2019-2020年高考物理沖刺50練 機械能.doc
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2019-2020年高考物理沖刺50練 機械能.doc
2019-2020年高考物理沖刺50練 機械能
一. 選擇題
1.(xx石家莊質(zhì)檢一)如圖甲所示,輕質(zhì)彈簧上端固定,下端懸掛一個質(zhì)量m=0.5kg的物塊,處于靜止?fàn)顟B(tài)。以物塊所在處為原點,豎直向下為正方向建立x軸,重力加速度g=10m/s2?,F(xiàn)對物塊施加豎直向下的拉力F,F(xiàn)隨x變化的情況如圖乙所示。若x運動到x=0.4m處速度為零,則物塊在下移0.4m的過程中,彈簧彈性勢能的增加量為
A.5.5J B.3.5J C.2.0J D.1.5J
【參照答案】A
【名師解析】根據(jù)Fx圖象面積表示功可知,物塊在下移0.4m的過程中,拉力F做功為W=3.5J。重力勢能減小mgx=2J,根據(jù)功能關(guān)系,彈簧彈性勢能的增加量為△Ep=W+mgx=5.5J,選項A正確。
2. (xx湖北教學(xué)合作聯(lián)考)如圖所示,小物體A沿高為h、傾角為的光滑斜面以初速度v0從頂端滑到底端,而相同的物體B以同樣大小的初速度從同等高度豎直上拋,則( )
A.兩物體落地時速率相同
B.從開始運動至落地過程中,重力對它們做功相同
C.兩物體落地時,重力的瞬時功率相同
D.從開始運動至落地過程中,重力對它們做功的平均功率相同
【參照答案】AB
【名師解析】:
兩個小球在運動的過程中都是只有重力做功,機械能守恒,所以根據(jù)機械能守恒可以知兩物體落地時速率相同,故A正確;重力做功只與初末位置有關(guān),物體的起點和終點一樣,所以重力做的功相同,故B正確;兩種情況下落地方向不同,根據(jù)公式P=Fvcosθ,所以瞬時功率不同.所以C錯誤.平均功率等于做功的大小與所用的時間的比值,物體重力做的功相同,但是時間不同,所以平均功率不同,所以D錯誤.
3.(xx四川省資陽市一診)第17屆亞運會于2014年9月19日~10月4日在韓國仁川舉行,我國運動員薛長銳、李玲以5.55m和4.35m分別奪得男、女撐桿跳金牌。如果把撐桿跳全過程分成四個階段:a—b、b—c、c—d、d—e,如圖所示,則對這四個階段的下列描述錯誤的是
A.a(chǎn)—b階段:加速助跑,人和桿的機械能增加
B.b—c階段:桿彎曲、人上升,系統(tǒng)動能減少,重力勢能和彈性勢能增加
C.c—d階段:桿伸直、人上升,人的動能減少量等于重力勢能增加量
D. d—e階段:人過橫桿后下落,重力所做的功等于人機械能的增加量
【參照答案】CD
【名師解析】c—d階段:桿伸直、人上升,人的動能減少量與桿彈性勢能減少量之和等于重力勢能增加量,選項C描述錯誤。d—e階段:人過橫桿后下落,重力所做的功等于人動能的增加量,選項D描述錯誤。
4.如圖所示,輕繩的一端固定在O點,另一端系一質(zhì)量為m的小球,在最低點給小球一個初速度,小球恰好能夠在豎直平面內(nèi)完成圓周運動,選項中給出了輕繩對小球拉力F跟小球的轉(zhuǎn)過的角度θ(0≤θ≤180)的余弦cosθ關(guān)系的四幅圖象,其中A是一段直線,B是一段余弦函數(shù)線,C、D是一段拋物線,這四幅F—cosθ圖象正確的是( )
【參照答案】A
【名師解析】 剛好能夠過豎直面內(nèi)最高點,在最高點速度v0=.從最高點到與豎直方向夾角θ位置,由機械能守恒定律,mv2-mv02= mgL(1+cosθ);對小球在與豎直方向夾角θ位置,由牛頓第二定律,F(xiàn)-mg cosθ=m ;兩式聯(lián)立化簡可得:F=3mg+3mg cosθ,由此可知,F(xiàn)與cosθ是一次函數(shù)關(guān)系,因此F—cosθ圖象應(yīng)該是一條直線,所以正確的是A。
5. (xx湖北教學(xué)合作聯(lián)考)如圖,在不光滑的平面上,質(zhì)量相等的兩個物體A. B間用一輕彈簧相連接,現(xiàn)用一水平拉力F作用在B上,從靜止開始經(jīng)一段時間后,A、B一起做勻加速直線運動,當(dāng)它們的總動能為Ek時撤去水平拉力F,最后系統(tǒng)停止運動,從撤去拉力F到系統(tǒng)停止運動的過程中,系統(tǒng)( )
A.克服阻力做的功等于系統(tǒng)的動能Ek
B.克服阻力做的功大于系統(tǒng)的動能Ek
C.克服阻力做的功可能小于系統(tǒng)的動能Ek
D.克服阻力做的功一定等于系統(tǒng)機械能的減少量
【參照答案】BD
【名師解析】:當(dāng)A、B一起做勻加速直線運動時,彈簧一定處于伸長狀態(tài),且此時彈簧彈力大于A所受的摩擦力,停止時彈簧彈力小于A所受的摩擦力,因此當(dāng)撤去外力F到系統(tǒng)停止運動的過程中,彈簧的彈性勢能減小,由功能關(guān)系知,系統(tǒng)克服阻力做功應(yīng)等于系統(tǒng)的彈性勢能的減少量和動能的減少量,因此可以得知BD正確.
點評:本題關(guān)鍵是根據(jù)A的運動狀態(tài)判斷出彈簧的彈性勢能是減少的。再利用能量守恒的觀點進行判斷。
6. (xx湖北百校聯(lián)考) 某同學(xué)用如圖所示的裝置測量一個凹形木塊的質(zhì)量m,彈簧的左端固定,木塊在水平面上緊靠彈簧(不連接)將其壓縮,記下木塊右端位置A點,釋放后,木塊右端恰能運動到Bl點。在木塊槽中加入一個質(zhì)量m0=800g的砝碼,再將木塊左端緊靠彈簧,木塊右端位置仍然在A點,釋放后木塊離開彈簧,右端恰能運動到B2點,測得ABl、AB2長分別為27.0cm和9.0cm,則木塊的質(zhì)量m為
A.100g B.200g C.300g D.400g
【參照答案】D
【名師解析】:設(shè)彈簧彈性勢能為Ep,木塊與水平面的動摩擦因數(shù)為μ,由功能關(guān)系,μmgABl= Ep,μ(m0+m)gAB2= Ep,聯(lián)立解得:m=400g,選項D正確。
7(xx貴陽市摸底考試)如圖所示,豎直立在水平地面上的輕彈簧,下端固定在地面上,將一個金屬球放置在彈簧頂端(球與彈簧不拴接),并用力向下壓球,使彈簧壓縮(在彈性限度內(nèi))一定程度后,用豎直細線把彈簧拴牢.現(xiàn)突然燒斷細線,球?qū)⒈粡椘?,脫離彈簧后能繼續(xù)向上運動,那么從細線被燒斷到金屬球剛脫離彈簧的運動過程中,下列說法正確的是( ?。?
A.金屬球的機械能守恒
B.在剛脫離彈簧的瞬間金屬球的動能最大
C.金屬球的動能與系統(tǒng)的彈性勢能之和一直在減小
D.金屬球的動能一直在減小而小球的機械能一直在增加
【參照答案】C
【名師解析】從細線被燒斷到金屬球剛脫離彈簧的運動過程中,彈簧和金屬球組成的系統(tǒng)的機械能守恒,由于彈簧彈力對金屬球做功,金屬球的機械能增加,選項A錯誤。在剛脫離彈簧的瞬間金屬球的機械能最大,而動能不是最大,選項B錯誤。由于金屬球一直在上升,重力勢能一直在增大,所以金屬球的動能與系統(tǒng)的彈性勢能之和一直在減小,選項C正確。金屬球的動能先增大后減小,而小球的機械能一直在增加,選項D錯誤。
8(xx江西省九江聯(lián)考)如圖所示,卡車通過定滑輪以恒定的功率P0拉繩,牽引河中的小船沿水面運動,已知小船R的質(zhì)量為m,沿水面運動時所受的阻力為f,當(dāng)繩AO段與水平面夾角為θ時,小船的速度為v,不計繩子與滑輪的摩擦,則此時小船的加速度等于( )
A.- B.cos2θ- C. D.
【參照答案】A
【名師解析】
將小船速度沿細繩方向和垂直細繩方向分解,沿細繩方向的分速度為v cosθ,由P0=F v cosθ,解得卡車的牽引力F=。該力沿細繩方向,在水平方向的分力為F cosθ=,對小船,由牛頓第二定律,F(xiàn) cosθ-f=ma,解得小船的加速度a=-,選項A正確。
二.計算題
9.(12)(xx內(nèi)蒙古赤峰摸底)近年來全國多地霧霾頻發(fā),且有愈演愈烈的趨勢,空氣質(zhì)量問題備受關(guān)注。在霧霾天氣下,能見度下降,機動車行駛速度降低,道路通行效率下降,對城市快速路、橋梁和高速公路的影響很大。如果路上能見度小于200米,應(yīng)開啟機動車的大燈、霧燈、應(yīng)急燈,將車速控制在40km/h以下,車距至少控制在100米。已知汽車保持勻速正常行駛時受到地面的阻力為車重的0.1倍,剎車時受到地面的阻力為車重的0.5倍,重力加速度g=10m/s2。
(1)若汽車在霧霾天行駛的速度v=36km/h,則剎車后經(jīng)過多長時間才會停下來?
(2)若前車因故障停在車道上,當(dāng)質(zhì)量m=1500kg的后車距已經(jīng)停止的車前為90m時緊急剎車,剛好與前車相撞,則后車正常行駛時的功率為多大?
【名師解析】(1)設(shè)剎車后車的加速度為a,由牛頓第二定律,-0.5mg=ma,
又有 v’=v+at,
解得:t=2s。
(2)根據(jù)動能定理,有:-f2s=0-mv02,
f2=0.5mg,
解得:v0=30m/s。
勻速正常行駛時有:F- f1=0,
其中f1=0.5mg,
解得F=0.1mg=1500N
后車正常行駛時的功率為P=F v0=45kW。
10. (12分) (xx湖北教學(xué)合作聯(lián)考)如圖所示,將一質(zhì)量為m=0.1 kg的小球自水平平臺右端O點以初速度vo水平拋出,小球飛離平臺后由A點沿切線落入豎直光滑圓軌道ABC,并沿軌道恰好通過最高點C,圓軌道ABC的形狀為半徑R=2. 5 m的圓截去了左上角127。的圓弧,CB為其豎直直徑,(sin 530=0. 8, cos 530=0. 6,重力加速度g取10 m/s2)求:
(1)小球經(jīng)過C點的速度大??;
(2)小球運動到軌道最低點B時軌道對小球的支持力大小;
(3)平臺末端O點到A點的豎直高度H。
【名師解析】(12分)
(1)恰好能通過C點,由重力提供向心力,即mg= (1分)
代人計算得:vC==5 m/s。 (1分)
(2)從B點到C點,由機械能守恒定律有mv+mg2R=mv (2分)
在B點對小球進行受力分析,由牛頓第二定律有FN-mg=m (2分)
得FN=6.0 N,方向豎直向上。 (1分)
(3)從A到B由機械能守恒定律有mv+mgR(1-cos 53)=mv(2分)
所以vA= m/s (1分)
在A點對速度vA進行分解有:vy=vAsin 53 (1分)
所以H==3.36 m (1分)
11(xx河北省衡水中學(xué)二調(diào))如圖所示,水平傳送帶的右端與豎直面內(nèi)的用光滑鋼管彎成的“9"形固定軌道相接,鋼管內(nèi)徑很小。傳送帶的運行速度為v0=6m/s,將質(zhì)量m=1.0kg的可看作質(zhì)點的滑塊無初速地放到傳送帶A端,傳送帶長度為L=12.0m,"9"字全高H=0. 8m."9"字上半部分圓弧半徑為R=0.2m,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為=0. 3,重力加速度g=10m/s2,試求:
(1)滑塊從傳送帶A 端運動到B端所需要的時間;(4分)
(2)滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小和方向;(3分)
(3)若滑塊從“9”形軌道D點水平拋出后,恰好垂直撞在傾角=45的斜面上P點,求P、D兩點間的豎直高度h。
【參照答案】(1)3s(2)90N 向上(3)1.4m
【名師解析】(1)在傳送帶上加速運動時,由牛頓定律μmg=ma得a=μg=3m/s2 加速到與傳送帶達到共速所需要的時間t==2s,前2s內(nèi)的位移x1=at2=6m,
之后滑塊做勻速運動的位移x2=L-x1=6m.所用的時間t2==1s,故t=t1+t2=3s.
(2)滑塊由B到C的過程中動能定理?mgH=在C點,軌道對滑塊的彈力與其重力的合力為其做圓周運動提供向心力,設(shè)軌道對滑塊的彈力方向豎直向下,由牛頓第二定律得FN+mg=m,
解得FN=90N,方向豎直向下,
由牛頓第三定律得,滑塊對軌道的壓力大小90N,方向豎直向上.
(3)滑塊從B到D的過程中由動能定理得?mg(H?2R)=在P點vy=,
又h=,代入數(shù)據(jù),解得h=1.4m.