，应用动能定理解题即可.QM 段绳的质量为m m 32='，未拉起时，QM 段绳的重心在QM 中点处，与M 点距离为l 31，绳的下端Q 拉到M 点时，QM 段绳的重心与M 点距离为l 61，此过程重力做功mgl l l g m W G 91)6131(-=-'-=，对绳的下端Q 拉到M 点的过程，应用动能定理，可知外力做功mgl W W G 91=-=，可知A 项正确，BCD 项错误.3.（2017海南卷）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＜E k2，W 1＜W 2 D ．E k1＞E k2，W 1＜W 2答案：B解析：从抛出开始到第一次经过a 点和抛出开始第二次经过a 点，上升的高度相等，可知重力做功相等，即W 1=W 2.对两次经过a 点的过程运用动能定理得，﹣W f =E k2﹣E k1，可知E k1＞E k2，故B 正确，A 、C 、D 错误.4.（2017江苏卷）一小物块沿斜面向上滑动，然后滑回到原处．物块初动能为k0E ，与斜面间的动摩擦因数不变，则该过程中，物块的动能k E 与位移x 的关系图线是答案：C解析：设物块与斜面间的动摩擦因数为μ，物块的质量为m ，则物块在上滑过程中，根据动能定理：k00()f E mg F x -=-+，同理，下滑过程中，由动能定理可得：k00()f E F mg x -=-，故C 正确；ABD 错误．5. （2017浙江卷）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.不计火星质量的变化，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:火箭匀速下降过程中.动能不变.重力势能减小，故机械能减小，A 错误.火箭在减速下降时,携带的检测仪器受到的支持力大于自身重力力.故处在超重状态.B 错误.由功能关系知,合力做功等于火箭动能变化.而除重力外外的其他力做功之和等于机械能变化，故C 错误.火箭着地时,加速度向上,所以火箭对地面的作用力大子自身重力，D 正确.6.（2017江苏卷）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60°变为120°，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32mg B. A 的动能最大时，B 受到地面的支持力等于32mgC. 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32mgL 答案:AB解析：本题考查超失重、物体的平衡、力与运动、机械能守恒定律.在A 的动能达到最大前，A 向下加速运动，此时A 处于失重状态，则整个系统对地面的压力小于3mg ，即地面对B 的支持力小于mg 23，A 项正确；当A 的动能最大时，A 的加速度为零，这时系统既不失重，也不超重，系统对地面的压力等于3mg ，即B 受到地面的支持力等于mg 23，B 项正确；当弹簧的弹性势能最大时，A 减速运动到最低点，此时A 的加速度方向竖直向上，C 项错误；由机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能最大值等于A 的重力势能的减少量，即为mgL L L mg 213)60cos 30cos (-=- ，D 项错误.7.（2017全国卷Ⅰ）一质量为8.00×104 kg 的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m 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%.答案:（1）（1）4.0×108 J 2.4×1012 J （2）9.7×108 J 解析：(1)飞船着地前瞬间的机械能为20k 021mv E =① 式中，m 和0v 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8k 0104.0⨯=E J ②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mgh mv E h h +=221 ③ 式中，v h 是飞船在高度1.6×105 m 处的速度大小.由③式和题给数据得122.410J h E =⨯ ④（2）飞船在高度h' =600 m 处的机械能为21 2.0()2100h h E m v mgh ''=+ ⑤ 由功能原理得0h W E E '=- ⑥式中，W 是飞船从高度600 m 处至着地瞬间的过程中克服阻力所做的功.由②⑤⑥式和题给数据得W =9.7×108 J ⑦8.（2017全国卷Ⅱ）如图，两水平面（虚线）之间的距离为H ，其间的区域存在方向水平向右的匀强电场.自该区域上方的A 点将质量为m 、电荷量分别为q 和–q （q >0）的带电小球M 、N 先后以相同的初速度沿平行于电场的方向射出.小球在重力作用下进入电场区域，并从该区域的下边界离开.已知N 离开电场时的速度方向竖直向下；M 在电场中做直线运动，刚离开电场时的动能为N 刚离开电场时动能的1.5倍.不计空气阻力，重力加速度大小为g .求（1）M 与N 在电场中沿水平方向的位移之比； （2）A 点距电场上边界的高度； （3）该电场的电场强度大小.答案：（1）3:1 （2）13H （3）2mg E q = 解析：（1）设带电小球M 、N 抛出的初速度均为v 0，则它们进入电场时的水平速度仍为v 0；M 、N 在电场中的运动时间t 相等，电场力作用下产生的加速度沿水平方向，大小均为a ，在电场中沿水平方向的位移分别为s 1和s 2,由运动公式可得v 0–at =0①21012s v t at =+②22012s v t at =-③联立①②③解得：12:3:1s s =④（2）设A 点距离电场上边界的高度为h ，小球下落h 时在竖直方向的分速度为v y ，则；22y v gh =⑤212y H v t gt =+⑥ 因为M 在电场中做匀加速直线运动，则01y v s v H=⑦ 由①②⑤⑥⑦可得h =13H ⑧ (3)设电场强度的大小为E ，小球M 进入电场后做直线运动，则⑨设M 、N 离开电场时的动能分别为E k1、E k2，由动能定理得1220k 1)(21qEs mgH v v m E y +++=⑩ 2220k 2)(21qEs mgH v v m E y -++=由已知条件k 2k 1 1.5E E =联立④⑤⑦⑧⑨⑩式得 qmgE 2=9. （2017浙江卷）图中给出一段“S ”形单行盘山公路的示意图，弯道1、弯道2可看作两个不同水平面上的圆弧，圆心分别为21,O O ，弯道中心线半径分别为m r m r 20,1021==，弯道2比弯道1高m h 12=，有一直道与两弯道圆弧相切.质量kg m 1200=的汽车通过弯道时做匀速圆周运动，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是车重的1.25倍，行驶时要求汽车不打滑.（sin37°=0.6，sin53°=0.8） （1）求汽车沿弯道1中心线行驶时的最大速度1v ；（2）汽车以1v 进入直道，以kW P 30=的恒定功率直线行驶了s t 0.8=，进入弯道2，此时速度恰为通过弯道2中心线的最大速度，求直道上除重力以外的阻力对汽车做的功；（3）汽车从弯道1的A 点进入，从同一直径上的B 点驶离，有经验的司机会利用路面宽度，用最短时间匀速安全通过弯道，设路宽m d 10=，求此最短时间（A 、B 两点都在轨道的中心线上，计算时视汽车为质点 ）. 答案:（1）s m v /551=（2）J W f 4101.2⨯-=（3）s t 8.1'=解析:（1）弯道1的最大速度v 1，有： 121r vm k m g =得s m kgr v /5511==（2）弯道2的最大速度v 2，有： 222r vm kmg = 得s m kgr v /10521==直道上由动能定理有：21222121mv mv W mgh t p f -=+-⨯ 代入数据可得J W f 4101.2⨯-=(3)gr v mg r mv 25.125.1/2=⇒=可知r 增大v 增大，r 最大，切弧长最小，对应时间最短，所以轨迹设计应如下图所示由图可以得到21212)]2('['d r r r r --+=代入数据可以得到r ’=12.5m 汽车沿着该路线行驶的最大速度s m kgr v /5.12''==则对应的圆心角度2=106θ由1sin 0.8r r θ=='线路长度106223.1m 360s r '=⨯=π 最短时间s v st 8.1''==.。
高三物理机械能守恒试题答案及解析
高三物理机械能守恒试题答案及解析1.如图所示，竖直平面内的3/4圆弧形光滑管道半径略大于小球半径，管道中心到圆心距离为R，A端与圆心O等高，AD为水平面，B点在O点的正下方，一小球自A点正上方由静止释放，自由下落至A点进入管道，当小球到达B点时，管壁对小球的弹力大小为小球重力的9倍．求：（1）小球到B点时的速度；（2）释放点距A的竖直高度；（3）落点C与A的水平距离。
【答案】（1）2（2）（3）【解析】（1）设小球到达B点的速度为，因为到达B点时管壁对小球的弹力大小为小球重力=2大小的9倍，所以有：解得:v1（2）由机械能守恒定律得∴（3）设小球到达最高点的速度为，落点C与A的水平距离为由机械能守恒定律得由平抛运动规律得，由此可解得【考点】考查了圆周运动，机械能守恒，平抛运动2.特战队员在进行素质训练时，抓住一端固定在同一水平高度的不同位置的绳索，从高度一定的平台由水平状态无初速开始下摆，如图所示，在到达竖直状态时放开绳索，特战队员水平抛出直到落地。
不计绳索质量和空气阻力，特战队员可看成质点。
下列说法正确的是A．绳索越长，特战队员落地时的水平位移越大B．绳索越长，特战队员在到达竖直状态时绳索拉力越大C．绳索越长，特战队员落地时的水平速度越大D．绳索越长，特战队员落地时的速度越大【答案】C【解析】据题意，特战队员随绳摆动到最低点后做平抛运动，设绳子长度为，平抛运动的高度为，起点到地面总高度为,且有；当下摆到最低点时速度由机械能守恒定律得：，平抛后运动时间为：，特战队员落地时水平位移为：，由此可知，特战队员的水平位移有绳长和平抛高度决定，如果绳越长，虽然平抛速度越大，但高度就越低，平抛运动的时间久越短，则水平位移不一定就越大，故选项A错误；据可知，不管绳有多长，摆到最低点时绳子拉力均不变，故选项B错误；由于落地水平速度等于摆到最低点的速度，即，则绳越长，水平速度越大，选项C正确；由机械能守恒定律可知，由于总高度不变，特战队员落地速度不变，故选项D错误。
2020届高考物理专题练习：机械能及其守恒定律含答案
2020高考物理专题练习：机械能及其守恒定律含答案**机械能及其守恒定律**一、选择题1、如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球．在水平拉力F的作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点．在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是()A．逐渐增大B．逐渐减小C．先增大，后减小D．先减小，后增大解析：选A.因小球速率不变，所以小球以O点为圆心做匀速圆周运动，受力如图所示，因此在切线方向上应有：mgsin θ＝Fcos θ，得F＝mgtan θ.则拉力F的瞬时功率P ＝F·v cos θ＝mgv·sin θ.从A运动到B的过程中，拉力的瞬时功率随θ的增大而增大，A项正确．2、我国高铁技术处于世界领先水平．和谐号动车组是由动车和拖车编组而成的，提供动力的车厢叫动车，不提供动力的车厢叫拖车．假设动车组各车厢质量均相等，动车的额定功率都相同，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比．某列动车组由8节车厢组成，其中第1、5节车厢为动车，其余为拖车，则该动车组()A．启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反B ．做匀加速运动时，第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为3∶2C ．进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的速度成正比D ．与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为1∶2解析：选BD.启动时，动车组做加速运动，加速度方向向前，乘客受到竖直向下的重力和车厢对乘客的作用力，由牛顿第二定律可知，这两个力的合力方向向前，所以启动时乘客受到车厢作用力的方向一定倾斜向前，选项A 错误．设每节车厢质量为m ，动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比，则有每节车厢所受阻力f ＝kmg.设动车组匀加速直线运行的加速度为a ，每节动车的牵引力为F ，对8节车厢组成的动车组整体，由牛顿第二定律，2F －8f ＝8ma ；设第5节车厢对第6节车厢的拉车为F 5，隔离第6、7、8节车厢，把第6、7、8节车厢作为整体进行受力分析，由牛顿第二定律得，F 5－3f ＝3ma ，解得F 5＝3F 4；设第6节车厢对第7节车厢的拉力为F 6，隔离第7、8节车厢，把第7、8节车厢作为整体进行受力分析，由牛顿第二定律得，F 6－2f ＝2ma ，解得F 6＝F 2；第5、6节车厢与第6、7节车厢间的作用力之比为F 5∶F 6＝3F 4∶F 2＝3∶2，选项B 正确．关闭发动机后，动车组在阻力作用下滑行，由匀变速直线运动规律，滑行距离x ＝v 22a ′，与关闭发动机时速度的二次方成正比，选项C 错误．设每节动车的额定功率为P ，当有2节动车带6节拖车时，2P ＝8f·v 1m ；当改为4节动车带4节拖车时，4P ＝8f·v 2m ，联立解得v 1m ∶v 2m ＝1∶2，选项D 正确．3、(多选)如图所示为一滑草场．某条滑道由上、下两段高均为h ，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．则( )A ．动摩擦因数μ＝67B．载人滑草车最大速度为2gh 7C．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为3 5g解析：选AB.由题意根据动能定理有，2mgh－W f＝0，即2mgh－μmg cos45°·hsin 45°－μmg cos 37°·hsin 37°＝0，得动摩擦因数μ＝67，则A项正确；载人滑草车克服摩擦力做的功为W f＝2mgh，则C项错误；载人滑草车在上下两段的加速度分别为a1＝g(sin 45°－μcos 45°)＝214g，a2＝g(sin 37°－μcos 37°)＝－335g，则载人滑草车在上下两段滑道上分别做加速运动和减速运动，则在上段底端时达到最大速度v，由运动学公式有2a1hsin 45°＝v2得，v＝2a1hsin 45°＝2gh7，故B项正确，D项错误．4、在有大风的情况下，一小球自A点竖直上抛，其运动轨迹如图所示(小球的运动可看做竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加速直线运动的合运动)，小球运动轨迹上的A、B两点在同一水平直线上，M点为轨迹的最高点．若风力的大小恒定，方向水平向右，小球在A点抛出时的动能为4 J，在M点时它的动能为2 J，落回到B点时动能记为E kB，小球上升时间记为t1，下落时间记为t2，不计其他阻力，则()A．x1∶x2＝1∶3B．t1<t2C．E kB＝6 J D．E kB＝12 J解析：选AD.由小球上升与下落时间相等即t1＝t2得，x1∶(x1＋x2)＝1∶22＝1∶4，即x1∶x2＝1∶3，A正确，B错误；A→M应用动能定理得－mgh＋W1＝12m v2M－12m v2，①竖直方向有v2＝2gh ②①②式联立得W1＝2 JA→B风力做功W2＝4W1＝8 J，A→B由动能定理W2＝E kB－E kA，可求得E kB＝12 J，C错误，D正确．5、如图所示，竖直平面内的半圆形光滑轨道，其半径为R，小球A、B质量分别为m A、m B，A和B之间用一根长为l(l<R)的轻杆相连，从图示位置由静止释放，球和杆只能在同一竖直面内运动，下列说法正确的是()A．若m A<m B，B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同B．若m A>m B，B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同C．在A下滑过程中轻杆对A做负功，对B做正功D．A在下滑过程中减少的重力势能等于A与B增加的动能解析：选C.选轨道最低点为零势能点，根据系统机械能守恒条件可知A和B组成的系统机械能守恒，如果B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同，则有m A gh－m B gh＝0，则有m A＝m B，故选项A、B错误；小球A下滑、B上升过程中小球B机械能增加，则小球A机械能减少，说明轻杆对A做负功，对B做正功，故选项C正确；A下滑过程中减少的重力势能等于B上升过程中增加的重力势能和A与B增加的动能之和，故选项D错误．6、某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关．现在将这个娱乐项目进行简化，假设参与者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器．若参与者仍在刚才的抛出点，沿A、B、C、D四个不同的光滑轨道分别以速率v抛出小球，如图所示．则小球能够击中触发器的可能是()如图：解析：选CD.竖直上抛时小球恰好击中触发器，则由－mgh＝0－12m v2，h＝2R得v＝2gR.沿图A中轨道以速率v抛出小球，小球沿光滑圆弧内表面做圆周运动，到达最高点的速率应大于或等于gR，所以小球不能到达圆弧最高点，即不能击中触发器．沿图B中轨道以速率v抛出小球，小球沿光滑斜面上滑一段后做斜抛运动，最高点具有水平方向的速度，所以也不能击中触发器．图C及图D 中小球在轨道最高点速度均可以为零，由机械能守恒定律可知小球能够击中触发器．7、(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连，弹簧水平且处于原长．圆环从A处由静止开始下滑，经过B处的速度最大，到达C处的速度为零，AC＝h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v，恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内，重力加速度为g.则圆环()A．下滑过程中，加速度一直减小B．下滑过程中，克服摩擦力做的功为14m v2C．在C处，弹簧的弹性势能为14m v2－mghD．上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度解析：选BD.圆环下落时，先加速，在B位置时速度最大，加速度减小至0，从B到C圆环减速，加速度增大，方向向上，选项A错误．圆环下滑时，设克服摩擦力做功为W f，弹簧的最大弹性势能为ΔE p，由A到C的过程中，根据功能关系有mgh＝ΔE p＋W f，由C到A的过程中，有12m v2＋ΔEp＝W f＋mgh，联立解得W f＝14m v2，ΔEp＝mgh－14m v2，选项B正确，选项C错误．设圆环在B位置时，弹簧弹性势能为ΔE p′，根据能量守恒，A到B的过程有12m v2B＋ΔE p′＋W′f＝mgh′，B到A的过程有12m v′2B＋ΔE p′＝mgh′＋W′f，比较两式得v′B>v B，选项D正确．8、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．从A点运动到O点，小孩重力势能的减少量大于动能的增加量B．从O点运动到B点，小孩动能的减少量等于蹦床弹性势能的增加量C．从A点运动到B点，小孩机械能的减少量小于蹦床弹性势能的增加量D．从B点返回到A点，小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量解析：选AD.小孩从A点运动到O点，由动能定理可得mghAO －W弹1＝ΔEk1，选项A正确；小孩从O点运动到B点，由动能定理可得mghOB －W弹2＝ΔEk2，选项B错误；小孩从A点运动到B点，由功能关系可得－W弹＝ΔE机1，选项C错误；小孩从B点返回到A点，弹性绳和蹦床的弹性势能转化为小孩的机械能，则知小孩机械能的增加量大于蹦床弹性势能的减少量，选项D正确．9、滑沙是国内新兴的，也是黄金海岸独有的旅游项目，深受游客欢迎．如图所示，某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，速度为v，设人下滑时所受阻力恒定不变，沙坡长度为L，斜面倾角为θ，人的质量为m，滑沙板质量不计，重力加速度为g.则()A．人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端所受阻力做的功为mgLsin θ－12m v2B．人沿沙坡下滑时所受阻力的大小为mgsin θ－m v2 2LC．人沿沙坡斜面的顶端下滑到底端重力做的功为mgLD．人在下滑过程中重力功率的最大值为mg v sin θ解析：选BD.某人坐在滑沙板上从沙坡斜面的顶端由静止沿直线下滑到斜面底端时，由动能定理可得：mgLsin θ＋W f＝12m v2，则Wf＝12m v2－mgLsin θ，故选项A错误；W f＝－fL＝12m v2－mgLsin θ，解得：f＝mgsin θ－m v22L，故选项B正确；人从沙坡斜面的顶端下滑到底端，重力做的功为mgLsin θ，故选项C错误；人在下滑过程中重力功率的最大值为mg v sin θ，故选项D正确．二、非选择题我国将于2022年举办冬奥会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一．如图所示，质量m＝60 kg的运动员从长直助滑道AB的A处由静止开始以加速度a＝3.6 m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端B时速度v B＝24 m/s，A与B的竖直高度差H＝48 m，为了改变运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧．助滑道末端B与滑道最低点C的高度差h＝5 m，运动员在B、C间运动时阻力做功W＝－1 530 J，取g＝10 m/s2.(1)求运动员在AB段下滑时受到阻力F f的大小；(2)若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，则C点所在圆弧的半径R至少应为多大．解析：(1)运动员在AB段做初速度为零的匀加速运动，设AB的长度为x，则有v2B＝2ax ①由牛顿第二定律有mg Hx－F f＝ma ②联立①②式，代入数据解得F f＝144 N．③(2)设运动员到C点时的速度为v C，在由B处运动到达C点的过程中，由动能定理有mgh＋W＝12m v2C－12m v2B④设运动员在C点所受的支持力为F N，由牛顿第二定律有F N－mg＝m v2CR⑤由运动员能够承受的最大压力为其所受重力的6倍，联立④⑤式，代入数据解得R＝12.5 m.答案：(1)144 N(2)12.5 m。
专题6机械能(解析版)-高三名校物理试题解析分项汇编(浙江版)
（精心整理，诚意制作）浙江理综卷物理部分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，还是命题思路和发展趋向方面都不同于其他省市的地方卷。
为了给浙江考区广大师生提供一套专属自己的复习备考资料，学科网物理解析团队的名校名师们精心编写了本系列资料。
本资料以浙江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浙江考区具有借鉴价值的典型题，优化组合，合理编排，极限命制。
专题6 机械能一、单项选择题1．【20xx•浙江省效实中学高三上学期期中】设汽车在启动阶段所受阻力恒定并做匀加速直线运动，则在这过程中（）A．牵引力增大，功率增大B．牵引力不变，功率增大C．牵引力增大，功率不变D．牵引力不变，功率不变2．【20xx•浙江省湖州中学高三上学期期中考试】用力将重物竖直提起，先由静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升。
如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则（）A．加速过程中拉力做的功比匀速过程中拉力做的功多B．匀速过程中拉力做的功比加速过程中拉力做的功多C．两过程中拉力做的功一样多 D．上述三种情况都有可能3．【20xx •浙江省湖州中学高三上学期期中考试】如图所示，轻绳的一端固定在O 点，另一端系一质量为m 的小球（可视为质点）。
当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时，通过传感器测得轻绳拉力T 、轻绳与竖直线OP 的夹角θ满足关系式T=a+bcos θ，式中a 、b 为常数。
若不计空气阻力，则当地的重力加速度为（ ）A ．2b mB ．2b mC ．3b mD ．3b m4、【20xx•浙江省××市南马高级中学高三9月月考】如图所示，已知物体与三块材料不同的地毯间的动摩擦因数分别为μ、2μ和3μ，三块材料不同的地毯长度均为L，并排铺在水平地面上，该物体以一定的初速度v0从a点滑上第一块，则物体恰好滑到第三块的末尾d点停下来，物体在运动中地毯保持静止．若让物体从d点以相同的初速度水平向左运动，则物体运动到某一点时的速度大小与该物体向右运动到该位置的速度大小相等，则这一点是( )A．a点B．b点 C．c点 D．d点5．【20xx•浙江省××市八校高三上学期第二次联考】如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置．当太阳光照射到小车上方的光电板时，光电板中产生的电流经电动机带动小车前进．若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶，经过时间t前进的距离为s，且速度达到最大值v m.设这一过程中电动机的功率恒为P，小车所受阻力恒为F，那么这段时间内A．小车做匀加速运动 B．小车受到的牵引力逐渐增大C．小车受到的合外力所做的功为Pt D．小车受到的牵引力做的功为Fs＋12mv2m6. 【20xx•浙江省××市八校高三上学期第二次联考】如图所示，物体A、B通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开始时细绳伸直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上．放手后物体A下落，与地面即将接触时速度为v，此时物体B仍静止于地面但对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是A．物体A下落过程中的任意时刻，加速度不会为零 B．此时弹簧的弹性势能等于mgh＋1 2mv2C．此时物体B处于超重状态 D．此过程中物体A的机械能变化量为mgh-12mv2考点：牛顿定律及能量守恒。
物理三轮冲刺练：六机械能(含详解,重温3年真题)
专题六机械能高考试题考点一功和功率★★★1.(2013年浙江理综，17,6分）如图所示，水平木板上有质量m=1.0 kg 的物块,受到随时间t变化的水平拉力F作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力F f的大小。
取重力加速度g=10 m/s2。
下列判断正确的是（)A.5 s内拉力对物块做功为零B。
4 s末物块所受合力大小为4.0 NC。
物块与木板之间的动摩擦因数为0.4D.6 s～9 s内物块的加速度大小为2。
0 m/s2解析:由F f t图像知物块所受的最大静摩擦力为4 N，滑动摩擦力为3 N,4 s末物块所受的合力为零,则选项B错误;因前4 s内物块处于静止状态，5 s内物块的位移即第5 s内物块的位移不为零，则5 s内拉力对物块所做的功不为零,故选项A错误;由4 s之后的运动情况判断其受滑动摩擦力F f=μmg=3 N,得μ=0.3,选项C错误;6 s～9 s内物块所受的合力为F—F f=5 N—3 N=2 N，由F合=ma，得物块的加速度大小a=2。
0 m/s2,故选项D正确。
答案:D点评：本题考查对静摩擦力、滑动摩擦力大小的计算,牛顿第二定律及做功的条件的掌握程度，能利用F t图像准确分析物体在不同阶段的运动情况及受力情况，难度中等.2.（2012年江苏卷,3，3分)如图所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球。
在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点. 在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是（)A.逐渐增大B。
逐渐减小C。
先增大,后减小 D。
先减小，后增大解析:因小球速率不变，所以小球以O为圆心做匀速圆周运动。
受力如图所示，设细线与竖直方向的夹角为θ，在切线方向上有：mgsin θ=Fcos θ,F=mgtan θ，则拉力F的瞬时功率为P=F·vcos θ=mgvsin θ。
从A运动到B的过程中，拉力的瞬时功率随θ的增大而增大.故选项A正确。
答案:A3.（2011年江苏卷,4,3分）如图所示，演员正在进行杂技表演.由图可估算出他将一只鸡蛋抛出的过程中对鸡蛋所做的功最接近于（）A.0。
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析1.利用气垫导轨验证机械能守恒定律，实验装置如图所示，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与一质量为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作滑块通过B点时的瞬时速度，实验时滑块在A处由静止开始运动。
⑴用游标卡尺测量遮光条的宽度b，结果如图所示，由此读出b=mm；⑵滑块通过B点的瞬时速度可表示为；⑶某次实验测得倾角，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ΔEk=，系统的重力势能减少量可表示为ΔEp=，在误差允许的范围内，若ΔEk = ΔEp则可认为系统的机械能守恒；⑷在上次实验中，某同学改变A、B间的距离，作出的图象如图所示，并测得M=m，则重力加速度g＝m/s2。
【答案】⑴3.85mm⑵⑶，⑷ 9.6【解析】⑴游标卡尺的读数为：⑵因为滑块比较小，通过光电门的平均速度可看做瞬时速度，即通过B的速度为⑶系统动能增加量可表示为系统的重力势能减少量可表示为（4）根据机械能守恒可得即，代入数据可得【考点】验证机械能守恒定律2.(9分)如图示，竖直平面内一光滑水平轨道左边与墙壁对接，右边与一足够高的1/4光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、B静置于光滑水平轨道上，A、B质量分别为1.5kg和0.5kg。
现让A以6m/s的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为0.3s，碰后速度大小变为4m/s。
当A 与B碰撞后会立即粘在一起运动，已知g=10m/s2求：①A与墙壁碰撞过程中，墙壁对小球平均作用力的大小；②A、B滑上圆弧轨道的最大高度。
【答案】①②h=0.45m【解析】①设水平向右为正方向，当A与墙壁碰撞时根据动能定理有：. ........ 2分解得方向水平向左. …… 2分②当A与B碰撞时，设碰撞后两物体的速度为v，根据动量守恒定律有…… …. 2分A B在光滑圆形轨道上升时，机械能守恒，由机械能守恒定律得…… .. 2分解得h=0.45m …… ..1分【考点】本题考查动量定理、动量守恒、机械能守恒3.下列关于机械能守恒的说法中，正确的是A．若只有重力做功，则物体机械能一定守恒B．若物体的机械能守恒，一定是只受重力C．作匀变速运动的物体机械能可能守恒D．物体所受合外力不为零，机械能一定守恒【答案】AC【解析】若只有重力做功，则物体机械能一定守恒; 若物体的机械能守恒，物体不一定是只受重力，也许受其它力，但其它力做功的代数和为零；作匀变速运动的物体，如果除重力外的其它力做功为零，则机械能可能守恒；物体所受合外力不为零，但是如果除重力外的其它力做功不为零，则机械能也不一定守恒。
高考物理复习机械能守恒定律专题练习(附答案)
高考物理复习机械能守恒定律专题练习（附答案）在只要重力或系统内弹力做功的物体系统内，物体系统的动能和势能发作相互转化，但机械能的总量坚持不变。
以下是查字典物理网整理的2021高考物理温习机械能守恒定律专题练习，请考生及时练习。
1.本实验中，除铁架台、夹子、高压交流电源、纸带和重物外，还需选用的仪器是()A.秒表B.刻度尺C.天平D.打点计时器2.在验证机械能守恒定律的实验中(1)不需测量或计算的物理量是()A.下落高度B.瞬时速度C.重物质量D.时间(2)由于打点计时器两限位孔不在同一竖直线上，使纸带经过时遭到了较大的阻力，这样会招致实验结果mgh________mv2(选填或).3.在一次验证机械能守恒定律实验中，质量m=1 kg 的重物自在下落，在纸带上打出一系列的点，如图1所示(打点距离为0.02 s)，单位cm.那么(1)纸带的________端与重物相连;(2)打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=________;(3)从终点O到打下计数点B的进程中重力势能减大批是Ep=________.此进程中物体动能的添加量Ek=________(g取9.8 m/s2);(4)经过计算，数值上Ep________Ek(填、=或)，这是由于__________________________________;(5)实验的结论是___________________________________________________ _____________________________________________________ _____________________.4.在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器打点距离为T，某一组同窗失掉了一条如图2所示的纸带，在填写实验报告时甲、乙两个同窗选择了不同的数据处置方法：图2甲同窗测出了C点到第一点O的距离hOC，应用v=2ghOC计算失掉了C点的速度，然后验证mghOC与mv相等.乙同窗测出了A、B、C、D各点到第一点O的距离hA、hB、hC、hD，应用vB=、vC=计算B、C点的速度，然后验证了mg(hC-hB)与mv-mv能否相等.请你对甲乙两位同窗的做法逐一剖析，不合理之处提出完善方法.5.在用自在落体法验证机械能守恒定律的实验中，失掉如图3所示的一条纸带.起始点O到A、B、C、D、E各点的距离区分为hA、hB、hC、hD、hE.假设重物的质量为m，打点计时器所用电源的频率为f，那么在打B、D两点时，重物的速度vB=________，vD=________.假设选择起始点的位置为零势能参考点，那么在打B、D两点时重物的机械能EB=________，ED=________，假定EB________ED，那么说明重物在下落进程中机械能守恒.6.在验证机械能守恒定律的实验中，应用重物拖着纸带自在下落经过打点计时器并打出一系列的点，对纸带上的点迹停止测量剖析，即可验证机械能守恒定律.(1)正确停止实验操作，从打出的纸带中选出契合要求的纸带，如图4所示.图中O点为打点起始点，且速度为零.选取纸带上打出的延续点，标上A、B、C测得其中E、F、G 点距打点起始点O的距离区分为h1、h2、h3.重物的质量为m，外地重力减速度为g，打点计时器的打点周期为T.为验证此实验进程中机械能能否守恒，需求计算出从打下O点到打下F点的进程中，重物重力势能的减大批Ep=________，动能的添加量Ek=________.(用题中所给字母表示)(2)以各点到起始点的距离h为横坐标，以各点速度的平方v2为纵坐标树立直角坐标系，用实验测得的数据绘出v2-h 图象，如图5所示：由v2-h图线求得重物下落的减速度g=________m/s2.(结果保管三位有效数字)7.在验证机械能守恒定律的实验中，打点计时器所用电源的频率为50 Hz，查妥外地的重力减速度g=9.80 m/s2，某同窗选择了一条理想的纸带，用刻度尺测量时各计数点对应刻度尺上的读数如图6所示，图中O点是打点计时器打出的第一个点，A、B、C、D区分是每打两个点取出的计数点.依据以上数据，重物由O点运动到B点时，重物质量为m(kg).求：(1)重力势能的减大批为多少?(2)动能的添加量是多少?(3)依据计算的数据可得出什么结论?发生误差的主要缘由是什么?参考答案1.BD[ 测量下落高度需用刻度尺，打点计时器打出纸带并能标识时间，选B、D.]2.(1)C (2)解析 (1)本实验需求验证mgh与mv2的关系，所以不需求测量重物质量m，C正确.(2)重物在下落进程中克制阻力做功，使减小的重力势能不能完全转化为动能，所以mghmv2.3.(1)O (2)0.98 m/s (3)0.49 J 0.48 J (4) 重物和纸带下落时遭到阻力作用 (5)在实验误差允许的范围内，重力势能的减大批等于动能的添加量解析 (1)纸带释放时速度较小，打点较密，先打距重物近的一侧，故O端与重物相连.(2)B点速度vB== cm/s=0.98 m/s(3)从O点到打B点，重力势能减大批Ep=mghB=19.80.0501 J=0.49 J动能添加量mv=0.48 J;(4)由(3)中计算结果知EpEk，由于重物和纸带下落时遭到阻力作用;(5)由(3)中计算结果可知，在实验误差允许的范围内，机械能守恒.4.甲同窗选择从O到C段验证机械能守恒，计算C点的速度用v=2ghOC的话，犯了用机械能守恒定律去验证机械能守恒的错误.计算vC可以选择vC=.乙同窗选择了从B到C段验证机械能守恒，由于BC较近，形成误差偏大，选择BD段相对较为适宜.5.f f mf2(hC-hA)2-mghBmf2(hE-hC)2-mghD =解析依据纸带上瞬时速度的计算方法，得vB==f，vD==f 打B点时，重物的动能和重力势能区分为EkB=mv=m2=mf2(hC-hA)2EpB=-mghB.此时重物的机械能EB=EkB+EpB=mf2(hC-hA)2-mghB，同理EkD=mv=mf2(hE-hC)2，EpD=-mghD，ED=mf2(hE-hC)2-mghD假设EB=ED，那么说明重物在下落进程中机械能守恒.6.(1)mgh2(2)9.71(9.64～9.77均可)解析 (1)从打下O点到打下F点的进程中，重物重力势能的减大批Ep=mgh2，vF=动能的添加量Ek=mv=.(2)由mv2=mgh可得：v2=2gh，由v2-h图线可求得：图线的斜率k=19.42由k=2g可得：物体下落的减速度g=9.71 m/s2.7.(1)1.91m J (2)1.86m J (3)见地析解析 (1)重力势能的减大批为Ep减=mghOB=m9.80.195=1.91m (J)(2)重锤下落到B点时的速度vB== m/s=1.94 m/s所以重锤从末尾下落到B点添加的动能为Ek增=mv=m(1.94)2=1.88m (J)(3)从(1)(2)中计算的数据得出在实验误差允许的范围内重锤增加的重力势能等于其添加的动能，机械能守恒.重锤增加的重力势能略大于其添加的动能的缘由是：重锤在下落时要遭到阻力作用(打点计时器对纸带的摩擦力，空气阻力)，克制阻力做功.2021高考物理温习机械能守恒定律专题练习及解析的全部内容就分享到这里，希望考生效果可以时时有提高。
高三物理机械能守恒定律试题答案及解析
高三物理机械能守恒定律试题答案及解析1.（10分）光滑水平面上静置两个小木块A和B，其质量分别为mA ＝150g、mB＝200g，它们中间用一根轻质弹簧相连，弹簧处于原长状态。
一颗水平飞行的子弹质量为m＝50g，以v＝400m／s的速度在极短时间内打入木块A并镶嵌在其中，求系统运动过程中弹簧的最大弹性势能。
【答案】500J【解析】取子弹和木块A为研究对象，根据动量守恒定律得出取子弹和木块A、B为研究对象，根据动量守恒定律得出根据能量守恒可得【考点】本题考查了动量守恒定律和能量守恒定律2.关于动能，下列说法中正确的是（）A．动能是机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能B．公式Ek=中，速度v是物体相对地面的速度，且动能总是正值C．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D．动能不变的物体，一定处于平衡状态【答案】AC【解析】动能的计算式为EK=mV2，物体的质量和速度的大小都可以引起物体动能的变化，它是没有方向的，它是标量解：A、动能就是物体由于运动而具有的能量，是普遍存在的机械能中的一种基本形式，凡是运动的物体都有动能，所以A正确．B、物体的动能是没有方向的，它是标量，速度v是物体相对参考平面的速度，所以B错误．C、对于一定质量的物体，动能变化时，速度一定变化的，但速度变化时，动能不一定变化，所以C正确D、动能不变的物体，可以是物体速度的大小不变，但速度的方向可以变化，比如匀速圆周运动，此时的物体并不一定是受力平衡状态，所以D错误．故选：AC【点评】本题考查的是学生对动能的理解，由于动能的计算式中是速度的平方，所以速度变化时，物体的动能不一定变化3.斜面倾角为60°，长为3L，其中AC段、CD段、DB段长均为L，一长为L，质量均匀分布的长铁链，其总质量为M，用轻绳拉住刚好使上端位于D点，下端位于B点，铁链与CD段斜面的动摩擦因数，斜面其余部分均可视为光滑，现用轻绳把铁链沿斜面全部拉到水平面上，人至少要做的功为A．B．C．D．【答案】D【解析】试题分析: 拉力做功最小时，铁链重心到达水平面时的速度刚好为零，从开始拉铁链到铁链的重心到达水平面的过程中运用动能定理得：，解得：，故D 正确．故选D 。
高考物理第一轮复习限时规范训练：机械能守恒定律及其应用(解析版)
一轮复习限时规范训练机械能守恒定律及其应用一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～7题有多项符合题目要求．1、关于机械能守恒，下列说法中正确的是( )A．物体做匀速运动，其机械能肯定守恒B．物体所受合力不为零，其机械能肯定不守恒C．物体所受合力做功不为零，其机械能肯定不守恒D．物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动，其机械能削减答案:D解析:物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应的增加或削减，选项A错误；物体仅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，选项B、C错误；物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动时，物体肯定受到一个与运动方向相反的力的作用，此力对物体做负功，物体的机械能削减，故选项D正确．2．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装肯定滑轮，小物块A，B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A，B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A．速率的改变量不同B．机械能的改变量不同C．重力势能的改变量相同D．重力做功的平均功率相同答案:D解析:由题意依据力的平衡有m A g＝m B g sin θ，所以m A＝m B sin θ.依据机械能守恒定律mgh＝12mv2，得v＝2gh，所以两物块落地速率相等，选项A错误；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能改变量都为零，选项B错误；依据重力做功与重力势能改变的关系，重力势能的改变为ΔE p＝－W G＝－mgh，所以E p A＝m A gh＝m B gh sin θ，E p B＝m B gh，选项C错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的平均功率为P A＝m A g·v2，B重力的平均功率P B＝m B g·v2sin θ，因为m A＝m B sin θ，所以PA＝P B，选项D正确．3．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，物体机械能随时间改变关系是( )A B C D答案:C解析:物体受恒力加速上升时，恒力做正功，物体的机械能增大，又因为恒力做功为W＝F·12at2，与时间成二次函数关系，选项A、B两项错误；撤去恒力后，物体只受重力作用，所以机械能守恒，D项错误，C项正确．4．如图所示，粗细匀称、两端开口的U形管内装有同种液体，起先时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流淌，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为( )A．18gh B．16ghC．14gh D．12gh答案:A解析:设管子的横截面积为S ，液体的密度为ρ.打开阀门后，液体起先运动，不计液体产生的摩擦阻力，液体机械能守恒，液体削减的重力势能转化为动能，两边液面相平常，相当于右管12h 高的液体移到左管中，重心下降的高度为12h ，由机械能守恒定律得ρ·12hS ·g ·12h ＝12ρ·4hS ·v 2，解得，v ＝gh8.选项A 正确．5．如图所示，一质量为m 的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O 点，另一端与该小球相连．现将小球从A 点由静止释放，沿竖直杆运动到B 点，已知OA 长度小于OB 长度，弹簧处于OA ，OB 两位置时弹力大小相等．在小球由A 到B 的过程中( )A ．加速度等于重力加速度g 的位置有两个B ．弹簧弹力的功率为零的位置有两个C ．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功D ．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离答案:AC解析:在运动过程中A 点为压缩状态，B 点为伸长状态，则由A 到B 有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直，加速度为g ；当弹簧与杆垂直时小球加速度为g .则有两处加速度为g ，故A 项正确；在A 点速度为零，弹簧弹力功率为0，弹簧与杆垂直时弹力的功率为0，有一位置的弹力为0，其功率为0，共3处，故B 项错误；因A 点与B 点弹簧的弹性势能相同，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功，故C 项正确；因小球对弹簧做负功时弹力大，则弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离大于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离，故D 项错误．6．如图所示，滑块A ，B 的质量均为m ，A 套在固定竖直杆上，A ，B 通过转轴用长度为L 的刚性轻杆连接，B 放在水平面上并紧靠竖直杆，A ，B均静止．由于微小扰动，B起先沿水平面对右运动．不计一切摩擦，滑块A，B视为质点．在A下滑的过程中，下列说法中正确的是( ) A．A，B组成的系统机械能守恒B．在A落地之前轻杆对B始终做正功C．A运动到最低点时的速度为2gLD．当A的机械能最小时，B对水平地面的压力大小为2mg答案:AC解析:A，B组成的系统中只有动能和势能相互转化，故A、B组成的系统机械能守恒，选项A正确；分析B的受力状况和运动状况：B先受到竖直杆向右的推力，使其向右做加速运动，当B的速度达到肯定值时，杆对B有向左的拉力作用，使B向右做减速运动，当A落地时，B的速度减小为零，所以杆对B先做正功，后做负功，选项B错误；由于A、B组成的系统机械能守恒，且A到达最低点时B的速度为零，依据机械能守恒定律可知选项C正确；B先做加速运动后做减速运动，当B的速度最大时其加速度为零，此时杆的弹力为零，故B对水平面的压力大小为mg，由于A、B组成的系统机械能守恒，故此时A机械能最小，选项D错误．7．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．现用手限制住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，起先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．下列说法错误的是( )A．斜面倾角α＝60°B．A获得的最大速度为2g m 5kC．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答案:ACD解析:释放A 后，A 沿斜面下滑至速度最大时C 恰好离开地面，此时细线中拉力等于4mg sin α，弹簧的弹力等于mg ，则有4mg sin α＝mg ＋mg ，解得斜面倾角α＝30°，选项A 错误；释放A 前，弹簧的压缩量为x ＝mg k ，A 沿斜面下滑至速度最大时弹簧的伸长量为x ′＝mg k，由机械能守恒定律得4mg ·2x sin α－mg ·2x ＝12·4mv 2＋12mv 2，解得A 获得的最大速度为v ＝2g m 5k，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 两小球、地球、弹簧组成的系统机械能守恒，选项D 错误．二、非选择题8．如图所示，跨过同一高度处的定滑轮的细线连接着质量相同的物体A 和B ，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h ＝0.2 m ，起先时让连着A 的细线与水平杆的夹角θ1＝37°，由静止释放B ，当细线与水平杆的夹角θ2＝53°时，A 的速度为多大？在以后的运动过程中，A 所获得的最大速度为多大？(设B 不会遇到水平杆，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，取g ＝10 m/s 2) 解：设绳与水平杆夹角θ2＝53°时，A 的速度为v A ，B 的速度为v B ，此过程中B 下降的高度为h 1，则有mgh 1＝12mv 2A ＋12mv 2B ，其中h 1＝h sin θ1－hsin θ2，v A cos θ2＝v B ，代入数据，解以上关系式得v A ≈1.1 m/s.A 沿着杆滑到左侧滑轮正下方的过程，绳子拉力对A 做正功，A 做加速运动，此后绳子拉力对A 做负功，A 做减速运动．故当θ1＝90°时，A 的速度最大，设为v A m ，此时B 下降到最低点，B 的速度为零，此过程中B 下降的高度为h 2，则有mgh 2＝12mv 2A m ，其中h 2＝h sin θ1－h ，代入数据解得v A m ＝1.63 m/s. 9．如图所示，水平地面与一半径为l 的竖直光滑圆弧轨道相接于B 点，轨道上的C 点位置处于圆心O 的正下方．在距地面高度为l 的水平平台边缘上的A 点，质量为m 的小球以v 0＝2gl 的速度水平飞出，小球在空中运动至B 点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g ，试求：(1)B 点与抛出点A 正下方的水平距离x ；(2)圆弧BC 段所对的圆心角θ；(3)小球滑到C 点时，对圆轨道的压力．解：(1)设小球做平抛运动到达B 点的时间为t ，由平抛运动规律得l ＝12gt 2，x ＝v 0t 联立解得x ＝2l .(2)由小球到达B 点时竖直分速度v 2y ＝2gl ，tan θ＝v y v 0，解得θ＝45°. (3)小球从A 运动到C 点的过程中机械能守恒，设到达C 点时速度大小为v C ，由机械能守恒定律有mgl ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1＋1－22＝12mv 2C －12mv 20 设轨道对小球的支持力为F ，有F －mg ＝m v 2C l解得F ＝(7－2)mg由牛顿第三定律可知，小球对圆轨道的压力大小为F ′＝(7－2)mg ，方向竖直向下．10．如图所示，在竖直空间有直角坐标系xOy ，其中x 轴水平，一长为2l 的细绳一端系一小球，另一端固定在y 轴上的P 点，P 点坐标为(0，l )，将小球拉至细绳呈水平状态，然后由静止释放小球，若小钉可在x 正半轴上移动，细绳承受的最大拉力为9mg ，为使小球下落后可绕钉子在竖直平面内做圆周运动到最高点，求钉子的坐标范围．解：当小球恰过圆周运动的最高点时，钉子在x 轴正半轴的最左侧，则有mg ＝m v 21r 1 小球由静止到圆周的最高点这一过程，依据机械能守恒定律有mg (l －r 1)＝12mv 21 x 1＝2l －r 12－l 2解得x 1＝73l 当小球处于圆周的最低点，且细绳张力恰达到最大值时，钉子在x 轴正半轴的最右侧，则有F max －mg ＝m v 22r 2小球由静止到圆周的最低点这一过程，依据机械能守恒定律有 mg (l ＋r 2)＝12mv 22x 2＝2l －r 22－l 2解得x 2＝43l 因而钉子在x 轴正半轴上的范围为73l ≤x ≤43l .。
高考物理二轮复习专题强化练六功和能机械能含解析
专题强化练(六)题组一功和功率1．(多选)如图所示，轻绳一端受到大小为F的水平恒力作用，另一端通过定滑轮与质量为m、可视为质点的小物块相连．开始时绳与水平方向的夹角为θ.当小物块从水平面上的A点被拖动到水平面上的B点时，位移为L，随后从B点沿斜面被拖动到定滑轮O处，BO间距离也为L.小物块与水平面及斜面间的动摩擦因数均为μ，若小物块从A点运动到O点的过程中，F对小物块做的功为W F，小物块在BO段运动过程中克服摩擦力做的功为W f，则以下结果正确的是( )A．W F＝FL(cos θ＋1) B．W F＝2FL cos θC．W f＝μmgL cos 2θD．W f＝FL－mgL sin 2θ解析：小物块从A点运动到O点，拉力F的作用点移动的距离x＝2L cos θ，所以拉力F做的功W F＝Fx＝2FL cos θ，A错误，B正确；由几何关系知斜面的倾角为2θ，所以小物块在BO段受到的摩擦力f＝μmg cos 2θ，则W f＝fL＝μmgL cos 2θ，C正确，D错误．答案：BC2．(2018·江苏卷)(多选)如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端连接一小物块，O点为弹簧在原长时物块的位置．物块由A点静止释放，沿粗糙程度相同的水平面向右运动，最远到达B点．在从A到B的过程中，物块( )A．加速度先减小后增大B．经过O点时的速度最大C．所受弹簧弹力始终做正功D．所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功解析：小物块由A点开始向右加速运动，弹簧压缩量逐渐减小，F弹减小，由F弹－F f＝ma知，a减小；当运动到F弹＝F f时，a减小为零，此时小物块速度最大，弹簧仍处于压缩状态；由于惯性，小物块继续向右运动，此时F f－F弹＝ma，小物块做减速运动，且随着压缩量继续减小，a逐渐增大；当越过O点后，弹簧开始被拉伸，此时F弹＋F f＝ma，随着拉伸量增大，a继续增大，综上所述，从A到B过程中，物块加速度先减小后增大，在O点左侧F弹＝F f 时速度达到最大，故A 正确，B 错误．在AO 段物块所受弹簧弹力做正功，在OB 段做负功，故C 错误．由动能定理知，从A 到B 的过程中，弹力做功与摩擦力做功之和为0，故D 正确．答案：AD3．一辆汽车在平直公路上以恒定功率P 0匀速行驶，行驶的速度为v 0.由于前方出现险情，汽车要减速慢行，驾驶员在t 1时刻将发动机的功率减半，以12P 0的恒定功率行驶到t 2时刻通过险情区之后，驾驶员立即将功率增大到P 0，以恒定功率P 0继续向前行驶到t 3时刻，整个过程汽车所受阻力恒为f ，则在0～t 3这段时间内，汽车的速度随时间变化的关系图象可能是( )解析：在0～t 1时间内，汽车以功率P 0、速度v 0匀速行驶时，牵引力与阻力平衡，v-t 图线应为一段横线；t 1～t 2时间内，汽车的功率减为12P 0的瞬间，汽车速度仍为v 0，汽车的牵引力突然减小到原来的一半，阻力f 没有变化，汽车的牵引力小于阻力，汽车开始做减速运动，速度减小，由牛顿第二定律得f －P 02v ＝ma 1，可知汽车的加速度逐渐减小，即v-t 图线的斜率逐渐减小，汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当汽车速度v 降至v 02时，汽车牵引力再次等于阻力，汽车再次做匀速直线运动；t 2～t 3时间内，汽车的功率恢复到P 0的瞬间，汽车速度为12v 0，汽车的牵引力大于阻力，汽车开始做加速运动，速度增大，由牛顿第二定律得P 0v－f ＝ma 2，可知汽车的加速度逐渐减小，即v-t 图线的斜率逐渐减小，汽车做加速度逐渐减小的加速运动，当汽车速度v 升至v 0时，汽车牵引力等于阻力，汽车再次做速度为v 0的匀速直线运动，选项B 正确．答案：B题组二 动能定理应用4.(多选)如图所示为一滑草场．某条滑道由上下两段高均为h ，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，载人滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ.质量为m 的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端(不计载人滑草车在两段滑道交接处的能量损失，重力加速度为g ，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)．则( )A ．动摩擦因数μ＝67B ．载人滑草车最大速度为2gh 7C ．载人滑草车克服摩擦力做功为mghD ．载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为35g解析：对载人滑草车从坡顶由静止到底端的全过程分析，由动能定理可知：mg ·2h －μmg cos 45°·hsin 45°－μmg cos 37°·h sin 37°＝0，解得μ＝67，选项A 正确； 对经过上段滑道的过程分析，根据动能定理有mgh －μmg cos 45°·hsin 45°＝12mv 2，解得：v ＝2gh7，选项B 正确；载人滑草车克服摩擦力做功为2mgh ，选项C 错误；载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为a ＝μmg cos 37°－mg sin 37°m ＝335g ，选项D 错误．答案：AB5.如图所示，固定斜面倾角为θ.一轻弹簧的自然长度与斜面长相同，都为L ，弹簧一端固定在斜面的底端，将一个质量为m 的小球放在斜面顶端与弹簧另一端接触但不相连，用力推小球使其挤压弹簧并缓慢移到斜面的中点，松手后，小球最后落地的速度大小为v ，不计空气阻力和一切摩擦，重力加速度为g ，则该过程中，人对小球做的功W 及小球被抛出后离地面的最大高度H 分别为( )A.12mv 2－mgL sin θ；v 2sin 2θ＋2gL sin θcos 2θ2g B.12mv 2；v 2sin 2θ－2gL sin θcos 2θ2gC.12mv 2－12mgL sin θ；v 2sin 2θ＋2gL sin θcos 2θ2g D.12mv 2－mgL sin θ；v 22g解析：对人从开始压弹簧到小球落地的整个过程，由动能定理得W ＋mgL sin θ＝12mv 2－0，则W ＝12mv 2－mgL sin θ；设小球离开斜面时的速度为v 0.对小球做斜抛运动的过程， 由动能定理得mgL sin θ＝12mv 2－12mv 20；从最高点到落地的过程，由动能定理得mgH ＝12mv 2－12m (v 0cos θ)2，联立解得：H ＝v 2sin 2 θ＋2gL sin θcos 2 θ2g.答案：A6.(2020·天津卷)(多选)复兴号动车在世界上首次实现速度350 km/h 自动驾驶功能，成为我国高铁自主创新的又一重大标志性成果．一列质量为m 的动车，初速度为v 0，以恒定功率P 在平直轨道上运动，经时间t 达到该功率下的最大速度v m ，设动车行驶过程所受到的阻力F 保持不变．动车在时间t 内( )A ．做匀加速直线运动B ．加速度逐渐减小C ．牵引力的功率P ＝Fv mD ．牵引力做功W ＝12mv 2m －12mv 2解析：动车的功率恒定，根据P ＝F 牵v 可知动车的牵引力减小，根据牛顿第二定律得F牵－F ＝ma ，可知动车的加速度减小，所以动车做加速度减小的加速运动，A 错误，B 正确；当加速度为0时，牵引力等于阻力，则额定功率为P ＝Fv m ，C 正确；动车功率恒定，在t 时间内，牵引力做功为W ＝Pt ，根据动能定理得Pt －Fs ＝12mv 2m －12mv 20，D 错误．答案：BC题组三 机械能守恒定律的应用7.如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好静止状态．剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A ．速率的变化量不同B ．机械能的变化量不同C ．重力势能的变化量相同D ．重力做功的平均功率相同解析：两物块开始处在同一高度且处于静止状态，则m A g ＝m B g sin θ，剪断轻绳后A 自由落体，B 沿光滑斜面下滑，机械能都守恒，着地时下降的高度相同，由mgh ＝12mv 2可知，两物块着地时的速度大小相同，因此速率的变化量相同，A 项错误；两物块的机械能变化量都为零，B 项错误；两物块的质量不等，下落的高度相等，由W G ＝mgh 可知两物体重力做功不等，因而重力势能变化量的大小不同，C 项错误；设下落的高度为h ，则A 下落过程的时间为t A ＝2hg，B 下滑所用时间为t B ＝2hg sin 2 θ，将重力做功、运动时间及质量关系代入重力做功的平均功率P ＝W t公式，可求得两物体运动过程中重力做功的平均功率相等．答案：D8.(多选)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60°变为120°，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 .则在此过程中( )A ．A 的动能达到最大前，B 受到地面的支持力小于32mgB ．A 的动能最大时，B 受到地面的支持力等于32mgC ．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32mgL 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 ＝32mg ，在A 的动能达到最大前一直是加速下降，处于失重情况，所以B 受到地面的支持力小于32mg ，故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，故C 错误；A 球达到最大动能后向下做减速运动，到达最低点时三个小球的动能均为零，由机械能守恒定律得，弹簧的弹性势能为E p ＝mg (L cos 30°－L cos 60°)＝E p ＝3－12mgL ，故D 错误． 答案：AB9.(多选)如图所示，质量分别为2m 、m 的小滑块A 、B ，其中A 套在固定的竖直杆上，B 静置于水平地面上，A 、B 间通过铰链用长为L 的刚性轻杆连接．一轻弹簧左端与B 相连，右端固定在竖直杆上，弹簧水平．当α＝30°时，弹簧处于原长状态，此时将A 由静止释放，下降到最低点时α变为45°，整个运动过程中，A 、B 始终在同一竖直平面内，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，不计空气阻力，重力加速度为g .则A 下降过程中( )A ．A 、B 组成的系统机械能守恒B ．弹簧弹性势能的最大值为(3－2)mgLC ．竖直杆对A 的弹力一定大于弹簧弹力D ．A 的速度达到最大值前，地面对B 的支持力小于3mg解析：A 、B 和弹簧组成的系统机械能守恒，A 、B 组成的系统机械能不守恒，故A 错误；根据系统机械能守恒可得：E p ＝2mgL (cos 30°－cos 45°)，即弹性势能的最大值为E p ＝(3－2)mgL ，故B 正确；对B ：水平方向的合力F x ＝F 杆sin α－F 弹＝ma ，滑块B 先做加速运动后做减速运动，又竖直杆对A 的弹力等于F 杆sin α，所以竖直杆对A 的弹力并非始终大于弹簧的弹力，故C 错误；A 下降过程中动能达到最大前，A 加速下降，对A 、B 整体，在竖直方向上根据牛顿第二定律有3mg －F N ＝2ma ，则有F N ＜3mg ，故D 正确．答案：BD题组四 功能关系的应用10.(2020·安庆模拟)如图所示，一足够长的木板在光滑的水平面上以速度v 向右匀速运动，现将质量为m 的物体轻轻地放置在木板上的右端，已知物体和木板之间的动摩擦因数为μ，为保持木板的速度不变，从物体放到木板上到物体相对木板静止的过程中，须对木板施一水平向右的作用力F ，则力F 对木板所做的功为( )A ．mv 24B ．mv 22C ．mv 2D ．2mv 2解析：由能量转化和守恒定律可知，力F 对木板所做的功W 一部分转化为物体的动能，一部分转化为系统内能，故W ＝12mv 2＋μmgx 相，x 相＝vt －v2t ，a ＝μg ，v ＝at ，联立以上各式可得W＝mv 2，故选项C 正确．答案：C11.(多选)如图所示，斜面1、曲面2和斜面3的顶端高度相同，底端位于同一水平面上，斜面1与曲面2的水平底边长度相同．一物体与三个面间的动摩擦因数相同，在它由静止开始分别沿三个面从顶端下滑到底端的过程中，下列判断正确的是( )A ．物体减少的机械能ΔE 1＝ΔE 2>ΔE 3B ．物体减少的机械能ΔE 2>ΔE 1>ΔE 3C ．物体到达底端时的速度v 1＝v 2<v 3D ．物体到达底端时的速度v 2<v 1<v 3解析：如图所示，由功能关系可知物体克服摩擦力所做的功，等于物体减少的机械能．当物体在斜面上滑动时，物体克服摩擦力所做的功为μmg cos θ·x AC ＝μmgx BC ，则物体克服摩擦力所做的功与BC 边长度有关，W 克1>W 克3，由于在轨道2上滑动时，为曲线运动，由牛顿第二定律可得F N ＝mg cos θ＋m v 2R，所以在轨道2上滑动时滑动摩擦力大于μmg cos θ，则W 克2>W克1，故W 克2>W 克1>W 克3，由此可知物体减少的机械能ΔE 2>ΔE 1>ΔE 3，故A 错误；由动能定理可知mgh －W 克＝12mv 2，由于W 克2>W 克1>W 克3可得v 2<v 1<v 3，故C 错误，B 、D 正确．答案：BD 题组五 综合练12.(2018·天津卷)我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程．假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x ＝1.6×103m 时才能达到起飞所要求的速度v ＝80 m/s.已知飞机质量m ＝7.0×104kg ，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g ＝10 m/s 2.求飞机滑跑过程中(1)加速度a 的大小； (2)牵引力的平均功率P .解析：(1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动，有v 2＝2ax ，①代入数据解得a ＝2 m/s 2.②(2)飞机受到的阻力F 阻＝0.1mg .③设发动机的牵引力为F ，根据牛顿第二定律有F －F 阻＝ma ，④飞机滑跑过程中的平均速度v ＝v2，⑤所以牵引力的平均功率P ＝Fv ，⑥ 联立②③④⑤⑥式得P ＝8.4×106 W ．⑦答案：(1)2 m/s 2(2)8.4×106W13．(2020·浙江卷)小明将如图所示的装置放在水平地面上，该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB 和倾角θ＝37°的斜轨道BC 平滑连接而成．质量m ＝0.1 kg 的小滑块从弧形轨道离地高H ＝1.0 m 处静止释放．已知R ＝0.2 m ，L AB ＝L BC ＝1.0 m ，滑块与轨道AB 和BC 间的动摩擦因数均为μ＝0.25，弧形轨道和圆轨道均可视为光滑，忽略空气阻力．(1)求滑块运动到与圆心O 等高的D 点时对轨道的压力； (2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C 点；(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A 点x 处的质量为2m 的小滑块相碰，碰后一起运动，动摩擦因数仍为0.25，求它们在轨道BC 上到达的高度h 与x 之间的关系．(碰撞时间不计，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)解析：(1)机械能守恒定律mgH ＝mgR ＋12mv 2D ，牛顿第二定律F N ＝mv 2DR＝8 N ，牛顿第三定律F ′N ＝F N ＝8 N.方向水平向左．(2)能在斜轨道上到达最高点为C ′点，功能关系mgH ＝μmgL AB ＋μmgL BC ′cos θ＋mgL BC ′sin θ得 L BC ′＝1516m<1.0 m.故不会冲出．(3)滑块运动到距A 点x 处的速度为v ，动能定理mgH －μmgx ＝12mv 2，碰撞后的速度为v ′，动量守恒定律mv ＝3mv ′，设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h ，动能定理－3μmg (L AB －x )－3μmg h tan θ－3mgh ＝0－12(3m )v ′2得h ＝16x －548 m ⎝ ⎛⎭⎪⎫58m<x ≤1 m ；h ＝0⎝⎛⎭⎪⎫0≤x ≤58 m .答案：(1)8 N ，方向水平向左 (2)不会冲出 (3)h ＝16x －548⎝ ⎛⎭⎪⎫58m <x ≤1 m ；h ＝0⎝ ⎛⎭⎪⎫0≤x ≤58 m。
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析
高三物理机械能及其守恒条件试题答案及解析1.（9分）如图，质量分别为、的两个小球A、B静止在地面上方，B球距地面的高度h=0.8m，A球在B球的正上方。
先将B球释放，经过一段时间后再将A球释放。
当A球下落t=0.3s时，刚好与B球在地面上方的P点处相碰，碰撞时间极短，碰后瞬间A球的速度恰为零。
已知，重力加速度大小为，忽略空气阻力及碰撞中的动能损失。
（i）B球第一次到达地面时的速度；（ii）P点距离地面的高度。
【答案】【解析】（i）B球总地面上方静止释放后只有重力做功，根据动能定理有可得B球第一次到达地面时的速度（ii）A球下落过程，根据自由落体运动可得A球的速度设B球的速度为，则有碰撞过程动量守恒碰撞过程没有动能损失则有解得，小球B与地面碰撞后根据没有动能损失所以B离开地面上抛时速度所以P点的高度【考点】动量守恒定律能量守恒2.把质量为m的小球（可看做质点）放在竖直的轻质弹簧上，并把小球下按到A的位置（图甲），如图所示。
迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置C点（图丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图乙）。
已知AB的高度差为h1，BC的高度差为h2，重力加速度为g，不计空气阻力。
则A．小球从A上升到B位置的过程中，动能增大B．小球从A上升到C位置的过程中,机械能一直增大C．小球在图甲中时，弹簧的弹性势能为D．一定有【答案】C【解析】小球上升时先加速后减速，当时，加速度为零速度最大，此时弹簧还处于压缩状态，选项A错误.从A到B，小球和弹簧的系统机械能守恒，弹性势能减小，小球的机械能增大；而从B到C，小球只有重力做功，机械能不变，选项B错误.由A到C系统的机械能守恒可知，弹性势能全部转化为重力势能，故，选项C正确. 由A到C弹簧的弹性势能转化为小球的重力势能，动能最大位置在B点下方，故可等于零，选项D错误.故选C.【考点】本题考查了机械能守恒定律.3.如图，倾角为的光滑斜面体C固定于水平地面上，小物块B置于斜面上，通过细绳跨过光滑的定滑轮与物体A相连接，释放后，A将向下运动，则在A碰地前的运动过程中（）A．A的加速度大小为gB．A物体机械能不守恒C．由于斜面光滑，所以B物体机械能守恒D．A、B组成的系统机械能守恒【答案】BD【解析】在A下降的过程中，绳对A由向上的拉力，根据牛顿第二定律知，A的加速度小于g，所以A错误；绳子的拉力对A做负功，故A的机械能减小，所以B正确；由题意知绳子对B的拉力做正功，故B的机械能增加，所以C错误；A、B组成的系统合满足机械能守恒，故D正确。
第5讲功功率动能定理(限时训练)
高三物理限时规范训练（六）机械能守恒定律功能关系(时间：60分钟满分：100分)姓名成绩一、选择题(本题共9个小题，每小题6分，共54分，在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一个选项符合要求，第6～9题有多项符合要求．)1．质量为m的带电小球，在充满匀强电场的空间中水平拋出，小球运动时的加速度方向竖直向下，大小为2g3.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mgh3B．小球的动能增加了2mgh3C．小球的电势能减少了2mgh3D．小球的电势能增加了mgh2．一质量为m的铝球用细线悬挂静止在足够深的油槽中(如图甲)，某时刻剪断细线，铝球开始在油槽中下沉，通过传感器得到铝球的加速度随下沉速度变化的图象如图乙所示，已知重力加速度为g，根据上述信息，下列说法正确的是( )A．铝球下沉的速度越来越大B．开始释放时，铝球加速度a0＝gC．铝球下沉过程中所受到的油的阻力f＝ma0vv0D．铝球下沉过程中机械能的减少量等于克服油阻力所做的功3．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A、B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A．速率的变化量不同B．机械能的变化量不同C．重力势能的变化量相同D．重力做功的平均功率相同4．(2014·安徽合肥质量检测)长为L的轻绳悬挂一个质量为m的小球，开始时绳竖直，小球与一个倾角为θ＝45°的静止三角形物块刚好接触，如图所示．现在用水平恒力F向左推动三角形物块，直至轻绳与斜面平行，此时小球的速度大小为v，重力加速度为g，不计所有的摩擦．则下列说法中正确的是( )A．上述过程中，斜面对小球做的功等于小球增加的动能B．上述过程中，推力F做的功为FLC．上述过程中，推力F做的功等于小球增加的机械能D．轻绳与斜面平行时，绳对小球的拉力大小为mg sin 45°5．(2014·衡水期末)足够长的粗糙斜面上，用力推着一物体沿斜面向上运动，t＝0时撤去推力，0～6 s内速度随时间的变化情况如图所示，由图象可知，下列说法错误的是( )A．0～1 s内重力的平均功率大小与1～6 s内重力平均功率大小之比为5∶1B．0～1 s内摩擦力的平均功率大小与1～6 s内摩擦力平均功率大小之比为1∶1C．0～1 s内位移大小与1～6 s内位移大小之比为1∶5D．0～1 s内机械能变化量大小与1～6 s内机械能变化量大小之比为1∶56．(2014·浙江省五校联盟联考)如图所示，重10 N的滑块在倾角为30°的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点，若bc＝0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为8 J，(g取10 m/s2)则( )A．轻弹簧的劲度系数是50 N/m B．从d到a滑块克服重力做功8 JC．滑块动能的最大值为8 J D．从d到c弹簧的弹力做功8 J7．如图所示，置于足够长斜面上的盒子内放有光滑球B，B恰与盒子前、后壁接触，斜面光滑且固定于水平地面上．一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P拴接，另一端与A相连．今用外力推A使弹簧处于压缩状态，然后由静止释放，则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中 ( )A．弹簧的弹性势能一直减小直至为零B．A对B做的功等于B机械能的增加量C．弹簧弹性势能的减小量等于A和B机械能的增加量D．A所受重力和弹簧弹力做功的代数和等于A动能的增加量8．(2013·高考江苏卷)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．重力加速度为g.则上述过程中()A ．物块在A 点时，弹簧的弹性势能等于W －12μmga B ．物块在B 点时，弹簧的弹性势能小于W －32μmga 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9．如图所示，在光滑的四分之一圆弧轨道的顶端a 点，质量为m 的 物块(可视为质点)由静止开始下滑，经圆弧最低点b 滑上粗糙水 平面，圆弧轨道在b 点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至c 点停止．若圆弧轨道半径为R ，物块与水平面间的动摩擦因数为μ，下列说法正确的是( )A ．物块滑到b 点时的加速度为2gB ．物块滑到b 点时对b 点的压力是2mgC ．c 点与b 点的距离为Rμ D ．整个过程中物块机械能损失了mgR二、计算题(本题共3个小题，共46分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)10．(15分)(2014·江苏四校联考)当今流行一种“蹦极”运动，如图所示，距河面45 m 高的桥上A 点系弹性绳，另一端B 点系住重50 kg 男孩的脚，弹性绳原长AB 为15 m ，设男孩 从桥面自由下坠直至紧靠水面的C 点，末速度为0.假定整个过程中，弹性绳遵循胡克定律，绳的质量、空气阻力忽略不计，男孩视为质点．弹性势能可用公式：E s ＝kx 22(k 为弹性绳的劲度系数，x 为弹性绳的形变长度)计算．(g ＝10 m /s 2)则：(1)男孩在最低点时，弹性绳具有的弹性势能为多大？弹性绳的劲度系数又为多大？ (2)在整个运动过程中，男孩的最大速度为多少？11．(15分)(2014·河北省八市联考)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 与水平面上的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．12．(16分)(201·广东增城模拟)如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A 点，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．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好停止在B 点．用同种材料、质量为m 2＝0.2kg 的物块将弹簧缓慢压缩到C 点释放，物块过B 点时速度为6 m /s ，物块与桌面的动摩擦因数μ＝0.4，B 、D 间水平距离s BD ＝2.5 m ，物块飞离桌面后由P 点沿切线落入圆轨道．g ＝10 m /s 2，求：(1)物块离开桌面D 时的速度大小； (2)P 点到桌面的竖直距离h ；(3)判断m 2能否沿圆轨道到达M 点(要求计算过程)． (4)释放后m 2运动过程中克服桌面摩擦力做的功．。
高中物理机械能经典练习题全集(含答案)
功和功率·典型例题精析[例题1] 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则[]A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C．两过程中拉力的功一样大D．上述三种情况都有可能[思路点拨] 因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F．这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态．设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1－mg=ma，匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=v·t=at2．拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2．[解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系．因此选项A、B、C的结论均可能出现．故答案应选D．[小结] 由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关．在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功．[例题2] 质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m的小物块，如图8－1所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功．[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题．小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的．分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功．[解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为[小结] 解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图8－2)．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板左端离开木板时的位移Sm与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果．[例题3] 如图8－3所示，用恒力F通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A 拉到位置B，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求绳的拉力F对物体做的功．[思路点拨] 从题设的条件看，作用于物体上的绳的拉力T，大小与外力F相等，但物体从A运动至B的过程中，拉力T的方向与水平面的夹角由α变为β，显然拉力T为变力．此时恒力功定义式W=F·S·cosα就不适用了．如何化求变力功转而求恒力功就成为解题的关键．由于绳拉物体的变力T对物体所做的功与恒力F拉绳做的功相等，根据力对空间积累效应的等效替代便可求出绳的拉力对物体做的功．[解题过程] 设物体在位置A时，滑轮左侧绳长为l1，当物体被绳拉至位置B时，绳长变为l2，因此物体由A到B，绳长的变化量又因T=F，则绳的拉力T对物体做的功[小结] 如何由求变力功转化为求恒力功，即实现由变到不变的转化，本题采用了等效法，即将恒定拉力F作用点的位移与拉力F的乘积替代绳的拉力对物体做功．这种解题的思路和方法应予以高度重视．[例题4] 汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，如图8－4，所受阻力为车重的0.1倍(g＝10 m/s2)，求：(1)汽车所能达到的最大速度vm=？(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？(4)在10 s末汽车的即时功率为多大？[思路点拨] 由P=F·v可知，汽车在额定功率下行驶，牵引力与速度成反比．当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服下滑力)相等时，速度达最大．只有当汽车牵引力不变时，汽车才能匀加速行驶，当F·v=P额时，匀加速运动即告结束，可由W=F·S求出这一阶段汽车做的功．当10 s末时，若汽车仍在匀加速运动，即可由Pt=F·vt求发动机的即时功率．[解题过程] (1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即f＝Kmg＋mgsinα=4000＋800=4800 N．又因为F＝f时，P=f·vm，所以(2)汽车从静止开始，以a=0.6 m/s2，匀加速行驶，由F＝ma，有F′－f－mgsinα＝ma．所以F′＝ma＋Kmg＋mgsinα＝4×103×0.6＋4800＝7.2×103 N．保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m，有由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移(3)由W=F·S可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为W＝F·S＝7.2×103×57.82=4.16×105J．(4)当t＝10 s＜13.9 s，说明汽车在10 s末时仍做匀加速行驶，则汽车的即时功率P t＝F·vt＝F·a·t＝7.2×103×0.6×10＝43.2 kW．[小结] 本题为功和功率概念应用于汽车运动过程中的综合题．注意汽车匀加速行驶的特征：牵引力为恒力，发动机输出功率与即时功率逐渐呈线性增大．当输出功率达到额定功率可作为匀加速运动结束的判以vm收尾匀速行驶．功和功率练习题一一、选择题1、讨论力F在下列几种情况下做功的多少[]（1）用水平推力F推质量是m的物体在光滑水平面上前进了s．（2）用水平推力F推质量为2m的物体沿动摩擦因数为μ的水平面前进了s．（3）斜面倾角为θ，与斜面平行的推力F，推一个质量为2m的物体沿光滑斜面向上推进了s．[]A．（3）做功最多B．（2）做功最多C．做功相等D．不能确定2．关于摩擦力对物体做功，以下说法中正确的是[]A．滑动摩擦力总是做负功B．滑动摩擦力可能做负功，也可能做正功C．静摩擦力对物体一定做负功D．静摩擦力对物体总是做正功3．如图1所示，一个物体放在水平面上，在跟竖直方向成θ角的斜向下的推力F的作用下沿平面移动了距离s，若物体的质量为m，物体与地面之间的摩擦力大小为f，则在此过程中[]A．摩擦力做的功为fs B．力F做的功为FscosθC．力F做的功为FssinθD．重力做的功为mgs4．质量为m的物体静止在倾角为θ的斜面上，当斜面沿水平方向向右匀速移动了距离s时，如图2所示，物体m相对斜面静止，则下列说法中不正确的是[]A．摩擦力对物体m做功为零B．合力对物体m做功为零C．摩擦力对物体m做负功D．弹力对物体m做正功5．起重机竖直吊起质量为m的重物，上升的加速度是α，上升的高度是h，则起重机对货物所做的功是。
高三物理机械能计算题训练答案
1 2
mvB2
（ 4）
代人数据，解（ 3）（ 4）得 wf ＝－ 3000J
所以运动员克服摩擦力所做的功为 3000J
4. 解：（ 1）小球离开 C点做平抛运动， 落到 M点时水平位移为 R，竖直下落高度为 R，根据运动学公式可得：
R 1 gt 2 2
2R 运动时间 t
g
（ 2 分）
从 C点射出的速度为
f =3.12N
（1 分） （ 1 分）
得： μ＝f = F = 3.12 =0.4 N m g 0.78 10
（ 1 分）
（ 2）物体受重力 G、支持力 N、拉力 F 和摩擦力 f 作用．将 F 分解为水平和竖直两方向，根据牛顿运动定
律得：
Fcos θ-f=ma Fsin θ+N= mg f =μＮ 联立各式得： F =4.5N
8.解析 ： （ 1）物体 A 在水平方向上受到向右的摩擦力，由牛顿第二定律得
1mA g mAaA
代入数据解得
aA 0.5m / s2
（ 2） t=1.0s，木板 B 的速度大小为
v aBt 1m/ s
木板 B 所受拉力 F，由牛顿第二定律有
F 1mA g
解得： F=7N
2( mA mB )g mB aB
11. 解：（ 1）设物块块由 D 点以初速 vD 做平抛，落到 P 点时其竖直速度为
v y 2gR
vy tan 45 vD
得 vD 4m / s
平抛用时为 在桌面上过
t ，水平位移为
B 点后初速 v0
s， R 1 gt 2 , s 2
6m/ s, 加速度 a
vD t, 得 s 2R 1.6m 4m / s2 ,减速到 vD
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高三物理限时训练6机械能 班级： 学号： 姓名：
一、 选择题： 6分/题，共48分
1、甲、乙两物体的质量之比为m 甲：m 乙=1：4, 若它们在运动过程中的动能相等, 则它们动量大小之比P 甲：P 乙是( ) (A) 1：1 (B) 1：2 (C) 1：4 (D) 2：1
2、一物体静止在升降机的地板上，在升降机加速上升的过程中，地板对物体的支持力所做的功等于 （ ） a ．物体势能的增加量 b ．物体动能的增加量加上物体势能的增加量
c ．物体动能的增加量
d ．物体动能的增加量加上克服重力所做的功 (A)ab (B)ac (C)cd (D)bd
3、用力F 使质量为10kg 的物体从静止开始，以2m/s 2
的加速度匀加速上升，不计空气阻力，g 取
10m/s 2
，那么2 s 内F 做功（ ） (A)80J (B)200J (C)400J (D)480J 4. 质量为m 的物体，在水平力F 作用下，在粗糙的水平面上运动，下列哪些说法正确 ①如果物体做加速直线运动，F 一定对物体做正功 ②如果物体做减速直线运动，F 一定对物体做负功 ③如果物体做加速直线运动，F 也可能对物体做正功 ④如果物体做匀速直线运动，F 一定对物体做正功
A. ①
B. ②④
C. ②③④
D. ①③④
5、水平传送带匀速运动，速度大小为v ，现将一小工件放到传送带上。
设工件初速为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v 而与传送带保持相对静止。
设工件质量为m ，它与传送带间的滑动摩擦系数为μ，则在工件相对传送带滑动的过程中( )
(1)滑摩擦力对工件做的功为mv 2／2 (2)工件的机械能增量为mv 2
／2
(3)工件相对于传送带滑动的路程大小为v 2
／2μg (4)传送带对工件做功为零
(A) (1)(2) (B) (3)(4) (C) (1)(2)(3) (D) (2)(3)(4) 6、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？（ ）
A ．t 1
B ．t 2
C ．t 3
D ．t 4
7、如图两个容器中盛有相同深度的水，甲容
器横截面积较大。
两个相同的铁块，用细线 吊着浸没在水中相同深度。
现用力把两铁块 缓缓提出到水面外距地面同一高度，甲、乙 两图中拉力做功（ ）
（A ）甲中多 （B ）乙中多 （C ）一样多 （D ）无法判断
8. 由地面发射一颗人造卫星绕地球作匀速园周运动，轨道半径为r ，卫星动能为E k 。
如果发射的这颗卫星匀速园周运动的半径是2r ，则下列说法中正确的是（ ）
A ． 发射卫星所消耗的能量一定增大
B 。
卫星在轨道上的动能增大为2Ek
C 、卫星在轨道上的动能减小为
4
K E
D 。
卫星在轨道上的机械能一定减少 二、 填空题：3分/空，共9分
9、物体在水平拉力F 作用下,沿水平方向作直线运动,拉力F 与时间t 的关系和物体的速度v
和时间t 的关系如图所示,由图可知,0-8s 内的拉力对物体所做的功是____J;拉力在第三秒末的功率是__ __W.物体受到的阻力大小是__ __N.
三、 计算题：（要有必要的文字说明，解题依据，过程。
共43分）
11、（12分）如图所示，质量为m ＝1千克的滑块，以υ0＝5米/秒的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车，若小车质量M ＝4千克，平板小车长ι＝3.6米，滑块在平板小车上滑移1秒后相对静止.求：
(1)滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数μ；
(2)若要滑块不滑离小车，滑块的初速度不能超过多少?
12、（12分）如图所示，物体A 的质量为m A ，物体B 的质量为m B ，弹簧的倔强系数k 为未知，用外力F 作用在物体A 上，把弹簧压缩到一定程度，突然撤去外力F 后，物体A 平衡位置附近做简谐运动，物体B 没能离开地面，求F 的最大值为多大?
13．（19分）如图所示，轻绳一端挂一质量为M 的物体，另一端系在质量为m 的圆环上，圆环套在竖直固定的细杆上，定滑轮与细杆相距0.3m ，将环拉至与滑轮在同一高度上，再将环由静止释放。
圆环沿杆向下滑动的最大位移为0.4m ，若不计一切摩擦阻力，求： （1）物体与环的质量比
（2）圆环下落0.3m 时速度大小
高三物理限时训练6参考答案
一、选择题1、B 2、D 3、D 4、 D 5 、C 6、B 7、B 8、A 二、 填空题： 9、 36 4 2 三、 计算题： 11、0.4；6米/秒
解：（1）、设二者相对静止时共同速度为V ，对m 、M 动量守恒有：mV 0=（m+M ）V
解得 V=1m/S
对m 有： V=V 0+at μmg=ma 所以： μ=（V 0—V ）/gt=0.4
(2)、 设滑块初速不能超过V 0M ，则m 相对M 静止时处于M 的右端，
对系统动量守恒有： mV 0M =（m+M ）V 1
由能量守恒有：
μmgL= ()2
'202
121V M m mV m +- 联立得： V 0M =
M
gl
M m μ)(2+=6m/s
12、(mA+mB)g.
提示：（请大家自己作图）当弹簧上放A 物，没加力F 时，对A 有：
m A g=kx 0 （简谐振动的平衡位置）
当加上力F 后A 物在最下端时，对A 有：
F+ m A g=k （x 0+A ）（设简谐振动的振幅为A ）
设当物B 在最上端时，B 刚好未能离开地面，此时F 有最大值，对B 有：
m B g=k （A-x 0）
联立以上三式可得：F= (m A +m B )g
13．（1）当环下降至最大位移处时，v m =v M =0 而此时物体上升的高度为 )(2.03.03.04.0222m h =-+= 由机械能守恒
12.21212221=+=-
m M Mv mgh mv mgh M m 得
（2）（如图）当圆环下降h 1=0.30m 时，物体上升高度为h ’2
))(12(3.03.03.03.022'
2m h -=-+=
由运动合成分解得：
m m M
v v v 2
2
45cos =︒=
由系统机械能守恒有 22212121M m Mv mgh mv mgh +=-
联立得圆环下落0.3米时速度大小： )/(72.0s m v m =
高三物理限时训练6参考答案
一、选择题1、B 2、D 3、D 4、 D 5 、C 6、B 7、B 8、A 二、 填空题： 9、 36 4 2 三、 计算题： 11、0.4；6米/秒
解：（1）、设二者相对静止时共同速度为V ，对m 、M 动量守恒有：mV 0=（m+M ）V
解得 V=1m/S
对m 有： V=V 0+at μmg=ma 所以： μ=（V 0—V ）/gt=0.4
(2)、 设滑块初速不能超过V 0M ，则m 相对M 静止时处于M 的右端，
对系统动量守恒有： mV 0M =（m+M ）V 1
由能量守恒有：
μmgL=
()2
'202
121V M m mV m +- 联立得： V 0M =
M
gl
M m μ)(2+=6m/s
12、(mA+mB)g.
提示：（请大家自己作图）当弹簧上放A 物，没加力F 时，对A 有：
m A g=kx 0 （简谐振动的平衡位置）
当加上力F 后A 物在最下端时，对A 有：
F+ m A g=k （x 0+A ）（设简谐振动的振幅为A ）
设当物B 在最上端时，B 刚好未能离开地面，此时F 有最大值，对B 有：
m B g=k （A-x 0）
联立以上三式可得：F= (m A +m B )g
13．（1）当环下降至最大位移处时，v m =v M =0 而此时物体上升的高度为
)(2.03.03.04.0222m h =-+= 由机械能守恒
12.21212221=+=-
m M Mv mgh mv mgh M m 得
（2）（如图）当圆环下降h 1=0.30m 时，物体上升高度为h ’2
))(12(3.03.03.03.022'
2m h -=-+=
由运动合成分解得：
m m M
v v v 2
2
45cos =︒=
由系统机械能守恒有
2
2212121M m Mv mgh mv mgh +=-
联立得圆环下落0.3米时速度大小： )/(72.0s m v m =。