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1、专题六 机械能,20102019年高考全国卷考情一览表,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25功和功率的分析和计算答案P228 1.(2018全国2,14,6分,难度)如图,某同学用绳子拉动木箱,使它从静止开始沿粗糙水平路面运动至具有某一速度。木箱获得的动能一定( A ) A.小于拉力所做的功 B.等于拉力所做的功 C.等于克服摩擦力所做的功 D.大于克服摩擦力所做的功 解析设拉力、克服摩擦力做功分别为WT、Wf,木箱获得的动能为Ek,根据动能定理可知,WT-Wf=Ek,则EkWT,选项A正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30
2、,考点31,2.(2018全国3,19,6分,难度)(多选)地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送到地面。某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等。不考虑摩擦阻力和空气阻力。对于第次和第次提升过程,( AC ) A.矿车上升所用的时间之比为45 B.电机的最大牵引力之比为21 C.电机输出的最大功率之比为21 D.电机所做的功之比为45,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,解析由两次提升的高度相同可知,图形不重合部分面积应相等,可得过程
3、的总时间为2.5t0,上升所用时间之比为2t02.5t0=45,A选项正确;加速上升阶段牵引力最大,两次提升的质量和加速度都相同,根据牛顿第二定律,最大牵引力Fm-mg=ma,最大牵引力相等,B选项错误;最大输出功率为Pm=Fmvm,已知最大牵引力相等,过程的最大速度是过程的2倍,故电机输出的最大功率之比为21,C选项正确;设整个过程中电机所做的功为W,根据动能定理W-mgh=0,提升的质量和高度都相等,所以电机所做的功也相等,D选项错误。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,3.(2018江苏,7,4分,难度)(多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一
4、小物块,O点为弹簧在原长时物块的位置。物块由A点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达B点。在从A到B的过程中,物块( AD ) A.加速度先减小后增大 B.经过O点时的速度最大 C.所受弹簧弹力始终做正功 D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功 解析小物块在水平方向受摩擦力和弹簧弹力作用,二者相等时小物块加速度为零,速度最大,故物体先做加速度减小的加速运动,后做加速度变大的减速运动,选项A正确;因在O点时,弹簧弹力为0,此时小物块做减速运动,故最大速度应在O点之前,故B错误;弹簧弹力先做正功,过O点后做负功,选项C错误;根据动能定理,全过程合力做功为零,故弹簧弹力做功等于克服
5、摩擦力做的功,选项D正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,4.(2015全国2,17,6分,难度) 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小Ff恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( A ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,5.(2015浙江,18,6分,难度)(多选)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器。舰载机总质量为3.0104 kg,设起飞过程
6、中发动机的推力恒为1.0105 N;弹射器有效作用长度为100 m,推力恒定。要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80 m/s。弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则( ABD ) A.弹射器的推力大小为1.1106 N B.弹射器对舰载机所做的功为1.1108 J C.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8107 W D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32 m/s2,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,6.(2015海南,3,3分,难度)假设摩托艇受到的阻力的大小正比于它的速率。如果摩托艇发动机的输出功率变为原
7、来的2倍,则摩托艇的最大速率变为原来的( D ) 解析因阻力的大小正比于速率,即Ff=kv,当摩托艇匀速运动时,速度达到最大,则P=Ffv,所以P=kv2。由此可知,功率P变为原来的2倍时,最大速率变为原来的 倍,故D正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,7.(2014全国2,16,6分,难度)一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v。若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v。对于上述两个过程,用WF1、WF2分别表示拉力F1、F2所做的功,Wf1、Wf2分别表示前后两次克服
8、摩擦力所做的功,则( C ) A.WF24WF1,Wf22Wf1 B.WF24WF1,Wf2=2Wf1 C.WF24WF1,Wf2=2Wf1 D.WF24WF1,Wf22Wf1,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,8.(2014重庆,2,6分,难度)某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则( B ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,机车启动的两种典型方式,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,9.(2013上海,16,2分,
9、难度)汽车以恒定功率沿公路做直线运动,途中通过一块沙地。汽车在公路及沙地上所受阻力均为恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。汽车在驶入沙地前已做匀速直线运动,它在驶入沙地到驶出沙地后的一段时间内,位移s随时间t的变化关系可能是( A ),解析汽车由公路驶入沙地,受到的阻力变大,汽车减速;当汽车驶出沙地,受到的阻力变小,汽车的速度变大,稳定后的速度与驶进沙地前的速度相等,在沙地的速度也不会为零,A项正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,10.(2013江苏,5,3分,难度)水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等。碰撞过程的频闪照片如图
10、所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的( A ) A.30% B.50% C.70% D.90% 解析通过刻度尺可测量出碰前的白球照片间距与碰后白球照片间距及灰球照片间距的比值约为1.50.90.9,设碰撞前白球的速度为v0,碰撞后白球速度大小为v1,灰球速度大小为v2,由于闪光时间是相等的,则v0v1v2=1.50.90.9,根据系统损失的动能,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,11.(2011全国,15,6分,难度)(多选)一质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用。此后,该质点的动能可能( ABD ) A.一直增大 B.先
11、逐渐减小至零,再逐渐增大 C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小 D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大 解析若恒力的方向与初速度的方向相同或二者夹角为锐角,物体一直做加速运动,选项A正确;若恒力的方向与初速度的方向相反,物体先做匀减速运动,再反向做匀加速运动,选项B正确;若恒力方向与初速度方向之间的夹角为钝角(如斜上抛运动),则选项D正确,故本题正确选项为A、B、D。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,12.(2010全国,16,6分,难度)(多选)如图所示,在外力作用下某质点运动的v-t图象为正弦曲线。从图中可以判断( AD ) A.在0t1时间内
12、,外力做正功 B.在0t1时间内,外力的功率逐渐增大 C.在t2时刻,外力的功率最大 D.在t1t3时间内,外力做的总功为零 解析在0t1时间内,速度增大,由动能定理得,选项A正确;由P=Fv可知,在t=0及t=t2时刻,外力功率为零,v-t图象中的图线的斜率代表加速度,在t1时刻a=0,则F=0,外力功率为0,选项B、C均错;在t1t3时间内,动能改变量为零,由动能定理得,选项D正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,13.(2009全国,21,6分,难度)(多选)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为(01)。现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀
13、速直线运动。设F的方向与水平面夹角为,如图,在从0逐渐增大到90的过程中,木箱的速度保持不变,则( AC ) A.F先减小后增大 B.F一直增大 C.F的功率减小 D.F的功率不变,科学思维,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点26动能定理的应用答案P229 14.(2017全国2,24,12分,难度) 为提高冰球运动员的加速能力,教练员在冰面上 与起跑线相距s0和s1(s1s0)处分别放置一个挡板 和一面小旗,如图所示。训练时,让运动员和冰球 都位于起跑线上,教练员将冰球以初速度v0击
14、出, 使冰球在冰面上沿垂直于起跑线的方向滑向挡板; 冰球被击出的同时,运动员垂直于起跑线从静止出发滑向小旗。训练要求当冰球到达挡板时,运动员至少到达小旗处。假定运动员在滑行过程中做匀加速运动,冰球到达挡板时的速度为v1。重力加速度大小为g。求: (1)冰球与冰面之间的动摩擦因数; (2)满足训练要求的运动员的最小加速度。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,15.(2017全国1,24,12分,难度)一质量为8.00104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面。飞船在离地面高度1.60105
15、m处以7.5103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100 m/s时下落到地面。取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为9.8 m/s2。(结果保留2位有效数字) (1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能; (2)求飞船从离地面高度600 m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%。 答案(1)4.0108 J 2.41012 J (2)9.7108 J,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点
16、30,考点31,16.(2017江苏,3,3分,难度)一小物块沿斜面向上滑动,然后滑回到原处。物块初动能为Ek0,与斜面间的动摩擦因数不变,则该过程中,物块的动能Ek与位移x关系的图线是( C ) 解析根据动能定理,上升阶段-(mgsin +mgcos )x=Ek-Ek0下降阶段(mgsin -mgcos )(x-x0)=Ek-0可知,Ek与位移x是一次函数关系,B、D错;位移最大为x0时,动能Ek为零,所以A错误,C正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,17.(2016浙江,18,6分,难度) (多选)如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h,与
17、水平面倾角分别为45和37的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin 37=0.6,cos 37=0.8)。则( AB ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,解析,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,18.(2014全国,19,6分,难度) 一物块沿倾角为的斜坡向上滑动。当物块的初速度为v时,上升的最大高度为H,如图所示;当物块的初速度为 时,上升的最大高度记为h。重力加速度大小为g。物
18、块与斜坡间的动摩擦因数和h分别为( D ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,应用动能定理解题的基本思路 应用动能定理的关键是写出各力做功的代数和,不要漏掉某个力的功,同时要注意各力做功的正负。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,19.(2015浙江,23,16分,难度)如图所示,用一块长L1=1.0 m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌子高H=0.8 m,长L2=1.5 m。斜面与水平桌面的倾角可在060间调节后固定。将质量m=0.2 kg的小物块从斜面顶端静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数1=0.05,物块与桌面间的动摩擦
19、因数为2,忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失。(重力加速度g取10 m/s2;最大静摩擦力等于滑动摩擦力),(1)求角增大到多少时,物块能从斜面开始下滑;(用正切值表示) (2)当角增大到37时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数2;(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8) (3)继续增大角,发现=53时物块落地点与墙面的距离最大,求此最大距离xm。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,答案(1)tan 0.05 (2)2=0.8 (3)xm=1.9 m 解析(1)为使小物块下滑mgsin 1mgcos 满足的条件tan 0.05 (
20、2)克服摩擦力做功 Wf=1mgL1cos +2mg(L2-L1cos ) 由动能定理得mgL1sin -Wf=0 代入数据得2=0.8 (3)由动能定理得mgL1sin -Wf=12mv2 代入数据得v=1 m/s H=12gt2 t=0.4 s x1=vt x1=0.4 m,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点27功能关系的理解和应用答案P230 20.(2019全国2,18,6分,难度) 从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep随它离开地面的高度h的变化如图所示。重力加速度取10
21、m/s2。由图中数据可得( AD ) A.物体的质量为2 kg B.h=0时,物体的速率为20 m/s C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,解析本题考查机械能、重力势能、动能及E-h图像的理解和应用。由题图可知,物体刚被抛出时的机械能为100 J,即物体竖直上抛的初动能Ek0=100 J。当机械能与重力势能相等,说明动能为零,上升 从题图中可以得出在上抛过程中,机械能有损失,上升到最高点的整个过程中,共损失了20 J的机械能,按照比例上升2 m时,机械能损失了10 J
22、。因此当h=2 m时,物体的动能Ek=100 J-40 J-10 J=50 J,C错误。当h=0时,Ek0=100 J,当h=4 m时,Ek4=0,所以从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J,D正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,明确E-h图像的意义是解题的关键,特别是图像交点的意义及当h=0时所对应的机械能的意义。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,21.(2019全国3,17,6分,难度)从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。距地面高度h
23、在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为( C ) A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg 解析根据动能定理,物体在上升过程中有 -mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中Ek2=36 J,Ek1=72 J, h=3 m 在下落过程中有mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中 Ek3=24 J,Ek4=48 J,h=3 m 联立求得m=1 kg 故选C。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,22.(2018全国1,18,6分,难度) 如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长
24、度为2R;bc是半径为R的四分之一圆弧,与ab相切于b点。一质量为m的小球,始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动。重力加速度大小为g。小球从a点开始运动到其轨迹最高点,机械能的增量为( C ) A.2mgR B.4mgR C.5mgR D.6mgR,物理观念,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,23.(2018江苏,4,3分,难度)从地面竖直向上抛出一只小球,小球运动一段时间后落回地面。忽略空气阻力,该过程中小球的动能Ek与时间t的关系图象是( A ),考点25
25、,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,24.(2018浙江,13,3分,难度) 如图所示,一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处,A、B两点水平距离为16 m,竖直距离为2 m,A、B间绳长为20 m。质量为10 kg的猴子抓住套在绳上的滑环从A处滑到B处。以A点所在水平面为参考平面,猴子在滑行过程中重力势能最小值约为(绳处于拉直状态)( B ) A.-1.2103 J B.-7.5102 J C.-6.0102 J D.-2.0102 J,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,解析重力势能最小点为最低点,结合同绳同力可知,在最低点(势
26、能最小)时,两侧绳子与水平方向夹角相同,记为,右边绳子长为a,左边绳长为(20 m-a)。 由几何关系:(20 m-a)cos +acos =16 m,asin -(20 m-a)sin =2 m。 解得: ,最低点距离A点高度差为 sin =7 m,猴子的重心比绳子最低点低约0.5 m左右,在最低点的势能约为-750 J。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,25.(2017全国3,16,6分,难度) 如图,一质量为m,长度为l的均匀柔软细绳PQ竖直悬挂。用外力将绳的下端Q缓慢地竖直向上拉起至M点,M点与绳的上端P相距 l。重力加速度大小为g。在此过程中,外
27、力做的功为( A ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,26.(2016全国2,21,6分,难度) (多选)如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且ONMOMN 。在小球从M点运动到N点的过程中,( BCD ) A.弹力对小球先做正功后做负功 B.有两个时刻小球的加速度等于重力加速度 C.弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零 D.小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的 重力势能差,科学思维,考点25,考点26,考点27,考
28、点28,考点29,考点30,考点31,解析如图所示,小球沿杆下滑要经过弹簧处于压缩状态 的M点,压缩量最大点P,原长处Q点和伸长状态N点,根据 题意可知M点和N点弹簧形变量相同,从M到P,弹力方向 向左上,做负功,P到Q,弹力方向向左下,做正功,从Q到N, 弹力方向向右上,做负功,弹力对小球应先做负功,再做 正功,后做负功,A选项错误;在P点弹力方向与杆垂直,在 Q点,弹力为零,这两个点加速度等于重力加速度,B选项正确;在P点弹簧长度最短,弹力方向与杆垂直,即弹力方向与小球速度方向垂直,故弹力的功率为零,C选项正确;从M点到N点,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,M、N两点的弹性势能相等,故重力
29、势能差等于动能的变化,即小球到达N点时的动能,D选项正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,27.(2016上海,7,2分,难度)在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置,体验者在风力作用下飘浮在半空。若减小风力,体验者在加速下落过程中( B ) A.失重且机械能增加 B.失重且机械能减少 C.超重且机械能增加 D.超重且机械能减少 解析体验者开始飘浮在半空,受力平衡,减小风力,重力和风力的合力方向向下,加速度向下,体验者处于失重状态;风力做负功,体验者的机械能减少,B选项正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考
30、点31,28.(2016四川,1,6分,难度)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。韩晓鹏在此过程中( C ) A.动能增加了1 900 J B.动能增加了2 000 J C.重力势能减少了1 900 J D.重力势能减少了2 000 J 解析由动能定理Ek=WG-Wf=1 900 J-100 J=1 800 J,即动能增加了1 800 J,故A、B均错;由功能关系Ep=-WG=-1 900 J,即重力势能减少了1 900 J,故D错误,C正确。,考点25,考点
31、26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,29.(2015全国1,17,6分,难度) 如图,一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落,恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时,对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功。则( C ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,30.(2015全国2,21,6分,难度) (多选)如图,滑块a、b的质量均
32、为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则( BD ) A.a落地前,轻杆对b一直做正功 B.a落地时速度大小为 C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg 解析当a落地时,vb=0,故滑块b先做加速运动,再做减速运动,故轻杆对b先做正功,再做负功,选项A错误;对a与b组成的系统,由机械能守恒,得 ,选项B正确;当杆对b做负功时,对a做正功,a的加速度大于g,选项C错误;a的机械能最小时,F杆=0,之后杆对a做正功,a的
33、机械能开始增加,由于F杆=0,故此时b只受Gb和地面对它的支持力,且受力平衡,故D项正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,31.(2015福建,17,6分,难度) 如图,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上。若小滑块第一次由A滑到C,所用的时间为t1,第二次由C滑到A,所用的时间为t2,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则( A ) A.t1t2 D.无法比较t1、t2的大小 解析两次运动过程相比较:在AB部分,第一次的速度较大,滑块对滑道的压力较小,受到的滑动摩擦力也较小
34、,损失的动能较小;在BC部分,第一次的速度较小,滑块对滑道的压力较小,受到的滑动摩擦力也较小,损失的动能较小。由以上分析知,第一次运动过程滑动摩擦力较小,损失的动能较小,滑块的末速度较大,整个过程的平均速率大,所用时间小,即t1t2,选项A正确。,科学思维,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,32.(2015天津,5,6分,难度) 如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆
35、环下滑到最大距离的过程中( B ) A.圆环的机械能守恒 B.弹簧弹性势能变化了 mgL C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零 D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,解析在圆环下滑过程中,圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,圆环自身机械能不守恒,故A错。圆环下滑到最大距离时,其速度为零,它减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能。由几何关系得下滑距离h= L,故弹性势能变化了Ep=mgh= mgL,B对。圆环下滑过程中先做加速度逐渐减小的加速运动后做加速度逐渐增大的减速运动,当下滑到最大距离时所受合力竖直向上,故C错。圆环与弹
36、簧组成的系统机械能守恒,即重力势能、弹性势能及动能之和不变,而不是重力势能和弹性势能之和不变,故D错。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,33.(2015江苏,9,4分,难度) (多选)如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为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内,重力加速度为g。则圆环( BD ) A.下滑过程中,加速度一直减小 D.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度,考点25,考点26,
37、考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,34.(2014全国2,15,6分,难度)取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( B ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,35.(2014安徽,15,6分,难度) 如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t
38、1;若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2,则( A ) A.v1=v2,t1t2 B.v1t2 C.v1=v2,t1t2。故选项A正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,36.(2014福建,18,6分,难度)如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块 ( C ) A
39、.最大速度相同 B.最大加速度相同 C.上升的最大高度不同 D.重力势能的变化量不同,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,37.(2014广东,16,4分,难度) 如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图。图中和为楔块,和为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中 ( B ) A.缓冲器的机械能守恒 B.摩擦力做功消耗机械能 C.垫板的动能全部转化为内能 D.弹簧的弹性势能全部转化为动能 解析在弹簧压缩过程中,摩擦力做功,缓冲器的机械能不守恒,A项错误,B项正确
40、;根据能量守恒可知,垫板的动能转化为弹簧的弹性势能以及克服摩擦力做功产生的内能,C、D两项错误。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,38.(2013全国,20,6分,难度) (多选)如图,一固定斜面倾角为30,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度,沿斜面向上做匀减速运动,加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的( AC ) A.动能损失了2mgH B.动能损失了mgH C.机械能损失了mgH D.机械能损失了 mgH,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,39.(2013山东,16
41、,6分,难度) (多选)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m(Mm)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中( CD ) A.两滑块组成系统的机械能守恒 B.重力对M做的功等于M动能的增加 C.轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D.两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 解析M在滑动时除重力做功外,还要克服摩擦力及绳的拉力做功,这三个功的代数和才等于M动能的增加,选项B错误;轻绳对m做的功用
42、来增加m的动能及重力势能,选项C正确;两滑块组成的系统在运动过程中,由于M要克服摩擦力做功,故机械能不守恒,损失的机械能等于M克服摩擦力做的功,选项A错误、D正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,40.(2013江苏,9,4分,难度) (多选)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连。弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)。物块的质量为m,AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点,拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动,经O点到达B点时速度为零。重力加速度为g。则上述过程中( BC ) C.
43、经O点时,物块的动能小于W-mga D.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,41.(2011全国,16,6分,难度)(多选)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点。下列说法正确的是( ABC ) A.运动员到达最低点前重力势能始终减少 B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加 C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒 D.蹦
44、极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关 解析运动员到达最低点前,重力始终做正功,重力势能始终减少,选项A正确;蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力沿绳往上,故弹力做负功,弹性势能增加,选项B正确;由机械能守恒的条件可知,选项C正确;重力势能大小与重力势能零点的选取有关,但重力势能的改变与势能零点的选取无关,选项D错误。,科学思维,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,42.(2014江苏,15,16分,难度) 如图所示,生产车间有两个相互垂直且等高的水 平传送带甲和乙,甲的速度为v0,小工件离开甲前 与甲的速度相同,并平稳地传到乙上,工件与乙 之间的动摩擦因
45、数为。乙的宽度足够大,重力 加速度为g。 (1)若乙的速度为v0,求工件在乙上侧向(垂直于乙的运动方向)滑过的距离s; (2)若乙的速度为2v0,求工件在乙上刚停止侧向滑动时的速度大小v; (3)保持乙的速度2v0不变,当工件在乙上刚停止滑动时,下一只工件恰好传到乙上,如此反复。若每个工件的质量均为m,除工件与传送带之间摩擦外,其他能量损耗均不计,求驱动乙的电动机的平均输出功率,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,解析(1)摩擦力与侧向的夹角为45 侧向加速度大小ax=gcos45 匀变速直线运动-2axs=0- 0 2,考点25,考点26,考点27,考点28
46、,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考点28动力学和能量观点分析“单过程”运动答案 43.(2016全国3,20,6分,难度) (多选)如图,一固定容器的内壁是半径为R的半球面;在半球面水平直径的一端有一质量为m 的质点P。它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中,克服摩擦力做的功为W。重力加速度大小为g。设质点P在最低点时,向心加速度的大小为a,容器对它的支持力大小为FN,则( AC ),考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,考
47、点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,44.(2016天津,8,6分,难度) (多选)我国高铁技术处于世界领先水平。和谐 号动车组是由动车和拖车编组而成,提供动力 的车厢叫动车,不提供动力的车厢叫拖车。假 设动车组各车厢质量均相等,动车的额定功率 都相同,动车组在水平直轨道上运行过程中阻力与车重成正比。某列动车组由8节车厢组成,其中第1、5节车厢为动车,其余为拖车,则该动车组( BD ) A.启动时乘客受到车厢作用力的方向与车运动的方向相反 B.做匀加速运动时,第5、6节与第6、7节车厢间的作用力之比为32 C.进站时从关闭发动机到停下来滑行的距离与关闭发动机时的
48、速度成正比 D.与改为4节动车带4节拖车的动车组最大速度之比为 12,物理观念,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,解析设每节车厢质量为m,动车组所受阻力Ff=k8mg,k为比例系数。启动时,乘客随车一起向前做加速运动,水平方向由F=m人a知乘客所受到合力的方向与车运动方向相同,则乘客受到车厢作用力应沿前进方向斜向上,选项A错误;做匀加速运动时,设总动力为F,则F-k8mg=8ma,设第5、6节车厢之间的作用力为F1 ,以“6、7、8”三节车厢为研究对象,得F1-k3mg=3ma,解得F1= F,设第6、7节车厢之间的作用力为F2 ,以“7、8”两节车厢为研究对象,得F2-k2mg=2ma,解得 F2= F,故选项B正确;进站时从关闭发动机到停下来,水平方向上只受阻力,a=kg,由0-v2=-2ax知,滑行距离与速度的二次方成正比,选项C错误;2节动车,2P=k8mgvm1,4节动车,4P=k8mgvm2,解得vm1vm2=12,故选项D正确。,考点25,考点26,考点27,考点28,考点29,考点30,考点31,45.(2015海南,4,3分,难度) 如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点