高考物理母題解讀(六)機械能10

#能轉(zhuǎn)化成電能儲存起來.現(xiàn)有某人騎車以1250J的初動.能在粗糙的水平路面上滑行，人車總質(zhì)量為100kg.。第一次關(guān)閉自動充電裝置，讓車自由滑行，其動能隨位移變化關(guān)系如圖9中圖線①所示；第二次啟動自動充電裝置，其動能隨位移變化關(guān)系如圖9中圖線②所示，設(shè)阻力恒定，求：（1）第一次滑行的時間；（2）第二次滑行過程中向蓄電池所充的電能。解析；（1）設(shè)電動車滑行時所受阻力為￡由動能定理一5="小設(shè)第一次滑行的時間為電動車滑行時做勻減速運動，其滑行的加速度為""XQ=為/1,由題給的圖象①可知F叩二1"口」，s=25ir,人車總質(zhì)量為rr=1。0哈，代入上式得t=10s.C2）由動能定理—分=0-國得滑行時所受摩擦力/=4右=50N第二次滑行路程丁=10rr第二次滑行過程中由于摩擦力作用產(chǎn)生熱量Q="=500.由能量守恒定律得第二次滑行過程中向蓄電池所充電能F=S./D-Q=1250--5C0.【點評】此題以Ek-x圖象給出解題信息，考查對Ek-x圖象的理解和動能定理、能量守恒定律、牛頓第二定律及其相關(guān)知識的應(yīng)用。解答此題的易錯點是：不能把Ek-x圖象與物體運動情況聯(lián)系起來，不能靈活運用相關(guān)知識，陷入思維盲區(qū)。9．（2011鹽城三模）2011年3月11日，日本大地震以及隨后的海嘯給日本帶來了巨大的損失。災(zāi)后某中學的部分學生組成了一個課題小組，對海嘯的威力進行了模擬研究，他們設(shè)計了如下的模型:如圖10甲在水平地面上放置一「個質(zhì)量為m=4kg —F的物體，讓其在隨位移均勻減小的水平推力作用下運動，推力F隨位移x變一LJ宜化的圖像如圖10乙所示，已知物體與地面之間的動摩擦因數(shù)為u=0.5，g=10m/s2。（1）運動過程中物體的最大加速度為多少？（2）在距出發(fā)點什么位置時物體的速度達到最大?圖10甲圖10圖10甲圖10乙【解析1（1）由由牛頓第二定律，當推力F口口N時，物體所受合力最大，疝速度最大，代人解得 口=的1中”2口m* c.（2）由圖象可得推力施位移區(qū)變化的數(shù)值關(guān)系為一二10口工加速度最大時，物體加速度為零，則二號』山見代人解得K=3.2rrc（3）由F?的圖象可知推力對物體做功：*f二;F?玲二200」由動能定理，Wr/imqxm=0,代入數(shù)據(jù)得：=lLirrc【點評】此題以推力F隨位移x變化的圖像給出解題信息，考查對F-x圖象的理解和動能定理、牛頓第二定律及其相關(guān)知識的應(yīng)用。解答此題的易錯點是：不能把F-x圖象與物體運動情況、速度、加速度、位移等聯(lián)系起來，陷入思維盲區(qū)。10（2012年3月湖北孝感二模）如圖（1）所示，一根輕質(zhì)彈簧左端固定在水平桌面上，右端放一個可視為質(zhì)點的小物塊，小物塊與彈簧不連接，小物塊的質(zhì)量為m=2kg,當彈簧處于原長時，小物塊靜止于。點.現(xiàn)對小物塊施加一個外力，使它緩慢移動，壓縮彈簧（壓縮量為xA）至A點，此口寸彈簧的彈性勢能Ep=2.3J.在這一過程中，所用外力與壓縮量的關(guān)系如圖（2）所示.然后突然撤去外力,讓小物塊沿桌面運動到S點后水平拋出.已知A、B之間的距離為L=0.65m.水平桌面的高為h=5m,計算時，可認為滑動摩擦力等于最大靜摩擦力.g取1Om/s2.求：（1）在A點釋放小物塊后瞬間，小物塊的加速度；（2）小物塊落地點與桌邊B的水平距離.解題指導：利用題給F-x圖象提供的信息，應(yīng)用牛頓第二定律、能量守恒定律、平拋運動規(guī)律及其相關(guān)知識解答。解：（1）由F—x圖象可得，小物塊與桌面間滑動摩擦力大小為f=2N，釋放瞬間彈簧彈力大小FT=F-f=48N-2N=46N，由牛頓第二定律，F(xiàn)T-f=ma，釋放瞬間A的加速度大小為a=22m/s2。（2）小物塊從A點開始到B點的過程中，摩擦生熱Q=fL。1對小物塊，由能量守恒定律，Ep=2mvB2+Q，1物塊從B點開始做平拋運動，h=2gt2，水平距離，s=vBt，聯(lián)立解得x=1m。

（18分）（2012廣東佛山期末）如圖甲，ABC為豎直放置的半徑為0.1m的半圓形軌道，在軌道的最低點和最高點A、C各安裝了一個壓力傳感器，可測定小球在軌道內(nèi)側(cè)，通過這兩點時對軌道的壓力FA和FC.質(zhì)量為0.1kg的小球，以不同的初速度丫沖入ABC軌道.（g取10m/s2）（1）若F和F的關(guān)系圖線如圖乙所示，求：當F=13N時小球滑經(jīng)A點時的速度v，以CA A A及小球由A滑至C的過程中損失的機械能；（2）若軌道ABC光滑，小球均能通過C點.試推導FC隨FA變化的關(guān)系式，并在圖丙中畫出其圖線．囹內(nèi)囹內(nèi)LL分）解；CD分）由牛頓笫三定律可知，小球在&C兩點所受軌道的彈力大小,一”二京 ???（1分）在A點由牛頓第二定律得：—mg= ****①（3分）解得）*=工百冽'5 ***②（1分）在C點由牛頓第二定律得：*VC+mg= ******③（1分）對A至C的過程，由動能定理得:W—mg.2R=mrnvW—mg.2R=mrnv2f 2c1一一mv22A④（2分）①②③聯(lián)立得w1 、W=mnw2一f2c—mv2+2mgR=—(2mg-F+F)R+2mgR????⑤(2分)2aAC解得W=-0.2Jf故損失的機械能為0.2J??⑥（2分）⑵C共6分）因軌道光滑，小球由A至C的過程中機械能守恒TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"白揖武二;用父—mg-lR ?（2分）聯(lián)立①②?得-VA-A-:即耳=己一6N @（2分）圖線如右圖所示 ⑨（2分）（13分）（2012年江西省南昌市三模）如圖（a）所示，一質(zhì)量為m的滑塊（可視為質(zhì)點）沿某斜面頂端A由靜止滑下，已知滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)u和滑塊到斜面頂端的距離x的關(guān)系如圖（b）所示。斜面傾角為37°,長為1,有一半徑為R=1-1的光滑豎直半圓軌道剛好與斜面底端B相接，且直徑BC與水平垂直，假設(shè)滑塊經(jīng)過B點時沒有能量損失。求：（1）滑塊滑至斜面中點時的加速度大??；（2）滑塊滑至斜面底端時的速度大?。唬?）試分析滑塊能否滑至光滑豎直半圓軌道的最高點C。如能，請求出在最高點時滑塊對軌道的壓力；如不能,請說明理由。12.解：（1）滑塊滑至斜面中點時，由圖（b）可知，口=0.5,則對滑塊：mgsin37°-Umgcos37。=ma,代入數(shù)據(jù)解得：a=0.2g。（2）滑塊由頂端滑至底端，由動能定理得：mg1sin37。+W=1mv2,f2B由圖（b）可知，Wf=f1=0.5umgcos37°?1=-0.4mg1。聯(lián)立解得：vB=\；