《2011年高考物理 机械能专题强化训练 新人教版.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2011年高考物理 机械能专题强化训练 新人教版.pdf（12页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、机械能专题训练机械能专题训练1 1如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上.其正上方 A 位置有一只小球。小球从静止开始下落，在 B 位置接触弹簧的上端，在C 位置小球所受弹力大小等于重力，在 D 位置小球速度减小到零，在小球下降阶段中，下列说法正确的是（D）A AA从AD 位置小球先做匀加速运动后做匀减速运动B BB从AC 位置小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量C CC在B 位置小球动能最大D在C 位置小球动能最大D D2 2如图所示，一个质量为的物体（可视为质点）以某一速度从点冲上倾角为30的固定斜面，其运动的加速度为 3g/4，这物体在斜面上上升的最大高度为，则在这个过程中
2、物体的(D)A整个过程中物体机械能守恒B重力势能增加了 3mgh/4C动能损失了 3mgh/2D机械能损失了 mgh/4.将物体以 60J 的初动能竖直向上抛出，当它上升到某点P 时，动能减为10J，机械能损失10J，若空气阻力大小不变，则物体落回到抛出点时的动能为(A)A36JB40JC48JD50J.设匀速行驶的汽车，发动机功率保持不变，则(AC)A路面越粗糙，汽车行驶得越慢B路面越粗糙，汽车行驶得越快C在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得快D在同一路面上，汽车不载货比载货时行驶得慢.将小球竖直上抛，经一段时间落回抛出点，若小球所受的空气阻力大小不变，对其上升过程和下降过程损失的机械能进
3、行比较，下列说法中正确的是（C）A.上升损失的机械能大于下降损失的机械能B.上升损失的机械能小于下降损失的机械能C.上升损失的机械能等于下降损失的机械能D.无法比较6.6.伽利略在研究力和运动的关系的时候，用两个对接的斜面，一个斜面固定，让小球从斜面上滚下，又滚上另一个倾角可以改变的斜面，斜面倾角逐渐改变至零，如图所示。伽利略设计这个实验的目的是为了说明（C）（A）如果没有摩擦，小球将运动到与释放时相同的高度（B）如果没有摩擦，物体运动过程中机械能守恒（C）维持物体作匀速直线运动并不需要力（D）如果物体不受到力，就不会运动7 7滑块以速率 v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速
4、率为v2，且 v21），断开轻绳，木板和物块沿斜面下滑假设木板足够长，与挡板发生碰撞时，时间极短，无动能损失，空气阻力不计求：（1）木板第一次与挡板碰撞弹起上升过程中，物块的加速度；（2）从断开轻绳到木板与挡板第二次碰撞的瞬间，木板运动的路程 s；（3）从断开轻绳到木板和物块都静止，摩擦力对木板及物块做的总功W解析：解析：（1）设木板第一次上升过程中，物块的加速度为a物块物块受合力F物块=kmgsinmgsin由牛顿第二定律 F物块=ma物块由得a物块=（k-1）gsin，方向沿斜面向上（2）设以地面为零势能面，木板第一次与挡板碰撞时的速度大小为v1由机械能守恒12mv12 2mgH解得v12
5、gH2设木板弹起后的加速度 a 板 由牛顿第二定律 a 板=（k+1）gsinv12HS 板第一次弹起的最大路程S1解得S1k 1 sin2a板(k 3)HH木板运动的路程S=+2S1=(k 1)sinsin（3）设物块相对木板滑动距离为L根据能量守恒 mgH+mg（H+Lsin）=kmgsinL摩擦力对木板及物块做的总功W=-kmgsinL解得W 2kmgHk 1如图所示，斜面和水平面由一小段光滑圆弧连接，斜面的倾角为 37，一质量为 0.5kg 的物块从距斜面底端 B 点 5m 处的 A 点由静止释放已知物块与水平面和斜面的动摩擦因数均为 0.3。（sin37=0.6,cos37=0.8,
6、g=10m/s2）（1）物块在水平面上滑行的时间为多少？（2）若物块开始静止在水平面上距 B 点 10m 的 C 点处，用大小为 4.5N 的平恒力向右拉该物块，到 B点撤去此力，物块第一次到A 点时的速度为多大？（3）若物块开始静止在水平面上距B 点 10m 的 C 点处，用大小为 4.5N 的水平恒力向右拉该物块，欲使物块能到达 A 点，水平恒力作用的最短距离为多大？解答：解答：（1）物块先沿斜面匀加速下滑，设AB 长度为 L，动摩擦因数为下滑的加速度到达 B 点时速度在水平面上物块做匀减速运动（1 分）（1 分）（1 分）在水平面上运动的时间（1 分）（2）设 CB 距离为，全过程用动能
7、定理：（3 分）解得：（2 分），根据动能定理可得：（3 分）解得：（2 分）（3）设力作用的最短距离为.如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置，滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成，其中倾斜直轨 AB 与水平直轨 CD 长均为 L3m，圆弧形轨道 APD 和 BQC均光滑，BQC 的半径为 r1m，APD 的半径为 R，AB、CD 与两圆弧形轨道相切，O2A、O1B 与竖直方向的夹角均为37。现有一质量为 m1kg 的小球穿在滑轨上，以 Ek0的初动能从 B 点开始沿 AB 向上运动，小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为 3，设小球经过轨道连接处均无能量损失。（g10m/s2，sin370.
8、6，cos370.8，sin18.5=0.32，cos18.5=0.95，tan18.5=3，cot18.5=3）求：11（1）要使小球完成一周运动回到B 点，初动能 EK0至少多大？（2）小球第二次到达D 点时的动能；（3）小球在 CD 段上运动的总路程。解析：解析：（1）R=Ltan18.5+r=2m（1 分）Ek0mgR(1-cos)+mgLsin+mgLcos（2 分）代入解得 Ek048J（1 分）（2）小球第一次回到 B 点时的动能为：EkB=mg2R-mgr(1+cos)-mgL=12J，小球沿 AB 向上运动到最高点，距离B 点为 s则有：EkB=mgscos+mgssin，（
9、2 分）代入解得 s=18/13m=1.38m（1 分）小球继续向下运动，当小球第二次到达D 点时动能为EKD mgr(1cos)mgssinmgscosmgLcos=12.6J（2 分）（3）小球第二次到 D 点后还剩 12.6J 的能量，沿 DP 弧上升后再返回 DC 段，到 C 点只剩下 2.6J 的能量。因此小球无法继续上升到B 点，滑到 BQC 某处后开始下滑，之后受摩擦力作用，小球最终停在CD上的某点。（1 分）由动能定理：EkDmgs1（2 分）可得小球在 CD 上所通过的路程为 s3.78m（1 分）小球通过 CD 段的总路程为 S总2Ls9.78m（1 分）。如图所示，质量为
10、M=4kg 的木板静止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一个质量m=1kg 大小可以忽略的铁块，铁块与木板之间的摩擦因数 =0.4，在铁块上加一个水平向左的恒力 F=8N，铁块在长L=6m 的木板上滑动。取 g=10m/s2。求：左LMFm右（1）经过多长时间铁块运动到木板的左端（2）在铁块到达木板左端的过程中，恒力F 对铁块所做的功（3）在铁块到达木板左端时，铁块和木板的总动能解：解：（1）铁块与木板间的滑动摩擦力f mg 0.4110N 4NF f8 4m/s2 4m/s2m1f4m/s21m/s2木板的加速度a2M41212铁块滑到木板左端的时间为t，则a1t a2t L22代入数据解得
11、：t 2s1212（2）铁块位移s1a1t42 m 8m221122木板位移s2a2t12 m 2m22铁块的加速度a1恒力 F 做的功W Fs1 88J 64J（3）方法一：铁块的动能EkA(F f)s1(8 4)8J 32J木板的动能EkB fs2 42J 8J铁块和木板的总动能Ek总 EkA EkB 32J 8J 40J方法二：铁块的速度v1 a1t 42m/s 8m/s铁块的动能EkA121mv1182J 32J22木板的速度v2 a2t 12m/s 2m/s木板的动能EkB112Mv2422J 8J22铁块和木板的总动能Ek总 EkA EkB 32J 8J 40J（评分说明：每项2
12、分，每项 1 分）-（2 分）如图甲，在水平地面上固定一倾角为 的光滑斜面，一劲度系数为 k 的绝缘轻质弹簧的一端固定在斜面底端，整根弹簧处于自然状态。一质量为m 的滑块从距离弹簧上端为s0由处静止释放，设滑块与弹簧接触过程中没有机械能损失，弹簧始终处在弹性限度内，重力加速度大小为g。（1）求滑块从静止释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1（2）若滑块在沿斜面向下运动的整个过程中最大速度大小为 vm，求滑块从静止释放到速度大小为 vm过程中弹簧的弹力所做的功W（3）从滑块静止释放瞬间开始计时，请在乙图中画出滑块在沿斜面向下运动的整个过程中速度与时间关系图象。图中横坐标轴上的t1、t2及 t3
13、分别表示滑块第一次与弹簧上端接触、第一次速度达到最大值及第一次速度减为零的时刻，纵坐标轴上的 v1为滑块在 t1时刻的速度大小，vm是题中所指的物理量。（本小题v不要求写出计算过程）vmv1S0Ot3tt1t2甲乙解：解：（1）滑块从静止释放到与弹簧刚接触的过程中作初速度为零的匀加速直线运动，设加速度大小为 a，则有mgsin=ma-2 分s0t112at1-2 分22s0-2 分gsin（2）滑块速度最大时受力平衡，设此时弹簧压缩量为x0，则有mgsin kx0-2 分从静止释放到速度达到最大的过程中，由动能定理得mgsin(s0 x0)w w 12mvm212mvm-2 分2mgsin-2
14、 分mgsin（s0）kvvmv1（3）-2 分Ot1t2t3t河北省衡水中学河北省衡水中学 20102010 届高三上学期第四次调研考试届高三上学期第四次调研考试如图所示，斜面倾角为45，从斜面上方A 点处由静止释放一个质量为m 的弹性小球，在 B 点处和斜面碰撞，碰撞后速度大小不变，方向变为水平，经过一段时间在 C 点再次与斜面碰撞。已知 AB 两点的高度差为 h，重力加速度为 g，不考虑空气阻力。求：（1）小球在 AB 段运动过程中重力做功的平均功率P；（2）小球落到 C 点时速度的大小。解：解：（1）小球下降过程中，做自由落体运动，落到斜面B 点的速度为 v，满足：2gh v2解得：v
15、 2gh所以小球在 AB 段重力的平均功率：P mgv 2ghmg2（2）小球从 B 到 C 做平抛运动，设 B 到 C 的时间为 t，竖直方向：BCsin12gt2水平方向：BCcos vt解得：t 2 2h/g所以 C 点的速度为vCv2 g2t210gh“华安、连城、永安、漳平一中、龙海二中、泉港一中华安、连城、永安、漳平一中、龙海二中、泉港一中”六校联考六校联考在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平长木板上，如图 a 所示，用力沿水平方向拉木块，拉力从 0 开始逐渐增大分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力f 随拉力 F 的变化图像，如图 b 所示已知木块
16、质量为 0.78kg取重力加速度 g=10m/s2，sin37=0.60，cos37=0.80（1）求木块与长木板间的动摩擦因数（2）若木块在与水平方向成37角斜向右上方的恒定拉力F 作用下，以 a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动，如图 c 所示拉力大小应为多大？（3）在（2）中力作用 2s 后撤去拉力 F，求：整个运动过程中摩擦力对木块做的功解：解：（1）由（b）图可知，木块所受到的滑动摩擦力f=3.12N（1 分）由 f=N（1 分）得：=Ff3.12=0.4（1 分）Nmg0.78 10（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
17、直两方向，根据牛顿运动定律得：Fcos-f=ma（1 分）Fsin+N=mg（1 分）f=N联立各式得：F=4.5N（1 分）（3）全过程应用动能定理得：WFWf=0（1 分）WF=Fs1cos（1 分）s1=12at1（1 分）2代入数据得 Wf=-14.4J（1 分）.甘肃省会宁五中甘肃省会宁五中20102010届高三届高三1010月月考月月考在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为30。用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向60。现同时释放甲乙两物体，乙物体将
18、在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动。已知乙物体的质量为m1，若取重力加速度g10m/s2。求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力。解：解：设甲物体的质量为 M，所受的最大静摩擦力为f，则当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为 T1，对乙物体T1 mgcos此时甲物体恰好不下滑，有：Mgsin f T1得：Mgsin f mgcos当乙物体运动到最低点时，设绳子上的弹力最大，设为T2对乙物体由动能定理：mgl1cos12mv2v2又由牛顿第二定律：T2 mg ml此时甲物体恰好不上滑，则有：Mgsin f T2得：Mgsin f mg(3
19、 2cos)m(3cos)可解得：M 2.5(kg)2sin3f mg(1cos)7.5(N)2安徽省两地安徽省两地 20102010 届高三第一次联考检测届高三第一次联考检测如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮 O1、O2和质量 mB=m 的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量 mA=m 的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角 =60，直杆上 C 点与两定滑轮均在同一高度，C 点到定滑轮 O1的距离为 L，重力加速度为 g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰 现将小物块从 C 点由静止释放，试求：（1）小球下降到最低点时，小物块的机械能
20、（取 C 点所在的水平面为参考平面）；（2）小物块能下滑的最大距离；（3）小物块在下滑距离为L 时的速度大小解解：（1）设此时小物块的机械能为E1由机械能守恒定律得E1 mBg(LLsin)mgL(1 3/2)（4 分）（2）设小物块能下滑的最大距离为sm，由机械能守恒定律有mAgsmsin mBghB增（2 分）而hB增(smLcos)(Lsin)L代入解得sm 4(1 3)L；（2 分）22（2 分）（3）设小物块下滑距离为L 时的速度大小为 v，此时小球的速度大小为vB，则vB vcos（3 分）（3 分）mAgLsin112mBvBmAv222解得v 20 3gL5（2 分）河北省衡水
21、中学河北省衡水中学 20102010 届高三上学期第四次调研考试届高三上学期第四次调研考试如图所示是在工厂的流水线上安装的水平传送带，用水平传送带传送工件 可大大提高工作效率 水平传送带以恒定的速度V0=2 m/s运送质量为m=0.5kg 的工件，工件都是以V=1 m/s的初速从 A 位置滑上传送带 工件与传送带之间的动摩擦因数=0.2 每当前一个工件在传送带上停止相对滑动时后一个工件立即滑上传送带取g=l0 m/s2，求：(1)工件经多长时间停止相对滑动；(2)在正常运行状态下传送带上相邻工件间的距离；(3)摩擦力对每个工件做的功；(4)每个工件与传送带之间的摩擦产生的内能解解：（1）由 牛 顿 第 二 定 律F ma有：a g 2m/s2t v0v 0.5sa（2）正常运行时工件间的距离：s v0t 1m（3）摩擦力对每个工件做功；Wf1212mv0mv 0.75J22（4）每个工件与传送带之间的相对位移：S相对=V0t-（V0t+Vt）/2摩擦产生的内能Q f S相对 0.25J