2019年高考物理一輪粵教版專題加練半小時(shí)：第五章機(jī)械能微專題41版含解析

1、第五章機(jī)械能微專題41力學(xué)中功能關(guān)系的理解和應(yīng)用方法點(diǎn)撥（1）做功的過(guò)程就是能量轉(zhuǎn)化的過(guò)程.功是能量轉(zhuǎn)化的量度.（2）功與能量的變化是“一一對(duì)應(yīng)”的，如重力做功對(duì)應(yīng)重力勢(shì)能的變化，合外力做功對(duì)應(yīng)動(dòng)能的變化等.1.（多選）（2017山東師范大學(xué)附中第三次模擬）如圖1所示，某段滑雪雪道傾角為30。，總質(zhì)量為m（包括雪具在內(nèi)）的滑雪運(yùn)動(dòng)員從距底端高為h處的雪道上由靜止開(kāi)始勻加速下滑，加速度為B.運(yùn)動(dòng)員獲得的動(dòng)能為1mgh3C.下滑過(guò)程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為1mgh3D.運(yùn)動(dòng)員減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和摩擦內(nèi)能2 .（2017北京房山區(qū)模擬）奧運(yùn)比賽項(xiàng)目高臺(tái)跳水是我國(guó)的強(qiáng)項(xiàng).質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員從高臺(tái)上

2、跳下，在他入水前重心下降的高度為H,經(jīng)歷的時(shí)間為T(mén).入水后他受到水的作用力而做減速運(yùn)動(dòng)，在水中他的重心下降的最大高度為h,對(duì)應(yīng)的時(shí)間為t.設(shè)水對(duì)運(yùn)動(dòng)員的作用力大小恒為F,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間,不計(jì)空氣阻力，則下列說(shuō)法正確的是（）A.運(yùn)動(dòng)員入水后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中動(dòng)能減少量為FhB.運(yùn)動(dòng)員入水后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能減少量為FhC.水對(duì)運(yùn)動(dòng)員作用力的沖量大小等于mgTD.他在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能減少了mgh3 .（多選）（2017閩粵大聯(lián)考）如圖2所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連.彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于。點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）.物塊的質(zhì)量為m,AB=a,物塊與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為四現(xiàn)用

3、水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動(dòng)，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零.重力加速度為g.則上述過(guò)程中（）A.物塊在A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能等于1W 2mgaB.物塊在B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于3W 2 科 mgaC.經(jīng)O點(diǎn)時(shí)，物塊的動(dòng)能小于 W科mgaD.物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能小于物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能4.(2018河評(píng)）一物體僅受重力和豎直向上的拉力作用，沿豎直方向向上做減速運(yùn)動(dòng).此過(guò)程中物體速度的平方和上升高度的關(guān)系如圖3所示.若取h=0處為重力勢(shì)能零勢(shì)能面，則此過(guò)程中物體的機(jī)械能隨高度變化的圖像可能正確的是（）A由靜止釋放vo.斜面足夠大,A、B、

4、C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)相碰.5 .如圖4所示，A、B、C三個(gè)一樣的滑塊從粗糙斜面上的同一高度同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng).;B的初速度方向沿斜面向下，大小為vo；C的初速度方向沿水平方向，大小也為A.A和C將同時(shí)滑到斜面底端B.滑到斜面底端時(shí), C.滑到斜面底端時(shí), D.滑到斜面底端時(shí),B的動(dòng)能最大C的重力勢(shì)能減少最多B的機(jī)械能減少最多6 .（2018湖北黃岡模擬）如圖5甲所示，以斜面底端為重力勢(shì)能零勢(shì)能面，一物體在平行斜面的拉力作用下，由靜止開(kāi)始沿光滑斜面向下運(yùn)動(dòng).運(yùn)動(dòng)過(guò)程中物體的機(jī)械能與物體位移關(guān)系的圖像（Ex圖像）如圖乙所示，其中0xi過(guò)程的圖線為曲線，XiX2過(guò)程的圖線為直線.根據(jù)該圖像，下列判斷正確的是（

5、）圖5A. 0x1過(guò)程中物體所受拉力可能沿斜面向下B. 0X2過(guò)程中物體的動(dòng)能一定增大C. X1X2過(guò)程中物體可能在做勻速直線運(yùn)動(dòng)D. x1x2過(guò)程中物體可能在做勻減速直線運(yùn)動(dòng)7 .（多選）（2017湖北七市聯(lián)合考i）如圖6所示，傾角為37。的光滑斜面上粘貼有一厚度不計(jì)、寬度為d=0.2m的橡膠帶，橡膠帶的上表面與斜面位于同一平面內(nèi)，其上、下邊緣與斜面的上、下邊緣平行，橡膠帶的上邊緣到斜面的頂端距離為L(zhǎng)=0.4m,現(xiàn)將質(zhì)量為m=1kg、寬度為d的薄矩形板上邊緣與斜面頂端平齊且從斜面頂端靜止釋放.已知矩形板與橡膠帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5,重力加速度取g=10m/s2,sin37=0.6,cos

6、37=0.8,不計(jì)空氣阻力，矩形板由斜面頂端靜止釋放下滑到完全離開(kāi)橡膠帶的過(guò)程中（此過(guò)程矩形板始終在斜面上），下列說(shuō)法正確的是（）圖6A.矩形板受到的摩擦力恒為f=4N8 .矩形板的重力做功為Wg=3.6JC.產(chǎn)生的熱量為Q=0.8JD.矩形板的上邊緣穿過(guò)橡膠帶下邊緣時(shí)速度大小為2 ：35-m -m/s58.(擬）如圖7所示，輕質(zhì)彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體 A相連，物體A靜止于光滑)(2017-水平桌面上，A右端連接一細(xì)線，細(xì)線繞過(guò)光滑的輕質(zhì)定滑輪與物體B相連.開(kāi)始時(shí)用手托住B,讓細(xì)線恰好伸直，然后由靜止釋放B,直至B獲得最大速度.在該過(guò)程中下列分析正確的是（）A. B物體機(jī)

7、械能的減少量等于彈簧彈性勢(shì)能的增加量B. B物體獲得最大速度時(shí)，其受到細(xì)線的拉力的大小等于B所受重力C. A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量大于細(xì)線拉力對(duì)A做的功D. A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于細(xì)線拉力對(duì)A做的功9 .（多選）（2017山東棗莊模擬）如圖8甲所示，質(zhì)量為1kg的小物塊，以初速度vo=11m/s從9=53F,第二次不施加的固定斜面底端先后兩次滑上斜面，第一次對(duì)小物塊施加一沿斜面向上的恒力力，圖乙中的兩條線段a、b分別表示施加力F和無(wú)F時(shí)小物塊沿斜面向上運(yùn)動(dòng)的vt圖線，不考慮空氣阻力，g=10m/s2,下列說(shuō)法正確的是（）圖8A.恒力F大小為21NB.物塊與斜面

8、間的動(dòng)摩擦因數(shù)為0.5C.有恒力F時(shí)，小物塊在整個(gè)上升過(guò)程產(chǎn)生的熱量較少D.有恒力F時(shí)，小物塊在整個(gè)上升過(guò)程機(jī)械能的減少量較小10 .（多選）（2017上海普陀區(qū)模擬）如圖9所示，傾角0=30。的斜面固定在地面上，長(zhǎng)為L(zhǎng)、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩AB置于斜面上，與斜面間動(dòng)摩擦因數(shù)尸坐，其A端與斜面頂端平齊.用細(xì)線將質(zhì)量也為m的物塊與軟繩連接，給物塊向下的初速度，使軟繩B端到達(dá)斜面頂端（此時(shí)物塊未到達(dá)地面）,在此過(guò)程中（）A.物塊的速度始終減小一111，B.軟繩上滑9L時(shí)速度最小91C.軟繩重力勢(shì)能共減少了mgLD.軟繩減少的重力勢(shì)能一定小于其增加的動(dòng)能與克服摩擦力所做的功之和11

9、 .（多選）（2018四川瀘州一檢）如圖10所示，固定斜面傾角為依在斜面底端固定一個(gè)輕質(zhì)彈簧，彈簧上端連接一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的、質(zhì)量為m的物塊，。點(diǎn)是彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)時(shí)上端的位置，物塊靜止時(shí)位于A點(diǎn).斜面上另外有B、C、D三點(diǎn)，AO=OB=BC=CD=l,其中B點(diǎn)下方斜面光滑，BD段粗糙，物塊與斜面BD段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為科=tan0,重力加速度為g.物塊靜止時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為E,用外力將物塊拉到D點(diǎn)由靜止釋放，第一次經(jīng)過(guò)。點(diǎn)時(shí)的速度大小為v,已知彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則下列說(shuō)法正確的是（）圖10A.物塊從D點(diǎn)向下運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)的過(guò)程中，最大加速度大小為2gsin。B.物塊最后停在B點(diǎn)C.物塊在D點(diǎn)時(shí)的

10、彈性勢(shì)能為mv2-mglsin0D,物塊運(yùn)動(dòng)的全過(guò)程中因摩擦產(chǎn)生的熱量為m22+mglsin0-E12 .（多選）（2018廣東東莞模擬）如圖11所示，輕質(zhì)彈簧一端固定在水平面上O點(diǎn)的轉(zhuǎn)軸上，另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙固定直桿A處的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）相連，直桿的傾角為30°,OA=OC,B為AC的中點(diǎn)，OB等于彈簧原長(zhǎng).小球從A處由靜止開(kāi)始下滑，初始加速度大小為aA,第一次經(jīng)過(guò)B處的速度大小為v,運(yùn)動(dòng)到C處速度為0,后又以大小為ac的初始加速度由靜止開(kāi)始向上滑行.設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是（）圖11A.小球可以返回到出發(fā)點(diǎn)A處B.撤去彈簧，小球可

11、以在直桿上處于靜止?fàn)顟B(tài)12C.彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為2mv2D.aAac=g答案精析1. CD若運(yùn)動(dòng)員不受摩擦力，則加速度應(yīng)為a'=gsin30=2,而現(xiàn)在的加速度小于另，故運(yùn)動(dòng)員應(yīng)受到摩擦力，故減少的重力勢(shì)能有一部分轉(zhuǎn)化為了內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員下滑的距離：L=焉”2h;由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得:v2=2aL,得：v=q2aL;動(dòng)能為：Ek=;"mv2=1mgh,故B錯(cuò)誤;23由動(dòng)能定理可知mghWf=；mv2,解得Wf=：mgh,故下滑過(guò)程中系統(tǒng)減少的機(jī)械能為:mgh,故233ZEk=mghFh,即動(dòng)能減少量為|Fh C正確；根據(jù)能量守恒定律，減小的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和摩擦內(nèi)能

12、，故D正確.2. B運(yùn)動(dòng)員入水后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，根據(jù)動(dòng)能定理，有:mgh,故A錯(cuò)誤；機(jī)械能的變化量等于除重力外其余力做的功，即運(yùn)動(dòng)員入水后的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能的減小量等于克服阻力做的功，為Fh,故B正確；從開(kāi)始下落到入水后速度變?yōu)?的過(guò)程，對(duì)運(yùn)動(dòng)員由動(dòng)量定理得：mg(T+t)-Ft=0,故水對(duì)運(yùn)動(dòng)員作用力的沖量大小為mgt+mgT,故C錯(cuò)誤.他在整個(gè)過(guò)程中機(jī)械能的減小量等于重力勢(shì)能的減小量，為mg(H+h),故D錯(cuò)誤.3. BC如果沒(méi)有摩擦力，則O點(diǎn)應(yīng)該在AB中間，由于有摩擦力，物塊從A到B過(guò)程中機(jī)械能損失，故無(wú)法到達(dá)沒(méi)有摩擦力情況下的B點(diǎn)，也即O點(diǎn)靠近B點(diǎn).故OA>2,此過(guò)程物塊克服摩11

13、擦力做功大于2科mga所以物塊在A點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能小于W2科mga故A錯(cuò)誤；由A分析得物塊從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到最終停在B點(diǎn)，路程大于a+a=3a，故整個(gè)過(guò)程物塊克服阻力做功大于23.mga故物塊在B點(diǎn)時(shí)，彈黃的彈性勢(shì)能小于W2mga故B正確；從O點(diǎn)開(kāi)始到再次到達(dá)。點(diǎn)，物塊運(yùn)動(dòng)路程大于a,故由動(dòng)能定理得，物塊的動(dòng)能小于W科mga故C正確；物塊動(dòng)能最大時(shí)，彈力等于摩擦力，而在B點(diǎn)彈力與摩擦力的大小關(guān)系未知，故物塊動(dòng)能最大時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量與物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧形變量大小未知，故此兩位置彈性勢(shì)能大小關(guān)系無(wú)法判斷，故D錯(cuò)誤.4. D由v2h圖像為傾斜直線可知，物體的動(dòng)能變化量與高度變化量成正比，即合外力為恒力，而物

14、體所受重力不變，故拉力也一定保持不變.物體機(jī)械能的變化量大小等于重力(或彈力)以外的其他力做功的大小.由功能關(guān)系可知，隨高度增加，恒定拉力做正功，機(jī)械能均勻增加，故D項(xiàng)正確.5. BA、C兩個(gè)滑塊所受的滑動(dòng)摩擦力大小相等，A所受滑動(dòng)摩擦力沿斜面向上，C受到的沿斜面向上的力是滑動(dòng)摩擦力的分力，所以C沿斜面向下的加速度大于A沿斜面向下白加速度，C先到達(dá)斜面底端，A項(xiàng)錯(cuò)誤；重力做功相同，摩擦力對(duì)A、B做功相同，C克服摩擦力做功最多，而B(niǎo)有初速度，則滑到斜面底端時(shí)，B滑塊的動(dòng)能最大，B項(xiàng)正確；三個(gè)滑塊下降的高度相同，重力勢(shì)能減小相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；滑動(dòng)摩擦力做功與路程有關(guān)，C運(yùn)動(dòng)的路程最大，C克服摩擦力做

15、功最大，機(jī)械能減少最多，D項(xiàng)錯(cuò)誤.AE,、，6. B除重力之外的其他力做的功等于物體的機(jī)械能的改變量，則F群AE,即F=，所以EZAXx圖像的斜率的絕對(duì)值等于物體所受拉力的大小，由題圖乙可知0Xi內(nèi)圖線的斜率為負(fù)，則物體所受拉力沿斜面向上，A錯(cuò)誤；由于物體由靜止開(kāi)始向下運(yùn)動(dòng)，且物體所受拉力先變小后不變，所以物體所受拉力一直小于物體的重力沿斜面向下的分力，物體加速運(yùn)動(dòng)，所以在。X2過(guò)程中物體的動(dòng)能一定增大，B正確，C、D錯(cuò)誤.7. BCD8.BD9. BD根據(jù)vt圖像斜率等于加速度可知：aa=71=0T"m/s2=-10m/s2；ab=0111m.11m/s2;不受拉力時(shí)：mab=mg

16、sin530科mgos53°,代入數(shù)據(jù)得：回0.5;受到拉力的作用時(shí)：maa=Fmgsin53mgos53°,所以F=1N,故B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：x=0v022a可知，因?yàn)橛泻懔時(shí)，小物塊的加速度小，位移大，所以在上升過(guò)程產(chǎn)生的熱量較大，故C錯(cuò)誤；結(jié)合C的分析可知，有恒力F時(shí)，小物塊上升的高度比較大，所以在最高點(diǎn)的重力勢(shì)能比較大，而上升到最高點(diǎn)時(shí)動(dòng)能的減小是相等的，所以在整個(gè)上升過(guò)程機(jī)械能的減少量較小，故D正確.510. BCD物塊下洛過(guò)程中，剛開(kāi)始由于mgsin30+mgos30="mg>mg,所以物塊所受合力向上，物塊做減速運(yùn)動(dòng)，下落過(guò)程中

17、，合力越來(lái)越小，當(dāng)加速度等于零時(shí)，速度最小，后合力方向向下，加速度向下，速度增大，所以物塊的速度先減小后增大，故A錯(cuò)誤.當(dāng)加速度等于零時(shí)，速度最小，設(shè)此時(shí)軟繩上滑的距離為x,則：Llxmgsin30;、*科mgos30:mg+jmg,代入數(shù)1.LL據(jù)斛得：x=9L,故B正確；物塊未釋放時(shí)，軟繩的重心離斜面頂端的局度為h1=sin30=4,軟繩剛好全部離開(kāi)斜面時(shí)，軟繩的重心離斜面頂端的高度h2=2,則軟繩重力勢(shì)能共減少mg(2L)=4mg,故C正確.以軟繩和物塊組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，軟繩和物塊的重力勢(shì)能減小，轉(zhuǎn)化為物塊和軟繩的動(dòng)能及軟繩與斜面摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，根據(jù)能量守恒定律，軟繩重力勢(shì)能的減少重

18、小于其動(dòng)能的增加量與克服摩擦力所做功的和，故D正確.11. CD物塊在BD段向下運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，因呼tan。，物塊的重力沿斜面向下的分力mgsin。與滑動(dòng)摩擦力jimgos。大小相等，彈簧彈力提供加速度，物塊在D點(diǎn)處加速度最大，有k3l=ma,物塊靜止時(shí)有kl=mgsin0,彳#a=3gsina物塊在DA段的最大加速度為3gsin0,A選項(xiàng)錯(cuò)誤；物塊從D點(diǎn)下滑后，沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，因產(chǎn)tan0,物塊在B點(diǎn)時(shí)受到彈簧拉力，不可能靜止，最終在B點(diǎn)下方做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，到B點(diǎn)處的速度為零，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；物塊從D點(diǎn)第一次到。點(diǎn)，由功能關(guān)系得Ep+mgsin03l=（imgos。2l+m2,Ep=mV2mglsinaC選項(xiàng)正確；物塊在B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能與物塊在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能相同，對(duì)全過(guò)程分析有（EpE）+mgsin02l=Q,得q=mV2+mglsin0-E,D選項(xiàng)正確.12. CD設(shè)小球從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程克服摩擦力做功為Wf,AB間的豎直高度為h,彈簧具有的最大彈性勢(shì)能為Ep,根據(jù)能量守恒定律：對(duì)于小球從A到B的過(guò)程有mgh+Ep=2mv2+Wf,A1到C的過(guò)程有2mgh+Ep=2Wf+Ep,解得Wf=mgh,Epn/v2,小球從C點(diǎn)向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，假設(shè)能返回到A點(diǎn)，則由能量守恒定律得Ep=2Wf+2mgh+Ep,該式不