高考物理复习-2013年模拟题汇编(2)专题六-机械能

1、精选优质文档-倾情为你奉上2014高考物理复习 2013届模拟题汇编（2）专题六 机械能1（2013四川资阳诊断）一人用力把质量为m的物体由静止竖直向上匀加速提升h，速度增加为v，则对此过程，下列说法正确的是A人对物体所做的功等于物体机械能的增量B物体所受合外力所做的功为C人对物体所做的功为D人对物体所做的功为答案：AB解析：由功能原理可知，人对物体所做的功等于物体机械能的增量，为mgh+，选项A正确CD错误；由动能定理可知，物体所受合外力所做的功为，选项B正确。2（2013四川自贡一诊）如右图所示，一直角斜面体固定在水平地面上，左侧斜面倾角为60o，右侧斜面倾角为30，A、B两个物体分别系于

2、一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上，两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态，不考虑所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面。若剪断轻绳，让物体从静止开始沿斜面滑下，下列叙述错误的是（ ）A着地瞬间两物体的速度大小相等B着地瞬间两物体的机械能相等C着地瞬间两物体所受重力的功率相等。D两物体的质量之比为答案：B 解析：根据初始时刻两物体处于平衡状态，由平衡条件可知，mAgsin60°= mBgsin30°，由此可得，两物体的质量之比为；由机械能守恒定律可知，着地瞬间两物体的速度大小相等，选项AD叙述正确；着地瞬间，A物体重力功率PA=mAgvsin60°，B物体重

3、力功率PB=mBgvsin30°，两物体所受重力的功率相等，选项C叙述正确；由于两物体质量不等，初始状态两物体的机械能不等，所以着地瞬间两物体的机械能不相等，选项B叙述错误。1F/Nt/s甲033122图71.0 v/ms-1t/s乙03122.0 3（2013北京海淀期中）一滑块在水平地面上沿直线滑行，t=0时其速度为2.0m/s。从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F，力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图7甲和乙所示。设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3，则（ ）AP1>P2>P3BP1<P2<P3C

4、02s内力F对滑块做功为4JD02s内摩擦力对滑块做功为4J.【答案】： BC【解析】：第1s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1=F1·v1=1×1W=1W；第1s内力F对滑块做功的平均功率分别为P2=F2·v2=3×1W=3W；第1s内力F对滑块做功的平均功率分别为P3=F3·v3=2×2W=4W；所以，P1<P2<P3，选项A错误B正确；02s内力F对滑块做功为W= F1·X1+ F2·X1=1×1J+3×1J =4J，选项C正确；滑块所受摩擦力f=2N，02s内滑块位移x=2

5、m，摩擦力对滑块做功为fxcos180°=-4J，选项D错误。4（2013沈阳二中测试）如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A静止于光滑水平桌面上，右端接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连开始时用手托住B，让细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度下列有关该过程的分析正确的是（ ） AB物体的机械能一直减小BB物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和CB物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量D细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量答案：ABD解析：把AB和弹簧看作一个系统，相同机械能守恒，在B下落直

6、至B获得最大速度过程中，A的动能增大，弹簧弹性势能增大，所以B物体的机械能一直减小，选项A正确；由动能定理，B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和，选项B正确；B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量与A动能增加量之和，选项C错误；对A和弹簧组成的系统，由功能关系，细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量，选项D正确。5（2013江苏常州模拟）某滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB'（均可看作斜面），甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙撬从A点由静止开始分别沿AB和AB'滑下，最后都停在水平沙面BC上，如图所示设滑沙撬和沙面间的动摩擦因

7、数处处相同，斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的，滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动则下列说法中正确的是 ( )AB B / C A甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程 B甲在B点的动能一定等于乙在B'点的动能 C甲在B点的速率一定等于乙在B'点的速率D甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移答案：A解析：由动能定理列方程计算可得两人最后都停在水平沙面BC上同一点，甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程，甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移，选项A正确D错误；甲在B点的动能一定大于乙在B'点的动能，甲在B点的速率一定大于乙在B'点的速率，选项BC

8、错误。 6. （8分）（2013北京四中摸底）如图所示，某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点，接着沿水平路面滑至C点停止，人与雪橇的总质量为70kg表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据，请根据图表中的数据解决下列问题：（1）人与雪橇从A到B的过程中，损失的机械能为多少?（2）设人与雪橇在BC段所受阻力恒定，求阻力大小（g10m/s2）位置ABC速度（m/s）2.012.00时刻（s）0410 . 解题思路：根据初末状态的机械能得到损失的机械能；根据表格中数据得到加速度，由牛顿第二定律得到人与雪橇在BC段所受阻力。考查要点：机械能、牛顿第二定律、匀变速直线运动规律。解析：（1）从A到B的过程中，人与雪撬

9、损失的机构能为E=mgh（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度根据牛顿第二定律，f =ma=70×(2)N=-140N7（15分）（2013四川资阳诊断）一质量为m=2kg的小滑块，从半径R=1.25m的光滑圆弧轨道上的A点由静止滑下，圆弧轨道竖直固定，其末端B切线水平。a、b两轮半径r=0.4m，滑块与传送带间的动摩擦因数µ=0.1，传送带右端点C距水平地面的高度h=1.25m，E为C的竖直投影点。g取10m/s2，求：（1）当传送带静止时，滑块恰能在b轮最高点C离开传送带，则BC两点间的距离是多少？（2）当a、b两轮以某一角速度顺时针转动时，滑块从C点飞出落到地面D点

10、，已知CD两点水平距离为3m。试求：a、b两轮转动的角速度和滑块与传送带间产生的内能。（15分）解题思路：应用机械能守恒定律、动能定理、牛顿第二定律及其相关知识列方程求得BC两点间的距离；由平抛运动规律、匀变速直线运动规律和功能关系及其相关知识解得a、b两轮转动的角速度和滑块与传送带间产生的内能。考查要点：机械能守恒定律、动能定理、牛顿第二定律、平抛运动规律、匀变速直线运动规律和功能关系等。解：（1）由题知，滑块从A到B机械能守恒：滑块由B到C，由动能定理有：滑块恰能在C点离开传送带，有：联解式得：（2）设滑块从C点飞出的速度为，a、b两轮转动的角速度为，则：联解式得：rad/s滑块在传送带上

11、加速过程，根据牛顿运动定律及功能关系有：对滑块：滑块加速时间：滑块位移：传送带移动的距离：产生的内能：联解式得：Q=1J评分参考意见：本题满分15分，其中式2分，式各1分；若有其他合理解法且答案正确，可同样给分。8（14分）（2013四川自贡一诊）如右图所示，水平面上放有质量均为m=l kg的物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为1=0.4和1=0.1，相距l=0.75m现给物块A一初速度使之向B运动，与此同时给物块B一个F=3 N的水平向右的力，B由静止开始运动，经过一段时间A恰好追上B且二者速度相等。g=10 m/s2，求： （1）物块A的初速度大小； （2）从开始到物块A追上物块B的

12、过程中，力F对物块B所做的功24.解题思路：对AB分别进行受力分析，应用牛顿第二定律求出加速度，应用匀变速直线运动规律和相关知识求得物块A的初速度大小。应用功的定义式求得力F对物块B所做的功考查要点：牛顿第二定律、匀变速直线运动规律、功等。解析：（14分） (1)设A经时间t追上B，A、B的加速度大小分别为a1、a2,由牛顿第二定律有： 1mg=ma1 （1分）a1=4 m/s2,F-2mg=ma2 （1分）a2=2 m/s2 ，恰好追上时它们速度相同,则： （2分）追上时由路程关系有： v0t- （2分）由以上四式解得A的初速度大小为： v0=3 m/s， t=0.5 s （3分）(2) B

13、运动的位移： s=a2t2 =0.25 m （2分） F对物块B所做的功： W=Fs= 0.75 J （3分）9(16) （2013山东莱州质检）如图所示，水平传送带AB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=6ms，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，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=10ms2，试求：(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间。 (2)滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向。(

14、3)若滑块从“9”形规道D点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角 =60°的斜面上P点，求P、D两点间的竖直高度h(保留两位有效数字)。9.（16分）解题思路：应用牛顿第二定律和运动学公式解得滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间。由动能定理、牛顿第二定律列方程解得滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向。由动能定理和平抛运动规律解得P、D两点间的竖直高度h。解析：（1）在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律 （1分）得 （1分）加速到与传送带达到同速所需要的时间， （1分）位移 （1分）之后滑块做匀速运动的位移所用的时间 （1分）故 （1分）（2）滑块由B到C的过程中动能定理 （1分）

15、在C点，轨道对滑块的弹力与其重力的合力为其做圆周运动提供向心力，设轨道对滑块的弹力方向竖直向下，由牛顿第二定律得，（1分） 力方向竖直向下（1分）由牛顿第三定律得，滑块对轨道的压力大小为N=N=90N，（1分） 方向竖直向上。（1分）（3）滑块从B到D的过程中由动能定理得 （1分）在P点 （1分）又 （2分） h=0.47m（1分）10（10分）（2013北京海淀期中）如图16所示，光滑斜面与水平面在B点平滑连接，质量为0.20kg的物体从斜面上的A点由静止开始下滑，经过B点后进入水平面（设经过B点前后速度大小不变），最后停在水平面上的C点。每隔0.20s通过速度传感器测量物体的瞬时速度，下表

16、给出了部分测量数据。取g=10m/s2。t/s0.00.20.41.21.4v/ms-10.01.02.01.10.7求：图16CAB（1）物体在斜面上运动的加速度大小；（2）斜面上A、B两点间的距离；（3）物体在水平面上运动过程中，滑动摩擦力对物体做的功。10（10分）解题思路：根据表中测量数据应用加速度定义式得到加速度，应用匀变速直线运动规律得到斜面上A、B两点间的距离，应用动能定理得到滑动摩擦力对物体做的功。考查要点：匀变速直线运动规律、动能定理及其相关知识。解析：（1）物体在斜面上做匀加速直线运动，设加速度为a1，则 a1=m/s2=5.0m/s2 3分（2）设物体滑到B点所用时间为t

17、B，到达B点时速度大小为vB，在水平面上的加速度为a2，则由数据表可知 a2=m/s2=-2.0 m/s21分 vB=a1tB1分 1.1- vB=a2（1.2-tB）1分解得tB=0.5s1分设斜面上A、B两点间的距离为xAB，则xAB=a1tB2=0.625m 1分 （3）设物体在水平面上运动过程中，滑动摩擦力对物体做的功为Wf，根据动能定理Wf=0-J=-0.625J2分CAB图1411（8分）（2013北京海淀期中）如图14所示，质量为2.0kg的木块放在水平桌面上的A点，受到一冲量后以某一速度在桌面上沿直线向右运动，运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点。已知木块与桌面间的动摩擦因

18、数为0.20，桌面距离水平地面的高度为1.25m，A、B两点的距离为4.0m， B、C两点间的水平距离为1.5m，g=10m/s2。不计空气阻力，求：（1）木块滑动到桌边B点时的速度大小；（2）木块在A点受到的冲量大小。11（8分）解题思路：由平抛运动规律得到木块滑动到桌边B点时的速度大小；由动能定理和动量定理得到木块在A点受到的冲量大小。考查要点：平抛运动规律、动能定理、动量定理等。解析：（1）设木块在B点速度为vB，从B点运动到C点的时间为t，根据平抛运动的规律有 1分1分 解得：t=0.50s，vB=3.0m/s 2分（2）设木块在A点的速度为vA，根据动能定理得1分解得：vA=5.0m

19、/s 1分根据动量定理，木块在A点受到的冲量I=mvA-0=10kgm/s 2分12（2013绵阳一诊）如图所示，传送带的两个轮子半径均为r=0.2m,两个轮子最高点A、B在同一水平面 内，A、B间距离L=5m，半径R=0.4的固定、竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点，C 点是圆轨道的最高点。质量m=0.1kg的小滑块与传送带之间的动摩擦因数=0.4。重力加速 度 g=10m/s2。求：(1)传送带静止不动，小滑块以水平速度v0滑上传送带，并能够运动到C点，v0至少多大？(2)当传送带的轮子以=10rad/s的角速度匀速转动时，将小滑块无初速地放到传送带 上的A点，小滑块从A点运动到B点的时间t

20、是多少？(3) 传送带的轮子以不同的角速度匀速转动，将小滑块无初速地放到传送带上的A点，小滑块运动到C点时，对圆轨道的压力大小不同，最大压力Fm是多大？ 12.（20分）解：（1）设小滑块能够运动到C点，在C点的速度至少为v，则mg=m(2分)mv2mv02=2mgR-mgL (2分)解得v0=2m/s (1分)(2)设传送带运动的速度为v1，小滑块在传送带上滑动时加速度是a，滑动时间是t1，滑动过程中通过的距离是x，则v1=r (1分)ma=mg (1分)v1=at1 (1分)x=at12，(1分)解得v1=2m/s，a=4m/s2，t1=0.5s，x=0.5m 由于xL，所以小滑块还将在传

21、送带上与传送带相对静止地向B点运动，设运动时间为t2，则Lx= v1t2 (2分)解得t2=2.25s则t= t1t2=2.75s (2分)（3）轮子转动的角速度越大，即传送带运动的速度越大，小滑块在传送带上加速的时间越长，达到B点的速度越大，到C点时对圆轨道的压力就越大。小滑块在传送带上一直加速，达到B点的速度最大，设为vBm，对应到达C点时的速度为vcm，圆轨道对小滑块的作用力为F，则vBm2=2aL (2分)mvCm2mvBm2=2mgR (2分)mg+F=m (1分)Fm=F (1分)解得Fm=5N (1分)hF1012394567813、（15分）（2013江苏常州模拟）如图所示的木

22、板由倾斜部分和水平部分组成，两部分之间由一段圆弧面相连接在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道，斜面的倾角为现有10个质量均为m 、半径均为r的均匀刚性球，在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止，力F与圆槽在同一竖直面内，此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h现撤去力F使小球开始运动，直到所有小球均运动到水平槽内重力加速度为g求：水平外力F的大小；1号球刚运动到水平槽时的速度； 整个运动过程中，2号球对1号球所做的功13解析：以10个小球整体为研究对象，由力的平衡条件可得 （2分）得： 以1号球为研究对象，根据机械能守恒定律可得 （2分） 得 撤去水平外力F后，以10个小球整体为

23、研究对象，利用机械能守恒定律可得 得 以1号球为研究对象，由动能定理得 得 图10BEFDA14、（14分）（2013黄冈月考）如图10所示，质量为m的小球，由长为l的细线系住，线能承受的最大拉力是9mg，细线的另一端固定在A点，AB是过A的竖直线，E为AB上的一点，且AE=0.5l，过E作水平线EF，在EF上钉铁钉D，现将小球拉直水平，然后由静止释放，小球在运动过程中，不计细线与钉子碰撞时的能量损失，不考虑小球与细线间的碰撞（1）若钉铁钉位置在E点，求细线与钉子碰撞前后瞬间，细线的拉力分别是多少？（2）若小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动，求钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值。14、

24、答案：（1），（2） x 解析： （1）小球释放后沿圆周运动，运动过程中机械能守恒，设运动到最低点速度为v，由机械能守恒定律得，碰钉子瞬间前后小球运动的速率不变，碰钉子前瞬间圆周运动半径为l，碰钉子前瞬间线的拉力为F1，碰钉子后瞬间圆周运动半径为l/2，碰钉子后瞬间线的拉力为F2，由圆周运动、牛顿第二定律得：，得，（2）设在D点绳刚好承受最大拉力，记DE=x1，则：AD=悬线碰到钉子后，绕钉做圆周运动的半径为：r1=lAD= l当小球落到D点正下方时，绳受到的最大拉力为F，此时小球的速度v1，由牛顿第二定律有：Fmg=     结合F9mg 由机械能守恒定律得：mg (+r1)= mv12由上式联立解得：x1    随着x的减小，即钉子左移，绕钉子做圆周运动的半径越来越大转至最高点的临界速度也越来越大，但根据机械能守恒定律，半径r越大，转至最高点的瞬时速度越小，当这个