高考物理試題分類專題機(jī)械能守恒

高考物理試題分類專題機(jī)械能守恒高考物理試題分類專題機(jī)械能守恒高考物理試題分類專題機(jī)械能守恒專題六、機(jī)械能守恒定律一、選擇題1.（全國新課標(biāo)II卷，16）小球P和Q用不能伸長的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，以以下圖，將兩球由靜止釋放，在各自軌跡的最低點(diǎn)（）．A．P球的速度必然大于Q球的速度B．P球的動能必然小于Q球的動能C．P球所受繩的拉力必然大于Q球所受繩的拉力D．P球的向心加快度必然小于Q球的向心加快度【答案】C【解析】由動能定理可知，mgL21mv02v2gL①由l1l2，則vPvQA錯EkQmQgl2EkPmPgl1大小無法判斷B錯受力解析TmgF向②2F向mv③LF向F合ma④由①②③④得T3mga2g則TpTQC對aPaQD錯2.（全國新課標(biāo)II卷，21）如圖，小球套在圓滑的豎直桿上，輕彈簧一端固定于O點(diǎn)，另一端與小球相連．現(xiàn)將小球從M點(diǎn)由靜止釋放，它在下降的過程中經(jīng)過了N點(diǎn)，已知在M、N兩點(diǎn)處，彈簧對小球的彈力大小相等．且ONMπ）。OMN，在小球從M點(diǎn)運(yùn)動到N點(diǎn)的過程中（2A．彈力對小球先做正功后做負(fù)功B．有兩個時辰小球的加快度等于重力加快度C．彈簧長度最短時，彈力對小球做功的功率為零D．小球到達(dá)N點(diǎn)時的動能等于其在M、N兩點(diǎn)的重力勢能差【答案】BCD【解析】由題意可知在運(yùn)動過程中受力以下小球的位移為MN則從MA彈簧處于壓縮態(tài)，則彈力做負(fù)功從AB彈簧從壓縮變?yōu)樵L，彈力做正功從BN彈簧從原長到伸長，彈力做負(fù)功，則A錯。在A點(diǎn)受力以下：則F合mg即ag，B對在B點(diǎn)彈簧處于原長則受力以下：在A點(diǎn)時，F(xiàn)彈垂直于桿，則P彈=F彈Vcos=0，C對從M到N小球與彈簧機(jī)械能守恒，則Ek增EP減即EkN0EP重MEP重NEP彈NEP彈M由于M、N兩點(diǎn)彈簧彈力相同，由胡克定律可知，彈簧形變量相同，則EP彈NEP彈M，即EKNEP重MEP重N，D對.3.(四川卷，1)韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項(xiàng)目奪冠的運(yùn)動員。他在一次自由式滑雪空中技巧競賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離，重力對他做功1900J，他戰(zhàn)勝阻力做功100J。韓曉鵬在此過程中（）。A．動能增加了1900JB．動能增加了2000JC．重力勢能減小了1900JD．重力勢能減小了2000J【答案】C【解析】由題可得，重力做功1900J，則重力勢能減少1900J，可得C正確D錯誤。由動能定理：WG

Wf

Ek可得動能增加

1800J，則

A，B錯誤。4.（浙江卷，18）以以下圖為一滑草場。某條滑道由上下兩段高均為為45°和37°的滑道組成，滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為

h，與水平面傾角分別。質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑，經(jīng)過上、下兩段滑道后，最后恰好靜止于滑道的底端

（不計(jì)滑草車在兩段滑道交接處的能量損失，

，cos37=0.8）。則（

）。A．動摩擦因數(shù)67B．載人滑草車最大速度為2gh7C．載人滑草車戰(zhàn)勝摩擦力做功為mghD．載人滑草車在下段滑道上的加快度大小為3g5【答案】AB【解析】由動能定理得：正確；對前一段軌道：

mg2hmghcot45mghcot370，解得：6，選項(xiàng)7mghmghcot451mv2解得：v2gh，B正確；載人滑27草車戰(zhàn)勝摩擦力做功2mgh,C錯誤；載人滑草車在下段滑道上的加快度amgsin37mgcos373g，D錯誤，選AB.m35二、填空題1.（天津卷，9）（1）以以下圖，方盒A靜止在圓滑的水平面上，盒內(nèi)有一個小滑塊B，盒的質(zhì)量是滑塊質(zhì)量的2倍，滑塊與盒內(nèi)水平面間的動摩擦因數(shù)為μ；若滑塊以速度v開始向左運(yùn)動，與盒的左右壁發(fā)生無機(jī)械能損失的碰撞，滑塊在盒中來回運(yùn)動多次，最終相對盒靜止，則此時盒的速度大小為；滑塊相對盒運(yùn)動的行程?！敬鸢浮縱v233g【解析】設(shè)滑塊質(zhì)量為m，則盒子的質(zhì)量為2m；對整個過程，由動量守恒定律得：mv=3mv共解得v共=v3由能量關(guān)系可知：1mv21v2v2mgx3m()解得：x3g223三、計(jì)算題（全國新課標(biāo)I卷，25）（18分）如圖，一輕彈簧原長為2R，其一端固定在傾角為37的固定直軌道AC的底端A，另一端位于直道上B，簧于自然狀。直道與一半徑5R6的圓滑弧道相切于C點(diǎn)，AC7R，A、B、C、D均在同向來平面內(nèi)。量m的小物P自C點(diǎn)由靜止開始下滑，最低到達(dá)E點(diǎn)（未畫出）隨后P沿道被回，最高到達(dá)F點(diǎn)，AF4R。已知P與直道的摩擦因數(shù)1，重力加快度大小g。（取4sin373，cos374）55求P第一次運(yùn)到B點(diǎn)速度的大小。求P運(yùn)到E點(diǎn)簧的性能。(3)改物P的量，將P推至E點(diǎn)，從靜止開始放。已知P自弧道的最高點(diǎn)D水平出后，恰好通G點(diǎn)。G點(diǎn)在C點(diǎn)的左下方，與C點(diǎn)水平相距7R、直相距R，求P運(yùn)到D點(diǎn)速度的大小和改后P的量。2【解析】（1）

P研究象，受力解析如：P加快度

a，其垂直于斜面方向受力平衡：

Gcos

N沿斜面方向，由牛第二定律得：

Gsin

f

ma且

f

N，可得：

a

gsin

gcos

2g5CB

段程，由

vt2

v0

2

2as代入數(shù)據(jù)得

B點(diǎn)速度：

vB

2gR（2）P從C點(diǎn)出，最靜止在F，解析整段程；由C到F，重力能化量：EPmg3Rsin????①減少的重力能所有化內(nèi)能。E點(diǎn)離B點(diǎn)的距離xR，從C到F，：mgcos(7R2xR)????????????②QEP，立①、②解得：x1；研究P從C點(diǎn)運(yùn)到E點(diǎn)程重力做功：

WG

mgsin

(5R

xR)摩擦力做功：

Wf

mgcos(5R

xR)能化量：

Ek

0J由動能定理：

WG

Wf

W彈

Ek代入得：

W彈

12mgR5由E彈

W彈，到

E點(diǎn)時彈性勢能

E彈為12mgR。5（3）其幾何關(guān)系以以下圖可知：OQ2R，CQ13R2由幾何關(guān)系可得，G點(diǎn)在D左下方，豎直高度差為5R，水平距離為3R。2設(shè)P從D點(diǎn)拋出時速度為v0，到G點(diǎn)時間為t其水平位移：3Rv0t豎直位移：5R1gt22235gR解得：v05研究P從E點(diǎn)到D點(diǎn)過程，設(shè)P此時質(zhì)量為m'，此過程中：重力做功：WG'm'g(36Rsin)51Rm'gR①210摩擦力做功：Wf'm'g6Rcos6m'gR②5彈力做功：W彈'E彈12mgR③5動能變化量：E'1m'v20J9m'gR④0k210由動能定理：WG'Wf'W彈'Ek'⑤1將①②③④代入⑤，可得：m'm32.（全國新課標(biāo)

II卷，25）（20

分）輕質(zhì)彈簧原長為

2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，彈簧長度為簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連結(jié)．AB是長度為5lB端與半徑l的圓滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑RD豎直，以以下圖，物塊

l，現(xiàn)將該彈的水平軌道，P與AB間的動摩擦因數(shù)．用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度l，爾后松開，P開始沿軌道運(yùn)動，重力加快度大小為g．⑴若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時的速度的大小，以及它走開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離；⑵若P能滑上圓軌道，且還能夠沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍．【解析】⑴地面上，EP重轉(zhuǎn)變?yōu)镋P彈，E機(jī)守恒∴EP重EP彈5mglEP，此時彈簧長度為lAB：能量守恒：EPEKBQ即5mgl1mvB2mg4lvB6gl2BD：動能定理：mg2l1mv21mv2vD2gl2D2B此后，物體做平拋運(yùn)動：y2l1gt2t4l2gxvDt22l∴B點(diǎn)速度vB6gl，落點(diǎn)與B點(diǎn)距離為22l⑵假設(shè)物塊質(zhì)量為m'則AB：能量守恒：EpEKB'Q'5mgl1m'v'2m'g4l2B解得：vB'25mgl2glm'若要滑上圓弧，則vB'≥0，即vB'2≥0，解得m'≤5m2若要滑上圓弧還能夠沿圓弧滑下，則最高不能夠高出C點(diǎn)此時假設(shè)恰好到達(dá)C點(diǎn)，則依照能量守恒：EpQ'Epc5mglm'g4lm'gl5解得：m'm3故若使物塊不高出C點(diǎn)，m'≥5m3綜上：5m≤m'≤5m32（天津卷，10）我國將于2022年舉辦奧運(yùn)會，跳臺滑雪是其中最具賞析性的項(xiàng)目之一，以以下圖，質(zhì)量m=60kg的運(yùn)動員從長直助滑道尾端AB的A處由靜止開始以加快度a3.6m/s2勻加快滑下，到達(dá)助滑道尾端BvB24m/sAB的豎直高度差H=48m時速度，與，為了改變運(yùn)動員的運(yùn)動方向，在助滑道與起跳臺之間用一段波折滑道連結(jié)，其中最低點(diǎn)C處周邊是一段以O(shè)為圓心的圓弧。助滑道尾端B與滑道最低點(diǎn)C的高度差h=5m，運(yùn)動員在B、C間運(yùn)動時阻力做功W=-1530J，取g10m/s21）求運(yùn)動員在AB段下滑時碰到阻力Ff的大?。?）若運(yùn)動員能夠承受的最大壓力為其所受重力的6倍，則C點(diǎn)所在圓弧的半徑R最少應(yīng)為多大?！敬鸢浮浚?）144N（2）12.5m【解析】（1）在AB段勻加快運(yùn)動：vB22ax；mgHfmax代入數(shù)據(jù)可得f144N（2）BC段：mghW1mvc21mvB222C處:FNmgmvc2RFNm6mg4.（江蘇卷，14）（16分）以以下圖，傾角為α的斜面固定于墻面，另一端超出斜面頂端的小滑輪與物塊的細(xì)線水平，右側(cè)的細(xì)線與斜面平行．A、B

A被固定在水平面上，細(xì)線的一端B相連，B靜止在斜面上．滑輪左側(cè)的質(zhì)量均為m．撤去固定A的裝置后，A、B均做直線運(yùn)動．不計(jì)所有摩擦，重力加快度g．求：1）A固定不動時，A對B支持力的大小N；2）A滑動的位移為x時，B