2012屆高三物理第二輪專題練習(xí)之機(jī)械能(新人教)

機(jī)械能1如圖1所示，一輕彈簧固定于O點(diǎn)，另一端系一重物，將重物從與懸點(diǎn)O在同一高度且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)無(wú)初速地釋放，讓它自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在重物由A點(diǎn)擺向最低點(diǎn)的過(guò)程中（）A重物的重力勢(shì)能減少；B重物的重力勢(shì)能增加；C重物的機(jī)械能不變；D重物的機(jī)械能減少。2如圖2所示，質(zhì)量為M的A、B兩球固定在輕桿的兩端，桿可繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，已知兩物體距O點(diǎn)的距離L1L2，現(xiàn)在由圖示位置靜止釋放，則在A下降過(guò)程中（）A桿對(duì)A不做功；B桿對(duì)B不做功；C桿對(duì)A做負(fù)功；D桿對(duì)B做負(fù)功。3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A201FM和0FB201VFG和0MGFC20VFG和0GFD20VFMG和0F4游樂場(chǎng)中的一種滑梯如圖所示。小朋友從軌道頂端由靜止開始下滑，沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái)，則A下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友做功B下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加C整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒D在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功5滑塊以速率V1靠慣性沿固定斜面由底端向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)它回到出發(fā)點(diǎn)時(shí)速率為V2,且V2R甲、乙兩圓形軌道安置在同一豎直平面內(nèi)，兩軌道之間由一條水平軌道CD相連，如小球從離地3R的高處A點(diǎn)由靜止釋放，可以滑過(guò)甲軌道，經(jīng)過(guò)CD段又滑上乙軌道后離開兩圓形軌道，小球與CD段間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，其余各段均光滑為避免出現(xiàn)小球脫離圓形軌道而發(fā)生撞軌現(xiàn)象試設(shè)計(jì)CD段的長(zhǎng)度15如圖是打秋千的示意圖，最初人直立站在踏板上A點(diǎn)所示，繩與豎直方向成角，人的重心到懸點(diǎn)O的距離為1L；從A點(diǎn)向最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，人由直立狀態(tài)自然下蹲，在B點(diǎn)人的重心到懸點(diǎn)O的距離為2L；在最低點(diǎn)處，人突然由下蹲變成直立狀態(tài)人的重心到懸點(diǎn)O的距離恢復(fù)為1且保持該狀態(tài)到最高點(diǎn)C設(shè)人的質(zhì)量為M，踏板和繩的質(zhì)量不計(jì)，空氣阻力不計(jì)求1人剛到最低點(diǎn)B還處于下蹲狀態(tài)時(shí)，兩根繩中的總拉力F為多大2人到達(dá)左端最高點(diǎn)C時(shí)，繩與豎直方向的夾角為多大用反三角函數(shù)表示AH3R甲乙RRCDABCO16半徑CMR20的豎直放置的圓軌道與水平直軌道相連接。如圖所示。質(zhì)量為G5的小球A以一定的初速度由直軌道向左運(yùn)動(dòng)，并沿圓軌道的內(nèi)壁沖上去，如果A經(jīng)過(guò)N點(diǎn)時(shí)的速度SV/41A經(jīng)過(guò)軌道最高點(diǎn)M時(shí)對(duì)軌道的壓力為N50，取2/10SMG求小球A從N到M這一段過(guò)程中克服阻力做的功W17如圖所示，在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿中點(diǎn)A和端點(diǎn)B各固定一質(zhì)量均為M的小球，桿可繞無(wú)摩擦的軸O轉(zhuǎn)動(dòng)，使桿從水平位置無(wú)初速釋放擺下。求當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，輕桿對(duì)A、B兩球分別做了多少功答案與解析1【答案】AD【解析】重物從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，高度降低，重物的重力勢(shì)能減少，因此很多同學(xué)只注意到重物從A運(yùn)動(dòng)到B時(shí)，重物速度增加，即重物的功能增加，故認(rèn)為動(dòng)能的增加量與重力勢(shì)能的減少量相當(dāng)，而判斷重物機(jī)械能不變，錯(cuò)選C。若從整個(gè)系統(tǒng)去仔細(xì)分析會(huì)發(fā)現(xiàn)重物下降過(guò)程中，重物的動(dòng)能增加，重力勢(shì)力能減少，彈簧的彈性勢(shì)能增加；而且在整個(gè)過(guò)程中，只有重力和彈簧彈力做功，重物與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。以B點(diǎn)為零勢(shì)能點(diǎn)，則在A點(diǎn)系統(tǒng)的機(jī)械能只有重力勢(shì)能，在B點(diǎn)系統(tǒng)的機(jī)械能為重物的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，且兩處的機(jī)械能相等，所以可以判斷重物的機(jī)械能減少，即C錯(cuò)，正確答案A、D。2【答案】C【解析】因?yàn)闂U在轉(zhuǎn)動(dòng)，所以很多同學(xué)能分析到A球受到重力和桿對(duì)A的作用力，并習(xí)慣認(rèn)為桿對(duì)A的作用力指向圓心O，與運(yùn)動(dòng)方向垂直，對(duì)小球A、B都不做功，而錯(cuò)選A、B。若我們能從整個(gè)系統(tǒng)去分析，會(huì)發(fā)現(xiàn)桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)，沒有能量的損失，所以A、B和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。桿對(duì)A、B球的作用力是內(nèi)力，A球下降過(guò)程中，B球的重力勢(shì)能和動(dòng)能都增加，所以B球的機(jī)械能增加，且B球重力對(duì)B球做負(fù)功，所以可以判斷桿對(duì)B球做正功，B球的機(jī)械能才增加，從中可以判定B、D是錯(cuò)的。再由系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B球的機(jī)械能增加，則A球的機(jī)械能減少，且A球重力對(duì)A球做正功，則桿對(duì)A球做負(fù)功，故A錯(cuò)。正確答案C。3【答案】A【解析】上升的過(guò)程中,重力做負(fù)功,阻力F做負(fù)功,由動(dòng)能定理得21OMVFHG,H201VFG,求返回拋出點(diǎn)的速度由全程使用動(dòng)能定理重力做功為零,只有阻力做功為有222OMV,解得0GFV,A正確。4【答案】D【解析】在滑動(dòng)的過(guò)程中，人受三個(gè)力重力做正功，勢(shì)能降低B錯(cuò)；支持力不做功，摩擦力做負(fù)功，所以機(jī)械能不守恒，AC皆錯(cuò)，D正確。5【答案】BC【解析】OC由動(dòng)能定理F合S1/2MV12EK1AC由動(dòng)能定理F合S/21/2MVA2EKA由功能關(guān)系得EK11/2MV12MGSSINQA點(diǎn)的勢(shì)能為EPA1/2MGSSINEKAEK1/2EKAEPA6【答案】BD【解析】設(shè)月球引力對(duì)探測(cè)器做的功為W1，根據(jù)動(dòng)能定理可得WW10EK，可知，F(xiàn)地F月，由WFS雖然F是變力,但通過(guò)的距離一樣,所以WW1，EKWW1小球能通過(guò)甲軌道而不撞軌2設(shè)CD的長(zhǎng)度為X，小球在乙軌道最高點(diǎn)的最小速度為GRV2小球要通過(guò)乙軌道最高點(diǎn)，則需滿足21MXR3RG得X256RR小球到乙軌圓心等高處之前再返回，則需滿足0MGXR3G且0MGX3R得RXR總結(jié)論CD256R或R3CD315【解析】1如圖，以懸點(diǎn)為參考平面，人從BA點(diǎn)的自然下蹲過(guò)程中機(jī)械能守恒，所以BAE，即21L2COSLMGVMGB,解得COS21LGVB在最低點(diǎn)B處，2F,解得23FM2人在最低點(diǎn)處，突然由下蹲變成直立狀態(tài)，人的內(nèi)力做功，使人的機(jī)械能增加12ELMG,之后，人從CB點(diǎn)的上擺過(guò)程中機(jī)械能守恒，所以CB或AE，即COSLCOSL1121GLGMG,得12COSARL16【解析】小球運(yùn)動(dòng)到M點(diǎn)時(shí)，速度為MV,軌道對(duì)球的作用力為N，由向心力公式可得RGN2即SVM/2從N到M點(diǎn)由動(dòng)能定理2212NMFVWMG即JRVWNF01217【解析】ABCOV1L12設(shè)當(dāng)桿轉(zhuǎn)到豎直位置時(shí)，A球和B球的速度分別為AV和B。如果把輕桿、地球、兩個(gè)小球構(gòu)成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象，那么由于桿和小球的相互作用力做功總和等于零，故系