本文格式為Word版，下載可任意編輯——高三物理機(jī)械能培優(yōu)練習(xí)題高中物理：機(jī)械能提高練習(xí)題

一、選擇題（1-6為單項(xiàng)題，7-11為多項(xiàng)選擇題）

1．如下圖，固定在傾斜面光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，桿與水平方向的夾角??30o，圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧上端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，彈簧處于原長h，讓圓環(huán)沿桿由靜止滑下，滑到桿的底端時(shí)速度恰為零，則在圓環(huán)下滑過程中（）

A．圓環(huán)和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．當(dāng)彈簧垂直于光滑桿時(shí)圓環(huán)的動(dòng)能最大C．彈簧的最大彈性勢能為

3mghD．彈簧轉(zhuǎn)過角60o時(shí)，圓環(huán)的動(dòng)能為mgh222．如下圖，水平光滑長桿上套有小物塊A，細(xì)線跨過位于O點(diǎn)的輕質(zhì)光滑定滑輪，一端連接A，另一端懸掛小物塊B，物塊A、B質(zhì)量相等。C為O點(diǎn)正下方桿上的點(diǎn)，滑輪到桿的距離OC=h。開始時(shí)A位于P點(diǎn)，PO與水平方向的夾角為30°?，F(xiàn)將A、B靜止釋放。則以下說法不正確的是（）

A．物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中，速度不斷增大B．在物塊A由P點(diǎn)出發(fā)第一次到達(dá)C點(diǎn)過程中，物塊B戰(zhàn)勝細(xì)線拉力做的功小于B重力勢能的減少量

C．物塊A在桿上長為23h的范圍內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動(dòng)D．物塊A經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度大小為2gh3．如圖甲所示，輕彈簧豎直固定在水平面上．一質(zhì)量為m=0.2kg的小球，從彈簧上端某高度處自由下落，從它接觸彈簧到彈簧壓縮至最短的過程中(彈簧在彈性限度內(nèi))，其速度u和彈簧壓縮量△x之間的函數(shù)圖象如圖乙所示，其中A為曲線的最高點(diǎn).小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì)，g取10m／s，則以下說法正確的是（）

A．小球剛接觸彈簧時(shí)加速度最大

B．從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，彈簧的彈性勢能先增大后減小C．從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中，小球的機(jī)械能守恒D．該彈簧的勁度系數(shù)為20.0N／m

1

2

4．一質(zhì)量為m的物體在水平恒定拉力F的作用下沿水平面運(yùn)動(dòng)，在t0時(shí)刻撤去F，其中v—t圖象如下圖。已知物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則以下說法正確的是（）①恒力F做功大小為2?mgv0t0

②0~2t0時(shí)間內(nèi)物體戰(zhàn)勝摩擦力做功為54?mgv0t0③2時(shí)刻恒力F功率大小為43t03?mgv0④0~2t0時(shí)間內(nèi)恒力F功率大小為34?mgv0A．①③B．②④C．①②③D．②③④

5．如圖，在半徑為R的半圓形光滑固定軌道右邊緣，裝有小定滑輪，兩邊用輕繩系著質(zhì)量分別為m和M（M＝3m）的物體，由靜止釋放后，M可從軌道右邊緣沿圓弧滑至最低點(diǎn)，則它在最低點(diǎn)的速率為（）

2gRA．gRB．2C．27?3?2?gRD．?3?2?gR726．如下圖，將一個(gè)內(nèi)外側(cè)均光滑的半圓形槽置于光滑的水平面上，槽的左側(cè)

有一固定的豎直墻壁．現(xiàn)讓一小球自左端槽口A點(diǎn)的正上方由靜止開始下落，從A點(diǎn)與半圓形槽相切進(jìn)入槽內(nèi)，則以下說法正確的是()A．小球在半圓形槽內(nèi)運(yùn)動(dòng)的全過程中，只有重力對它做功

B．小球從A點(diǎn)向半圓形槽的最低點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，小球處于失重狀態(tài)

C．小球從A點(diǎn)經(jīng)最低點(diǎn)向右側(cè)最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．小球從下落到從右側(cè)離開槽的過程中，機(jī)械能守恒

7．有一輛質(zhì)量為170kg、輸出功率為1440W的太陽能試驗(yàn)汽車，安裝有約6m的太陽能電池板和蓄能電池，該電池板在有效光照條件下單位面積輸出的電功率為30W/m。若駕駛員的質(zhì)量為70kg，汽車最大行駛速度為90km/h。假設(shè)汽車行駛時(shí)受到的空氣阻力與其速度成正比，則汽車A.以最大速度行駛時(shí)牽引力大小為57.6NB.起動(dòng)時(shí)的加速度大小為0.24m/s

2

2

2

C.保持最大速度行駛1h至少需要有效光照8h

D.直接用太陽能電池板提供的功率可獲得3.13m/s的最大行駛速度

2

8．一半徑為R的四分之三圓管豎直放置，圓心O與管口A的連線與地面齊

平．一質(zhì)量為m，半徑略小于圓管內(nèi)徑的小球從離A管口H=2R高處正對管口由靜止釋放，后經(jīng)B管口飛出，不計(jì)空氣阻力，小球直徑可忽略不計(jì)，以下說法正確的是

A．若圓管內(nèi)壁光滑，小球落地點(diǎn)與O點(diǎn)距離為2R

9B．若小球落地點(diǎn)與O點(diǎn)距離為1.5R，經(jīng)過B管口時(shí)對管口壓力為mg

83C．若小球從B口飛出以后剛好落至A口，則此過程中小球損失的機(jī)械能mgR

4D．若小球從B口飛出以后剛好落至A口，則小球與管壁間的彈力先變大后變小

9.一足夠長的傳送帶與水平面的夾角為θ，以一定的速度勻速運(yùn)動(dòng).某時(shí)刻在傳送帶適當(dāng)?shù)奈恢梅派暇哂幸欢ǔ跛俣鹊奈飰K(如圖a所示)，以此時(shí)為t＝0時(shí)刻記錄了物塊之后在傳送帶上運(yùn)動(dòng)的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系.如圖b所示(圖中取沿斜面向上的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较?，其中兩坐?biāo)大小v1>v2).已知傳送帶的速度保持不變.則以下判斷正確的是()

A.若物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，則μ>tanθB.0～t1內(nèi)，傳送帶對物塊做正功

C.0～t2內(nèi)，系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量一定比物塊動(dòng)能的減少量大D.0～t2內(nèi)，傳送帶對物塊做的功等于物塊動(dòng)能的減少量

10．如下圖，質(zhì)量為M、長度為L的小車靜止在光滑水平面上，質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車的最左端．現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上，使小物塊從靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)．小物塊和小車之間的摩擦力為f，小物塊滑到小車的最右端時(shí)，小車運(yùn)動(dòng)的距離為x.此過程中，以下結(jié)論正確的是()

A．小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F－f)·(L＋x)B．小物塊到達(dá)小車最右端時(shí)，小車具有的動(dòng)能為fxC．小物塊戰(zhàn)勝摩擦力所做的功為f(L＋x)D．小物塊和小車增加的機(jī)械能為F(L＋x)

3

11.如下圖，光滑的水平軌道AB與半徑為R的光滑的半圓形軌道BCD相切于B點(diǎn)，水平軌道AB部分存在水平向右的勻強(qiáng)電場E，半圓形軌道處于豎直平面內(nèi)，B為最低點(diǎn)，D為最高點(diǎn).一質(zhì)量為

m、帶正電的小球從距B點(diǎn)x的位置在電場力的作用下由靜止開始沿AB向右運(yùn)動(dòng)，并能恰好通過最

高點(diǎn)D，則以下物理量的變化對應(yīng)關(guān)系正確的是()A.其他條件不變，R越大，x越大B.其他條件不變，m越大，x越大C.其他條件不變，E越大，x越大

D.其他條件不變，R越大，小球經(jīng)過B點(diǎn)瞬間對軌道的壓力越大二、計(jì)算題

1

12.如下圖，傾角θ＝30°、長L＝4.5m的斜面，底端與一個(gè)光滑的圓弧軌道平滑連接，圓弧

4軌道底端切線水平．一質(zhì)量為m＝1kg的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))從斜面最高點(diǎn)A由靜止開始沿斜面下滑，經(jīng)過斜面底端B后恰好能到達(dá)圓弧軌道最高點(diǎn)C，又從圓弧軌道滑回，能上升到斜面上的D點(diǎn)，再由D點(diǎn)由斜面下滑沿圓弧軌道上升，再滑回，這樣往復(fù)運(yùn)動(dòng)，最終停在B點(diǎn)．已知物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ＝32

，g＝10m/s，假設(shè)物塊經(jīng)過斜面與圓弧軌道平滑連接處速率不變．求：6

(1)物塊經(jīng)多長時(shí)間第一次到B點(diǎn)；

(2)物塊第一次經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)對圓弧軌道的壓力；(3)物塊在斜面上滑行的總路程．

4

13．如下圖，光滑半圓弧軌道半徑為R，OA為水平半徑，BC為豎直直徑．一質(zhì)量為m的小物

塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下，進(jìn)入與C點(diǎn)相切的粗糙水平滑道CM上．在水平滑道上有一輕彈簧，其一端固定在豎直墻上，另一端恰位于滑道的末端C點(diǎn)(此時(shí)彈簧處于自然狀態(tài))．若物塊運(yùn)動(dòng)過程中彈簧最大彈性勢能為Ep，且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點(diǎn)．已知物塊與水平滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g，求：(1)物塊離開彈簧剛進(jìn)入半圓軌道時(shí)對軌道的壓力FN的大??；(2)彈簧的最大壓縮量d；

(3)物塊從A處開始下滑時(shí)的初速度v0.

14．如甲圖所示，水平光滑地面上用兩顆釘子（質(zhì)量忽略不計(jì)）固定停放著一輛質(zhì)量為M=2kg的小車，小車的四分之一圓弧軌道是光滑的，半徑為R=0.6m，在最低點(diǎn)B與水平軌道BC相切，視為質(zhì)點(diǎn)的質(zhì)量為m=1kg的物塊從A點(diǎn)正上方距A點(diǎn)高為h=1.2m處無初速下落，恰好落入小車圓弧軌道滑動(dòng)，然后沿水平軌道滑行恰好停在軌道末端C?，F(xiàn)去掉釘子（水平面仍舊光滑未被破壞）不固定小車，而讓其左側(cè)靠在豎直墻壁上，該物塊仍從原高度處無初速下落，如乙圖所示。不考慮空氣阻力和物塊落入圓弧軌道時(shí)的能量損失，已知物塊與水平軌道BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.1，重力加速度g取10m/s，求:（1）水平軌道BC長度；

（2）小車不固定時(shí)物塊再次與小車相對靜止時(shí)距小車B點(diǎn)的距離；（3）兩種狀況下由于摩擦系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量之比.

2

5

15．如下圖，一質(zhì)量M=0.4kg的小物塊B在足夠長的光滑水平臺(tái)面上靜止不動(dòng)，其右側(cè)固定有一輕質(zhì)水平彈簧（處于原長）．臺(tái)面的右邊平滑對接有一等高的水平傳送帶，傳送帶始終以υ=1m/s的速率逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)．另一質(zhì)量m=0.1kg的小物塊A以速度υ0=4m/s水平滑上傳送帶的右端．已知物塊A與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.1，傳送帶左右兩端的距離l=3.5m，滑塊A、B均視為質(zhì)點(diǎn)，忽略空氣阻力，取g=10m/s．

（1）求物塊A第一次到達(dá)傳送帶左端時(shí)速度大小；

（2）求物塊A第一次壓縮彈簧過程中彈簧的最大彈性勢能Epm；（3）物塊A會(huì)不會(huì)其次次壓縮彈簧？

2

6

參考答案

一、選擇題

1.D2.B3.D4.B5.C6.C7.AC8.AC9.AC10.ABC11.AB

二、計(jì)算題

12解析(1)物塊沿斜面下滑時(shí)，

mgsinθ－μmgcosθ＝ma(2分)解得：a＝2.5m/s2(1分)

12310

從A到B，物塊勻加速運(yùn)動(dòng)，由L＝at(1分)可得t＝s(1分)

25

(3)從開始釋放至最終停在B處，設(shè)物塊在斜面上滑行的總路程為s，則mgLsinθ－μmgscosθ＝0(3分)解得s＝9m(1分)13．解析(1)由題意可知，物塊在B點(diǎn)滿足：vB

mg＝mR

物塊由C點(diǎn)到B點(diǎn)機(jī)械能守恒：1212mvC＝mg·2R＋mvB.22vC

在C點(diǎn)：FN′－mg＝m，

R

由以上三式聯(lián)立可得FN′＝6mg，

由牛頓第三定律可知，物塊對軌道最低點(diǎn)C的壓力FN＝FN′＝6mg.12Ep5R

(2)由能量守恒定律可得：Ep＝μmgd＋mvC，解得d＝－.2μmg2μ

12

(3)對物塊由A點(diǎn)下滑到彈簧達(dá)最大壓縮量的過程應(yīng)用能量守恒定律可得：mv0＋mgR＝Ep＋μmgd

2

2

2

7

解得：v0＝14

4Ep

－7gR.m

15解：（1）物塊A從傳送帶的右端滑到左端的過程，根據(jù)動(dòng)能定理有：mυ12﹣mυ02=﹣μmgl代入數(shù)據(jù)解得：υ1=3m/s

由于υ1＞υ所以物塊A第一次到達(dá)傳送帶左端時(shí)速度大小為3m/s．

（2）物塊A第一次壓縮彈簧過程中，當(dāng)物塊A和B的速度相等時(shí)，彈簧的彈性勢能最大，根據(jù)動(dòng)量守恒定律有：mυ1=（M+m）υ′

22根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：Epm=mυ1﹣（M+m）υ′

代入數(shù)據(jù)解得：Epm=0.36J．

（3）物塊A第一次壓縮彈簧前后動(dòng)量和動(dòng)能均守恒，有：m