2018版高三物理一轮复习专题6机械能(含2015年高考真题)

专题6 机械能

1．（15江苏卷）如图所示，轻质弹簧一端固定，另一端与质量为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之内，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，克服摩擦力做功为

2

14

mv C ．在C 处，弹簧的弹性势能为

2

14

mv mgh - D ．上滑经过B 的速度大于下滑经过B 的速度

答案：BD.

解析：A.下滑过程，A 到B ，加速度向下，弹力向上且增大，加速度减小；B 到C ，加速度向上，加速度增大，A 错误；B.下滑A 到C ，根据动能定理，0=--弹力摩擦力W W mgh ①,上滑，C 到A ，根据动能定理，2

2

1-

0-mv W W mgh =+-弹力摩擦力②，两式联立解得241mv W =摩擦力，B 正确；C.以上两式联立，还可解得24

1

mv mgh W -=弹力，即弹性势能

24

1

mv mgh E PC -=,所以C 错误；D. 下滑，A 到B ，有

0-2

1-2

下弹力摩擦力B AB AB AB mv W W mgh =-，上滑，B 到A ，有

2

2

1-0-上弹力摩擦力B AB AB AB mv W W mgh =+-，比较得下上B B v v >，D 正确.

2.（15北京卷）“蹦极”运动中，长弹性绳的一端固定，另一端绑在人身上，人从几十米高处跳下.将蹦极过程简化为人沿竖直方向的运动.从绳恰好伸直，到人第一次下降至最低点的过程中，下列分析正确的是

绳对人的冲量始终向上，人的动量先增大后减小 B.绳对人的拉力始终做负功，人的动能一直减小

C.绳恰好伸直时，绳的弹性势能为零，人的动能最大

D.人在最低点时，绳对人的拉力等于人所受的重力

答案：A 解析：从绳恰好伸直到人运动到最低点的过程中，绳对人的拉力始终向上，故冲量始终向上.此过程中人先加速再减速，当拉力等于重力时，速度最大，则动量先增大后减小，A 选项正确，B 、C 选项错误，在最低点时，人的加速度向上，拉力大于重力，D 选项错误.

3.（15北京卷）（18 分） 如图所示，弹簧的一端固定，另一端连接一个物块，弹簧质量不计.物块（可视为质点）的质量为 m ，在水平桌面上沿 x 轴运动，与桌面间的动摩擦因数为

μ.以弹簧原长时物块的位置为坐标原点 O ，当弹簧的伸长量为 x 时，物块所受弹簧弹力

大小为 F=kx, k 为常量.

请画出 F 随 x 变化的示意图；并根据 F-x 的图像求物块沿 x 轴从 O 点运动到位置 x 的过程中弹力所做的功. 物块由 1X 向右运动到

3X ，然后由3X 返回到2X ，在这个过程中，

求弹力所做的功.并据此求弹性势能的变化量；

b.求滑动摩擦力所做的功；并与弹力做功比较，说明为什么不存在与摩擦力对应的“摩擦力势能”的概念.

解析：（1）在F-x 图像中，面积为拉力所做的功

2KX 21

FX 21W ==

（2）a.物块从1X 向右运动到3X

过程中弹力做功

）（）（2

1213311x -x K 21-x -x 2kx kx -W 3=+=

由

3

X 返

回

到

2

X 过程中弹力做功

）（）（2

2

223322x -x K 21x -x 2kx kx W 3=+=

整个过程中弹力做功21W W W += 带入得

2

12x -x K 21-W 2=

B.

摩

擦

力

一

直

与

运

动

方

向

相

反

，

故

一

直

做

负

功

()()[]()1232313f x -x -x 2mg -x -x x -x mg -W μμ=+=

摩擦力做功与路径有关，而势能变化只与初末位置有关，与过程无关，所以不存在摩擦力势

能.

5.（15海南卷）如图，一半径为R 的半圆形轨道竖直固定放置，轨道两端登高.质量为m 的质点自轨道端点P 由静止开始滑下，滑到最低点Q 时，对轨道的正压力为2mg ，重力加速度大小为g ，质点自P 滑到Q 的过程中，克服摩擦力所做的功为（ ）

A.

mgR 41 B. mgR 31 C. mgR 21 D. mgR 4

π

答案：C

解析：在Q 点质点受到竖直向下的重力，和竖直向上的支持力，两力的合力充当向心力，所

以有

2v N mg m

R -=，2N mg =

，联立解得v =负功，根据动能定理可得

212f mgR W mv -=

，解得1

2f W mgR =，所以克服摩擦力做功

1

2mgR ，C 正确.

6.（15四川卷）在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小

A ．一样大

B ．水平抛的最大

C ．斜向上抛的最大

D ．斜向下抛的最大 答案：A

解析：三个小球被抛出后，均仅在重力作用下运动，三球从同一位置落至同一水平地面时，设其下落高度为h ，并设小球的质量为m ，根据动能定理有：mgh ＝221

mv －202

1mv ，解得小球的末速度大小为：v ＝gh v 220+，与小球的质量无关，即三球的末速度大小相等，故选项A 正确.

7.（15安徽卷）一质量为0.5 kg 的小物块放在水平地面上的A 点，距离A 点5 m 的位置B 处是一面墙，如图所示.物块以v 0=9 m/s 的初速度从A 点沿AB 方向运动，在与墙壁碰撞前瞬间的速度为7 m/s ，碰后以6 m/s 的速度反向运动直至静止.g 取10 m/s 2

.

（1）求物块与地面间的动摩擦因数μ；

（2）若碰撞时间为0.05 s ，求碰撞过程中墙面对物块平均作用力的大小F ； （3）求物块在反向运动过程中克服摩擦力所做的功W .