备战高考物理精选考点专项突破专题06 机械能解析版Word文档下载推荐.docx
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mgh,重力势能的变化看重力的功,ΔEp减=mgh。
故本题选B。
【考点】功能关系
【难度】中等
2、如图所示,粗细均匀,两端开口的U形管内装有同种液体,开始时两边液面高度差为h,管中液柱总长度为4h,后来让液体自由流动,当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度大小是()
A.
B.
C.
D.
【答案】A。
【解析】设U形管横截面积为S,液体密度为ρ,两边液面等高时,相当于右管上方
高的液体移到左管上方,这
高的液体重心的下降高度为
,这
高的液体的重力势能减小量转化为全部液体的动能。
由能量守恒得
,解得V=
,因此A正确。
故本题选A。
【考点】能量守恒
3、轻杆AB长2L,A端连在固定转轴上,B端固定一个质量为2m的小球,中点C固定一个质量为m的小球。
AB杆可以绕A端在竖直平面内自由转动。
现将杆置于水平位置,如图所示,然后由静止释放,不计各处摩擦与空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.AB杆转到竖直位置时,角速度为
B.AB杆转到竖直位置的过程中,B端小球的机械能的增量为
C.AB杆转动过程中杆CB对B球做正功,对C球做负功,杆AC对C球做正功
D.AB杆转动过程中,C球机械能守恒
【答案】B
【解析】BC系统机械能守恒,mgL+2mg·
2L=
mVC2+
·
2mVB2,同一根转轴角速度相等知VB=2VC,VB=ω·
2L,联立得VB=
,ω=
,因此A错误。
ΔEB增=
2mVB2-2mg·
因此B正确。
BC系统机械能守恒,杆AC对C球的拉力沿着杆,杆AC对C球不做功;
由功能关系知杆CB对B球做正功让B球机械能增加,杆CB对C球做负功让C球机械能减少,因此C和D错误。
【考点】能量守恒;
功能关系
【难度】较难
4、从同一高度将三个质量相同的小球,以大小相等的初速度分别上抛、平抛和下抛,则( )
A.从抛出到落地的过程中,重力对它们做功不相同
B.三个小球落地时的动能不相同
C.从抛出到落地的过程中,它们的平均功率不相同
D.三个小球落地时重力的瞬时功率相同
【答案】C。
【解析】重力做功和路径无关,重力做功都是mgh,因此A错误。
由动能定理mgh=EK-
mV02知落地时的动能相同,因此B错误。
三者的运动时间t上抛>
t平抛>
t下抛,由p=
知平均功率不相同,因此C正确。
由能量守恒知落地速度大小相同,上抛和下抛的末速度与重力同向,平抛的末速度与重力成锐角,由P瞬=mg·
V·
cosθ知落地时P上抛=P下抛>
P平抛,因此D错误。
故本题选C。
【考点】功和功率;
动能定理
5、如图甲所示,动滑轮质量、摩擦均不计,质量为2kg的物体在恒力F作用下由静止开始向上做匀加速运动,其速度随时间的变化关系如图乙所示,由此可知(g取10m/s2)( )
A.物体加速度大小为2m/s2
B.F的大小为21N
C.4s末F的功率大小为42W
D.4s内F做功的平均功率为20W
【解析】由速度图象的斜率知a=
m/s2,因此A错误。
由牛顿第二定律2F-mg=ma知F=10.5N,因此B错误。
动滑轮省力不省功,4s末F的功率P4=2F·
V4=42w,因此C正确。
4s内的平均功率
因此D错误。
本题选C。
【考点】功率;
速度图象
6、一辆小汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其vt图象如图所示。
已知汽车的
质量为m=2×
103kg,汽车受到地面的阻力为车重的0.1倍,g取10m/s2,下列错误的是( )
A.汽车在前5s内的牵引力为4×
103N
B.汽车在前5s内的牵引力为6×
C.汽车的额定功率为60kW
D.汽车的最大速
度为30m/s
【解析】由图象斜率知a=2m/s2,由由牛顿第二定律F-0.1mg=ma知F=6000N,因此A错误B正确。
由P额=FV知P额=6000·
10=60kW,因此C正确。
由P额=F阻·
Vmax知Vmax=30m/s,因此D正确。
【考点】机车启动问题
7、如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,b通过铰链用刚性轻杆连接。
不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。
则()
A.a落地前,轻杆对b一直做正功
B.a落地时速度大小为
C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g
D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
【答案】D。
【解析】当a到达底端时∠a=90°
和∠b=0°
,由关联速度Vacos∠a=Vbcos∠b知Vb=0,因此整个过程b的速度先增大后减小,动能先增大后减小,所以轻杆对b先做正功,后做负功。
因此A错误。
全过程由ab和杆系统能量守恒mgh=
mVa2知Va=
,因此B错误。
b的速度先增大后减小,a对b的弹力先是动力后是阻力,所以b对a的弹力先是阻力后是动力,所以在b减速的过程中,b对a是向下的拉力,此时a的加速度大于重力加速度,故C错误。
ab和杆的机械能守恒,当a的机械能最小时,b的速度最大,此时b受到a的推力为零,b只受到重力的作用,所以b对地面的压力大小为mg,因此D正确。
故本题选D。
【考点】动态分析;
动能定理
8、如图所示,置于足够长斜面上的盒子A内放有光滑球B,B恰与A前后壁接触,斜面光滑且固定于水平地面上。
一轻质弹簧的一端与固定在斜面上的木板P拴接,另一端与A相连。
今用外力推A使弹簧处于压缩状态,然后由静止释放,则从释放盒子直至其获得最大速度的过程中( )
A.弹簧的弹性势能一直减小直至为零
B.A对B做的功大于B机械能的增加量
C.弹簧弹性势能的减少量等于A和B机械能的增加量
D.A所受重力做功和弹簧弹力做功的代数和小于A动能的增加量
【解析】最大速度时AB系统合力为零,此时下滑力和弹力二力平衡,弹簧仍然压缩,由于弹簧的压缩量一直减小,故弹性势能一直减小,但没有减为零,因此A错误。
其它力(重力和系统内弹力除外)做的功等于B物体机械能的变化,A对B做的功等于B机械能的增加量,因此B错误。
对AB整体和弹簧系统机械能守恒,弹簧弹性势能的减小量等于A和B机械能的增加量,因此C正确。
对物体A,重力、支持力、弹簧弹力和B对A弹力的合力做的功等于A动能的增加量,B对A的弹力对A做负功,故重力和弹簧弹力做功的代数和大于A动能的增加量,因此D错误。
9、如图所示,将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球b从距地面h处由静释放,两球恰在
处相遇(不计空气阻力)。
则( )
A.两球同时落地
B.相遇时两球速度大小相等
C.从开始运动到相遇,球a动能的减少量等于球b动能的增加量
D.相遇后运动的任意时刻,重力对球a做功功率和重力对球b做功的功率相等
【解析】由对称性知两球相遇时Va=0和Vb=V0,后面的运动b球先落地,因此A和B都错误。
两球合外力做的功是相反数,由动能定理知C正确。
相遇后运动的任意时刻Vb>
Va,由P瞬=mg·
V瞬知重力对球a做功功率小于重力对球b做功的功率,因此D错误。
【考点】动能定理;
追及相遇
二、多项选择题:
(在每小题给出的四个答案之中,有多个选项正确)
10、溜溜球是一种流行的健身玩具,具有很浓的趣味性,备受学生的欢迎。
溜溜球类似于“滚摆”,对称的左右两轮通过固定轴连接(两轮均用透明塑料制成),轴上套一个可以自由转动的圆筒,圆筒上系条长约1m的棉线,玩时手掌向下,用力向正下方掷出溜溜球,当滚到最低处时,轻抖手腕,向上拉一下绳线,溜溜球将返回到你的手上,如图所示。
溜溜球在运动过程中( )
A.一边转动一边向下运动,由于重力做功,球越转越快,动能不断增大,球的势能全部转化为动能
B.在球上下运动的过程中,由于发生动能和势能的相互转化,因此球机械能守恒
C.在球上下运动的过程中,由于空气阻力和绳子与固定轴之间的摩擦力作用,球会损失一部分能量
D.在球转到最低点绳子将要开始向上缠绕时,轻抖手腕,向上拉一下绳子,人给球提供能量
【答案】CD。
【解析】向下运动的过程由能量守恒知球的重力势能转化为动能和内能,故A错误。
摩擦生热消耗机械能,人要通过做功给溜溜球补充机械能,因此B错误CD正确。
实践题展示真实情境,请注意分拆模型和抓住细节。
故本题选CD。
11、如图所示,长为L的小车置于光滑的水平面上,小车前端放一小物块,用大小为F的水平力将小车向右拉动一段距离x,小物块刚好滑到小车的左端。
小物块与小车间的摩擦力为Ff,在此过程中( )
A.系统产生的内能为FfL
B.系统增加的机械能为Fx
C.小物块增加的动能为Ff(x-L)
D.小车增加的动能为Fx-FfL
【答案】AC。
【解析】本题中的板长L是小物块相对木板的位移,由Q摩=Ff·
d相对=FfL知系统产生的内能为FfL,因此A正确。
由功能关系知系统增加的机械能为Fx-FfL,因此B错误。
对小物块由动能定理Ff(x-L)=ΔEk物知小物块增加的动能为Ff(x-L),因此C正确。
对小车由动能定理Fx-Ffx=ΔEk车知小车增加的动能为Fx-Ffx,因此D错误。
本题的关键是分清绝对位移和相对位移。
故本题选AC。
【考点】块板模型;
12、如图甲所示,质量m=2kg的物块放在光滑水平面上,在P点的左方始终受到水平恒力F1的作用,在P点的右方除F1外还受到与F1在同一条直线上的水平恒力F2的作用。
物块从A点由静止开始运动,在0~5s内运动的v-t图象如图乙所示,由图可知下列说法正确的是( )
A.t=2.5s时,物块经过P点
B.t=2.5s时,物块距P点最远
C.t=3s时,恒力F2的功率P为10W
D.在1~3s的过程中,F1与F2做功之和为-8J
【答案】BCD。
【解析】0-1s物体向右匀加速,1s末到达P点,因此A错误。
1s-2.5s物体向右匀减速,2.5s末到达最右端,因此B正确。
2.5s-4s物体向左匀加速,由对称性知4s末回到P点;
4s-5s物体向左匀减速,5s末回到出发点。
0-1s:
a1=
,F1=ma1=2×
3N=6N。
1s-4s:
a2=a3=-2m/s2,由F2-F1=m︱a2︱知:
F2=F1+ma2=6N+2×
2N=10N。
由图象知3s末的速度大小V3=1m/s,3s时拉力F2的功率:
P=F2·
V3=10×
1W=10W,因此C正确。
在1~3s的过程中由动能定理知F1与F2做功之和为W合=
mV32-
mV12=-8J,因此D正确。
故本题选BCD。
动力学图象
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