2019年高考物理试题分项解析专题07机械能（第02期）.docx

专题7 机械能一选择题1（2019浙江七彩阳光联盟联考）如图 1 为某体校的铅球训练装置，图 2 是示意图。假设运动员以 6m/s 速度将铅球从倾角为 30 的轨道底端推出，当铅球向上滑到某一位置时，其动能减少了 72J，机械能减少了 12J，已知铅 球（包括其中的上挂设备）质量为 12kg，滑动过程中阻力大小恒定，则下列判断正确的是 A铅球上滑过程中减少的动能全部转化为重力势能 B铅球向上运动的加速度大小为 4m/s2 C铅球返回底端时的动能为 144J D运动员每推一次消耗的能量至少为 60J 【参考答案】C2如图8所示，用同种材料制成的倾斜轨道AB和水平轨道BC平滑对接于B点，整个轨道固定。现将甲、乙两物块先后从倾斜轨道的同一位置由静止释放，两物块最终停在水平轨道上的同一位置(甲乙均可视为质点，且不计物块经过B点时的能量损失)。根据上述信息，可以确定甲、乙两物块()图8A质量相等 B运动的时间相等C损失的机械能相等 D受到的摩擦力相等【参考答案】B二计算题1.(12分) （2019天津部分学校期末联考）如图所示，为某娱乐活动项目的示意图;参加活动的人员从右侧平台上的A点水平跃出，到达B点恰好抓住摆过来的绳索，这时人的速度恰好垂直于OB向左下，然后摆到左侧平台上的D点。不计一切阻力和机械能损失，不计绳的重力，人可以看作质点，绳索不可伸长。设人的质量为m=50kg，绳索长l=25m，A点比D点低h=3.2m。人刚抓住绳索以及摆到D点时绳索与竖直方向的夹角分别如图所示(g=10m/s2)。若使人能刚好到达D点，求：(1)人从A点水平跃出的速度；(2)A、B两点间的水平距离；(3)在最低点C，人对绳索的拉力。【名师解析】（12分）解：（1）由A到D，根据机械能守恒定律 2分解得 m/s 1分（2）从A到B，人做平抛运动 1分 1分m 1分2.（2019山西大学附中质检）（12分）如图所示，有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块，从光滑平台上的A点以v0=3m/s的初速度水平抛出，到达C点时，恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道，最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平，木板下表面与水平地面之间光滑，小物块与长木板间的动摩擦因数=0.3，圆弧轨道的半径为R=0.5m，C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角=53，不计空气阻力，求：（g =10m/s2，sin53=0.8，cos53=0.6）（1）A、C两点的高度差；（2）小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力；（3）要使小物块不滑出长木板，木板的最小长度【参考答案】（1）0.8m （2）68N，竖直向下 （3）代入数据解得：由牛顿第三定律得，方向竖直向下设小物块刚滑到木板左端达到共同速度，大小为v，小物块在木板上滑行的过程中，小物块与长木板的加速度大小分别为：， 速度分别为：对物块和木板系统，由能量守恒定律得： 代入数据解得：，即木板的长度至少是。3.(2019浙江杭州模拟)如图所示是某游乐场新建的水上娱乐项目。在运营前需要通过真实场景模拟来确定其安全性。质量为120kg的皮划艇载着质量为60kg的乘客模型，以一定速度冲上倾角为=37，长度LAB=8m的长直轨道AB；皮划艇恰好能到达B点。设皮划艇能保持速率不变通过B点到达下滑轨道BC上。皮划艇到达C点后，进入半径R=5m的圆弧涉水轨道CDE，其中C与E等高，D为最低点。已知轨道AB、AC的动摩擦因素=0.5，涉水轨道因为阻力减小，可以视为光滑轨道，不计其他阻力，皮划艇和乘客模型可看做质点。求： 第20题图（1） 求皮划艇在A点的速度大小。（2） 求划水艇经过CDE轨道最低点D时，轨道收到的压力。（3） 已知涉水轨道能承受的最大压力为13140N。求划水艇冲上A点的速度大小范围。【参考答案】（1）（4分）VA=m/s（2）（3分）N=4500N（3） （5分）m/sVA20m/s在D点对划水艇受力分析得：（1分）得此时压力N=4500N（1分）得VA=20m/s所以VA20m/s所以m/sVA20m/s（1分）4(18分)（2019甘肃宁县期末）如图所示，倾角为37的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连，O为轨道圆心，BC为圆轨道直径且处于竖直方向，A、C两点等高质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑，恰能滑到与O等高的D点，g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8（1）求滑块与斜面间的动摩擦因数（2）若使滑块能到达C点，求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值（3）若滑块离开C处的速度大小为4m/s，求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t【名师解析】（1）滑块由A到D过程，根据动能定理，有：mg（2RR）mgcos37=00 得 （2）若滑块能到达C点，根据牛顿第二定律有 则得 A到C的过程：根据动能定理有mgcos37=联立解得，v0=2m/s所以初速度v0的最小值为2m/s5(12分)如图21所示，在水平轨道右侧安放半径为R0.2 m的竖直圆形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节使其初始长度为L1 m，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态。质量为m1 kg的小物块A(可视为质点)从轨道右侧以初速度v02 m/s冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧并被弹簧以原速率弹回，经水平轨道返回圆形轨道。物块A与PQ段间的动摩擦因数0.2，轨道其他部分摩擦不计。 图21(1)求物块A与弹簧刚接触时的速度大小v1；(2)求物块A被弹簧以原速率弹回后返回到圆形轨道的高度h1； (3)调节PQ段的长度L，A仍以初速度v0从轨道右侧冲上轨道，当L满足什么条件时，物块A能第一次返回圆形轨道且能沿轨道运动而不脱离轨道？【名师解析】(1)设物块A与弹簧刚接触时的速度大小为v1，由动能定理可得mgLmvmv解得v12 m/s。(2)设物块A被弹簧以原速率弹回后返回到圆形轨道的高度为h1，由动能定理可得mgLmgh10mv解得h10.2 mR，符合实际情况。(3)若A沿轨道上滑至最大高度h2时，速度减为0，则使A不脱离轨道时h2需满足的条件是0h2R由动能定理可得2mgL1mgh20mv联立可得1 mL11.5 m 答案(1)2 m/s(2)0.2 m(3)1 mL1.5 m或L0.25 m6(12分)如图19所示，一质量m0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数0.1的水平轨道上的A点。现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P10.0 W，经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6 N。已知轨道AB的长度L2.0 m，半径OC和竖直方向的夹角37，圆形轨道的半径R0.5 m(空气阻力可忽略，sin 370.6，cos 370.8)。求：图19(1)滑块运动到C点时速度vC的大小；(2)B、C两点的高度差h及水平距离x；(3)水平外力作用在滑块上的时间t。【