高三 能量专题.docx
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高三 能量专题.docx
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高三能量专题
1、如图所示,质量为M的长木板静置于光滑水平面上,一质量为m的小铅块(可视为质点)以水平初速v0由木板左滑上木板,铅块滑至木板的右端时恰好与木板相对静止,此时,它们其同的速度为vt。
已知铅块与长木板间的动摩擦因数为μ,木板长为l,在此过程中,木板前进的距离为s。
则在这个过程中铅块克服摩擦力所做的功等于()
A.mgμs
B.mgμl
C.
D.mgμ(s+l)
2、下列说法正确的是()
A.当作用力做正功时,反作用力一定做负功
B.当作用力不做功时,反作用力也不做功
C.作用力与反作用力的功,一定大小相等,正负符号相反
D.作用力做正功,反作用力也可能做正功
3、如图所示,A、B叠放着,A用绳系在固定的墙上,用力F拉着B右移,用F’、FAB和FBA分别表示绳对A的拉力、A对B的摩擦力和B对A的摩擦力,则()
A.F做正功,FAB做负功,FBA做正功,F’不做功
B.F和FBA做正功,FAB和F’做负功
C.F做正功,其他力都不做功
D.F对A做正功,FAB对B做负功,FBA和F’对A都不做功
4、一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点。
小球在水平拉力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图所示,则拉力F所做的功为()
A.mglcosθB.mgl(1﹣cosθ)
C.FlcosθD.Flsinθ
5、质量为M的木块放在光滑的水平面上,质量为m的子弹以速度v0沿水平方向射中木块并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.当子弹进入木块的深度为s时相对木块静止,这时木块前进的距离为L.若木块对子弹的阻力大小F视为恒定,下列关系不正确的是()
A.FL=Mv2/2B.Fs=mv2/2
C.Fs=mv02/2﹣(m+M)v2/2D.F(L+s)=mv02/2﹣mv2/2
6、如图所示,电梯质量为M,地板上放置一质量为m的物体。
钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,则()
A.地板对物体的支持力做的功等于1/2mv2
B.地板对物体的支持力做的功等于mgH
C.钢索的拉力做的功等于1/2Mv2+MgH
D.合力对电梯M做的功等于1/2
Mv2
7、如图所示长木板A放在光滑的水平地面上,物体B以水平速度冲上A后,由于摩擦力作用,最后停止在木板A上,则从B冲到木板A上到相对板A静止的过程中,下述说法中正确是()
A.物体B动能的减少量等于系统损失的机械能
B.物体B克服摩擦力做的功等于系统内能的增加量
C.物体B损失的机械能等于木板A获得的动能与系统损失的机械能之和
D.摩擦力对物体B做的功和对木板A做的功的总和等于系统内能的增加量
8、如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径为R,一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,在弹力的作用下获得某一向右速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点。
求:
(1)弹簧对物体的弹力做的功;
(2)物块从B至C克服阻力做的功;
(3)物块离开C点后落回水平面时动能的大小。
答案:
(1)3mgR;
(2)0.5mgR;(3)2.5mgR
9、某兴趣小组对一辆自制遥控小车的性能进行研究,他们让这辆小车在水平的直轨道上由静止开始运动,并将小车运动的全过程记录下来,通过处理转化为v—t图象,如图所示(除2~10s时间段内的图象为曲线外,其余时间段图象均为直线)。
已知小车运动的过程中,2~14s时间段内小车的功率保持不变,在14s末停止遥控而让小车自由滑行。
小车的质量为1kg,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。
求:
(1)小车所受到的阻力大小及0~2s时间内电动机提供的牵引力大小。
(2)小车匀速行驶阶段的功率。
(3)小车在0~10s运动过程中位移的大小。
答案:
(1)0.75N;
(2)2.25W;(3)18.67m
10、(10丰台一模)20.如图所示在足够长的光滑水平面上有一静止的质量为M的斜面,斜面表面光滑、高度为h、倾角为θ。
一质量为m(m 冲上斜面过程中机械能损失。 如果斜面固定,则小物块恰能冲到斜面顶端。 如果斜面不固定,则小物块冲上斜面后能达到的最大高度为() A.hB. C. D. 11、 (10西城一模)20.如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形晃滑轨道,轨道的半径都是R。 轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x。 一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v。 小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为ΔF(ΔF>0)。 不计空气阻力。 则() A.m、x一定时,R越大,ΔF一定越大 B.m、x一定时,v越大,ΔF一定越大 C.m、R一定时,x越大,ΔF一定越大 D.m、R一定时,v越大,ΔF一定越大 12、(10崇文二模)17.如图所示,一轻质弹簧竖直立在水平地面上,弹簧一端固定在地面上。 一小球从高处自由下落到弹簧上端,将弹簧压缩至最低点。 在小球开始下落至最低点的过程中,弹簧始终处于弹性限度内。 在此过程中,能正确表示小球的加速度a随下降位移x的大小变化关系是下面图像中的() 13、 (10崇文二模)19.如图所示,在光滑的水平桌面上静止一质量为M的木块。 现有A,B两颗子弹沿同一轴线,以水平速度vA、vB分别从木块两侧同时射入。 子弹A、B在木块中嵌入深度分别为SA、SB。 已知木块长度为L,SA>SB且SA+SB 则下列说法中正确的是() A.入射时,子弹A的速率等于子弹B的速率 B.入射时,子弹A的动能大于子弹B的动能 C.在子弹运动过程中,子弹A的动量大于子弹B的动量 D.在子弹运动过程中,子弹A受到的摩擦阻力大于子弹 B受到的摩擦阻力 14、 (10东城二模)19.如图所示,单摆摆球的质量为m,做简谐运动的周期T,摆球从最大位移A处由静止开始释放,摆球运动到最低点B时的速度为v,则() A.摆球从A运动到B的过程中重力的平均功率为 B.摆球从A运动到B的过程中重力的冲量为 C.摆球运动到B时重力的瞬时功率是 D.摆球从A运动到B的过程中合力做的功为 15、(10海淀二模)18.如图6所示,水平光滑地而上停放着一辆质最为M的小车,小车左端靠在竖直墙壁上,其左侧半径为R的四分之一圆弧轨道AB是光滑的,轨道最低点B与水平轨道BC相切,整个轨道处于同一竖直平面内。 将质量为m的物块(可视为质点)从A点无初速释放,物块沿轨道滑行至轨道未端C处恰好没有滑出。 重力加速度为g,空气阻力可忽略不计。 关于物块从A位置运动至C位置的过程,下列说法中正确的是() A.在这个过程中,小车和物块构成的系统水平方向动量守恒 B.在这个过程中,物块克服摩擦力所做的功为 C.在这个过程中,摩擦力对小车所做的功为 D.在这个过程中,由于摩擦生成的热量为 16、(09朝阳二模) 21、 (08东城一摸) 23.(18分)如图所示,光滑水平面上有一质量M=4.0kg的带有圆弧轨道的小车,车的上表面是一段长L=1.0m的粗糙水平轨道,水平轨道左侧连一半径R=0.25m的 光滑圆弧轨道,圆弧轨道与水平轨道在O'点相切.车右端固定一个尺寸可以忽略、处于锁定状态的压缩弹簧,一质量m=1.0kg的小物块紧靠弹簧放置,小物块与水平轨道间的动摩擦因数 =0.50.整个装置处于静止状态,现将弹簧解除锁定,小物块被弹出,恰能到达圆弧轨道的最高点A.取g=10m/s2,求: (1)解除锁定前弹簧的弹性势能; (2)小物块第二次经过O'点时的速度大小; (3)小物块与车最终相对静止时,它距O'点的距离. 22、(12分)如图所示,长木板A上右端有一物块B,它们一起在光滑的水平面上向左做匀速运动,速度v0=2m/s。 木板左侧有一个与木板A等高的固定物体C。 已知长木板A的质量为mA=1.0kg,物块B的质量为mB=3.0kg,物块B与木板A间的动摩擦因数μ=0.5,取g=10m/s2。 (1)若木板A足够长,A与C第一次碰撞后,A立即与C粘在一起,求物块B在木板A上滑行的距离L应是多少; (2)若木板足够长,A与C发生碰撞后弹回(碰撞时间极短,没有机械能损失),求第一次碰撞后A、B具有共同运动的速度v; (3)若木板A长为0.51m,且A与C每次碰撞均无机械能损失,求A与C碰撞几次,B可脱离A? 23、(08丰台一摸)24.(18分)如图所示,光滑的 圆弧轨道AB、EF,半径AO、 均为R且水平。 质量为m、长度也为R的小车静止在光滑水平面CD上,小车上表面与轨道AB、EF的末端B、E相切。 一质量为m的物体(可视为质点)从轨道AB的A点由静止下滑,由末端B滑上小车,小车立即向右运动。 当小车右端与壁DE刚接触时,物体m恰好滑动到小车右端且相对于小车静止,同时小车与壁DE相碰后立即停止运动但不粘连,物体继续运动滑上圆弧轨道EF,以后又滑下来冲上小车。 求: (1)水平面CD的长度和物体m滑上轨道EF的最高点相对于E点的高度h; (2)当物体再从轨道EF滑下并滑上小车后,小车立即向左运动。 如果小车与壁BC相碰后速度也立即变为零,最后物体m停在小车上的Q点,则Q点距小车右端多远? 24、 (09崇文一摸)23.(18分)如图所示,质量为m1=1kg的小物块P置于桌面上的A点并与弹簧的右端接触(不拴接),轻弹簧左端固定,且处于原长状态。 质量M=3.5kg、长L=1.2m的小车静置于光滑水平面上,其上表面与水平桌面相平,且紧靠桌子右端。 小车左端放有一质量m2=0.5kg的小滑块Q。 现用水平向左的推力将P缓慢推至B点(弹簧仍在弹性限度内)时,撤去推力,此后P沿桌面滑到桌子边缘C时速度为2m/s,并与小车左端的滑块Q相碰,最后Q停在小车的右端,物块P停在小车上距左端0.5m处。 已知AB间距离L1=5cm,AC间距离L2=90cm,P与桌面间动摩擦因数μ1=0.4,P、Q与小车表面间的动摩擦因数μ2=0.1,(g取10m/s2),求: (1)弹簧的最大弹性势能; (2)小车最后的速度v; (3)滑块Q与车相对静止时Q到桌边的距离。 25、 26、(10东城一摸)24.(20分) (1)如图,在水平地面上固定一个内侧长为L、质量为M的薄壁箱子。 光滑的物块B的质量为m,长为 ,其左端有一光滑小槽,槽内装有轻质弹簧。 开始时,使B紧贴A1壁,弹簧处于压缩状态,其弹性势能为EP。 现突然释放弹簧,滑块B被弹开。 假设弹簧的压缩量较小,恢复形变所用的时间可以忽略。 求滑块B到达A2壁所用的时间。 (2)a.现将箱子置于光滑的水平地面上而不固定,仍使B紧贴A1壁,弹簧处于压缩状态,其弹性势能为EP,整个系统处于静止状态。 现突然释放弹簧,滑块B离开A1壁后,弹簧脱落并被迅速拿出箱子。 求此时滑块B的速度v与箱子的速度V。 b.假设滑块B在与A1壁和A2壁的碰撞过程中无机械能损失。 试定量描述滑块B相对于地面运动的速度变化情况,并计算两次碰撞之间的时间间隔。 (1)当箱子固定时,弹簧的弹性势能释放转化为滑块B的动能,设滑块速度 ① 滑块B到达A2壁所用的时间 ②(4分) (2)a.箱子置于光滑的水平地面上,弹簧释放后,箱子与滑块B的速度分别设为V和v,以向右为正方向 ③ ④ 解得: ⑤ ⑥ 另解: 舍弃(6分) b.当滑块B与A2发生第一次碰撞后,箱子的速度为变V1,滑块B的速度变为v1 ⑦ ⑧ 解得: ⑨ ⑩ 另解: 舍弃 由结果可以知道,滑块B与A2碰撞后,滑块B与箱子速度的大小不变,只改变方向。 同理,当滑块B再志A1碰撞后,各自的速度大小不变,只改变方向。 滑块B相对于地面以大小为变的速度 做往返运动。 滑块B两次碰撞之间的时间间隔 27、23.(18分)如图甲所示,物块A、B的质量分别是mA=4.0kg和mB=3.0kg.用轻弹栓接相边放在光滑的水平地面上,物块B右侧与竖直墙相接触.另有一物块C从t=0时以一定速度向右运动,在t=4s时与物块A相碰,并立即与A粘在一起不再分开,物块C的v-t图象如图乙所示.求: (1)物块C的质量mC; (2)墙壁对物块B的弹力在4s到12s的时间内对B做的功W及对B的冲量I的大小和方向; (3)B离开墙后的过程中弹簧具有的最大弹性势能Ep。 28、(10朝阳二模)24.(20分)如图所示,质量为M的长方形木板静止在光滑水平面上,木板的左侧固定一劲度系数为k的轻质弹簧,木板的右侧用一根伸直的并且不可伸长的轻绳水平地连接在竖直墙上。 绳所能承受的最大拉力为T。 一质量为m的小滑块以一定的速度在木板上无摩擦地向左运动,而后压缩弹簧。 弹簧被压缩后所获得的弹性势能可用公式 计算,k为劲度系数,x为弹簧的形变量。 (1)若在小滑块压缩弹簧过程中轻绳始终未断,并且弹簧的形变量最大时,弹簧对木板的弹力大小恰好为T,求此情况下小滑块压缩弹簧前的速度v0; (2)若小滑块压缩弹簧前的速度 为已知量,并且大于 (1)中所求的速度值v0,求此情况下弹簧压缩量最大时,小滑块的速度; (3)若小滑块压缩弹簧前的速度大于 (1)中所求的速度值v0,求小滑块最后离开木板时,相对地面速度为零的条件。
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