2014届高考物理动能定理机械能守恒复习测试题要点.pdf

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1、高考物理专题复习动能定理、机械能守恒测试题 一不定项选择题 (潍坊一模 )1一个质量为m 的小铁块沿半径为R 的固定半圆轨道 上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的 15 倍，则此过程中铁块损失的机械能为（） A 1 8 mgR B 1 4 mgR C 1 2 mgR D 3 4 mgR (莱芜四中 )2铜质金属环从条形磁铁的正上方由静止开始下落，在下落过程中，下列判断中 正确的是 （） A 金属环在下落过程中的机械能守恒 B 金属环在下落过程动能的增加量小于其重 力势能的减少量 C 金属环的机械能先减小后增大 D 磁铁对桌面的压力始终大于其自身的重力 (日照市 )3如图所示

2、， 倾角为 30 o 的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系 着小球 A 和物块 B，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点O。已知 A 的质量为m， B 的质量为4m 现用手托住A，使 OA 段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力 )，OB 绳平行于斜面，此时物块B 静止不动。将A 由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是 （） A物块 B 受到的摩擦力先减小后增大 B地面对斜面体的摩擦力方向一直向右 C小球 A 与地球组成的系统机械能守恒 D小球 A、物块 B 与地球组成的系统机械能不守恒 (威海一中 1)4如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30和 45，质量分别

3、为2和的两个 滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接( 不计滑轮的质量和摩擦) ，分别置于两个斜面上并由静 止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放则在上述两种情形中正确的有（） A F B . 质量为 2的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用 B.质量为的滑块均沿斜面向上运动 C. 系统在运动中机械能均守恒 D.绳对质量为滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力 (威海一中2)5如图所示，小球从竖直砖墙某位置静止释放，用频闪 照相机在同一底片上多次曝光，得到了图中1、2、 3、4、5所示小球 运动过程中每次曝光的位置。连续两次曝光的时间间隔均为T，每块砖 的厚度为d。根据图中的信息，下

4、列判断正确的是（） （A）能判定位置“1”是小球释放的初始位置 （B）能求出小球下落的加速度为 d T 2 （C）能求出小球在位置“3”的速度为 7d 2T （D）能判定小球下落过程中机械能是否守恒 (威海一中2)6如图所示， A 为一放在竖直轻弹簧上的小球，在竖直向下恒力F的作用下，在 弹簧弹性限度内，弹簧被压缩到B 点，现突然撒去力F，小球将向上弹起直 至速度为零，不计空气阻力，则小球在上升过程中（） （A）小球向上做匀变速直线运动 （B）当弹簧恢复到原长时，小球速度恰减为零 （C）小球机械能逐渐增大 （D）小球动能先增大后减小 (威海一中4)7在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项

5、质量为m的跳水运动员 进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下 降深度为h 的过程中，下列说法正确的是（g 为当地的重力加速度）( ) A他的动能减少了Fh B他的重力势能减少了mgh C他的机械能减少了(F mg)h D他的机械能减少了Fh (淄博市 )8如图所示，带正电的小球穿在绝缘粗糙倾角为的直杆上，整个空间存在着竖直 向上的匀强电场和垂直于杆斜向上的匀强磁场，小球沿杆向下滑动，在a 点时动能为100J， 到 C点时动能为零，则b 点恰为 a、c 的中点，则在此运动过程中( ) （） 1 2 4 5 3 A小球经b 点时动能为50J B小球电势能增加量

6、可能大于其重力势能减少量 C小球在 ab 段克服摩擦力所做的功与在bc 段克服摩擦力 所做的功相等 D小球到C 点后可能沿杆向上运动 二实验题 （泰安市） 1如图所示 , 位于光滑水平面桌面上的滑块P和 Q都 视 作质点 , 质量均为m, 与轻质弹簧相连,设 Q静止 ,P 以某 一初速度向 Q运动并与弹簧发生碰撞, 在整个过程中 , 弹簧具有的最大弹性势能等于_. 三计算题 （莱芜四中） 1质量为 m=1kg 的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的P点，随传送带 运动到 A 点后水平抛出，小物块恰好无碰撞的沿圆弧切线从B 点进入竖直光滑圆孤轨道下滑。 B、 C 为圆弧的两端点，其连线水平。已

7、知圆弧半径R=1.0m 圆弧对应圆心角 106 ，轨道 最低点为O，A 点距水平面的高度h=0.8m。小物块离开C 点后恰能无碰撞的沿固定斜面向上 运动， 0.8s 后经过D 点，物块与斜面间的滑动摩擦因数为 1 =0.33（ g=10m/s2,sin37 =0.6,cos37=0.8）试求： （ 1）小物块离开A 点的水平初速度v1 （ 2）小物块经过O 点时对轨道的压力 （ 3）斜面上CD间的距离 （ 4）假设小物块与传送带间的动摩擦因数为 2 0.3，传送带的速度为5m/s，则 PA间的 距离是多少？ (日照市 )2如图所示，为光电计时器的实验简易示意图。当有不透光物体从光电门问通过时，

8、 光电计时器就可以显示物体的挡光时间。光滑水平导轨MN 上放置两个相同的物块A和 B，左 端挡板处有一弹射装置P，右端 N 处与水平传送带平滑连接，今将挡光效果好，宽度为 d=36 10-3m 的两块黑色磁带分别贴在物块 A 和和 B 上，且高出物块， 并使高出物块部分在通过光 电门时挡光。传送带水平部分的长度L=8m，沿逆时针方向以恒定速度v=6m s匀速转动。物 块 A、B与传送带间 的动摩擦因数p=O2，且质量为 mA=mB=lkg 开始时在A 和 B之 间压缩一轻弹簧，锁定其处于静止 状态，现解除锁定，弹开物块A 和 B，迅速移去轻弹簧，两物块第一次 通过光电门，计时器显示读数均为t

9、=9010 -4s，重力加速度 g 取 10ms2，试求： (1)弹簧储存的弹性势能Ep (2)物块 B 沿传送带向右滑动的最远距离sm； (3)物块 B 滑回水平面MN 的速度大小； （泰安市） 3如图所示，在同一竖直平面内两正对着的半径为R的相同半圆滑 轨道，相隔一定的距离x, 虚线沿竖直方向，一质量为m的小球能在其间 运动。今在最低点B与最高点A各放一个压力传感器，测试小球对轨道的压力，并通过 计算机显示出来。当轨道距离x不同时，测得两点压力差 N F与距离x的图像如右图所 示。 （不计空气阻力，g取 10m/s 2 （ 1）当xR时，为使小球不脱离轨道运动，求小球在B点的最小速度（用物

10、理量的符号 表示） （2）试写出A、B两点的压力差 N F与x的函数关系。（用m、R、g表示） （3）根据图象，求小球的质量和轨道半径。 (威海一中 1)4如图，让一小物体（可看作质点）从图示斜面上的A点以 v0=4m/s的初速度滑上 斜面，物体滑到斜面上的B点后沿原路返回。若A到 B的距离为 1m ，斜面倾角为 =37。 （ sin37=0.6，cos37=0.8，g=10m/s2） （1）求物体与斜面间的动摩擦因数； （2）若设水平地面为零重力势能面，且物体返回经过C 点时，其动能恰与重力势能相等， 求 C点相对水平地面的高度h。 (威海一中 1)5如下图所示，质量为M的长滑块静止在光滑水

11、平地面上，左端固定一劲度 系数为k且足够长的水平轻质弹簧，右侧用一不可伸长的细绳连接于竖直墙上，细绳所能 承受的最大拉力为 T F，使一质量为m、初速度为 0 v的小物体， 在滑块上无摩擦地向左滑 动而后压缩弹簧，弹簧的弹性势能表达式为 2 2 1 kxE p （k为弹簧的劲度系数，x为弹 簧的形变量）。 （1）给出细绳被拉断的条件。 （2）长滑块在细绳拉断后被加速的过程中，所能获得的最大向左的加速度为多大？ （3）小物体最后离开滑块时，相对地面速度恰好为零的条件是什么？ A v0 ) h C B (淄博市 )6如图是为了检验某种防护罩承受冲击力的装置，M 是半径为 R=1.0m 的固定于竖直

12、 平面内的 4 1 光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。N 为待检验的固定曲面，该曲面在竖直面内 的截面为半径mr69. 0的 4 1 圆弧，圆弧下端切线水平且圆心恰好位于M 轨道的上端点。 M 的下端相切处放置竖直向上的弹簧枪，可发射速度不同的质量m=0.01kg 的小钢珠，假设某 次发射的钢珠沿轨道恰好能经过M 的上端点，水平飞出后落到曲面N 的某一点上，取 g=10m/s 2。求： （ 1）发射该钢球前，弹簧的弹性势能EP多大？ （ 2）钢珠从M 圆弧轨道最高点飞出至落到圆弧N 上所用的时间是多少（结果保留两位有 效数字）？ （邹城二中） 7 如图所示，滑块质量为m， 与水平地面间的动摩擦因

13、数为0.1， 它以gRv3 0 的初速度由A 点开始向B点滑行， AB=5R，并滑上光滑的半径为R 的 4 1 圆弧 BC，在 C 点正上 方有一离C 点高度也为R的旋转平台， 沿平台直径方向开有两个离轴心距离相等的小孔P、Q， 旋转时两孔均能达到C点的正上方。若滑块滑过C 点后 P孔， 又恰能从Q 孔落下，则平台转动的角速度应满足什么条件？ 八动能定理、机械能守恒专题答案 一不定项选择题 1.D 2.B 3.ABC 4.BC 5.BCD 6.D 7.BD 8.BD 二实验题 1 2 4 m 三计算题 1解：（1）对小物块，由A 到 B 有 ghvy2 2 1 分 在 B 点 1 2 tan

14、v vy 2 分 所以smv/3 1 1 分 （ 2）对小物块，由B到 O 有 22 0 2 1 2 1 )37sin1( B mvmvmgR 2 分 其中smsmvB /5/43 22 1 分 在 O 点 R v mmgN 2 0 1 分 所以 N=43N 由牛顿第三定律知对轨道的压力为NN43 1 分 （ 3）物块沿斜面上滑： 11 53cos53sinmamgmg 1 分 所以 2 1 /10sma 物块沿斜面上滑： 21 53cos53sinmamgmg 1 分 由机械能守恒知smvv Bc /5 小物块由C上升到最高点历时s a v t c 5.0 1 1 1 分 小物块由最高点回到

15、D 点历时ssst3. 05.08. 0 2 1 分 故 2 221 2 1 2 tat v S c CD 1 分 即mS CD 98.0 1 分 （ 4）小物块在传送带上加速过程： 32 mamg 1 分 PA间的距离是 m a v SPA5.1 2 3 2 1 1 分 2 解： (1)解除锁定，弹开物块AB 后，两物体的速 度大小 VA=vB= 3 4 3.6 10 9.0 10 d t =4.0m/s 弹簧储存的弹性势能 2211 16 22 AB EpmrvmvJ(2 分) (2)物块 B滑上传送带做匀减速运动，当速度减为零时，滑动的距离最远。 由动能定理得得(3 分) (3)vB=

16、2 m gs= 4ms(3 分 ) 3 解: (1) 小球恰能在A点沿轨道运动时: 2 A v mgm R (2分) 此时 , 小球在B点动能最小 , 由机械能守恒: 22 11 3 22 BA mvmgRm (2分) 解得 : 7 B vgR (1分) (2) 在B点: 2 B NB Fmgm R (2分) 在A点 : 2 A NA Fmgm R (2分) 小球从 A到 B机械能守恒 : 2211 (2) 22 BA mvmgRxmv (2分) 两点的压力差 : 2 6 NNBNA mgx FFFmg R (1分) (3) 由图象知 : 截距 :62.4mg 0.04mkg (2分) 斜率

17、: 2 2 mg K R 0.4Rm (2分) 4 解： （1）设物体与斜面间的滑动摩擦因数为 ，则物体上滑由A到B做速度由 v0变为 0的匀减速运动， 令加速度大小为a， 则由牛顿第二定律，可得mgsin +mg cos =ma（ 2分） ， 又由运动学公式，可得0-v02=-2a AB（ 1分） ， 由、式解得 cos2 sin2 2 0 ABg ABgv （1分） ，代入数据可得 =0.25（1分） 。 （2）设物体返回经过C点时速度大小为v1，则对于物体由B到C， 由动能定理有 2 1 2 1 sin sin cos)sin(mv hAB mghABMg（ 2分） ， 又mghmv 2

18、 1 2 1 （ 1分） ，由、式解得ABh cot2 cossin （1分） ， 代入数据可得：h=0.24m（1分） 5 （1）设弹簧压缩量为 1 x时绳被拉断： T Fkx1 从初始状态到压缩绳被拉断的过程中， 2 0 2 1 2 1 2 1 mvkx 故细绳被拉断的条件为 km F v T 0 （2）设绳被拉断瞬间，小物体的速度为 1 v ，有 2 0 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 mvmvkx 解得 km F vv T 2 2 01 当弹簧压缩至最短时，滑块有向左的最大加速度 m a， 此时，设弹簧压缩量为 2 x，小物体和滑块有相同的速度为 2 v 从绳被拉断后到弹簧压缩

19、至最短时，小物体和滑块，弹簧系统的动量守恒，机械能守恒： 21 )(vmMmv 2 0 2 2 2 2 2 1 )( 2 1 2 1 mvvmMkx 由牛顿第二定律： m Makx2 解得 mM mFkMmv M a T m 22 0 1 （3）设小物体离开时，滑块M速度为v，有： ， 22 0 2 1 2 1 Mvmv，解得 2 0 2 kv F Mm T 由于0 0 v，故物体最后离开滑块时，相对地面速度恰好为零的条件是 Mm，且满足 2 0 2 kv F Mm T 6 解： （1）设钢球的轨道M 最高点的速度为v，在 M 的最低端速度为v0，则在最高点， 由题意得 R v mmg 2 （

20、 2 分） 从最低点到最高点，由机械能守恒定律得： 22 0 2 1 2 1 mvmgRmv （3 分） 由得：gRv3 0 （1 分） 设弹簧的弹性势能为 P E，由机械能守恒定律得： mgRmvEP 2 3 2 1 2 0 =1.5 10 1J （2 分） （ 2）钢珠从最高点飞出后，做平抛运动vtx （1 分） 2 2 1 gty （2 分） 由几何关系 222 ryx （ 3 分） 联立 、 、 得 t=0.24s （2 分） 7 解：设滑块至B点时速度为vB，对滑块由A 点到 B点应用动能定理有 2 0 2 2 1 2 1 5mvmvRmg B 2 分 解得gRvB 8 2 1 分 滑块从 B点开始运动后机构能守恒，设滑块到达P处时速度为 P v，则 Rmgmvmv PB 2 2 1 2 122 2分 解得gRvP 21 分 滑块穿过P孔后再回到平台的时间 g R g v t P 4 2 2 分 要想实现题述过程，需满足)12( nt2 分 R gn 4 )12( （n=0，1，2 ）2分