专题五 机械能.docx

1、专题五 机械能专题五机械能第1讲功和功率一、单项选择题1(2017年新课标卷)如图K511，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力()图K511A一直不做功B一直做正功C始终指向大圆环圆心D始终背离大圆环圆心2(2016年上海松江区期末)质量为m、初速度为零的物体，在不同变化的合外力F作用下都通过位移x0.下列各图所示的各种情况中合外力做功最多的是() A B C D3(2016年黑龙江大庆第一中学高三月考)已知雨滴在空中竖直下落时所受空气阻力与速度大小的二次方成正比，且不同质量的雨滴所受空

2、气阻力与速度大小的二次方的比值相同现有两滴质量分别为m1和m2的雨滴从空中竖直下落，在落到地面之前都已做匀速直线运动，那么在两滴雨滴落地之前做匀速直线运动的过程中，其重力的功率之比为()Am1m2 B.C. D.4(2017年辽宁实验中学分校高三月考)一辆跑车在行驶过程中的最大输出功率与速度大小的关系如图K512，已知该车质量为 2103 kg，在某平直路面上行驶，阻力恒为3103 N若汽车从静止开始以恒定加速度2 m/s2做匀加速运动，则此匀加速过程能持续的时间大约为()图K512A8 s B14 s C26 s D38 s5(2017年江西宜春高三大联考)一辆汽车在平直的公路上以某一初速度

3、运动，运动过程中保持恒定的牵引功率，其加速度a和速度的倒数图象如图K513所示若已知汽车的质量，则根据图象所给的信息，不能求出的物理量是()图K513A汽车的功率B汽车行驶的最大速度C汽车所受到阻力D汽车运动到最大速度所需的时间二、多项选择题6(2017年宁夏固原一中高三检测)如图K514甲所示，静止在水平地面上的物块A，受到水平拉力F的作用，F与时间t的关系如图乙所示设物块与地面间的最大静摩擦力Ffmax的大小与滑动摩擦力大小相等，则() 甲 乙图K514At1时刻物块的速度为零B物块的最大速度出现在t2时刻Ct1t3时间内F对物块先做正功后做负功D拉力F的功率最大值出现在t2t3时间内7(

4、2016年浙江温岭高三模拟)某段高速路对载重货车设定的容许速度范围为50 km/h80 km/h，而上坡道时若货车达不到最小容许速度50 km/h，则必须走“爬坡车道”来避免危险某质量为4.0104 kg的载重货车，保持额定功率200 kW在“爬坡车道”上行驶，每前进1 km，上升0.04 km，设货车运动时所受阻力(包括摩擦力和空气阻力)为其重力的0.01倍，爬坡车道足够长，则该货车()A速度增大时牵引力将减少B匀速爬坡时牵引力应等于2.0104 NC前进1 km的过程中重力做功1.6107 JD匀速爬坡1 km克服阻力做功4.0106 J8(2017年云南曲靖第一中学高三月考)一辆汽车在平

5、直的公路上运动，运动过程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牵引功率，其牵引力和速度的图象如图K515所示若已知汽车的质量m，牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3，运动过程中所受阻力恒定，则根据图象所给的信息，下列说法正确的是()图K515A汽车匀加速运动的时间为B速度为v2时的加速度大小为C汽车行驶中所受的阻力为D恒定加速时，加速度为三、非选择题9(2017年辽宁葫芦岛六校期初)一种氢气燃料的汽车，质量为m2.0103 kg，发动机的额定输出功率为80 kW，行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍若汽车从静止开始先匀加速启动，加速度的大小为a1.0 m/s2.达到额定输出功

6、率后，汽车保持功率不变又加速行驶了800 m，直到获得最大速度后才匀速行驶g取10 m/s2，试求：(1)汽车的最大行驶速度(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度(3)当速度为5 m/s时，汽车牵引力的瞬时功率(4)当汽车的速度为32 m/s时的加速度10若一地铁列车从甲站由静止启动后做直线运动，先匀加速运动20 s达到最高速度72 km/h，再匀速运动80 s，接着匀减速运动15 s到达乙站停住设列车在匀加速运动阶段牵引力为1106 N，匀速运动阶段牵引力的功率为6103 kW，忽略匀减速运动阶段牵引力所做的功(1)求甲站到乙站的距离(2)如果燃油公交车运行过程中做的功与该列车从甲站到乙站牵引

7、力做的功相同，求公交车排放气态污染物的质量(燃油公交车每做1 J功排放气态污染物3106 g)图K516第2讲动能、动能定理一、单项选择题1质量为10 kg的物体，在变力F作用下沿x轴做直线运动，力随坐标x的变化情况如图K521所示物体在x0处，速度为1 m/s，不计一切摩擦，则物体运动到x16 m处时，速度大小为() 图K521A2 m/s B3 m/s C4 m/s D. m/s2(2016年甘肃天水一中期中)德国的设计师推出了一款“抛掷式全景球形相机”，5位设计师把36个手机用的摄像头并将其集成入一个球体内，质量只有200 g，如图K522所示，当你将它高高抛起时，它能记录下从你头顶上空

8、拍摄的图像整个过程图K522非常简单，你只需进行设定，让相机球在飞到最高位置时自动拍摄即可假设你从手中竖直向上抛出相机，到达离抛出点10 m处进行全景拍摄，若忽略空气阻力的影响，则你在抛出过程中对相机做的功为()A10 J B20 J C40 J D200 J3一质量为m的小球用长为l的轻绳悬挂于O点，小球在水平力F作用下，从平衡位置P点缓慢地移动，当悬线偏离竖直方向角到达Q点时，如图K523所示，则水平力F所做的功为()图K523Amglcos BFlsin Cmgl(1cos ) DFlcos 4(2017年辽宁实验中学分校高三月考)质量m2 kg的物块放在粗糙水平面上，在水平拉力的作用下

9、由静止开始运动，物块动能Ek与其发生位移x之间的关系如图K524所示已知物块与水平面间的动摩擦因数0.2，g10 m/s2，则下列说法不正确的是()图K524Ax1 m时物块的速度大小为2 m/sBx3 m时物块的加速度大小为1.25 m/s2C在前2 m的运动过程中物块所经历的时间为2 sD在前4 m的运动过程中拉力对物块做的功为25 J5(2017年江西南昌十所省重点中学高三模拟)用一根绳子竖直向上拉一个物块，物块从静止开始运动，绳子拉力的功率按如图K525所示规律变化，已知物块的质量为m，重力加速度为g,0t0时间内物块做匀加速直线运动，t0时刻后功率保持不变，t1时刻物块达到最大速度，

10、则下列说法正确的是()图K525A物块始终做匀加速直线运动B0t0时间内物块的加速度大小为Ct0时刻物块的速度大小为D0t1时间内物块上升的高度为二、多项选择题6(2016年福建漳州八校高三大联考)如图K526所示，质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为，物块与转台转轴相距r，物块随转台由静止开始转动并计时，在t1时刻转速达到n，物块即将开始滑动保持转速n不变，继续转动到t2时刻则()图K526A在0t1时间内，摩擦力做功为零B在t1t2时间内，摩擦力做功为0C在0t1时间内，摩擦力做功为2mgrD在0t1时间内，摩擦力做功为mgr7(2016年百校联盟猜题卷)如图K527所示，将一可视为

11、质点的物块从固定斜面顶端由静止释放后沿斜面加速下滑，设物块质量为m，物块与斜面AB、水平面BC之间的动摩擦因数都为，斜面的高度h和底边长度x均可独立调节(斜面长度不变，斜面底端与水平面右端接触点B不变)，则下列说法正确的是()图K527A若增大x，物块滑到斜面底端时的动能减小B若增大h，物块滑到斜面底端时的动能减小C若增大，物块滑到斜面底端时的动能增大D若改变x，物块最终停在水平面上的位置会改变8(2017年江西南昌十所省重点中学高三二模)如图K528所示，水平长直轨道上紧靠放置n个质量为m的可看做质点的物块， 物块间用长为l的细线连接，开始处于静止状态，轨道的动摩擦因数为.用水平恒力F拉动1

12、开始运动，到连接第n个物块的线刚好拉直时整体速度正好为零，则()图K528A拉力F所做功为nFlB系统克服摩擦力做功为CFDnmgF(n1)mg三、非选择题9(2017年福建名校摸底)如图K529所示，轻弹簧左端固定在竖直墙上，右端点在O位置质量为m的物块A(可视为质点)以初速度v0从距O点右方s0的P点处向左运动，与弹簧接触后压缩弹簧，将弹簧右端压到O点位置后，A又被弹簧弹回A离开弹簧后，恰好回到P点物块A与水平面间的动摩擦因数为.求：(1)物块A从P点出发又回到P点的过程，克服摩擦力所做的功(2)O点和O点间的距离s1.(3)若将另一个与A完全相同的物块B(可视为质点)与弹簧右端拴接，将A

13、放在B右边，向左压A、B，使弹簧右端压缩到O点位置，然后从静止释放，A、B共同滑行一段距离后分离分离后物块A向右滑行的最大距离s2是多少？图K52910(2017年陕西西安高新一中高三一模)过山车是游乐场中常见的设施下图K5210是一种过山车的简易模型，它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成，B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点，B、C间距与C、D间距相等，半径r12.0 m、r21.4 m一个质量为m1.0 kg的小球(可视为质点)，从轨道的左侧A点以v012.0 m/s的初速度沿轨道向右运动，A、B间距l16.0 m小球与水平轨道间的动摩擦因数0.2，圆形轨道是光滑的假设水平轨道足够

14、长，圆形轨道间不相互重叠重力加速度取g10 m/s2，计算结果保留小数点后一位数字试求：(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时，轨道对小球作用力的大小(2)如果小球恰能通过第二个圆形轨道，B、C间距l应是多少？(3)在满足(2)的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径r3应满足的条件；小球最终停留点与起点A的距离图K5210第3讲机械能守恒定律一、单项选择题1(2017年浙江嘉兴测试)如图K531所示是一种腹部先着水的跳水比赛，击水时水花最大者获胜，水花的大小主要取决于运动员入水时具有的动能假设甲、乙两运动员都站在3 m高的平台上(甲、乙站立时的重心位置离平台均为1

15、 m)，其中质量为120 kg的甲简单地步出平台倒向水面若质量为100 kg的乙要不输于甲，则需要通过起跳使自身重心至少升高约()图K531A0.6 m B0.8 m C1.6 m D1.8 m2如图K532所示，一匀质杆长为r，从图示位置由静止开始沿光滑面ABD滑动，AB是半径为r的圆弧，BD为水平面则当杆滑到BD位置时的速度大小为()图K532A. B. C. D2 3(2016年甘肃天水一中高三期中)如图K533所示，一半圆形碗的边缘上装有一定滑轮，滑轮两边通过一不可伸长的轻质细线挂着两个小物体，质量分别为m1、m2，m1m2.现让m1从靠近边缘处由静止开始沿碗内壁下滑设碗固定不动，其内

16、壁和边缘均光滑、半径为r.则m1滑到碗最低点时的速度为()图K533A2 B. C. D2 4(2017年新课标卷)如图K534所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()图K534A. B. C. D. 5(2017年四川宜宾高三二诊)如图K535甲所示，倾角30的光滑斜面固定在水平面上，自然伸长的轻质弹簧一端固定在斜面底端的挡板上一质量为m的小球，从离弹簧上端一定距离的位置静止释放，接触弹簧后继续向下运动小球运动的vt图

17、象如图乙所示，其中OA段为直线，AB段是与OA相切于A点的平滑曲线，BC是平滑曲线，不考虑空气阻力，重力加速度为g.关于小球的运动过程，下列说法正确的是() 甲 乙图K535A小球在tB时刻所受弹簧弹力大于B小球在tC时刻的加速度大于C小球从tC时刻所在的位置由静止释放后，不能回到出发点D小球从tA时刻到tC时刻的过程中重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量二、多项选择题6(2017年安徽六校教育研究会高三大联考)如图K536所示，两块三角形的木板B、C竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在A处，底边向两边分开一个锥体置于A处，放手之后，奇特的现象发生了，椎体自动地沿木板滚上了B、C板的高处，

18、不计一切阻力下列说法正确的是()图K536A锥体在滚动过程中重心逐渐升高B锥体在滚动过程中重心逐渐降低C锥体在滚动过程中机械能逐渐增大D锥体在滚动过程中机械能保持不变7(2017年江苏高三期末)如图K537所示，小物块套在固定竖直杆上，用轻绳连接后跨过小定滑轮与小球相连开始时物块与定滑轮等高已知小球的质量是物块质量的两倍，杆与滑轮间的距离为d，重力加速度为g，绳及杆足够长，不计一切摩擦现将物块由静止释放，在物块向下运动过程中()图K537A刚释放时物块的加速度为gB物块速度最大时，绳子的拉力一定大于物块的重力C小球重力的功率一直增大D物块下降的最大距离为d8(2016年河北衡水中学高三模拟)如

19、图K538所示，一半径为r的圆形光滑轨道固定在竖直平面内，圆心为O，AD与BC分别为水平直径与竖直直径一质量为m的滑块套在轨道上并置于B点，轻弹簧一端通过铰链与滑块相连，另一端固定于P点，PBr，轻弹簧原长为2r.滑块受到扰动后(初速度很小，可不计)沿圆形轨道BDCA运动，重力加速度取g，弹簧始终在弹性限度内，则下列判断正确的是()图K538A滑块在运动过程中机械能守恒B滑块经过C点时的速度大小为2 C滑块经过D点时合力一定为零，速率最大D滑块经过D、A点时速率一定相等三、非选择题9(2017年辽宁葫芦岛六校大联考)如图K539所示，竖直平面内的一半径r0.50 m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆

20、心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点质量m0.10 kg的小球从B点正上方h0.95 m高处的A点自由下落，由B点进入圆弧槽轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，DQ间的距离s2.4 m，球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h0.80 m，取g10 m/s2，不计空气阻力，求：(1)小球经过C点时轨道对它的支持力大小FN.(2)小球经过最高点P的速度大小vP.(3)D点与圆心O的高度差hOD.图K53910如图K5310所示，两个半径为r的四分之一圆弧构成的光滑细管道ABC竖直放置，且固定在光滑水平面上，圆心连线O1O2水平轻弹簧左端固定在竖直挡板上，右端与质量为m的小球接触(不

21、拴接，小球的直径略小于管的内径)，长为r的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距离为r.开始时弹簧处于锁定状态，具有的弹性势能为3mgr，其中g为重力加速度解除锁定，小球离开弹簧后进入管道，最后从C点抛出(1)求小球经过C点时的动能(2)求小球经过C点时所受的管道的作用力(3)弹簧锁定时弹簧的弹性势能Ep满足什么条件，才能使从C点抛出的小球击中薄板DE?图K531011(2017年湖北孝感一模)光滑的长轨道形状如图K5311所示，下部分为半圆形，半径为r0.3 m，固定在竖直平面内，质量分别为m、2m的两小环A、B用长为r的轻杆连接在一起，套在轨道上，A环距轨道底部高为r，现将A

22、、B两环从图示位置由静止释放，重力加速度为g(已知sin 370.6，cos 370.8)，求：(1)运动过程中A环距轨道底部的最大高度(2)A环到达轨道底部时，两环速度的大小图K5311第4讲功能关系、能量转化与守恒定律一、单项选择题1自然现象中蕴藏着许多物理知识，图K541为一个盛水袋，某人从侧面缓慢推袋壁使它变形，则水的势能() 图K541A增大 B减小C不变 D不能确定2已知货物的质量为m，在某段时间内起重机将货物以a的加速度加速升高h，则在这段时间内，下列叙述正确的是(重力加速度为g)()A货物的动能一定增加mahmghB货物的机械能一定增加mahC货物的重力势能一定增加mahD货物

23、的机械能一定增加mahmgh3(2017年湖南长沙雅礼中学高三月考)如图K542所示，电梯的质量为M，其天花板上通过一轻质弹簧悬挂一质量为m的物体，电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动，当上升高度为h时，电梯的速度达到v，则在这段运动过程中，下列说法正确的是()图K542A轻质弹簧对物体的拉力所做的功等于mv2B钢索的拉力所做的功等于mv2MghC轻质弹簧对物体的拉力所做的功大于mv2D钢索的拉力所做的功等于(Mm)v2(Mm)h4(2017年吉林长春外国语学校高三期末)如图K543所示，重10 N的滑块在倾角为30的斜面上，从a点由静止开始下滑，到b点开始压缩轻弹簧，到c点时达到

24、最大速度，到d点(图中未画出)开始弹回，返回b点离开弹簧，恰能再回到a点若bc0.1 m，弹簧弹性势能的最大值为8 J，则下列说法正确的是()K543A轻弹簧的劲度系数是50 N/mB从d到b滑块克服重力做功8 JC滑块的动能最大值为8 JD从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8 J5(2016年高考押题卷)如图K544所示，长为l的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球，其下方有一个倾角为的光滑斜面体，放在光滑水平面上开始时小球刚好与斜面接触无压力，现在用水平力F缓慢向左推动斜面体，直至细绳与斜面平行为止，对该过程中有关量的描述，正确的有()图K544A小球受到的各个力均不做功B重力对小球做负功，斜面弹

25、力对小球做正功C小球在该过程中机械能守恒D推力F做的总功是mgl(1cos )二、多项选择题6(2017年广东深圳宝安调研)溜溜球是一种流行的健身玩具，备受学生的欢迎溜溜球类似”滚摆”，对称的左右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成)，轴上套一个可以自由转动的圆筒，圆筒上系一条长约1 m的棉线，玩时手掌向下，用力向正下方掷出溜溜球，当滚到最低处时，轻抖手腕，向上拉一下绳线，溜溜球将返回到你的手上，如图K545所示在溜溜球运动过程中，下列说法正确的是()图K545A一边转动一边向下运动，由于重力做功，溜溜球越转越快，动能不断增大，溜溜球的势能转化为动能B在溜溜球上下运动中，由于发生动能和势能

26、的相互转化，因此机械能守恒C在溜溜球上下运动中，由于空气阻力和绳子与固定轴之间摩擦力的作用，会损失一部分机械能D在溜溜球转到最低点绳子要开始向上缠绕时，轻抖手腕，向上拉一下绳子，给溜溜球提供能量7(2016年湖北高三期末)如图K546所示，取一块长为l的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度v0沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为v1；第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度v0向右滑动，滑到B点时的速度为v2.下列说法正确的是()图K546Av1一定大于v0B物块第一次损失的机械能大于第二次损失的机械能C第一次的平均速度一

27、定比第二次的平均速度大D两次物块损失的机械能相同8(2017年安徽合肥第一中学高三段考)如图K547，质量相同的两物体a、b，用伸长量不计的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上，初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面，在此过程中()图K547Aa的动能小于b的动能B两物体机械能变化量相等Ca的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量D绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零三、非选择题9(2016年重庆万州二中高三月考)如图K548甲所示，一倾角为37的传送带以恒定速度运行，现将一质量m1 kg的小

28、物体抛上传送带，物体相对地面的速度随时间变化的关系如图乙所示，取沿传送带向上为正方向，g取10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8.求： 甲 乙图K548(1)物体与传送带间的动摩擦因数(2)08 s内物体机械能的增量(3)08 s内物体与传送带由于摩擦产生的热量10(2017年福建厦门高三质检)如图K549所示，AB与CD是两段半径为r的四分之一光滑圆弧轨道，圆心连线O1O2水平，BC错开的距离略大于小球的直径，整个装置竖直放置于水平长轨道MN上，AB与水平轨道MN相切于A点有一自由长度小于MP的轻弹簧左端固定于M处，右端与质量为m的小球接触(不拴接)水平轨道MP段光滑，PA段粗糙、长为2r，运动小球受到PA段阻力为小球重力的0.25倍开始时，弹簧处于被压缩的锁定状态，锁定时的弹性势能EP5mgr，解除锁定后，小球将被弹出，重力加速度为g，试计算：(1)小球对圆弧轨道A点压力的大小和方向；(2)判断小球能否过D点，若能过D点，则计算小球落在轨道MN上的位置离D点的水平距离图K549