2016年高考物理试题分类汇编六、机械能

机械能、选择题.全国新课标卷，6小球和用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，球的质量大于球的质量，悬挂球的绳比悬挂球的绳短.将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示，将两球由静止释放，在各自轨迹的最低点．A球的速度一定大于球的速度B球的动能一定小于球的动能球所受绳的拉力一定大于球所受绳的拉力D球的向心加速度一定小于球的向4加速度【答案】【解析】由动能定理可知，mgL=1mv2-0v=v'2gL ①由l<l,则v<v错12 PQE^=mjl E=mgl大小无法判断错kQQ2 kPP1受力分析T-mg=F向② 八丁F=m竺 ③ .向LF=F=ma④由①②③④得T=3mga=2g 叫则T>T对pQaP=aQ错（全国新课标卷，1如图，小球套在光滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于点，另一端与小球相连.现将小球从点由静止释放，它在下降的过程中经过了点，已知在、n两点处，弹簧对小球的弹力大小相等.且NONM<NOMN<-，在小球从点运动到点的过程中

A弹力对小球先做正功后做负功B有两个时刻小球的加速度等于重力加速度弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零・小球到达点时的动能等于其在、两点的重力势能差【答案】【解析】由题意可知在运动过程中受力如下小球的位移为则从MTA弹簧处于压缩态，则弹力做负功从ATB弹簧从压缩变为原长，弹力做正功从BTN弹簧从原长到伸长，弹力做负功，则错在点受力如下贝UF=mg即a=g,对合在点弹簧处于原长则受力如下mg在点时，｛单垂直于杆，则々JF^Vcosa=0,对从到小球与弹簧机械能守恒，则E=E即E—0=E —E+E—Ek增 P减 kN P重M P重NP弹N P弹M由于、两点弹簧弹力相同，由胡克定律可知，弹簧形变量相同，则E蝠二E蝠，P^单N P^单M即E=E-E,对KN PSM P重四（川卷，1）韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式滑雪空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功 ，他克服阻力做功。韩晓鹏在此过程中

A动能增加了B动能增加了C重力势能减小YD重力势能减小Y【答案】【解析】由题可得，重力做功 ，则重力势能减少 ，可得正确错误。由动能定理：W-W=AEGf k可得动能增加，则，错误。4（浙江卷，8如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为，与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成，滑草车与草地之间的动摩擦因数为日。质量为的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑，经过上、下两段滑道后，最后恰好静止于滑道的底端（不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失，sin37=0.6，cos37=0.8）。则6.动摩擦因数以=7．载人滑草车最大速度为．载人滑草车最大速度为C载人滑草车克服摩擦力做功为载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为3g【答案】【解析】由动能定理得：mg2h-Nmghcot45°-从mghcot37°=0，解得：从=6，选项―1 时正确；对前一段轨道：mgh-Nmghcot450=2mv2解得：v=1不，正确；载人滑草车克服摩擦力做功2mg克服摩擦力做功2mgmgsin37°-Nmgcos37°a- 3---g，错误，选二、填空题（天津卷，）（）如图所示，方盒静止在光滑的水平面上，盒内有一个小滑块，盒的

质量是滑块质量的倍，滑块与盒内水平面间的动摩擦因数为P;若滑块以速度开始向左运动，与盒的左右壁发生无机械能损失的碰撞，滑块在盒中来回运动多次，最终相对盒静止，则此时盒的速度大小为；滑块相对盒运动的路程。v【答案】3v【答案】3v23日g【解析】试题分析：设滑块质量为，则盒子的质量为m对整个过程，由动量守恒定律可得:v解得共311v由能量关系可知：Nmgx=2mv2—2,3m•(g)2解得：x=丁3Ng三、计算题（全国新课标卷，）（分）如图，一轻弹簧原长为2R，其一端固定在倾角为37。的固定直轨道AC的底端处，另一端位于直轨道上处，弹簧处于自然状态。直轨道与一半径为5R的光滑圆弧轨道相切于。点，AC=7R，A、B、C、D均在同一竖直平面内。质量6为m的小物块P自C点由静止开始下滑，最低到达E点（未画出）随后P沿轨道被弹回，最高到达F点，AF=4R。已知P与直轨道间的动摩擦因数N=1，重力加速度大小为g。434（取sin37o=-，cos37o=-）55求P第一次运动到B点时速度的大小。求P运动到E点时弹簧的弹性势能。改变物块P的质量，将P推至E点，从静止开始释放。已知P自圆弧轨道的最高点D处7水平飞出后，恰好通过G点。G点在C点的左下方，与C点水平相距-R、竖直相距R，求P运动到D点时速度的大小和改变后P的质量。

【解析】()选P为研究对象，受力分析如图：设P加速度为a，其垂直于斜面方向受力平衡：Gcos0=N沿斜面方向，由牛顿第二定律得：Gsin0-f=ma2且f=NN，可得：a=gsin0-Rgcos0=5g对CB段过程，由 V2-v2=2ast0 代入数据得B点速度： v=2、获B()P从C点出发，最终静止在F，分析整段过程；由C到F，重力势能变化量：AE=-mg.3Rsin0 ①P减少的重力势能全部转化为内能。设E点离B点的距离为xR，从C到F，产热：Q二日mgcos0(7R+2xR) ②由|Q|=|AEPI，联立①、②解得：x=1；研究P从C点运动到E点过程重力做功： W=mgsin0(5R+xR)G摩擦力做功： Wf=-^mgcos0(5R+xR)动能变化量： AE=0Jk由动能定理：W+W+W=AEGf弹k代入得： w=-12mgR弹5由AE=-W 到E点时弹性势能E为12mgR。弹弹 弹5(3)其几何关系如下图可知：Qq|=2R，|CQ|=1R可知：J 乙由几何关系可得，G点在D左下方,竖直高度差为5R，水平距离为3R。到G点时间为t3R=vt0到G点时间为t3R=vt05D1R==_gt22 23、而v= 05其水平位移：竖直位移：解得：研究P从E点到D点过程，设P此时质量为m'，此过程中:

重力做功：W'=—mG+6Rsin0)=-重力做功：W'=—mG+6Rsin0)=-10m'gR摩擦力做功：6W=-Rmg-6Rcos0=——mgR

f5弹力做功：W'=-AE12=ymgR动能变化量：由动能定理：将①②③④代入⑤，19AE=mv2-0J=—mgR

k2 0 10W'+W'+W'=AE'Gf弹 k可得：①②③④⑤m'=1m3（全国新课标卷，）（分）轻质弹簧原长为，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为，现将该弹簧水平放置，一端固定在点，另一端与物块接触但不连接.是长度为的水平轨道，端与半径的光滑半圆轨道相切，半圆的直径竖直，如图所示，物块与间的动摩擦因数N=0.5.用外力推动物块，将弹簧压缩至长度，然后放开，开始沿轨道运动，重力加速度大小为.D⑴若的质量为，求到达点时的速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到上的位置与点之间的距离；⑵若能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求的质量的取值范围.【解析】⑴地面上，E奇转化为E

p重 p弹*E」=A⑴若的质量为，求到达点时的速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到上的位置与点之间的距离；⑵若能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求的质量的取值范围.【解析】⑴地面上，E奇转化为E

p重 p弹*E」=AEJ

p重 p弹5mgl=E，此时弹簧长度为pAtB:能量守恒：E=EpKBE机守恒+Q即5mgl=—mv2+日mg-41nv=、《6gl

2B BBtD:动能定理：-mg-21=mv2——mv2nv2D2BD此后，物体做平抛运动:y=21=2gt2nt={x=vt=24：21D・•・点速度v=66gl,B⑵假设物块质量为m'则AtB:能量守恒：15mg1=—mv'2+日m

2B落点与点距离为2V21E=E'pKB1g•41+Q'5mg1解得：刀二.一2g1若要滑上圆弧，则v'三0，即v’2三若要滑上圆弧，则v'三0，即v’2三0，解得m'W5mBB 2若要滑上圆弧还能沿圆弧滑下，则最高不能超过点此时假设恰好到达点，则根据能量守恒：E=Q'+Ep pc5mgl=日m'g•4l+m'gl5解得：m=3m5故若使物块不超过点，m»3m综上：3mwm'W2m（天津卷，10）我国将于202年2举办奥运会，跳台滑雪是其中最具观赏性的项目之一，如图所示，质量的运动员从长直助滑道末端 的处由静止开始以加速度a=3.6m/s2匀加速滑下，到达助滑道末端时速度v=24m/s，与的竖直高度差，为了改变B运动员的运动方向，在助滑道与起跳台之间用一段弯曲滑道衔接，其中最低点 处附近是一段以为圆心的圆弧。助滑道末端与滑道最低点的高度差 ，运动员在、间运动时（）求运动员在段下滑时受到阻力勺的大小;（）若运动员能够承受的最大压力为其所受重力的倍，则点所在圆弧的半径至少应为多大。【答案】（1）【答案】（1）(2)N【解析】（）在段匀加速运动：v2=2ax；BmgH-f=ma

x代入数据可得f=144N11()段：mgh+W=—mv2--mv22c2

v2处F—mg=m-NRF-6mgNm则（江苏卷，）（分）如图所示，倾角为a的斜面被固定在水平面上，细线的一端固定于墙面，另一端跨过斜面顶端的小滑轮与物块相连，静止在斜面上.滑轮左侧的细线水平，右侧的细线与斜面平行.、的质量均为•撤去固定的装置后，、均做直线运动.不计一切摩擦，重力加速度为•求：（）固定不动时，对支持力的大小；（）滑动的位移为时，的位移大小s（）滑动的位移为时的速度大小.【答案】（）N【答案】（）N-mgcosa()J2(1-cosa)■x()y- 2gx