高中物理《功和機械能》綜合題突破

1、高一物理功和機械能綜合題突破（動能定理、機械能守恒、能量守恒定律綜合運用）、對功能關(guān)系的理解WGW其它力Ek1 mv22Ep彈2 2mvi2 (末-初).2mgh1 mgh2 (初一末).Ep1 Ep2 (初-末).（其它力是除系統(tǒng)中的重力、彈力以外的力）機械能守恒的條件：只有做功,的機械能守恒。Q W&f=f x（ x為系統(tǒng)中物體運動時發(fā)生的 相對位移）【例1】一質(zhì)量為m的物體，以13g的加速度減速上升 h高度，g為重力加速度，不計空氣阻力，則（）A.物體的機械能守恒C.物體的機械能減少|(zhì)mgh3B.物體的動能減小：mgh3D.物體的重力勢能減少 mgh【例2】如圖1所示，一質(zhì)量為m

2、的物體以某一初速度沖上傾角為30°的固3定斜面，物體的加速度為 3g （g為重力加速度），物體沿斜面上升的最大高 5度為h,則物體在這一過程中動能損失了,機械能損失了【例3】如圖所示，板長為 L,板的B端靜止且放有一個質(zhì)量為 m的小物體,物體與板之間的動摩擦因數(shù)為 停開始時板水平，在緩慢轉(zhuǎn)過一個小角度a的過程中，小物體與板相對靜止，則在此過程中（A.B.C.D.摩擦力對小物體做的功為 摩擦力對小物體做的功為 彈力對小物體做的功為(I mgLos a (1-cos a) mgLcoS a (1-cos a) mgLcosa sin a板對小物體做的功為 mgLsin aA. AB. A

3、C. AD. A)【例4】如圖，兩個質(zhì)量相同的小球 A、B分別用不計質(zhì)量的細線懸在等高的Oi、O2點，A球的懸線比B球的長。把兩球的懸線分別拉至水平后無初速度釋放，則經(jīng)過最低點時（ 球的機械能等于 B球的機械能球的速度等于B球的速度球的向心加速度等于B球的向心加速度球的動能等于B球的動能【例5】如圖所示，一個輕質(zhì)彈簧一端固定在粗糙的斜面底端，彈簧軸線與斜面平行，小滑 塊A從斜面的某一高度由靜止開始沿斜面向下運動一段距離后與彈簧接觸，直到把彈簧壓縮到最短.在此過程中下列說法正確的是（）A.滑塊先做勻加速運動后做勻減速運動B.滑塊先做勻加速運動，接觸彈簧后再做勻加速運動最后做變減速運動C.滑塊重力

4、做功等于內(nèi)能與彈性勢能的增加量1.如圖所示，a、b兩物塊的質(zhì)量分別為 m、 的兩側(cè)，不計滑輪質(zhì)量和一切摩擦。開始時，2m,用不計質(zhì)量的細繩相連接，懸掛在定滑輪 a、b兩物塊距離地面的高度相同，用手托住D.滑塊重力勢能減少量與內(nèi)能增加量之和等于彈性勢能增加量物塊B,然后突然有靜止釋放，直至a、b兩物體之間高度差為 ho在此過程中，下列說法正確的是（）A.物塊a的機械能守恒B.物塊b的機械能減少-mgh3C.物塊b的重力勢能的減小量等于細繩拉力對它做的功D.物塊a重力勢能的增加量小于其動能增加量2.如圖所示，傾角 0= 30。的粗糙斜面固定在地面上，長為1、質(zhì)量為m、粗細均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置

5、于斜面上，其上端與斜面頂端齊平.用細線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達地面），在此過程中（）A.物塊的機械能逐漸增加B.軟繩重力勢能共減少了 1mg1 4C.物塊重力勢能的減少等于軟繩摩擦力所做的功D.軟繩重力勢能的減少小于其動能增加與克服摩擦力所做功之和3.如圖所示是全球最高（高度為208m）的北京朝陽公園摩天輪。 一質(zhì)量為m的乘客坐在摩 天輪中以恒定的速度 v在豎直平面內(nèi)做半徑為 R的勻速圓周運動。假設(shè)t=0時刻乘客在軌跡 最低點且重力勢能為零，則下列判斷中正確的是（）A.乘客運動的過程中，重力勢能隨時間變化的關(guān)系為E mgR（1 cos

6、 t）R2B.乘客運動的過程中，在最高點受到座位的支持力為m mgRC.乘客運動的過程中，機械能守恒，且機械能為E=-mv22D.乘客運動的過程中，機械能隨時間變化的關(guān)系為E= -mv2+mgR（1 cos t）2R4.如圖所示，A、B兩物塊質(zhì)量均為 m,用一輕質(zhì)彈簧相連。將 A用長度適當 的輕繩懸掛于天花板上，輕繩為伸直狀態(tài)，B物塊在力F的作用下處于靜止狀態(tài)，彈簧被壓縮?，F(xiàn)將力 F撤去，已知彈簧的彈性勢能僅與形變量大小有關(guān)， 且彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則下列說法中正確的是（）A.彈簧恢復(fù)到原長時 B的速度最大B. A 一直保持靜止C.在B下降的過程中彈簧的彈性勢能先減小，后增大D. F撤去之前

7、，繩子的拉力不可能為 05.如圖所示，勁度系數(shù)為 k的彈簧，一端系在豎直放置的半徑為 R的圓環(huán)頂點P,另一端 系一質(zhì)量為m的小球，小球穿在圓環(huán)上做無摩擦的運動。設(shè)開始時小球置于A點，彈簧處于自然狀態(tài)，當小球運動到最低點時速率為v,對圓環(huán)恰好沒有壓力。下列分析正確的是( )A.從A到B的過程中，小球的機械能守恒B.從A到B的過程中，小球的機械能減少2C.小球過B點時，彈簧的彈力為 mg m R2D.小球過B點時，彈簧的彈力為 mg m2-2R6. 一塊質(zhì)量為m的木塊放在地面上，用一根彈簧連著木塊，如圖所示，用恒力F (大于物體重力)拉彈簧上端，使木塊離開地面上升一定高度，如果力開始向上移動的距離

8、為h,則()A.拉力做的功為FhB.木塊的動能增加FhC.彈簧的勁度系數(shù)為 F/hD.木塊的機械能增加量為FhF的作用點從彈簧原長位置7.()半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放置，環(huán)上套有兩個質(zhì)量分別為 A、B之間用一長為 啦R的輕桿相連，如圖所示。開始時， A、 高點，現(xiàn)將A、B釋放，試求：(1) B球到達最低點時的速度大?。?2) B球在圓環(huán)右側(cè)區(qū)域內(nèi)能達到的最高點到圓環(huán)圓心的豎直高度m和y3m的小球A和B, B都靜止，且A在圓環(huán)的最8.()如圖所示，在豎直方向上 A、B兩物體通過進度系數(shù)為 k的輕質(zhì)彈簧相連，A放在水平地面上；B、C兩物體通過細繩繞過輕質(zhì)定滑輪相連，C放在固定的光滑斜面上。cd段細

9、線與斜面用手拿住C,使細線正好拉直但無拉力作用，并保證ab段細線豎直、保持平行。已知 A B的質(zhì)量均為m, C的質(zhì)量為4m,重力加速度為g,細線與滑輪之 間摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)。釋放C后它沿斜面下滑(斜面足夠長)，A剛離開地面時，B獲得最大速度，求:(1)斜面傾角a(2) B的最大速度Vm9.如圖是檢驗?zāi)撤N防護罩承受沖擊能力的裝置，M為半徑R=1.6 m、固定于豎直平面內(nèi)的光滑半圓弧軌道，A、B分別是軌道的最低點和最高點；N為防護罩，它是一個豎直固定的1圓弧，其半徑= 4或m,圓心位于B點.在A放置水平向左的弓t簧槍，可向 M 軌道發(fā)射速度不同的質(zhì)量均為m= 0.01 kg的小

10、鋼珠，彈簧槍可將彈性勢能完全轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動能。假設(shè)某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道恰好 能經(jīng)過B點，水平飛出后落到 N的某一點上，取g=10 m/s2求： (1)鋼珠在B點的速度的大?。?(2)發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能Ep；(3)鋼珠從圓弧軌道 B點飛出至落到圓弧 N上所用的時間.二、板塊運動模型（動能定理 +功能關(guān)系）【例1】如圖所示，質(zhì)量為M=5kg的木板禁止在光滑的水平面上，木板上端有一質(zhì)量為 m=4kg產(chǎn)0.5的木塊。一水平向左的恒力F=15N作用在木塊上。已知木塊與木板間動摩擦因數(shù)為求4s內(nèi)摩擦力對物體做的功。（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，g取10m/s2）【例2】一個木塊靜止于光滑水

11、平面上，現(xiàn)有一顆水平飛來的子彈射入此木塊并進入2 cm而相對于木塊靜止，同時木塊被帶動前移了1 cm。則子彈損失的動能、木塊獲得的動能、子彈和木塊產(chǎn)生的熱量之比為（）A. 3:2:1B. 3:1:2C. 2:1:3D. 2:3:1【例3】如圖所示，長木板 A放在光滑的水平地面上，物體 B以水平速 度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板 A上，則從B沖到木 板A上到相對木板 A靜止的過程中，下述說法中正確的是（）A.物體B動能的減少量等于系統(tǒng)損失的機械能B.物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量C.物體B損失的機械能等于木板 A獲得的動能與系統(tǒng)損失的機械能之和D.摩擦力對物體B做的功和對

12、木板 A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量【例4】如圖所示，質(zhì)量為m的長木塊A靜止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一質(zhì)量為m的滑塊B,已知木塊長為L,它與滑塊之間的動摩擦因數(shù)為舊現(xiàn)用水平向右的恒力F拉滑塊B。（1）當長木塊A的位移為多少時，B從A的右端滑出？百（2）求上述過程中滑塊與木塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能.A1 .如圖所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量為M=40kg的小車B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個質(zhì)量為m=20kg,可視為質(zhì)點的小滑塊 C以vi=2.0m/s的初速度從軌道頂端滑下， C沖上小車B后，經(jīng)過一段時間 與小車相對靜止并繼續(xù)一起

13、運動。若軌道頂端與低端水平面的高度差為h=0.8m, C與小車板面間的動摩擦因數(shù)為 斤0.40,小車與水平面間的摩擦不計， g取10m/s2。求：(1) C與小車保持相對靜止時的速度大小(2) C從沖上小車的瞬間到與小車保持相對靜止瞬間所用的時間(3) C沖上小車后與小車板面間產(chǎn)生的熱量.三、綜合計算題(力與運動 +動能定理/機械能守恒)1 .如圖所示，光滑水平面 AB與豎直面內(nèi)的半圓形粗糙導軌在B點銜接，導軌半徑為 Ro一個質(zhì)量為m的物塊將彈簧壓縮后靜止在 A處，釋放后再彈力作用下獲得一向右的速度，當它經(jīng)過B點進入導軌瞬間對導軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運動恰能到達半圓導軌的最高點C。求

14、：(1)彈簧被壓縮至 A點時的彈性勢能(2)物塊從B至C克服阻力做的功2 .如圖甲所示，在粗糙的水平面上，一質(zhì)量m=0.1kg可視為質(zhì)點的滑塊壓縮一輕彈簧并被鎖定，滑塊與彈簧不相連，解除鎖定前滑塊處于P處，t=0時解除鎖定計算機通過傳感器描繪出滑塊速度-時間圖像如圖乙所示。其中oab段為曲線，bc段為直線，在ti=1s時滑塊已經(jīng)在水平面上滑行了 s=4m的距離。在滑塊運動方向上相距7m的Q處有一豎直擋板，若滑塊與擋板碰撞被彈回時無能量損失,g 取 10m/s2,求(1)滑塊與水平面間動摩擦因數(shù)科(2)鎖定時彈簧具有的彈性勢能Ep(3)滑塊停下時與擋板的距離3 .如圖所示，傳送帶 A、B之間的距

15、離為L=3.2m ,與水平面間的夾角 0 =3%傳送帶沿順 時針方向移動，速度恒為 v=2m/s。在A點無初速度放置一個質(zhì)量為 m=1kg、大小可視為質(zhì) 點的金屬塊，它與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)為w =0.5金屬塊滑離傳送帶后，經(jīng)過彎道，沿半徑R=0.4m的光滑圓軌道做圓周運動，恰好能通過最高點E,已知B、D兩點豎直高度差為h=0.5m (g 取 10m/s2)。求：(1)金屬塊經(jīng)過D點時的速度(2)金屬塊在BCD彎道上克服阻力做的功。4 .滑板運動是極限運動的鼻祖，許多極限運動項目均由滑板項目延伸而來。如圖是滑板運動的軌道，BC和DE是兩段光滑弧形軌道， BC段的圓心為。點，圓心角為60o,半

16、徑OC 與水平軌道CD垂直。水平軌道CD段粗糙且長為8m。一運動員從軌道的 A點以3m/s的速 度水平滑出，在B點剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧軌道 BC,經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道, 到達E點的速度減為零，然后返回。已知運動員與滑板的總質(zhì)量為60kg, B、E兩點距水平面CD的豎直高度分別為 h和H。且h=2m, H=2.8m , g取10m/s2。求：(1)運動員從A點運動到B點時的速度大小Vb(2)軌道CD段的動摩擦因數(shù) 科(3)通過計算說明，第一次返回時，運動員能否回到B點。如能，請求出回到 B點時的速度大??；如不能，則最后停在何處？5 . () (2016全國I卷)(18分)如圖，一輕質(zhì)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處，另一端位于直軌道上的B處，彈簧處于自然狀態(tài)。直軌道5 與一半徑為一R的光滑圓弧軌道相切與 C點，AC=7R , A、B、C、D均在同一豎直平