2020屆一輪復習人教版---機械能----課件(217張)

1、專題六機械能20102019年高考全國卷考情一覽表 考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25功和功率的分析和計算答案P2281.(2018全國2,14,6分,難度)如圖,某同學用繩子拉動木箱,使它從靜止開始沿粗糙水平路面運動至具有某一速度。木箱獲得的動能一定(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設(shè)拉力、克服摩擦力做功分別為WT、Wf,木箱獲得的動能為Ek,根據(jù)動能定理可知,WT-Wf=Ek,則Ek4WF1,Wf22Wf1B.WF24WF1,Wf2=2Wf1C.WF24WF1,Wf2=2Wf1D.WF24WF

2、1,Wf22Wf1考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點318.(2014重慶,2,6分,難度)某車以相同的功率在兩種不同的水平路面上行駛,受到的阻力分別為車重的k1和k2倍,最大速率分別為v1和v2,則(B)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31機車啟動的兩種典型方式 考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點319.(2013上海,16,2分,難度)汽車以恒定功率沿公路做直線運動,途中通過一塊沙地。汽車在公路及沙地上所受阻力均為恒力,且在沙地上受到的阻力大于在公路上受到的阻力。汽車在駛?cè)肷车厍耙炎鰟蛩僦本€運動,它在駛?cè)肷车氐今偝錾车睾蟮囊欢螘r間內(nèi),

3、位移s隨時間t的變化關(guān)系可能是(A)解析汽車由公路駛?cè)肷车?受到的阻力變大,汽車減速;當汽車駛出沙地,受到的阻力變小,汽車的速度變大,穩(wěn)定后的速度與駛進沙地前的速度相等,在沙地的速度也不會為零,A項正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3110.(2013江蘇,5,3分,難度)水平面上,一白球與一靜止的灰球碰撞,兩球質(zhì)量相等。碰撞過程的頻閃照片如圖所示,據(jù)此可推斷,碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能約占碰撞前動能的(A)A.30%B.50%C.70%D.90%解析通過刻度尺可測量出碰前的白球照片間距與碰后白球照片間距及灰球照片間距的比值約為1.50.90.9,設(shè)碰撞前白球的速度為v0

4、,碰撞后白球速度大小為v1,灰球速度大小為v2,由于閃光時間是相等的,則v0v1v2=1.50.90.9,根據(jù)系統(tǒng)損失的動能考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3111.(2011全國,15,6分,難度)(多選)一質(zhì)點開始時做勻速直線運動,從某時刻起受到一恒力作用。此后,該質(zhì)點的動能可能(ABD)A.一直增大B.先逐漸減小至零,再逐漸增大C.先逐漸增大至某一最大值,再逐漸減小D.先逐漸減小至某一非零的最小值,再逐漸增大解析若恒力的方向與初速度的方向相同或二者夾角為銳角,物體一直做加速運動,選項A正確;若恒力的方向與初速度的方向相反,物體先做勻減速運動,再反向做勻加速運動,選項B

5、正確;若恒力方向與初速度方向之間的夾角為鈍角(如斜上拋運動),則選項D正確,故本題正確選項為A、B、D?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3112.(2010全國,16,6分,難度)(多選)如圖所示,在外力作用下某質(zhì)點運動的v-t圖象為正弦曲線。從圖中可以判斷(AD)A.在0t1時間內(nèi),外力做正功B.在0t1時間內(nèi),外力的功率逐漸增大C.在t2時刻,外力的功率最大D.在t1t3時間內(nèi),外力做的總功為零解析在0t1時間內(nèi),速度增大,由動能定理得,選項A正確;由P=Fv可知,在t=0及t=t2時刻,外力功率為零,v-t圖象中的圖線的斜率代表加速度,在t1時刻a=0,則F=0,外力

6、功率為0,選項B、C均錯;在t1t3時間內(nèi),動能改變量為零,由動能定理得,選項D正確。考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3113.(2009全國,21,6分,難度)(多選)水平地面上有一木箱,木箱與地面之間的動摩擦因數(shù)為(01)?，F(xiàn)對木箱施加一拉力F,使木箱做勻速直線運動。設(shè)F的方向與水平面夾角為,如圖,在從0逐漸增大到90的過程中,木箱的速度保持不變,則(AC)A.F先減小后增大B.F一直增大C.F的功率減小D.F的功率不變科學思維考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點26動能定理的應(yīng)用答案P22

7、914.(2017全國2,24,12分,難度)為提高冰球運動員的加速能力,教練員在冰面上與起跑線相距s0和s1(s1s0)處分別放置一個擋板和一面小旗,如圖所示。訓練時,讓運動員和冰球都位于起跑線上,教練員將冰球以初速度v0擊出,使冰球在冰面上沿垂直于起跑線的方向滑向擋板;冰球被擊出的同時,運動員垂直于起跑線從靜止出發(fā)滑向小旗。訓練要求當冰球到達擋板時,運動員至少到達小旗處。假定運動員在滑行過程中做勻加速運動,冰球到達擋板時的速度為v1。重力加速度大小為g。求:(1)冰球與冰面之間的動摩擦因數(shù);(2)滿足訓練要求的運動員的最小加速度?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點

8、25考點26考點27考點28考點29考點30考點3115.(2017全國1,24,12分,難度)一質(zhì)量為8.00104 kg的太空飛船從其飛行軌道返回地面。飛船在離地面高度1.60105 m處以7.5103 m/s的速度進入大氣層,逐漸減慢至速度為100 m/s時下落到地面。取地面為重力勢能零點,在飛船下落過程中,重力加速度可視為常量,大小取為9.8 m/s2。(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)(1)分別求出該飛船著地前瞬間的機械能和它進入大氣層時的機械能;(2)求飛船從離地面高度600 m處至著地前瞬間的過程中克服阻力所做的功,已知飛船在該處的速度大小是其進入大氣層時速度大小的2.0%。答案(1)4.

9、0108 J2.41012 J(2)9.7108 J考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3116.(2017江蘇,3,3分,難度)一小物塊沿斜面向上滑動,然后滑回到原處。物塊初動能為Ek0,與斜面間的動摩擦因數(shù)不變,則該過程中,物塊的動能Ek與位移x關(guān)系的圖線是(C)解析根據(jù)動能定理,上升階段-(mgsin +mgcos )x=Ek-Ek0下降階段(mgsin -mgcos )(x-x0)=Ek-0可知,Ek與位移x是一次函數(shù)關(guān)系,B、D錯;位移最大為x0時,動能Ek為零,所以A錯誤,C正確?？键c25考點26考點27考點2

10、8考點29考點30考點3117.(2016浙江,18,6分,難度)(多選)如圖所示為一滑草場。某條滑道由上下兩段高均為h,與水平面傾角分別為45和37的滑道組成,滑草車與草地之間的動摩擦因數(shù)為。質(zhì)量為m的載人滑草車從坡頂由靜止開始自由下滑,經(jīng)過上、下兩段滑道后,最后恰好靜止于滑道的底端(不計滑草車在兩段滑道交接處的能量損失,sin 37=0.6,cos 37=0.8)。則(AB)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析 考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3118.(2014全國,19,6分,難度)一物塊沿傾角為的斜坡向上滑動。當物塊的初速度為v時,上升的最

11、大高度為H,如圖所示;當物塊的初速度為 時,上升的最大高度記為h。重力加速度大小為g。物塊與斜坡間的動摩擦因數(shù)和h分別為(D)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31應(yīng)用動能定理解題的基本思路應(yīng)用動能定理的關(guān)鍵是寫出各力做功的代數(shù)和,不要漏掉某個力的功,同時要注意各力做功的正負?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3119.(2015浙江,23,16分,難度)如圖所示,用一塊長L1=1.0 m的木板在墻和桌面間架設(shè)斜面,桌子高H=0.8 m,長L2=1.5 m。斜面與水平桌面的傾角可在060間調(diào)節(jié)后固定。將質(zhì)量m=0.2 kg的小物塊從斜面頂端靜止釋放,物塊與斜

12、面間的動摩擦因數(shù)1=0.05,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為2,忽略物塊在斜面與桌面交接處的能量損失。(重力加速度g取10 m/s2;最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(1)求角增大到多少時,物塊能從斜面開始下滑;(用正切值表示)(2)當角增大到37時,物塊恰能停在桌面邊緣,求物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)2;(已知sin 37=0.6,cos 37=0.8)(3)繼續(xù)增大角,發(fā)現(xiàn)=53時物塊落地點與墻面的距離最大,求此最大距離xm?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31答案(1)tan 0.05(2)2=0.8(3)xm=1.9 m解析(1)為使小物塊下滑mgsin 1mgcos 滿足的條

13、件tan 0.05(2)克服摩擦力做功Wf=1mgL1cos +2mg(L2-L1cos )由動能定理得mgL1sin -Wf=0代入數(shù)據(jù)得2=0.8(3)由動能定理得mgL1sin -Wf=12mv2代入數(shù)據(jù)得v=1 m/sH=12gt2t=0.4 sx1=vtx1=0.4 m考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點27功能關(guān)系的理解和應(yīng)用答案P23020.(2019全國2,18,6分,難度)從地面豎直向上拋出一物體,其機械能E總等于動能Ek與重力勢能Ep之和。取地面為重力勢能零點,該物體的E總和Ep隨它離開地面的高度h的變化如圖所示。重力加速度取10 m/s2。由圖中數(shù)

14、據(jù)可得(AD)A.物體的質(zhì)量為2 kgB.h=0時,物體的速率為20 m/sC.h=2 m時,物體的動能Ek=40 JD.從地面至h=4 m,物體的動能減少100 J考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析本題考查機械能、重力勢能、動能及E-h圖像的理解和應(yīng)用。由題圖可知,物體剛被拋出時的機械能為100 J,即物體豎直上拋的初動能Ek0=100 J。當機械能與重力勢能相等,說明動能為零,上升 從題圖中可以得出在上拋過程中,機械能有損失,上升到最高點的整個過程中,共損失了20 J的機械能,按照比例上升2 m時,機械能損失了10 J。因此當h=2 m時,物體的動能Ek=100

15、J-40 J-10 J=50 J,C錯誤。當h=0時,Ek0=100 J,當h=4 m時,Ek4=0,所以從地面至h=4 m,物體的動能減少100 J,D正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31明確E-h圖像的意義是解題的關(guān)鍵,特別是圖像交點的意義及當h=0時所對應(yīng)的機械能的意義。考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3121.(2019全國3,17,6分,難度)從地面豎直向上拋出一物體,物體在運動過程中除受到重力外,還受到一大小不變、方向始終與運動方向相反的外力作用。距地面高度h在3 m以內(nèi)時,物體上升、下落過程中動能Ek隨h的變化如圖所示。重力加速度取1

16、0 m/s2。該物體的質(zhì)量為(C)A.2 kgB.1.5 kgC.1 kgD.0.5 kg解析根據(jù)動能定理,物體在上升過程中有-mgh-Fh=Ek2-Ek1,其中Ek2=36 J,Ek1=72 J,h=3 m在下落過程中有mgh-Fh=Ek4-Ek3,其中Ek3=24 J,Ek4=48 J,h=3 m聯(lián)立求得m=1 kg故選C?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3122.(2018全國1,18,6分,難度)如圖,abc是豎直面內(nèi)的光滑固定軌道,ab水平,長度為2R;bc是半徑為R的四分之一圓弧,與ab相切于b點。一質(zhì)量為m的小球,始終受到與重力大小相等的水平外力的作用,自a點

17、處從靜止開始向右運動。重力加速度大小為g。小球從a點開始運動到其軌跡最高點,機械能的增量為(C)A.2mgRB.4mgRC.5mgRD.6mgR物理觀念考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3123.(2018江蘇,4,3分,難度)從地面豎直向上拋出一只小球,小球運動一段時間后落回地面。忽略空氣阻力,該過程中小球的動能Ek與時間t的關(guān)系圖象是(A)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3124.(2018浙江,13,3分,難度)如圖所示,一根繩的兩端分別固定在兩座猴山的A、B處,A、B兩點水平距離為16 m,豎

18、直距離為2 m,A、B間繩長為20 m。質(zhì)量為10 kg的猴子抓住套在繩上的滑環(huán)從A處滑到B處。以A點所在水平面為參考平面,猴子在滑行過程中重力勢能最小值約為(繩處于拉直狀態(tài))(B)A.-1.2103 JB.-7.5102 JC.-6.0102 JD.-2.0102 J考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析重力勢能最小點為最低點,結(jié)合同繩同力可知,在最低點(勢能最小)時,兩側(cè)繩子與水平方向夾角相同,記為,右邊繩子長為a,左邊繩長為(20 m-a)。由幾何關(guān)系:(20 m-a)cos +acos =16 m,asin -(20 m-a)sin =2 m。解得: ,最低點距離

19、A點高度差為 sin =7 m,猴子的重心比繩子最低點低約0.5 m左右,在最低點的勢能約為-750 J。考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3125.(2017全國3,16,6分,難度)如圖,一質(zhì)量為m,長度為l的均勻柔軟細繩PQ豎直懸掛。用外力將繩的下端Q緩慢地豎直向上拉起至M點,M點與繩的上端P相距 l。重力加速度大小為g。在此過程中,外力做的功為(A)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3126.(2016全國2,21,6分,難度)(多選)如圖,小球套在光滑的豎直桿上,輕彈簧一端固定于O點,另一端與小球相連。現(xiàn)將小球從M點由靜止釋放,它在下降的過程中經(jīng)過

20、了N點。已知在M、N兩點處,彈簧對小球的彈力大小相等,且ONMOMN 。在小球從M點運動到N點的過程中,(BCD)A.彈力對小球先做正功后做負功B.有兩個時刻小球的加速度等于重力加速度C.彈簧長度最短時,彈力對小球做功的功率為零D.小球到達N點時的動能等于其在M、N兩點的重力勢能差科學思維考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析如圖所示,小球沿桿下滑要經(jīng)過彈簧處于壓縮狀態(tài)的M點,壓縮量最大點P,原長處Q點和伸長狀態(tài)N點,根據(jù)題意可知M點和N點彈簧形變量相同,從M到P,彈力方向向左上,做負功,P到Q,彈力方向向左下,做正功,從Q到N,彈力方向向右上,做負功,彈力對小球應(yīng)先做負

21、功,再做正功,后做負功,A選項錯誤;在P點彈力方向與桿垂直,在Q點,彈力為零,這兩個點加速度等于重力加速度,B選項正確;在P點彈簧長度最短,彈力方向與桿垂直,即彈力方向與小球速度方向垂直,故彈力的功率為零,C選項正確;從M點到N點,小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,M、N兩點的彈性勢能相等,故重力勢能差等于動能的變化,即小球到達N點時的動能,D選項正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3127.(2016上海,7,2分,難度)在今年上海的某活動中引入了全國首個戶外風洞飛行體驗裝置,體驗者在風力作用下飄浮在半空。若減小風力,體驗者在加速下落過程中(B)A.失重且機械能增加B.失

22、重且機械能減少C.超重且機械能增加D.超重且機械能減少解析體驗者開始飄浮在半空,受力平衡,減小風力,重力和風力的合力方向向下,加速度向下,體驗者處于失重狀態(tài);風力做負功,體驗者的機械能減少,B選項正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3128.(2016四川,1,6分,難度)韓曉鵬是我國首位在冬奧會雪上項目奪冠的運動員。他在一次自由式滑雪空中技巧比賽中沿“助滑區(qū)”保持同一姿態(tài)下滑了一段距離,重力對他做功1 900 J,他克服阻力做功100 J。韓曉鵬在此過程中(C)A.動能增加了1 900 JB.動能增加了2 000 JC.重力勢能減少了1 900 JD.重力勢能減少了2

23、000 J解析由動能定理Ek=WG-Wf=1 900 J-100 J=1 800 J,即動能增加了1 800 J,故A、B均錯;由功能關(guān)系Ep=-WG=-1 900 J,即重力勢能減少了1 900 J,故D錯誤,C正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3129.(2015全國1,17,6分,難度)如圖,一半徑為R、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑POQ水平。一質(zhì)量為m的質(zhì)點自P點上方高度R處由靜止開始下落,恰好從P點進入軌道。質(zhì)點滑到軌道最低點N時,對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用W表示質(zhì)點從P點運動到N點的過程中克服摩擦力所做的功。則(C)考點

24、25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3130.(2015全國2,21,6分,難度)(多選)如圖,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定豎直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接,由靜止開始運動。不計摩擦,a、b可視為質(zhì)點,重力加速度大小為g。則(BD)A.a落地前,輕桿對b一直做正功B.a落地時速度大小為C.a下落過程中,其加速度大小始終不大于gD.a落地前,當a的機械能最小時,b對地面的壓力大小為mg解析當a落地時,vb=0,故滑塊b先做加速運動,再做減速運動,故輕桿對b先做正功,再做負功,選項A

25、錯誤;對a與b組成的系統(tǒng),由機械能守恒,得 ,選項B正確;當桿對b做負功時,對a做正功,a的加速度大于g,選項C錯誤;a的機械能最小時,F桿=0,之后桿對a做正功,a的機械能開始增加,由于F桿=0,故此時b只受Gb和地面對它的支持力,且受力平衡,故D項正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3131.(2015福建,17,6分,難度)如圖,在豎直平面內(nèi),滑道ABC關(guān)于B點對稱,且A、B、C三點在同一水平線上。若小滑塊第一次由A滑到C,所用的時間為t1,第二次由C滑到A,所用的時間為t2,小滑塊兩次的初速度大小相同且運動過程始終沿著滑道滑行,小滑塊與滑道的動摩擦因數(shù)恒定,則(A

26、)A.t1t2D.無法比較t1、t2的大小解析兩次運動過程相比較:在AB部分,第一次的速度較大,滑塊對滑道的壓力較小,受到的滑動摩擦力也較小,損失的動能較小;在BC部分,第一次的速度較小,滑塊對滑道的壓力較小,受到的滑動摩擦力也較小,損失的動能較小。由以上分析知,第一次運動過程滑動摩擦力較小,損失的動能較小,滑塊的末速度較大,整個過程的平均速率大,所用時間小,即t1t2B.v1t2C.v1=v2,t1t2D.v1v2,t1t2。故選項A正確。考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3136.(2014福建,18,6分,難度)如圖,兩根相同的輕質(zhì)彈簧,沿足夠長的光滑斜面放置,下端固定

27、在斜面底部擋板上,斜面固定不動。質(zhì)量不同、形狀相同的兩物塊分別置于兩彈簧上端?，F(xiàn)用外力作用在物塊上,使兩彈簧具有相同的壓縮量,若撤去外力后,兩物塊由靜止沿斜面向上彈出并離開彈簧,則從撤去外力到物塊速度第一次減為零的過程,兩物塊 (C)A.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.重力勢能的變化量不同考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3137.(2014廣東,16,4分,難度)如圖是安裝在列車車廂之間的摩擦緩沖器結(jié)構(gòu)圖。圖中和為楔塊,和為墊板,楔塊與彈簧盒、墊板間均有摩擦。在車廂相互撞擊使彈簧壓縮的過程中 (

28、B)A.緩沖器的機械能守恒B.摩擦力做功消耗機械能C.墊板的動能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.彈簧的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為動能解析在彈簧壓縮過程中,摩擦力做功,緩沖器的機械能不守恒,A項錯誤,B項正確;根據(jù)能量守恒可知,墊板的動能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能以及克服摩擦力做功產(chǎn)生的內(nèi)能,C、D兩項錯誤。考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3138.(2013全國,20,6分,難度)(多選)如圖,一固定斜面傾角為30,一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度,沿斜面向上做勻減速運動,加速度的大小等于重力加速度的大小g。若物塊上升的最大高度為H,則此過程中,物塊的(AC)A.動能損失了2mgHB.動能損

29、失了mgHC.機械能損失了mgHD.機械能損失了 mgH考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3139.(2013山東,16,6分,難度)(多選)如圖所示,楔形木塊abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同,頂角b處安裝一定滑輪。質(zhì)量分別為M、m(Mm)的滑塊,通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接,輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后,沿斜面做勻加速運動。若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦,在兩滑塊沿斜面運動的過程中(CD)A.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能守恒B.重力對M做的功等于M動能的增加C.輕繩對m做的功等于m機械能的增加D.兩滑塊組成系統(tǒng)的機械能損失等于M克服摩擦力做的功

30、解析M在滑動時除重力做功外,還要克服摩擦力及繩的拉力做功,這三個功的代數(shù)和才等于M動能的增加,選項B錯誤;輕繩對m做的功用來增加m的動能及重力勢能,選項C正確;兩滑塊組成的系統(tǒng)在運動過程中,由于M要克服摩擦力做功,故機械能不守恒,損失的機械能等于M克服摩擦力做的功,選項A錯誤、D正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3140.(2013江蘇,9,4分,難度)(多選)如圖所示,水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與小物塊相連。彈簧處于自然長度時物塊位于O點(圖中未標出)。物塊的質(zhì)量為m,AB=a,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為?，F(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點拉至A點,拉力做的功為W

31、。撤去拉力后物塊由靜止向左運動,經(jīng)O點到達B點時速度為零。重力加速度為g。則上述過程中(BC)C.經(jīng)O點時,物塊的動能小于W-mgaD.物塊動能最大時彈簧的彈性勢能小于物塊在B點時彈簧的彈性勢能考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3141.(2011全國,16,6分,難度)(多選)一蹦極運動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點時距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略,運動員可視為質(zhì)點。下列說法正確的是(ABC)A.運動員到達最低點前重力勢能始終減少B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負功,彈性勢能增加C.蹦極過

32、程中,運動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機械能守恒D.蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)解析運動員到達最低點前,重力始終做正功,重力勢能始終減少,選項A正確;蹦極繩張緊后的下落過程中,彈力沿繩往上,故彈力做負功,彈性勢能增加,選項B正確;由機械能守恒的條件可知,選項C正確;重力勢能大小與重力勢能零點的選取有關(guān),但重力勢能的改變與勢能零點的選取無關(guān),選項D錯誤?？茖W思維考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3142.(2014江蘇,15,16分,難度)如圖所示,生產(chǎn)車間有兩個相互垂直且等高的水平傳送帶甲和乙,甲的速度為v0,小工件離開甲前與甲的速度相同,并平穩(wěn)地傳到乙

33、上,工件與乙之間的動摩擦因數(shù)為。乙的寬度足夠大,重力加速度為g。(1)若乙的速度為v0,求工件在乙上側(cè)向(垂直于乙的運動方向)滑過的距離s;(2)若乙的速度為2v0,求工件在乙上剛停止側(cè)向滑動時的速度大小v;(3)保持乙的速度2v0不變,當工件在乙上剛停止滑動時,下一只工件恰好傳到乙上,如此反復。若每個工件的質(zhì)量均為m,除工件與傳送帶之間摩擦外,其他能量損耗均不計,求驅(qū)動乙的電動機的平均輸出功率考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考

34、點29考點30考點31考點28動力學和能量觀點分析“單過程”運動答案43.(2016全國3,20,6分,難度)(多選)如圖,一固定容器的內(nèi)壁是半徑為R的半球面;在半球面水平直徑的一端有一質(zhì)量為m 的質(zhì)點P。它在容器內(nèi)壁由靜止下滑到最低點的過程中,克服摩擦力做的功為W。重力加速度大小為g。設(shè)質(zhì)點P在最低點時,向心加速度的大小為a,容器對它的支持力大小為FN,則(AC)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3144.(2016天津,8,6分,難度)(多選)我國高鐵技術(shù)處于世界領(lǐng)先水平。和諧號動車組是由動車和拖車編組而成,提供動力

35、的車廂叫動車,不提供動力的車廂叫拖車。假設(shè)動車組各車廂質(zhì)量均相等,動車的額定功率都相同,動車組在水平直軌道上運行過程中阻力與車重成正比。某列動車組由8節(jié)車廂組成,其中第1、5節(jié)車廂為動車,其余為拖車,則該動車組(BD)A.啟動時乘客受到車廂作用力的方向與車運動的方向相反B.做勻加速運動時,第5、6節(jié)與第6、7節(jié)車廂間的作用力之比為32C.進站時從關(guān)閉發(fā)動機到停下來滑行的距離與關(guān)閉發(fā)動機時的速度成正比D.與改為4節(jié)動車帶4節(jié)拖車的動車組最大速度之比為 12物理觀念考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析設(shè)每節(jié)車廂質(zhì)量為m,動車組所受阻力Ff=k8mg,k為比例系數(shù)。啟動時,乘

36、客隨車一起向前做加速運動,水平方向由F=m人a知乘客所受到合力的方向與車運動方向相同,則乘客受到車廂作用力應(yīng)沿前進方向斜向上,選項A錯誤;做勻加速運動時,設(shè)總動力為F,則F-k8mg=8ma,設(shè)第5、6節(jié)車廂之間的作用力為F1 ,以“6、7、8”三節(jié)車廂為研究對象,得F1-k3mg=3ma,解得F1= F,設(shè)第6、7節(jié)車廂之間的作用力為F2 ,以“7、8”兩節(jié)車廂為研究對象,得F2-k2mg=2ma,解得 F2= F,故選項B正確;進站時從關(guān)閉發(fā)動機到停下來,水平方向上只受阻力,a=kg,由0-v2=-2ax知,滑行距離與速度的二次方成正比,選項C錯誤;2節(jié)動車,2P=k8mgvm1,4節(jié)動車

37、,4P=k8mgvm2,解得vm1vm2=12,故選項D正確?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3145.(2015海南,4,3分,難度)如圖,一半徑為R的半圓形軌道豎直固定放置,軌道兩端等高;質(zhì)量為m的質(zhì)點自軌道端點P由靜止開始滑下,滑到最低點Q時,對軌道的正壓力為2mg,重力加速度大小為g。質(zhì)點自P滑到Q的過程中,克服摩擦力所做的功為(C)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3146.(2016上海,25,4分,難度)地面上物體在變力F作用下由靜止開始豎直向上運動,力F隨高度x的變化關(guān)系如圖所示,物體能上升的最大高度為h,h0)。A從O點發(fā)射時的速度大小為

38、v0,到達P點所用時間為t;B從O點到達P點所用時間為 。重力加速度為g,求(1)電場強度的大小;(2)B運動到P點時的動能?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3148.(2019天津,12,20分,難度)2018年,人類歷史上第一架由離子引擎推動的飛機誕生,這種引擎不需要燃料,也無污染物排放。引擎獲得推力的原理如圖所示,進入電離室的氣體被電離成正離子,而后飄入電極A、B之間的勻強電場(初速度忽略不計),A、B間電壓為U,使正離子加速形成離子束,在加速過程中引擎獲得恒定的推力。單位時間內(nèi)飄入的正離子數(shù)目為定值,離子質(zhì)量為

39、m,電荷量為Ze,其中Z是正整數(shù),e是元電荷。(1)若引擎獲得的推力為F1,求單位時間內(nèi)飄入A、B間的正離子數(shù)目N為多少;(2)加速正離子束所消耗的功率P不同時,引擎獲得的推力F也不同,考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3149.(2018江蘇,14,16分,難度)如圖所示,釘子A、B相距5l,處于同一高度。細線的一端系有質(zhì)量為M的小物塊,另一端繞過A固定于B。質(zhì)量為m的小球固定在細線上C點,B、C間的線長為3l。用手豎直向下拉住小球,使小球和物塊都靜止,此時BC與

40、水平方向的夾角為53。松手后,小球運動到與A、B相同高度時的速度恰好為零,然后向下運動。忽略一切摩擦,重力加速度為g,取sin 53=0.8,cos 53=0.6。求:(1)小球受到手的拉力大小F;(2)物塊和小球的質(zhì)量之比Mm;(3)小球向下運動到最低點時,物塊M所受的拉力大小T?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析(1)設(shè)小球受AC、BC的拉力分別為F1、F2F1sin 53=F2cos 53F+mg=F1cos 53+F2sin 53且F1=Mg(2)小球運動到與A、B相同高度過程中小球上升高度h1=3lsin 53,物塊下降高度h2=2l機械能守恒定律mgh1=

41、Mgh2考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31(3)根據(jù)機械能守恒定律,小球回到起始點。設(shè)此時AC方向的加速度大小為a,重物受到的拉力為FT牛頓運動定律Mg-FT=Ma小球受AC的拉力FT=FT牛頓運動定律FT-mgcos 53=ma考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3150.(2017江蘇,14,16分,難度)如圖所示,兩個半圓柱A、B緊靠著靜置于水平地面上,其上有一光滑圓柱C,三者半徑均為R。C的質(zhì)量為m,A、B的質(zhì)量都為 ,與地面間的動摩擦因數(shù)均為。現(xiàn)用水平向右的力拉A,使A緩慢移動,直至C恰好降到地面。整個過程中B保持靜止。設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦

42、力,重力加速度為g。求:(1)未拉A時,C受到B作用力的大小F;(2)動摩擦因數(shù)的最小值min;(3)A移動的整個過程中,拉力做的功W?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3151.(2016海南,13,9分,難度)水平地面上有質(zhì)量分別為m和4m的物塊A和B,兩者與地面的動摩擦因數(shù)均為。細繩的一端固定,另一端跨過輕質(zhì)動滑輪與A相連,動滑輪與B相連,如圖所示。初始時,繩處于水平拉直狀態(tài)。若物塊A在水平向右的恒力F作用下向右移動了距離s,重力加速度大小為g。求:(1)物塊B克服摩擦力所做的功;(2)物塊A、B的加速度大小?？键c

43、25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3152.(2016江蘇,14,16分,難度)如圖所示,傾角為的斜面A被固定在水平面上,細線的一端固定于墻面,另一端跨過斜面頂端的小滑輪與物塊B相連,B靜止在斜面上?；喿髠?cè)的細線水平,右側(cè)的細線與斜面平行。A、B的質(zhì)量均為m。撤去固定A的裝置后,A、B均做直線運動,不計一切摩擦,重力加速度為g。求:(1)A固定不動時,A對B支持力的大小FN;(2)A滑動的位移為x時,B的位移大小s;(3)A滑動的位移為x時的速度大小vA?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點

44、26考點27考點28考點29考點30考點3153.(2016上海,31,12分,難度)風洞是研究空氣動力學的實驗設(shè)備。如圖,將剛性桿水平固定在風洞內(nèi)距地面高度H=3.2 m處,桿上套一質(zhì)量m=3 kg,可沿桿滑動的小球。將小球所受的風力調(diào)節(jié)為F=15 N,方向水平向左。小球以初速度v0=8 m/s向右離開桿端,假設(shè)小球所受風力不變,g取10 m/s2。求:(1)小球落地所需時間和離開桿端的水平距離。(2)小球落地時的動能。(3)小球離開桿端后經(jīng)過多少時間動能為78 J?考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31答案(1)0.8 s4.8 m(2)120 J(3)0.24 s0.4

45、 s(2)由動能定理Ekt-Ek0=mgH-Fs所以Ekt=120 J。以Ek=78 J和v0=8 m/s代入得125t2-80t+12=0解得t1=0.4 s,t2=0.24 s?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3154.(2015山東,23,18分,難度)如圖甲所示,物塊與質(zhì)量為m的小球通過不可伸長的輕質(zhì)細繩跨過兩等高定滑輪連接。物塊置于左側(cè)滑輪正下方的表面水平的壓力傳感裝置上,小球與右側(cè)滑輪的距離為l。開始時物塊和小球均靜止,將此時傳感裝置的示數(shù)記為初始值?，F(xiàn)給小球施加一始終垂直于l段細繩的力,將小球緩慢拉起至細繩與豎直方向成60角,如圖乙所示,此時傳感裝置的示數(shù)為初

46、始值的1.25倍;再將小球由靜止釋放,當運動至最低位置時,傳感裝置的示數(shù)為初始值的 。不計滑輪的大小和摩擦,重力加速度的大小為g。求:甲 乙(1)物塊的質(zhì)量;(2)從釋放到運動至最低位置的過程中,小球克服空氣阻力所做的功。考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31答案(1)3m(2)0.1mgl解析(1)設(shè)開始時細繩的拉力大小為FT1,傳感裝置的初始值為F1,物塊質(zhì)量為M,由平衡條件得對小球,FT1=mg對物塊,F1+FT1=Mg當細繩與豎直方向的夾角為60時,設(shè)細繩的拉力大小為FT2,傳感裝置的示數(shù)為F2,據(jù)題意可知,F2=1.25F1,由平衡條件得對小球,FT2=mgcos

47、60對物塊,F2+FT2=Mg聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得M=3m?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31(2)設(shè)小球運動至最低位置時速度的大小為v,從釋放到運動至最低位置的過程中,小球克服阻力所做的功為Wf,由動能定理得在最低位置,設(shè)細繩的拉力大小為FT3,傳感裝置的示數(shù)為F3,根據(jù)題意可知,F3=0.6F1,對小球,由牛頓第二定律得對物塊,由平衡條件得F3+FT3=Mg聯(lián)立式,代入數(shù)據(jù)得Wf=0.1mgl考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3155.(2015江蘇,14,16分,難度)一轉(zhuǎn)動裝置如圖所示,四根輕桿OA、OC、AB和CB與兩小球及一小環(huán)通過鉸鏈連接,輕

48、桿長均為l,球和環(huán)的質(zhì)量均為m,O端固定在豎直的輕質(zhì)轉(zhuǎn)軸上。套在轉(zhuǎn)軸上的輕質(zhì)彈簧連接在O與小環(huán)之間,原長為L。裝置靜止時,彈簧長為 L。轉(zhuǎn)動該裝置并緩慢增大轉(zhuǎn)速,小環(huán)緩慢上升。彈簧始終在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦和空氣阻力,重力加速度為g。求:(1)彈簧的勁度系數(shù)k;(2)AB桿中彈力為零時,裝置轉(zhuǎn)動的角速度0;(3)彈簧長度從 L緩慢縮短為 L的過程中,外界對轉(zhuǎn)動裝置所做的功W?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3156.(2015天津,10,16分,難度)某快遞公

49、司分揀郵件的水平傳輸裝置示意如圖,皮帶在電動機的帶動下保持v=1 m/s 的恒定速度向右運動,現(xiàn)將一質(zhì)量為m=2 kg的郵件輕放在皮帶上,郵件和皮帶間的動摩擦因數(shù)=0.5。設(shè)皮帶足夠長,g取 10 m/s2,在郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,求:(1)郵件滑動的時間t;(2)郵件對地的位移大小x;(3)郵件與皮帶間的摩擦力對皮帶做的功W。答案(1)0.2 s(2)0.1 m(3)-2 J考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析(1)設(shè)郵件放到皮帶上與皮帶發(fā)生相對滑動過程中受到的滑動摩擦力為Ff,則Ff=mg 取向右為正方向,對郵件應(yīng)用動量定理,有Fft=mv-0由式并代入數(shù)

50、據(jù)得t=0.2 s。(2)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,對郵件應(yīng)用動能定理,有由式并代入數(shù)據(jù)得x=0.1 m。(3)郵件與皮帶發(fā)生相對滑動的過程中,設(shè)皮帶相對地面的位移為s,則s=vt摩擦力對皮帶做的功W=-Ffs由式并代入數(shù)據(jù)得W=-2 J?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點3157.(2013北京,23,14分,難度)蹦床比賽分成預備運動和比賽動作兩個階段。最初,運動員靜止站在蹦床上;在預備運動階段,他經(jīng)過若干次蹦跳,逐漸增加上升高度,最終達到完成比賽動作所需的高度;此后,進入比賽動作階段。把蹦床簡化為一個豎直放置的輕彈簧,彈力大小F=kx(x為床面下沉的距離,k為常量

51、)。質(zhì)量m=50 kg的運動員靜止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10 m;在預備運動中,假定運動員所做的總功W全部用于增加其機械能;在比賽動作中,把該運動員視作質(zhì)點,其每次離開床面做豎直上拋運動的騰空時間均為t=2.0 s,設(shè)運動員每次落下使床面壓縮的最大深度均為x1。重力加速度g取10 m/s2,忽略空氣阻力的影響。(1)求常量k,并在圖中畫出彈力F隨x變化的示意圖;(2)求在比賽動作中,運動員離開床面后上升的最大高度hm;(3)借助F-x圖象可以確定彈力做功的規(guī)律,在此基礎(chǔ)上,求x1和W的值?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31答案(1)5.0103 N/m見解析圖(2

52、)5.0 m(3)1.1 m2.5103 J解析(1)床面下沉x0=0.10 m時,運動員受力平衡mg=kx0F-x圖線示意圖如圖所示(2)運動員從x=0處離開床面,開始騰空,其上升、下落時間相等考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3158.(2013海南,13,12分,難度)一質(zhì)量m=0.6 kg的物體以v0=20 m/s的初速度從傾角為30的斜坡底端沿斜坡向上運動。當物體向上滑到某一位置時,其動能減少了Ek=18 J,機械能減少了E=3 J。不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2,求:(1)物體向上運動時加速度的大

53、小;(2)物體返回斜坡底端時的動能。答案(1)6 m/s2(2)80 J考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31解析(1)設(shè)物體在運動過程中所受的摩擦力大小為Ff,向上運動的加速度大小為a,由牛頓第二定律有設(shè)物體動能減少Ek時,在斜坡上運動的距離為s,由功能關(guān)系得Ek=(mgsin +Ff)sE=Ffs聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)可得a=6 m/s2。(2)設(shè)物體沿斜坡向上運動的最大距離為smax,由運動學規(guī)律可得設(shè)物體返回底端時的動能Ek,由動能定理有Ek=(mgsin -Ff)smax聯(lián)立式并代入數(shù)據(jù)可得Ek=80 J?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點29動

54、力學和能量觀點分析“多過程”運動答案59.(2017全國2,17,6分,難度)如圖,半圓形光滑軌道固定在水平地面上,半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度v從軌道下端滑入軌道,并從軌道上端水平飛出,小物塊落地點到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān),此距離最大時對應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為g)(B)數(shù)學計算考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3160.(2017江蘇,9,4分,難度)(多選)如圖所示,三個小球A、B、C的質(zhì)量均為m,A與B、C間通過鉸鏈用輕桿連接,桿長為l。B、C置于水平地面上,用一輕質(zhì)彈簧連接,彈簧處于原長。現(xiàn)A由靜止釋放下降到最低點,兩輕桿間夾角由60變?yōu)?20

55、。A、B、C在同一豎直平面內(nèi)運動,彈簧在彈性限度內(nèi),忽略一切摩擦,重力加速度為g。則此下降過程中(AB)考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3161.(2019全國2,25,20分,難度)一質(zhì)量為m=2 000 kg的汽車以某一速度在平直公路上勻速行駛。行駛過程中,司機突然發(fā)現(xiàn)前方100 m處有一警示牌,立即剎車。剎車過程中,汽車所受阻力大小隨時間的變化可簡化為圖(a)中的圖線。圖(a)中,0t1時間段為從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到采取措施的反應(yīng)時間(這段時間內(nèi)汽車所受阻力已忽略,汽車仍保持勻速行駛),t1=0.8 s;t1t2時間

56、段為剎車系統(tǒng)的啟動時間,t2=1.3 s;從t2時刻開始汽車的剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作,直至汽車停止。已知從t2時刻開始,汽車第1 s內(nèi)的位移為24 m,第4 s內(nèi)的位移為1 m。圖(a) 圖(b) 考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31(1)在圖(b)中定性畫出從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到剎車系統(tǒng)穩(wěn)定工作后汽車運動的v-t圖線;(2)求t2時刻汽車的速度大小及此后的加速度大小;(3)求剎車前汽車勻速行駛時的速度大小及t1t2時間內(nèi)汽車克服阻力做的功;從司機發(fā)現(xiàn)警示牌到汽車停止,汽車行駛的距離約為多少(以t1t2時間段始末速度的算術(shù)平均值替代這段時間內(nèi)汽車的平均速度)?考點25考點26考點27

57、考點28考點29考點30考點31解(1)v-t圖像如圖所示。(2)設(shè)剎車前汽車勻速行駛時的速度大小為v1,則t1時刻的速度也為v1;t2時刻的速度為v2。在t2時刻后汽車做勻減速運動,設(shè)其加速度大小為a。取t=1 s。設(shè)汽車在t2+(n-1)tt2+nt內(nèi)的位移為sn,n=1,2,3,。若汽車在t2+3tt2+4t時間內(nèi)未停止,設(shè)它在t2+3t時刻的速度為v3,在t2+4t時刻的速度為v4,由運動學公式有s1-s4=3a(t)2v4=v2-4at聯(lián)立式,代入已知數(shù)據(jù)解得考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31這說明在t2+4t時刻前,汽車已經(jīng)停止。因此,式不成立。由于在t2+3

58、tt2+4t內(nèi)汽車停止,由運動學公式有v3=v2-3at2as4=v32聯(lián)立式,代入已知數(shù)據(jù)解得a=8 m/s2,v2=28 m/s但式情形下,v30,不合題意,舍去?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3162.(2018全國3,25,20分,難度)如圖,在豎直平面內(nèi),一半徑為R的光滑圓弧軌道ABC和水平軌道PA在A點相切。BC為圓弧軌道的直徑,O為圓心,OA和OB之間的夾角為,sin = 。一質(zhì)量為m的小球沿水平軌道向右運動,經(jīng)A點沿圓弧軌道通過C點,落至水平軌道;在整個過程中,除受到重力及軌道作用力外,小球還一直受到

59、一水平恒力的作用。已知小球在C點所受合力的方向指向圓心,且此時小球?qū)壍赖膲毫η『脼榱?。重力加速度大小為g。求(1)水平恒力的大小和小球到達C點時速度的大小;(2)小球到達A點時動量的大小;(3)小球從C點落至水平軌道所用的時間?？茖W思維考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點31考點25考點26考點27考點28考點29考點30考點3163.(2018浙江,20,12分,難度)如圖所示,一軌道由半徑為2 m的四分之一豎直圓弧軌道AB和長度可調(diào)的水平直軌道BC在B點平滑連接

60、而成?，F(xiàn)有一質(zhì)量為0.2 kg的小球從A點無初速釋放,經(jīng)過圓弧上B點時,傳感器測得軌道所受壓力大小為3.6 N,小球經(jīng)過BC段所受的阻力為其重力的0.2倍,然后從C點水平飛離軌道,落到水平地面上的P點,P、C兩點間的高度差為3.2 m。小球運動過程中可視為質(zhì)點,且不計空氣阻力,g取10 N/kg?？键c25考點26考點27考點28考點29考點30考點31(1)求小球運動至B點時的速度大小;(2)求小球在圓弧軌道上克服摩擦力所做的功;(3)為使小球落點P與B點的水平距離最大,求BC段的長度;(4)小球落到P點后彈起,與地面多次碰撞后靜止。假設(shè)小球每次碰撞機械能損失75%、碰撞前后速度方向與地面的夾