(10月19日)機(jī)械能專題輔導(dǎo).doc

【聚集高考】2014高三物理（專題）復(fù)習(xí)機(jī)械能考點(diǎn)1功和功率1.關(guān)于功的概念，以下說法正確的是( )A力是矢量，位移是矢量，所以功也是矢量B功有正、負(fù)之分，所以功可能有方向性C若某一個(gè)力對(duì)物體不做功，說明該物體一定沒有位移D力對(duì)物體做的功等于這個(gè)力的大小、物體位移的大小及力和位移 間夾角的余弦的乘積2.如圖是“神舟”系列航天飛船返回艙返回地面的示意圖，假定其過程可簡(jiǎn)化為：打開降落傘一段時(shí)間后，整個(gè)裝置勻速下降，為確保安全著陸，需點(diǎn)燃返回艙的緩沖火箭，在火箭噴氣過程中返回艙做減速直線運(yùn)動(dòng)，則( )A火箭開始噴氣瞬間傘繩對(duì)返回艙的拉力變小B返回艙在噴氣過程中減速的主要原因是空氣阻力C返回艙在噴氣過程中所受合外力可能做正功D返回艙在噴氣過程中處于失重狀態(tài)3.(多選)如圖所示，用兩根長(zhǎng)度為R的細(xì)繩通過兩個(gè)小套環(huán)將一個(gè)半徑為R、質(zhì)量為m的勻質(zhì)光滑圓環(huán)懸掛起來，細(xì)繩的另一端固定在天花板上，細(xì)繩的兩個(gè)小套環(huán)相距R.然后將兩個(gè)細(xì)繩在天花板上的固定端沿著天花板緩慢靠攏，直到靠在一起在這一過程中，下列說法正確的是( )A兩根細(xì)繩對(duì)圓環(huán)的合力不變 B圓環(huán)的重力不做功C細(xì)繩對(duì)圓環(huán)不做功 D細(xì)繩對(duì)圓環(huán)做的功為(2)mgR4.質(zhì)量為0.5kg的物體從高處自由落下(空氣阻力不計(jì))，物體在下落的前2s內(nèi)，重力對(duì)物體做功是100J，第3s內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率是125W；第4s初的瞬時(shí)功率是150W.5.質(zhì)量為m的物體靜止在粗糙的水平地面上現(xiàn)用一水平拉力使物體從靜止開始運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)的vt圖像如圖所示下列關(guān)于物體運(yùn)動(dòng)過程，分析正確的是( )A0t1內(nèi)拉力逐漸減小 B0t1內(nèi)拉力對(duì)物體做負(fù)功來源:學(xué)&科&網(wǎng)C在t1t2時(shí)間內(nèi)拉力的功率為零 D在t1t2時(shí)間內(nèi)合外力做功mv6.(多選)(2012天津卷)如圖甲所示，靜止在水平地面的物塊A，受到水平向右的拉力F作用，F(xiàn)與時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fmax與滑動(dòng)摩擦力大小相等，則( )A0t1時(shí)間內(nèi)F的功率逐漸增大Bt2時(shí)刻物塊A的加速度最大Ct2時(shí)刻后物塊A做反向運(yùn)動(dòng)Dt3時(shí)刻物塊A的動(dòng)能最大考點(diǎn)2動(dòng)能和動(dòng)能定理7.質(zhì)量為1kg的物體，放在動(dòng)摩擦因數(shù)為0.2的水平面上，在水平拉力的作用下由靜止開始運(yùn)動(dòng)，水平拉力做的功W和物體發(fā)生的位移x之間的關(guān)系如圖所示，重力加速度為10m/s2，則下列說法正確的是( )Ax3m時(shí)速度大小為2m/s Bx9m時(shí)速度大小為4m/sCOA段加速度大小為3m/s2 DAB段加速度大小為3m/s28.剎車距離是衡量汽車安全性能的重要參數(shù)之一如圖所示中的圖線1、2分別為甲、乙兩輛汽車在緊急剎車過程中的剎車距離s與剎車前的車速v的關(guān)系曲線，已知緊急剎車過程中車與地面間是滑動(dòng)摩擦據(jù)此可知，下列說法中正確的是( )來源:學(xué)*科*網(wǎng)A甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快，甲車的剎車性能好B乙車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大，乙車的剎車性能好C以相同的車速開始剎車，甲車先停下來，甲車的剎車性能好D甲車的剎車距離隨剎車前的車速變化快，甲車與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)較大9.(2012安徽卷)質(zhì)量為0.1kg的彈性球從空中某高度由靜止開始下落，該下落過程對(duì)應(yīng)的vt圖像如圖所示球與水平地面相碰后離開地面時(shí)的速度大小為碰撞前的3/4.該球受到的空氣阻力大小恒為f，取g10m/s2，求：(1)彈性球受到的空氣阻力f的大小；(2)彈性球第一次碰撞后反彈的高度h.10.如圖所示，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從距地面高R處自由下落，到達(dá)地面恰能沿凹陷于地面的半圓形槽壁運(yùn)動(dòng)，小物塊第一次到達(dá)槽右端最高點(diǎn)的高度為R，接著繼續(xù)下落沿槽壁運(yùn)動(dòng)直到從槽左端邊緣飛出如此反復(fù)幾次，設(shè)阻力大小恒定，問：(1)每經(jīng)過一次半圓形槽壁，物塊需要克服摩擦力做的功為多少？(2)物塊最多能飛出槽外的次數(shù)是多少？考點(diǎn)3重力做功與重力勢(shì)能11.(多選)豎直上拋一球，球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于球的速度，下列說法正確的是( )A上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功B上升過程中克服重力做的功等于下降過程中重力做的功C上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力做功的平均功率D上升過程中克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力做功的平均功率12.運(yùn)動(dòng)員跳傘將經(jīng)歷加速下降和減速下降兩個(gè)過程，將人和傘看成一個(gè)系統(tǒng)，在這兩個(gè)過程中，下列說法正確的是( )A阻力對(duì)系統(tǒng)始終做負(fù)功 B系統(tǒng)受到的合外力始終向下C重力做功使系統(tǒng)的重力勢(shì)能增加 D任意相等的時(shí)間內(nèi)重力做的功相等13.以初速度v0豎直向上拋出一質(zhì)量為m的小物體假定物塊所受的空氣阻力f大小不變已知重力加速度為g，則物體上升的最大高度和返回到原拋出點(diǎn)的速率分別為( A )A.和v0 B.和v0C.和v0 D.和v014.小球由地面豎直上拋，其上升的最大高度為H，設(shè)所受阻力大小恒定，地面為零勢(shì)能面在上升至離地高度h處，小球的動(dòng)能是重力勢(shì)能的兩倍，在下落至離地高度h處，小球的重力勢(shì)能是動(dòng)能的兩倍，則h等于( )AH/9 B2H/9 C3H/9 D4H/915一封閉的彎曲的玻璃管處于豎直平面內(nèi)，其中充滿某種液體，管內(nèi)有一密度為液體密度一半的木塊，從管的A端由靜止開始運(yùn)動(dòng)，木塊和管壁間動(dòng)摩擦因數(shù)0.5，管兩臂長(zhǎng)ABBCL2m，頂端B處為一小段光滑圓弧，兩臂與水平面成37角，如圖所示求：(1)木塊從A到達(dá)B時(shí)的速率；(2)木塊從開始運(yùn)動(dòng)到最終靜止經(jīng)過的路程(sin 370.6，cos 370.8)考點(diǎn)4機(jī)械能守恒定律16.(多選)如圖所示，小球在豎直力F作用下，將豎直輕彈簧壓縮若將力F撤去，小球?qū)⑾蛏蠌椘鸩㈦x開彈簧，直到速度變?yōu)榱銜r(shí)為止在小球上升的過程中( )A小球的動(dòng)能先增大后減小 B小球在離開彈簧時(shí)動(dòng)能最大C小球動(dòng)能最大時(shí)彈性勢(shì)能為零 D小球動(dòng)能減小為零時(shí)，重力勢(shì)能最大17.如圖所示，物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量都為m.開始時(shí)細(xì)繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長(zhǎng)且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上放手后物體A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v，此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力，則下列說法中正確的是( )A彈簧的勁度系數(shù)為 B此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能等于mghmv2C此時(shí)物體B的速度大小也為vD此時(shí)物體A的加速度大小為g，方向豎直向上 18.如圖所示，內(nèi)徑均勻的“U”形玻璃管豎直放置，開口向上，內(nèi)盛某種液體，打開活塞前，管左端液面比右端液面高出h，且已知管內(nèi)液體總長(zhǎng)度為3L.現(xiàn)將活塞打開，當(dāng)右端液面剛與左端液面平齊時(shí)，管內(nèi)液體的速度是多少？(不計(jì)玻璃管與液體間的摩擦，重力加速度為g.)19、如圖所示，離水平地面高1.5L的一個(gè)光滑小定滑輪上，靜止地搭著一根鏈條該鏈條長(zhǎng)為L(zhǎng)，質(zhì)量為m(可以看做質(zhì)量分布均勻)由于受到一個(gè)小小的擾動(dòng)，鏈條開始無初速滑動(dòng)，最后落到水平面上問：(1)當(dāng)該鏈條的一端剛要接觸地面的瞬間(整個(gè)鏈條還在空間)，鏈條的速度是多大？(2)現(xiàn)在用一根細(xì)繩的一端a系住鏈條的一端，細(xì)繩跨過定滑輪后，將繩拉緊，并在其另一端b用豎直向下的力F緩慢地拉鏈條，使它仍然搭到定滑輪上去，最終重新靜止在定滑輪上，那么拉力F做的功是多少？(不計(jì)空氣阻力)20、如圖，AOB是游樂場(chǎng)中的滑道模型，它位于豎直平面內(nèi)由兩個(gè)半徑都是R的四分之一圓周連接而成，它們的圓心O1、O2與兩圓弧的連接點(diǎn)O在同一豎直線上O2B沿水池的水面一質(zhì)量為m小滑塊可由弧AO的A點(diǎn)從靜止開始下滑求：(1)求下滑到O點(diǎn)前一瞬間小滑塊的速度及小滑塊對(duì)滑道的壓力(2)若小滑塊滑過O點(diǎn)后一瞬間恰對(duì)滑道無壓力，求小滑塊從何處開始下滑并求出滑塊落在水平面與O2之間的距離(用此位置到O2的連線與O2豎直線的夾角表示)附加題：21.(2012江蘇卷)某緩沖裝置的理想模型如圖所示，勁度系數(shù)足夠大的輕質(zhì)彈簧與輕桿相連，輕桿可在固定的槽內(nèi)移動(dòng)，與槽間的滑動(dòng)摩擦力恒為f，輕桿向右移動(dòng)不超過l時(shí)，裝置可安全工作一質(zhì)量為m的小車若以速度v0撞擊彈簧，將導(dǎo)致輕桿向右移動(dòng).輕桿與槽間的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，且不計(jì)小車與地面的摩擦求：(1)若彈簧的勁度系數(shù)為k，求輕桿開始移動(dòng)時(shí)，彈簧的壓縮量x；(2)求為使裝置安全工作，允許該小車撞擊的最大速度vmax；(3)討論在裝置安全工作時(shí)，該小車彈回速度v和撞擊速度v的關(guān)系答案： （專題7）機(jī)械能1、D 2、A 3、AD解析：圓環(huán)緩慢下移，合外力為零，兩根細(xì)繩對(duì)圓環(huán)的合力F與重力mg等大反向，選項(xiàng)A正確圓環(huán)緩慢下移，圓環(huán)的重力做正功，細(xì)繩對(duì)圓環(huán)做負(fù)功，選項(xiàng)B、C錯(cuò)圓環(huán)重心下移的距離h2R2Rcos 30(2)R，細(xì)繩對(duì)圓環(huán)做的功WFh(2)mgR(2)mgR，選項(xiàng)D正確 4、解析：物體在下落的前2s內(nèi)下落的距離 hgt220m，重力對(duì)物體做功 Wmgh100J；物體在第3s內(nèi)下落的距離 h3gtgt225m，第3s內(nèi)重力對(duì)物體做功 W3mgh3125J，所以，第3s內(nèi)重力對(duì)物體做功的平均功率為125W；第4s初的速度vgt30m/s，瞬時(shí)功率Pmgv150W.5、A 解析：由運(yùn)動(dòng)的vt圖像可知，物體運(yùn)動(dòng)的加速度越來越小，合外力越來越小，所以0t1內(nèi)拉力逐漸減小，選項(xiàng)A正確；由于拉力與運(yùn)動(dòng)方向相同，所以0t1內(nèi)拉力對(duì)物體做正功，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在t1t2時(shí)間內(nèi)拉力等于摩擦力，速度不為零，由PFv可知，拉力的功率大于零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在t1t2時(shí)間內(nèi)物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，合外力為零，所以合外力做功為零，選項(xiàng)D錯(cuò)誤6、BD 解析：由F與t的關(guān)系圖像0t1拉力小于最大靜摩擦力物塊靜止，F(xiàn)的功率為0，A錯(cuò)誤；在t1t2階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度增大的加速運(yùn)動(dòng)，在t2t3階段拉力大于最大靜摩擦力物塊做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，在t2時(shí)刻加速度最大，B正確，C錯(cuò)誤；在t1t3物塊一直做加速運(yùn)動(dòng)，在t3t4拉力小于最大靜摩擦力，物塊開始減速，在t3時(shí)刻速度最大，動(dòng)能最大，D正確7、C解：由公式WFx得，從0到3m時(shí)水平拉力的大小為5N，對(duì)此過程由動(dòng)能定理可得W1mgx1mv解得x13m時(shí)速度大小為3m/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)0到9m全過程由動(dòng)能定理得W2mgx2mv，解得x29m時(shí)速度大小為3m/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由牛頓第二定律得OA段加速度大小為a3m/s2，選項(xiàng)C正確，同理，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8、B解析：在剎車過程中，由動(dòng)能定理可知mgsmv2，得s，可見，甲車與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)小(題圖線1)，乙車與地面間動(dòng)摩擦因數(shù)大(題圖線2)，剎車時(shí)的加速度ag，乙車剎車性能好；以相同的車速開始剎車，乙車先停下來B正確9、解析：(1)由vt圖像可知：小球下落做勻加速運(yùn)動(dòng)， a8m/s2由牛頓第二定律得： mgfma解得彈性球受到的空氣阻力的大小fm(ga)0.2N(2)由圖知：球落地時(shí)速度v4m/s，則反彈時(shí)速度vv3m/s由動(dòng)能定理得：(mgf)h0mv2解得彈性球第一次碰撞后反彈的高度h0.375m.10、解析：(1)對(duì)物體由A至D全過程運(yùn)用動(dòng)能定理得 mgWf0 解得WfmgR即每經(jīng)過一次半圓形槽壁，物塊需要克服摩擦力做功mgR.(2)設(shè)物塊能飛出槽外n次，則全過程由動(dòng)能定理得 mgRnWf0即mgRnmgR0. 解得nFf.故木塊從A到B做勻加速運(yùn)動(dòng)，滑過B后F的分力和滑動(dòng)摩擦力均為阻力，做勻減速運(yùn)動(dòng)，未到C之前速度即已為零，以后將在B兩側(cè)管間來回運(yùn)動(dòng)，但離B點(diǎn)距離越來越近，最終靜止在B處(1)木塊從A到B過程中，由動(dòng)能定理有：FLsin FfLmv代入F、Ff各量得： vB2m/s2.83m/s(2)木塊從開始運(yùn)動(dòng)到最終靜止，運(yùn)動(dòng)的路程設(shè)為s，由動(dòng)能定理有：FLsin FfsEk0代入各量得：s3m16、AD17、A解析：A下落，與地面即將接觸時(shí)速度大小為v，此時(shí)物體B對(duì)地面恰好無壓力，所以B物體受力平衡，有mgkh，所以彈簧的勁度系數(shù)為，選項(xiàng)A正確；由機(jī)械能守恒定律可知，彈簧的彈性勢(shì)能等于mghmv2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；此時(shí)物體B的速度為零，A的加速度為零，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤18、解析：當(dāng)管內(nèi)液面平齊時(shí)，等效為把左管的水移到右管(如圖中黑色部分)，其重心下降.設(shè)液體密度為，管的橫截面積為S，管內(nèi)液體速度為v，據(jù)機(jī)械能守恒定律：SgS3Lv2，所以vh.19、解析：(1)從圖中可以看出該過程鏈條重心下降的高度為3L/4，鏈條下落過程用機(jī)械能守恒定律： mgLmv2 解得：v(2)從圖中可以看出該過程鏈條重心上升的高度為5L/4將鏈條拉回的全過程用動(dòng)能定理： WFmgL0 因此WFmgL20、解析：(1)小滑塊從A到O過程中，只有重力做功，則小滑塊的機(jī)械能守恒，有：mgRmv， 解得：v0在O點(diǎn)對(duì)滑塊進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律可知： Fmg， 解得F3mg根據(jù)牛頓第三定律可得FF3mg，方向豎直向下(2)若