【备战2014】高考物理复习-2013年模拟题汇编(2)专题六-机械能

12014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212mvC．人对物体所做的功为mghD．人对物体所做的功为212mv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+212mv，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212mv，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60oｏ，右侧斜面倾角为30Ｏ，A、B两个物体分别系于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3:1:BAmm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3:1:BAmm；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。23．（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（）A．P1P2P3B．P1P2P3C．0~2s内力F对滑块做功为4JD．0~2s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，P1P2P3，选项A错误B正确；0~2s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，0~2s内滑块位移x=2m，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（）A．B物体的机械能一直减小B．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C．B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1F/Nt/s甲033122图71.0v/m∙s-1t/s乙03122.03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()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B’C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．（g＝10m/s2）.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，人与雪撬损失的机构能为ΔE=mgh＋221122ABmvmv①2211(701020702.07012.0)J=9100J22E②位置ABC速度（m/s）2.012.00时刻（s）0410ABB/C4（2）人与雪橇在BC段做减速运动的加速度012m/s2m/s104CBvvat③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14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，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：21=2BmgRmv…………………①滑块由B到C，由动能定理有：2211=22cBmgxmvmv…………………②滑块恰能在C点离开传送带，有：2=cvmgmr…………………③联解①②③式得：=23mx…………………④5（2）设滑块从C点飞出的速度为cv，a、b两轮转动的角速度为ω，则：21=2hgt…………………⑤=EDcxvt…………………⑥=cvr…………………⑦联解⑤⑥⑦式得：=15rad/s…………………⑧滑块在传送带上加速过程，根据牛顿运动定律及功能关系有：对滑块：=mgma…………………⑨滑块加速时间：=cBvvta…………………⑩滑块位移：211=2Bxvtat…………………⑾传送带移动的距离：2=Cxvt…………………⑿产生的内能：21=()Qmgxx…………………⒀联解①⑧⑨⑩⑾⑿⒀式得：Q=1J…………………⒁评分参考意见：本题满分15分，其中①式2分，②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑿⒀⒁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=lkg的物块A和B，A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ1=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=3N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=10m/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。6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：μ1mg=ma1（1分）a1=4m/s2,F-μ2mg=ma2（1分）a2=2m/s2，恰好追上时它们速度相同,则：tatav210（2分）追上时由路程关系有：v0t-ltata22212121（2分）由以上四式解得A的初速度大小为：v0=3m/s，t=0.5s（3分）(2)B运动的位移：s=21a2t2=0.25m（2分）F对物块B所做的功：W=Fs=0.75J（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=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，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μ=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。(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)若滑块从“9”形规道D点水平抛出后，恰好垂直撞在倾角θ=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：7（1）在传送带上加速运动时，由牛顿第二定律mamg（1分）得2/3smga（1分）加速到与传送带达到同速所需要的时间，smavt/2/0（1分）位移mats62/121（1分）之后滑块做匀速运动的位移mSLs612所用的时间svst1/022（1分）故sttt321（1分）（2）滑块由B到C的过程中动能定理2022121mvmvmgHc（1分）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，RmvmgFcN/2（1分）NFN90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222121)2(DpmvmvRHmg（1分）在P点60tan/Dyvv（1分）又gvhy22（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，下表给出了部分测量数据。取g=10m/s2。t/s0.00.20.4…1.21.4…v/m•s-10.01.02.0…1.10.7…求：（1）物体在斜面上运动的加速度大小；图16CAB8（2