1、2014年高考一輪復(fù)習(xí)之機(jī)械能守恒定律一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分有的小題只有一個選項(xiàng)正確，有的小題有多個選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi))1(2012·天津理綜)如下圖甲所示，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)與時間t的關(guān)系如下圖乙所示，設(shè)物塊與地面的靜摩擦力最大值fm與滑動摩擦力大小相等，則()A0t1時間內(nèi)F的功率逐漸增大Bt2時刻物塊A的加速度最大Ct2時刻后物塊A做反向運(yùn)動Dt3時刻物塊A的動能最大解析：根據(jù)圖乙可知：在0t1時間內(nèi)拉力F沒有達(dá)到最大靜摩擦力fm，物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，則拉力F的功率為零，選項(xiàng)A錯誤；對物塊A由牛頓

2、第二定律有Ffmma，由于t2時刻拉力F最大，則t2時刻物塊加速度a最大，選項(xiàng)B正確；t2到t3這段時間內(nèi)拉力F大于fm，所以物塊做加速運(yùn)動，t3時刻速度達(dá)到最大，選項(xiàng)C錯誤、D正確答案：BD2在平直公路上，汽車由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動，當(dāng)速度達(dá)到vmax后，立即關(guān)閉發(fā)動機(jī)直至靜止，vt圖象如圖所示，設(shè)汽車的牽引力為F，摩擦力為f，全程中牽引力做功為W1，克服摩擦力做功為W2，則()AF:f1:3BW1:W21:1CF:f4:1 DW1:W21:3解析：對汽車全程應(yīng)用動能定理：W1W20W1W2，則知B對D錯由圖象知牽引力和阻力作用距離之比為1:4，即Fs1Fs20，F(xiàn):f4:1，C對，A錯

3、答案：BC3(2011·海南單科)一質(zhì)量為1 kg的質(zhì)點(diǎn)靜止于光滑水平面上，從t0時起，第1秒內(nèi)受到2 N的水平外力作用，第2秒內(nèi)受到同方向的1 N的外力作用下列判斷正確的是()A02 s內(nèi)外力的平均功率是WB第2秒內(nèi)外力所做的功是JC第2秒末外力的瞬時功率最大D第1秒內(nèi)與第2秒內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動能增加量的比值是解析：第1 s內(nèi)物體運(yùn)動的位移為1 m，第2 s內(nèi)物體運(yùn)動的位移為2.5 m第1 s內(nèi)外力所做的功W12×1 J2 J，第2 s內(nèi)外力所做的功為W21×2.5 J2.5 J，則02 s內(nèi)外力的平均功率為P W，選項(xiàng)A正確、B錯誤根據(jù)動能定理可知，第1 s內(nèi)與第2 s

4、內(nèi)質(zhì)點(diǎn)動能增加量的比值等于，選項(xiàng)D正確由功率公式PFv可知，在第1 s末外力的瞬時功率最大為4 W，選項(xiàng)C錯誤答案：AD4(2012·安徽理綜)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道，半徑OA水平、OB豎直，一個質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落，小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時恰好對軌道沒有壓力已知AP2R，重力加速度為g，則小球從P到B的運(yùn)動過程中()A重力做功2mgRB機(jī)械能減少mgRC合外力做功mgRD克服摩擦力做功mgR解析：小球從P點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中重力做功為mgR，選項(xiàng)A錯誤；設(shè)小球通過B點(diǎn)時的速度為vB，根據(jù)小球通過B點(diǎn)時剛好對軌道沒有壓力，說明此刻剛好

5、由重力提供向心力，對小球通過B點(diǎn)瞬間應(yīng)用牛頓第二定律有mgm，解得vB，設(shè)小球從P點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中克服摩擦力做功為W，對此過程由動能定理有mgRWmv，聯(lián)立解得WmgR，選項(xiàng)D正確；上述過程合外力做功為W合mgRWmgR，選項(xiàng)C錯誤；小球機(jī)械能減少量等于小球克服摩擦力所做的功，即EWmgR，選項(xiàng)B錯誤答案：D5(2012·福建理綜)如下圖，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)初始時刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊()A速率的變化量不同 B機(jī)械能的變化量不同

6、C重力勢能的變化量相同 D重力做功的平均功率相同解析：剪斷輕繩后，對A由機(jī)械能守恒得mAghmAv0，vA，速率變化量vAvA0，對B同理mBghmBv0，速率變化量vBvB0，它們相等，選項(xiàng)A錯誤；兩個物體運(yùn)動過程中機(jī)械能分別守恒，因而機(jī)械能的變化量都為零，選項(xiàng)B錯誤；A、B靜止時mAgmBgsin，則mA<mB，重力勢能的減少量等于重力做的功，分別為WAmAgh、WBmBgh，后者較大，選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)hgt、t可得A、B下滑時間；根據(jù)平均功率 PW/t可得PAPB，選項(xiàng)D正確答案：D6不久前歐洲天文學(xué)家在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯581 c”該行星的

7、質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍設(shè)想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運(yùn)行的人造衛(wèi)星的動能為Ek1，在地球表面附近繞地球沿圓軌道運(yùn)行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為Ek2，則為()A0.13 B0.3C3.33 D7.5解析：由Gm得Ek1由Gm·得Ek2又已知51.5則3.33，故C正確答案：C7如圖所示，固定的光滑豎直桿上套著一個滑塊，用輕繩系著滑塊繞過光滑的定滑輪，以大小恒定的拉力F拉繩，使滑塊從A點(diǎn)起由靜止開始上升若從A點(diǎn)上升至B點(diǎn)和從B點(diǎn)上升至C點(diǎn)的過程中拉力F做的功分別為W1、W2，滑塊經(jīng)B、C兩點(diǎn)時的動能分別為EkB、EkC，圖中ABBC，則一定有()AW1>W2B

8、W1<W2CEkB>EkCDEkB<EkC解析：滑塊在運(yùn)動過程中，繩中張力始終不變，而豎直向上的拉力在逐漸減小，故加速度在逐漸減小，動能的變化量在減小，因此，一定有W1>W2，選A.答案：A8.如圖，一物體從光滑斜面AB底端A點(diǎn)以初速度v0上滑，沿斜面上升的最大高度為h.下列說法中正確的是(設(shè)下列情境中物體從A點(diǎn)上滑的初速度仍為v0)()A若把斜面CB部分截去，物體沖過C點(diǎn)后上升的最大高度仍為hB若把斜面AB變成曲面AEB，物體沿此曲面上升仍能到達(dá)B點(diǎn)C若把斜面彎成圓弧形D，物體仍沿圓弧升高h(yuǎn)D若把斜面從C點(diǎn)以上部分彎成與C點(diǎn)相切的圓弧狀，物體上升的最大高度有可能仍為h

9、解析：光滑斜面，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，若把斜面CB部分截去，物體從A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)后做斜上拋運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)時有水平方向的分速度，則物體上升不到h高度而變成曲面AEB及從C點(diǎn)以上部分彎成與C點(diǎn)相切的圓弧狀，物體到達(dá)最高點(diǎn)速度都可達(dá)到零，物體可達(dá)最大h高度，而沿彎成圓弧形AD，物體做圓周運(yùn)動，到達(dá)最高點(diǎn)需有個最小速度故選項(xiàng)B、D正確答案：BD9.一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，系在輕繩的一端，繩的另一端固定在水平面上，水平面粗糙此質(zhì)點(diǎn)在該水平面上做半徑為r的圓周運(yùn)動，設(shè)質(zhì)點(diǎn)的最初速率是v0，當(dāng)它運(yùn)動一周時，其速率變?yōu)椋瑒t()A當(dāng)它運(yùn)動一周時摩擦力做的功為mvB質(zhì)點(diǎn)與水平面的動摩擦因數(shù)為C質(zhì)點(diǎn)在運(yùn)動了兩個周期時恰好停止

10、D當(dāng)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動一周時的加速度大小為解析：由動能定理，質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動一周時摩擦力做的功Wm·2mvmv，選項(xiàng)A正確；W2r·Ff2r·mg得，選項(xiàng)B正確；運(yùn)動一周克服摩擦力做的功為mv，物體運(yùn)動一周時其速率變?yōu)?，動能為m2mv，經(jīng)比較知道m(xù)v>mv，說明質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動不到第二個周期時就停止了，選項(xiàng)C錯誤；質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動一周時向心加速度大小an，切向加速度大小為atg，加速度a，選項(xiàng)D錯誤答案：AB10.如圖所示，傾角為30°、高為L的固定斜面底端與水平面平滑相連，質(zhì)量分別為3m、m的兩個小球A、B用一根長為L的輕繩連接，A球置于斜面頂端，現(xiàn)由靜止釋放A、B兩球，球B與弧

11、形擋板碰撞過程中無機(jī)械能損失，且碰后只能沿斜面下滑，它們最終均滑至水平面上重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦則()A小球A下滑過程中，小球A、B系統(tǒng)的重力對系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的重力勢能減小BA球剛滑至水平面時，速度大小為C小球B升高L/2時，重力對小球A做功的功率大于重力對小球B做功的功率D小球B從剛開始上升到開始進(jìn)入斜面過程中，繩的拉力對小球B做功為解析：小球A下滑過程中，B球的重力對B球做負(fù)功，A球的重力對A球做正功，但由系統(tǒng)的動能增大可知，系統(tǒng)的重力勢能減小，故小球A、B系統(tǒng)的重力對系統(tǒng)做正功，A項(xiàng)正確；對A、B系統(tǒng)利用機(jī)械能守恒可知，A球從開始滑動到剛滑至水平面過程中，有3mgLmg×

12、;4mv2，故v，B項(xiàng)正確；小球B升高L/2時，因兩球的速度大小相等，而A球沿斜面向下的分力為1.5mg，故此時重力對小球A做功的功率大于重力對小球B做功的功率，C項(xiàng)正確，小球B從剛開始上升到開始進(jìn)入斜面過程中，有3mgmgL×4mv2，故v，對B球利用動能定理又有：mv2WmgL，故W，D項(xiàng)錯誤答案：ABC第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分)11某學(xué)習(xí)小組做探究“合力的功和物體速度變化關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)如下圖，圖中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時，橡皮筋對小車做的功記為W.當(dāng)用2條、3條完全相同的橡皮筋并在一起進(jìn)行第2次、第3次實(shí)驗(yàn)時，使

13、每次實(shí)驗(yàn)中橡皮筋伸長的長度都保持一致每次實(shí)驗(yàn)中小車獲得的速度由打點(diǎn)計(jì)時器所打的紙帶測出(1)除了圖中已有的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要導(dǎo)線、開關(guān)、刻度尺和_電源(填“交流”或“直流”)(2)實(shí)驗(yàn)中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當(dāng)傾斜來平衡掉摩擦阻力，則下面操作正確的是_A放開小車，能夠自由下滑即可B放開小車，能夠勻速下滑即可C放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可D放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可(3)若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運(yùn)動，當(dāng)小車速度最大時，關(guān)于橡皮筋所處的狀態(tài)與小車所在的位置，下列說法正確的是_A橡皮筋處于原長狀態(tài)B橡皮筋仍處于伸長狀態(tài)C小車在兩個鐵釘?shù)倪B線處D小車已

14、過兩個鐵釘?shù)倪B線(4)在正確操作情況下，打在紙帶上的點(diǎn)并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應(yīng)選用紙帶的_部分進(jìn)行測量(根據(jù)下面所示的紙帶回答)解析：(3)因?yàn)槟景逅椒胖?，故摩擦力沒有被平衡掉，當(dāng)小車速度最大時，F(xiàn)彈f，故橡皮筋仍有彈力，處于伸長狀態(tài)答案：(1)交流(2)D(3)B(4)GK12(2013·浙江溫州質(zhì)檢)某實(shí)驗(yàn)小組利用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒(1)如下圖所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d_ cm；實(shí)驗(yàn)時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時器讀出遮光條通過光電門的時間t1.35×102 s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為

15、_m/s.在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量m、滑塊的質(zhì)量和_(文字說明并用相應(yīng)的字母表示)(2)在這個過程中系統(tǒng)減少的重力勢能為_，系統(tǒng)增加的動能為_，只要兩者在誤差允許范圍內(nèi)相等，即可驗(yàn)證機(jī)械能守恒(用測量的物理量字母表示)解析：(1)20分度的游標(biāo)卡尺讀數(shù)時先從主尺上讀出厘米數(shù)和毫米數(shù)，然后用游標(biāo)讀出毫光以下的數(shù)值：游標(biāo)的第幾條刻線跟主尺上某一條刻線對齊，毫米以下的讀數(shù)就是幾乘0.05 mm，其讀數(shù)準(zhǔn)確到0.05 mm.滑塊通過光電門時間很短，根據(jù)公式v求出的平均速度可近似為經(jīng)過光電門時的瞬時速度(2)鉤碼下降高度與滑塊的位移的大小x相等，故鉤碼的重力勢能減少量等于mgx.此時

16、滑塊和鉤碼的速度大小相等，都等于v，根據(jù)動能定義式Ekmv2得Ek(mM)()2.答案：(1)0.5400.4滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離x(2)mgx(mM)()2三、計(jì)算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計(jì)算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13如圖所示，質(zhì)量為m04 kg的木板靜止在光滑的水平面上，在木板的右端放置一個質(zhì)量m1 kg，大小可以忽略的鐵塊，鐵塊與木板之間的動摩擦因數(shù)0.4，在鐵塊上加一個水平向左的恒力F8 N，鐵塊在長L6 m的木板上滑動取g10 m/s2.求：(1)經(jīng)過多長時間鐵塊運(yùn)動到木板的左端；(2

17、)在鐵塊到達(dá)木板左端的過程中，恒力F對鐵塊所做的功；(3)在鐵塊到達(dá)木板左端時，鐵塊和木板的總動能解析：(1)鐵塊與木板間的滑動摩擦力Ffmg4 N鐵塊的加速度a1 m/s24 m/s2.木板的加速度a2 m/s21 m/s2.設(shè)鐵塊滑到木板左端的時間為t，則a1t2a2t2L代入數(shù)據(jù)解得t2 s.(2)鐵塊位移l1a1t2×4×22 m8 m木板位移l2a2t2×1×22 m2 m.恒力F做的功WFl18×8 J64 J(3)鐵塊的動能Ek1(FFf)l1(84)×8 J32 J.木板的動能Ek2Ffl24×2 J8 J鐵

18、塊和木板的總動能Ek總Ek1Ek232 J8 J40 J.答案：(1)2 s(2)64 J(3)40 J14.如圖所示，質(zhì)量為M0.2 kg的木塊放在水平臺面上，臺面比水平地面高出h0.20 m，木塊離臺的右端L1.7 m質(zhì)量為m0.10M的子彈以v0180 m/s的速度水平射向木塊，當(dāng)子彈以v90 m/s的速度水平射出時，木塊的速度為v19 m/s(此過程作用時間極短，可認(rèn)為木塊的位移為零)若木塊落到水平地面時的落地點(diǎn)到臺面右端的水平距離為l1.6 m，求(1)木塊對子彈所做的功W1和子彈對木塊所做的功W2；(2)木塊與臺面間的動摩擦因數(shù).解析：(1)從開始到子彈射出木塊，由動能定理得W1m

19、v2mv243 J對木塊由動能定理得，子彈對木塊所做的功W2Mv8.1 J(2)設(shè)木塊離開臺面時的速度為v2，木塊在臺面上滑行階段對木塊由動能定理得：MgLMvMv木塊離開臺面后做平拋運(yùn)動，由平拋運(yùn)動規(guī)律得：豎直方向：hgt2水平方向：lv2t由以上各式可解得：0.50答案：(1)243 J8.1 J(2)0.5015如圖所示，半徑為R的四分之一圓弧形支架豎直放置，圓弧邊緣C處有一小定滑輪，繩子不可伸長，不計(jì)一切摩擦，開始時，m1、m2兩球靜止，且m1>m2，試求：(1)m1釋放后沿圓弧滑至最低點(diǎn)A時的速度(2)為使m1能到達(dá)A點(diǎn)，m1與m2之間必須滿足什么關(guān)系(3)若A點(diǎn)離地高度為2R

20、，m1滑到A點(diǎn)時繩子突然斷開，則m1落地點(diǎn)離A點(diǎn)的水平距離是多少？解析：(1)設(shè)m1滑至A點(diǎn)時的速度為v1，此時m2的速度為v2，由機(jī)械能守恒得m1gRm2gRm1vm2v又v2v1cos45°得v1.(2)要使m1能到達(dá)A點(diǎn)，v10且v20，必有m1gRm2gR0，得m1m2.(3)由2Rgt2，xv1t得x4R·.答案：(1)(2)m1m2(3)4R·16(2012·北京理綜)摩天大樓中一部直通高層的客運(yùn)電梯，行程超過百米電梯的簡化模型如圖1所示考慮安全、舒適、省時等因素，電梯的加速度a是隨時間t變化的已知電梯在t0時由靜止開始上升，at圖象如圖2所示電梯總質(zhì)量m2.0×103 kg.忽略一切阻力，重力加速度g取10 m/s2.圖1(1)求電梯在上升過程中受到的最大拉力F1和最小