高考物理模拟新题精选分类解析专题06机械能Word格式.docx
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从此刻开始在滑块运动方向上再施加一水平拉力F,力F和滑块的速度v随时间t的变化规律分别如图7甲和乙所示。
设在第1s内、第2s内、第3s内力F对滑块做功的平均功率分别为P1、P2、P3,则()
A.P1>
P2>
P3
B.P1<
P2<
C.0~2s内力F对滑块做功为4J
D.0~2s内摩擦力对滑块做功为4J
4.(2013沈阳二中测试)如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,右端接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析正确的是()
A.B物体的机械能一直减小
B.B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和
C.B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量
D.细线拉力对A做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量
5.(2013江苏常州模拟)某滑沙场有两个坡度不同的滑道AB和AB'
(均可看作斜面),甲、乙两名旅游者分别乘两个完全相同的滑沙撬从A点由静止开始分别沿AB和AB'
滑下,最后都停在水平沙面BC上,如图所示.设滑沙撬和沙面间的动摩擦因数处处相同,斜面与水平面连接处均可认为是圆滑的,滑沙者保持一定姿势坐在滑沙撬上不动.则下列说法中正确的是()
A.甲滑行的总路程一定大于乙滑行的总路程
B.甲在B点的动能一定等于乙在B'
点的动能
C.甲在B点的速率一定等于乙在B'
点的速率
D.甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移
6.(8分)(2013北京四中摸底)如图所示,某人乘雪橇从雪坡经A点滑至B点,接着沿水平路面滑至C点停止,人与雪橇的总质量为70kg.表中记录了沿坡滑下过程中的有关数据,请根据图表中的数据解决下列问题:
(1)人与雪橇从A到B的过程中,损失的机械能为多少?
(2)设人与雪橇在BC段所受阻力恒定,求阻力大小.(g=10m/s2)
位置
A
B
C
速度(m/s)
2.0
12.0
时刻(s)
4
10
7.(15分)(2013四川资阳诊断)一质量为m=2kg的小滑块,从半径R=1.25m的光滑圆弧轨道上的A点由静止滑下,圆弧轨道竖直固定,其末端B切线水平。
a、b两轮半径r=0.4m,滑块与传送带间的动摩擦因数µ
=0.1,传送带右端点C距水平地面的高度h=1.25m,E为C的竖直投影点。
g取10m/s2,求:
(1)当传送带静止时,滑块恰能在b轮最高点C离开传送带,则BC两点间的距离是多少?
(2)当a、b两轮以某一角速度顺时针转动时,滑块从C点飞出落到地面D点,已知CD两点水平距离为3m。
试求:
a、b两轮转动的角速度和滑块与传送带间产生的内能。
.(15分)
8.(14分)(2013四川自贡一诊)如右图所示,水平面上放有质量均为m=lkg的物块A和B,A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ1=0.1,相距l=0.75m.现给物块A一初速度使之向B运动,与此同时给物块B一个F=3N的水平向右的力,B由静止开始运动,经过一段时间A恰好追上B且二者速度相等。
g=10m/s2,求:
(1)物块A的初速度大小;
(2)从开始到物块A追上物块B的过程中,力F对物块B所做的功.
9.(2013山东莱州质检)如图所示,水平传送带AB的右端与竖直面内的用光滑钢管弯成的“9”形固定轨道相接,钢管内径很小。
传送带的运行速度为v0=6m/s,将质量m=1.0kg的可看作质点的滑块无初速地放到传送带A端,长度为L=12.0m,“9”字全高H=0.8m,“9”字上半部分圆弧半径为R=0.2m,滑块与传送带间的动摩擦因数为μ=0.3,重力加速度g=10m/s2,试求:
(1)滑块从传送带A端运动到B端所需要的时间。
(2)滑块滑到轨道最高点C时对轨道作用力的大小和方向。
(3)若滑块从“9”形规道D点水平抛出后,恰好垂直撞在倾角θ=60°
的斜面上P点,求P、D两点间的竖直高度h(保留两位有效数字)。
10.(10分)(2013北京海淀期中)如图16所示,光滑斜面与水平面在B点平滑连接,质量为0.20kg的物体从斜面上的A点由静止开始下滑,经过B点后进入水平面(设经过B点前后速度大小不变),最后停在水平面上的C点。
每隔0.20s通过速度传感器测量物体的瞬时速度,下表给出了部分测量数据。
取g=10m/s2。
t/s
0.0
0.2
0.4
…
1.2
1.4
v/m•s-1
1.0
1.1
0.7
求:
(1)物体在斜面上运动的加速度大小;
(2)斜面上A、B两点间的距离;
(3)物体在水平面上运动过程中,滑动摩擦力对物体做的功。
11.(8分)(2013北京海淀期中)如图14所示,质量为2.0kg的木块放在水平桌面上的A点,受到一冲量后以某一速度在桌面上沿直线向右运动,运动到桌边B点后水平滑出落在水平地面C点。
已知木块与桌面间的动摩擦因数为0.20,桌面距离水平地面的高度为1.25m,A、B两点的距离为4.0m,B、C两点间的水平距离为1.5m,g=10m/s2。
不计空气阻力,求:
(1)木块滑动到桌边B点时的速度大小;
(2)木块在A点受到的冲量大小。
11.(8分)
12(2013绵阳一诊)如图所示,传送带的两个轮子半径均为r=0.2m,两个轮子最高点A、B在同一水平面内,A、B间距离L=5m,半径R=0.4的固定、竖直光滑圆轨道与传送带相切于B点,C点是圆轨道的最高点。
质量m=0.1kg的小滑块与传送带之间的动摩擦因数μ=0.4。
重力加速度g=10m/s2。
(1)传送带静止不动,小滑块以水平速度v0滑上传送带,并能够运动到C点,v0至少多大?
(2)当传送带的轮子以ω=10rad/s的角速度匀速转动时,将小滑块无初速地放到传送带上的A点,小滑块从A点运动到B点的时间t是多少?
(3)传送带的轮子以不同的角速度匀速转动,将小滑块无初速地放到传送带上的A点,小滑块运动到C点时,对圆轨道的压力大小不同,最大压力Fm是多大?
12.(20分)
解:
(1)设小滑块能够运动到C点,在C点的速度至少为v,则
mg=m(2分)
mv2-mv02=-2mgR-μmgL(2分)
解得v0=2m/s(1分)
(3)轮子转动的角速度越大,即传送带运动的速度越大,小滑块在传送带上加速的时间越长,达到B点的速度越大,到C点时对圆轨道的压力就越大。
小滑块在传送带上一直加速,达到B点的速度最大,设为vBm,对应到达C点时的速度为vcm,圆轨道对小滑块的作用力为F,则
vBm2=2aL(2分)
mvCm2-mvBm2=-2mgR(2分)
mg+F=m(1分)
Fm=F(1分)
解得Fm=5N(1分)
13、(15分)(2013江苏常州模拟)如图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:
⑴水平外力F的大小;
⑵1号球刚运动到水平槽时的速度;
⑶整个运动过程中,2号球对1号球
所做的功.
14、(14分)(2013黄冈月考)如图10所示,质量为m的小球,由长为l的细线系住,线能承受的最大拉力是9mg,细线的另一端固定在A点,AB是过A的竖直线,E为AB上的一点,且AE=0.5l,过E作水平线EF,在EF上钉铁钉D,现将小球拉直水平,然后由静止释放,小球在运动过程中,不计细线与钉子碰撞时的能量损失,不考虑小球与细线间的碰撞.
(1)若钉铁钉位置在E点,求细线与钉子碰撞前后瞬间,细线的拉力分别是多少?
(2)若小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动,求钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值。
(2)设在D点绳刚好承受最大拉力,记DE=x1,则:
AD=
悬线碰到钉子后,绕钉做圆周运动的半径为:
r1=l-AD=l-
当小球落到D点正下方时,绳受到的最大拉力为F,此时小球的速度v1,由牛顿第二定律有:
F-mg=
结合F≤9mg
由机械能守恒定律得:
mg(+r1)=mv12
由上式联立解得:
x1≤
随着x的减小,即钉子左移,绕钉子做圆周运动的半径越来越大.转至最高点的临界速度也越来越大,但根据机械能守恒定律,半径r越大,转至最高点的瞬时速度越小,当这个瞬时速度小于临界速度时,小球就不能到达圆的最高点了.
设钉子在G点小球刚能绕钉做圆周运动到达圆的最高点,设EG=x2,
则:
AG=r2=l-AG=l-
在最高点:
mg≤
mg(—r2)=mv22
联立得:
x2≥
钉子位置在水平线EF上距E点距离的取值范围是:
≤x≤
15(2013广东汕头金山中学测试)如图所示,物体A的质量为M,圆环B的质量为m,通过绳子连结在一起,圆环套在光滑的竖直杆上,开始时连接圆环的绳子处于水平,长度l=4m,现从静止释放圆环.不计定滑轮和空气的阻力,取g=10m/s2,求:
(1)为使圆环能下降h=3m,两个物体的质量应满足什么关系?
(2)若圆环下降h=3m时的速度v=5m/s,则两个物体的质量有何关系?
(3)不管两个物体的质量为多大,圆环下降h=3m时的速度不可能超过多大?
15.(18分)
(1)若圆环恰好能下降h=3m,由机械能守恒定律得
④
⑤
解得两个物体的质量应满足关系
M=3m⑥
(2)若圆环下降h=3m时的速度v=5m/s,由机械能守恒定律得
如图所示,A、B的速度关系为
解得两个物体的质量关系为
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