高考物理冲刺50练 机械能.doc

2015高考冲刺50练6机械能一 选择题1.(2015石家庄质检一)如图甲所示，轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个质量m=0.5kg的物块，处于静止状态。以物块所在处为原点，竖直向下为正方向建立x轴，重力加速度g=10m/s2。现对物块施加竖直向下的拉力f，f随x变化的情况如图乙所示。若x运动到x=0.4m处速度为零，则物块在下移0.4m的过程中，弹簧弹性势能的增加量为a5.5j b3.5j c2.0j d1.5j【参照答案】a【名师解析】根据fx图象面积表示功可知，物块在下移0.4m的过程中，拉力f做功为w=3.5j。重力势能减小mgx=2j，根据功能关系，弹簧弹性势能的增加量为ep=w+mgx=5.5j，选项a正确。2. （2015湖北教学合作联考）如图所示，小物体a沿高为h、倾角为的光滑斜面以初速度v0从顶端滑到底端，而相同的物体b以同样大小的初速度从同等高度竖直上抛，则() a.两物体落地时速率相同 b.从开始运动至落地过程中，重力对它们做功相同 c.两物体落地时，重力的瞬时功率相同d.从开始运动至落地过程中，重力对它们做功的平均功率相同【参照答案】ab【名师解析】：两个小球在运动的过程中都是只有重力做功，机械能守恒，所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速率相同，故a正确；重力做功只与初末位置有关，物体的起点和终点一样，所以重力做的功相同，故b正确；两种情况下落地方向不同，根据公式p=fvcos，所以瞬时功率不同所以c错误平均功率等于做功的大小与所用的时间的比值，物体重力做的功相同，但是时间不同，所以平均功率不同，所以d错误3(2015四川省资阳市一诊)第17届亚运会于2014年9月19日10月4日在韩国仁川举行，我国运动员薛长锐、李玲以5.55m和4.35m分别夺得男、女撑杆跳金牌。如果把撑杆跳全过程分成四个阶段：ab、bc、cd、de，如图所示，则对这四个阶段的下列描述错误的是aab阶段：加速助跑，人和杆的机械能增加bbc阶段：杆弯曲、人上升，系统动能减少，重力势能和弹性势能增加ccd阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量等于重力势能增加量d de阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人机械能的增加量【参照答案】cd【名师解析】cd阶段：杆伸直、人上升，人的动能减少量与杆弹性势能减少量之和等于重力势能增加量，选项c描述错误。de阶段：人过横杆后下落，重力所做的功等于人动能的增加量，选项d描述错误。4.如图所示，轻绳的一端固定在o点，另一端系一质量为m的小球，在最低点给小球一个初速度，小球恰好能够在竖直平面内完成圆周运动，选项中给出了轻绳对小球拉力f跟小球的转过的角度（0180）的余弦cos关系的四幅图象，其中a是一段直线，b是一段余弦函数线，c、d是一段抛物线，这四幅fcos图象正确的是（ ）【参照答案】a【名师解析】 刚好能够过竖直面内最高点，在最高点速度v0=.从最高点到与竖直方向夹角位置，由机械能守恒定律，mv2-mv02= mgl(1+cos)；对小球在与竖直方向夹角位置，由牛顿第二定律，f-mg cos=m ；两式联立化简可得：f=3mg+3mg cos，由此可知，f与cos是一次函数关系，因此fcos图象应该是一条直线，所以正确的是a。5. （2015湖北教学合作联考）如图，在不光滑的平面上，质量相等的两个物体a. b间用一轻弹簧相连接，现用一水平拉力f作用在b上，从静止开始经一段时间后，a、b一起做匀加速直线运动，当它们的总动能为ek时撤去水平拉力f，最后系统停止运动，从撤去拉力f到系统停止运动的过程中，系统()a.克服阻力做的功等于系统的动能ekb.克服阻力做的功大于系统的动能ekc.克服阻力做的功可能小于系统的动能ekd.克服阻力做的功一定等于系统机械能的减少量【参照答案】bd 【名师解析】：当a、b一起做匀加速直线运动时，弹簧一定处于伸长状态，且此时弹簧弹力大于a所受的摩擦力，停止时弹簧弹力小于a所受的摩擦力，因此当撤去外力f到系统停止运动的过程中，弹簧的弹性势能减小，由功能关系知，系统克服阻力做功应等于系统的弹性势能的减少量和动能的减少量，因此可以得知bd正确点评：本题关键是根据a的运动状态判断出弹簧的弹性势能是减少的。再利用能量守恒的观点进行判断。6. （2015湖北百校联考） 某同学用如图所示的装置测量一个凹形木块的质量m，弹簧的左端固定，木块在水平面上紧靠弹簧（不连接）将其压缩，记下木块右端位置a点，释放后，木块右端恰能运动到bl点。在木块槽中加入一个质量m0=800g的砝码，再将木块左端紧靠弹簧，木块右端位置仍然在a点，释放后木块离开弹簧，右端恰能运动到b2点，测得abl、ab2长分别为27.0cm和9.0cm，则木块的质量m为a100g b200g c300g d400g【参照答案】d【名师解析】：设弹簧弹性势能为ep，木块与水平面的动摩擦因数为，由功能关系，mgabl= ep，(m0+m)gab2= ep，联立解得：m=400g，选项d正确。7(2015贵阳市摸底考试)如图所示，竖直立在水平地面上的轻弹簧，下端固定在地面上，将一个金属球放置在弹簧顶端（球与弹簧不拴接），并用力向下压球，使弹簧压缩（在弹性限度内）一定程度后，用竖直细线把弹簧拴牢现突然烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的运动过程中，下列说法正确的是（）a金属球的机械能守恒b在刚脱离弹簧的瞬间金属球的动能最大c金属球的动能与系统的弹性势能之和一直在减小d金属球的动能一直在减小而小球的机械能一直在增加【参照答案】c 【名师解析】从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的运动过程中，弹簧和金属球组成的系统的机械能守恒，由于弹簧弹力对金属球做功，金属球的机械能增加，选项a错误。在刚脱离弹簧的瞬间金属球的机械能最大，而动能不是最大，选项b错误。由于金属球一直在上升，重力势能一直在增大，所以金属球的动能与系统的弹性势能之和一直在减小，选项c正确。金属球的动能先增大后减小，而小球的机械能一直在增加，选项d错误。8（2015江西省九江联考）如图所示，卡车通过定滑轮以恒定的功率p0拉绳，牵引河中的小船沿水面运动，已知小船r的质量为m，沿水面运动时所受的阻力为f，当绳ao段与水平面夹角为时，小船的速度为v，不计绳子与滑轮的摩擦，则此时小船的加速度等于（）a- bcos2-c d 【参照答案】a【名师解析】将小船速度沿细绳方向和垂直细绳方向分解，沿细绳方向的分速度为v cos，由p0=f v cos，解得卡车的牵引力f=。该力沿细绳方向，在水平方向的分力为f cos=，对小船，由牛顿第二定律，f cos-f=ma，解得小船的加速度a=-，选项a正确。二计算题9.（12）（2015内蒙古赤峰摸底）近年来全国多地雾霾频发，且有愈演愈烈的趋势，空气质量问题备受关注。在雾霾天气下，能见度下降，机动车行驶速度降低，道路通行效率下降，对城市快速路、桥梁和高速公路的影响很大。如果路上能见度小于200米，应开启机动车的大灯、雾灯、应急灯，将车速控制在40km/h以下，车距至少控制在100米。已知汽车保持匀速正常行驶时受到地面的阻力为车重的0.1倍，刹车时受到地面的阻力为车重的0.5倍，重力加速度g=10m/s2。（1）若汽车在雾霾天行驶的速度v=36km/h，则刹车后经过多长时间才会停下来？（2）若前车因故障停在车道上，当质量m=1500kg的后车距已经停止的车前为90m时紧急刹车，刚好与前车相撞，则后车正常行驶时的功率为多大？【名师解析】（1）设刹车后车的加速度为a，由牛顿第二定律，-0.5mg=ma，又有 v=v+at，解得：t=2s。（2）根据动能定理，有：-f2s=0-mv02，f2=0.5mg，解得：v0=30m/s。匀速正常行驶时有：f- f1=0，其中f1=0.5mg，解得f=0.1mg=1500n后车正常行驶时的功率为p=f v0=45kw。10. (12分) （2015湖北教学合作联考）如图所示，将一质量为m=0.1 kg的小球自水平平台右端o点以初速度vo水平抛出，小球飞离平台后由a点沿切线落入竖直光滑圆轨道abc，并沿轨道恰好通过最高点c，圆轨道abc的形状为半径r=2. 5 m的圆截去了左上角127。的圆弧，cb为其竖直直径，(sin 530=0. 8, cos 530=0. 6，重力加速度g取10 m/s2)求:(1)小球经过c点的速度大小；(2)小球运动到轨道最低点b时轨道对小球的支持力大小;(3)平台末端o点到a点的竖直高度h。【名师解析】（12分）（1）恰好能通过c点，由重力提供向心力，即mg （1分）代人计算得：vc5 m/s。（1分）（2）从b点到c点，由机械能守恒定律有mvmg2rmv（2分）在b点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有fnmgm （2分）得fn6.0 n，方向竖直向上。（1分）（3）从a到b由机械能守恒定律有mvmgr（1cos 53）mv（2分)所以va m/s （1分）在a点对速度va进行分解有：vyvasin 53 （1分）所以h3.36 m （1分）11（2015河北省衡水中学二调）如图所示，水平传送带的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9形固定轨道相接,钢管内径很小。传送带的运行速度为v0=6m/s，将质量m=1.0kg的可看作质点的滑块无初速地放到传送带a端，传送带长度为l=12.0m,9字全高h=0. 8m.9字上半部分圆弧半径为r=0.2m，滑块与传送带间的动摩擦因数为=0. 3，重力加速度g=10m/s2，试求:(1)滑块从传送带a 端运动到b端所需要的时间；(4分)(2)滑块滑到轨道最高点c时对轨道作用力的大小和方向;(3分)(3)若滑块从“9”形轨道d点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角=45的斜面上p点，求p、d两点间的竖直高度h。【参照答案】（1）3s（2）90n 向上（3）1.4m 【名师解析】（1）在传送带上加速运动时，由牛顿定律mg=ma得a=g=3m/s2 加速到与传送带达到共速所需要的时间t2s，前2s内的位移x1at26m，之