專題19.6機械能計算題（原卷版）

專題19.6機械能計算題【考綱解讀與考頻分析】機械能是高考II級考點，高考考查頻繁。【高頻考點定位】：機械能考點一：機械能【3年真題鏈接】1.（2019年4月浙江選考）某砂場為提高運輸效率，研究砂粒下滑的高度與砂粒在傳送帶上運動的關(guān)系，建立如圖所示的物理模型。豎直平面內(nèi)有一傾角θ=370的直軌道AB，其下方右側(cè)放置一水平傳送帶，直軌道末端B與傳送帶間距可近似為零，但允許砂粒通過。轉(zhuǎn)輪半徑R=0.4m、轉(zhuǎn)軸間距L=2m的傳送帶以恒定的線速度逆時針轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)輪最低點離地面的高度H=2.2m?，F(xiàn)將一小物塊放在距離傳送帶高h處靜止釋放，假設(shè)小物塊從直軌道B端運動到達傳送帶上C點時，速度大小不變，方向變?yōu)樗较蛴?。已知小物塊與直軌道和傳送帶間的動摩擦因數(shù)均為μ=0.5。（sin370=0.6）（1）若h=2.4m，求小物塊到達B端時速度的大小；（2）若小物塊落到傳送帶左側(cè)地面，求h需要滿足的條件（3）改變小物塊釋放的高度h，小物塊從傳送帶的D點水平向右拋出，求小物塊落地點到D點的水平距離x與h的關(guān)系式及h需要滿足的條件?！?年模擬再現(xiàn)】1.（2019山東師范大學(xué)附中二模）如圖所示，質(zhì)量為m=1kg的滑塊，在水平力作用下靜止在傾角為θ=30o在光滑斜面上，斜面的末端B與水平傳送帶相接（物塊經(jīng)過此位置滑上皮帶時無能量損失），傳送帶的運行速度為v0=3m/s，長為L=1.4m；今將水平力撤去，當滑塊滑到傳送帶右端C時，恰好與傳送帶速度相同。滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.25。g=10m/s2求：（1）水平作用力力F大小?（2）滑塊下滑的高度?（3）若滑塊進入傳送帶速度大于3m/s，求滑塊在傳送帶上滑行的整個過程中產(chǎn)生的熱量？2.（2019·江蘇淮安一調(diào)）如圖所示，傾角為30°的足夠長斜面固定于水平面上，輕滑輪的頂端與固定于豎直平面內(nèi)圓環(huán)的圓心O及圓環(huán)上的P點在同一水平線上，細線一端與套在環(huán)上質(zhì)量為m的小球相連，另一端跨過滑輪與質(zhì)量為M的物塊相連。在豎直向下拉力作用下小球靜止于Q點，細線與環(huán)恰好相切，OQ、OP間成53°角。撤去拉力后球運動到P點速度恰好為零。忽略一切摩擦，重力加速度為g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：

(1)拉力的大小F；

(2)物塊和球的質(zhì)量之比M3.（2019·山西太原二模）近年來，隨著AI的迅猛發(fā)展，自動分揀裝置在快遞業(yè)也得到廣泛的普及。如圖為某自動分揀傳送裝置的簡化示意圖，水平傳送帶右端與水平面相切，以v0=2m/s的恒定速率順時針運行，傳送帶的長度為L=7.6m。機械手將質(zhì)量為1kg的包裹A輕放在傳送帶的左端，經(jīng)過4s包裹A離開傳送帶，與意外落在傳送帶右端質(zhì)量為3kg的包裹B發(fā)生正碰，碰后包裹B在水平面上滑行0.32m后靜止在分揀通道口，隨即被機械手分揀。已知包裹A、B與水平面間的動摩擦因數(shù)均為0.1，取g=10m/s2，求：

(1)包裹A與傳送帶間的動摩擦因數(shù)；

(2)兩包裹碰撞過程中損失的機械能。

(3)包裹A4.（2020高考專項練習）如圖所示，物體A，B用繞過光滑的定滑輪的細線連接，離滑輪足夠遠的物體A置于光滑的平臺上，物體C中央有小孔，C放在物體B上，細線穿過C的小孔?！癠”形物D固定在地板上，物體B可以穿過D的開口進入其內(nèi)部而物體C又恰好能被擋住。物體A，B，C的質(zhì)量分別為mA=8kg，mB=10kg，mc=2kg，物體B，C一起從靜止開始下降H1=3m后，C與D發(fā)生沒有能量損失的碰撞，B繼續(xù)下降H2=1.17m后也與D發(fā)生沒有能量損失的碰撞。取g=10m/s2，求：(1)物體C與D碰撞時的速度大小。(2)物體B與D碰撞時的速度大小。(3)B，C兩物體分開后第一次碰撞前B，C的速度。預(yù)測考點一：機械能【2年模擬再現(xiàn)】1.(2019.四川省內(nèi)江市二診)如圖所示為某同學(xué)設(shè)計的投射裝置，水平地面上固定一根內(nèi)壁光滑的細管道，管道下端固定在水平地面上，管道豎直AB部分長度為2R，BC部分是半徑為R的四分之一圓弧，管口沿水平方向，O為圓弧的圓心。與圓心O水平距離為R的豎直墻壁上固定一個半徑為R2的圓形靶子，圓心與O等高，E、F為靶子的最高點和最低點。管道內(nèi)A處有一插銷，擋住下面的小球，彈簧上端與小球并未連接，彈簧下端固定在金屬桿MN上，MN可上下調(diào)節(jié)，改變彈簧壓縮量。小球質(zhì)量為m且可視為質(zhì)點，不計空氣阻力和彈簧的質(zhì)量，重力加速度為g。為了讓小球擊中靶子，則

(1)小球?qū)艿繡處的最大壓力；

(2)彈簧儲存的彈性勢能的范圍。2.（2019·大連聯(lián)考)如題圖所示，截面為直角三角形的斜面體固定在水平地面上，兩斜面光滑，斜面傾角分別為60°和30°，一條不可伸長的輕繩跨過固定在斜面頂端的光滑定滑輪連接著兩個小物體，物體B的質(zhì)量為m，起始距地面的高度均為h，重力加速度為g。（1）若A的質(zhì)量也為m，由靜止同時釋放兩物體，求當A剛到地面時的速度大??；（2）若斜面體不固定，當斜面體在外力作用下以大小為a的加速度水平向右做勻變速直線運動時，要使A、B兩物體相對斜面都不動，分析物體A的質(zhì)量和加速度a的關(guān)系。3.（2020浙江浙南名校聯(lián)考）如圖所示，某玩具廠設(shè)計出一個“2019”字型的豎直模型玩具，固定在足夠長的水平地面上，四個數(shù)字等高，"2”字和“9”字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成，過"2”字出口H點的豎直虛線與“2”字上半圓相切，“9”字下半部分圓弧軌道半徑是上半部分圓弧軌道半徑的兩倍，“0”字是半徑為R的單層光滑圓軌道，“1”字是高度為2R的具有左右兩條通道的光滑豎直細管道，且從左邊的A有向上速度就自動無能量損失落入右邊管道，從右邊的A有向上速度也自動無能量損失落入左邊管道，所有軌道轉(zhuǎn)角及連接處均平滑，H、F、E、C間的距離分別為3R、3R、2R0一小物塊m=0.1kg（可視為質(zhì)點）從“2”字軌道J端的通道以速度V0進入模型開始運動，小物塊與段軌道的動摩擦因數(shù)，已知。（1） 小物體從“2”字的J口射入的初速度6m/s,求小物塊通過“0”字軌道的點時軌道對小物塊作用力大小；（2） 讓小物塊以6m/s的初速度從“2”字的口射入，能從“9”字E口（E口末端水平）飛岀，求BC段軌道的動摩擦因數(shù)U2滿足的條件；（3） 若BC段軌道的動摩擦因數(shù)μ2=0.2,讓小物塊從“9”字E口射入，小物塊能從“2”字J口（J口末端水平）飛出，求小物塊從“9”字E口射入最小初速度？【1年仿真原創(chuàng)】1.如圖，P是傾角為30°的光滑固定斜面．勁度系數(shù)為k的輕彈簧一端固定在斜面底端的固定擋板C上，另一端與質(zhì)量為m的物塊A相連接．細繩的一端系在物體A上，細繩跨過不計質(zhì)量和摩擦的定滑輪，另一端有一個不計質(zhì)量的小掛鉤．小掛鉤不掛任何物體時，物體A處于靜止狀態(tài)，細繩與斜面平行．在小掛鉤上輕輕掛上一個質(zhì)量也為m的物塊B后，物體A沿斜面向上運動．斜面足夠長，運動過程中B始終未接觸地面．(1)求物塊A剛開始運動時的加速度大小a；(2)設(shè)物塊A沿斜面上升通過Q點位置時速度最大，求Q點到出發(fā)點的距離x0及最大速度vm；(3)把物塊B的質(zhì)量變?yōu)镹m(N>0.5)，小明同學(xué)認為，只要N足夠大，就可以使物塊A沿斜面上滑到Q點時的速度增大到2vm，你認為是否正確？如果正確，請說明理由，如果不正確，請求出A沿斜面上升到