版高考物理创新江苏专用版文档第五章+机械能+章末检测五+含答案docWord下载.docx

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根据

V

知向心加速度大小相等，方向不同，选项C项错误；

前轮受地面的摩擦

力向后，为阻力，后轮受地面的摩擦力向前，为动力，选项D项正确。

3.如图2所示，质量为0.1kg的小物块在粗糙水平桌而上滑行4m后以3.0m/s的速度飞离桌面，最终落在水平地面上，已知物块与桌面间的动摩擦因数为0.5,

桌面高0.45m,若不计空气阻力，取g=10m/s2,贝9（）

h

、

X

/ZZ/

/

ZZZ/ZZZZ/

H.VH

Z/Z/Z/ZZZ

图2

A.小物块的初速度是5m/s

B.小物块的水平射程为1.2m

C.小物块在桌面上克服摩擦力做8J的功

D.小物块落地时的动能为0.9J

解析小物块在桌面上克服摩擦力做功Wj=ymgL=2I,选项C错误；

在水平桌面上滑行时，由动能定理得一Wj=^nw2—^mvl，解得eo=7m/s,选项A错误；

小物块飞离桌面后做平抛运动，有兀=讥、解得x=0.9m,选项B错误;

设小物块落地时动能为Ek,由动能定理得mgh=Ek-^mv29解得Ek=0.9J,选项D正确。

4.

图3

（2017-全国卷III,16）如图3所示，一质量为加、长度为/的均匀柔软细绳P0竖直悬挂。

用外力将绳的下端0缓慢地竖直向上拉起至M点，M点与绳的上端尸相距*/。

重力加速度大小为g。

在此过程屮，外力做的功为（）

Z/ZZ/Zz

P

rn

Z/3

±

Q

A列g/

解析由题意可知，PM段细绳的机械能不变，段细绳的重心升髙了右，则重力势能增加由功能关系可知，在此过程中，外力做的功为W=^mgl,故选项A正确，B、C、D错误。

答案A

5.（2017-）1苏徐州市沛县中学质检）质量为加的球从高处由静止开始下落，已知球所受的空气阻力与速度大小成正比。

下列图象分别描述了球下落过程中加速度a、速度。

随时间/的变化关系和动能5、机械能E随下落位移力的变化关系，其屮可能正确的是（）

解析已知球所受的空气阻力与速度大小成正比，即/=局，根据牛顿第二定律At?

得mg—kv=ma,得a=g——,开始时v比较小，mg>

kv9球向下加速，当v逐渐增大，则a减小，即球做加速度逐渐减小的加速运动，又v=at,整理得a=七，可见a不是均匀减小，故选项A项错误；

由前面分析知球做加速度逐1+-m

渐减小的加速运动，其斜率应该逐渐减小，故选项B项错误；

由动能定理加g力—fh=Ek,即Ek=（mg—kv）h,由于。

是变化的，故E^~h不是线性关系，选项C项错误；

机械能的变化量等于克服阻力做的功，即-fh=E-E„e逐渐增大,则/逐渐增大，即E-h图象的斜率逐渐变大，故选项D项正确。

二、多项选择题（本题共4小题，每小题6分，共计24分。

每小题有多个选项符合题意。

6.质点甲固定在原点，质点乙可在兀轴上运动，甲对乙的作用力F只与甲、乙Z间的距离x有关，在2.2XlO"

om^x^5.OXlO-10m的范围内，F与x的关系如图4所示。

若乙自F点由静止开始运动，且乙只受力F作用，规定力F沿+兀

方向为正，下列说法正确的是（）

图4

A.乙运动到7?

点时，速度最大

B.乙运动到0点吋，速度最大

C.乙运动到0点后，静止于该处

D.乙位于P点时，加速度最大

解析由图示可知，质点乙由静止从P开始向右做加速运动，越过0后做减速运动，因此经过0点时速度最大，故选项A错误，B正确；

由图示图象可知，质点运动到0点后，在甲的作用力下做减速运动，不会静止在0点，故选项C错误；

由图象可知在P点受力最大，根据牛顿第二定律知P点的加速度最大，故选项D正确。

答案BD

7.（2017-江苏南通市如皋高三质检）如图5所示，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，物块％、B用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。

初始时刻,

A.B处于同一高度并恰好静止。

剪断轻绳后力下落、B沿斜面下滑，则从剪断

A.速度的变化大小相同

B.动能的变化相同

C.重力势能的变化相同

D.重力的平均功率相同

解析由动能定理得：

mgh=^mv2,所以末速度和质量没有关系，又因为初速度

均为零，速度变化量大小相同，但方向不同，A正确；

只有重力做功，机械能守恒，两物块质量不同，E错误；

由题意知汎b>

ma,H相同，所以重力势能变化量不同，C错误；

重力平均功率P=Fv,所以PA=mAgv,PB=Mbgvsin0,因为m^gsinO=mAg所以Pa=Pb，D正确。

答案AD

8.（2017-江苏七校高三联考）如图6甲所示，轻弹簧竖直固定在水平而上，一质量为加=0.2kg的小球，从弹簧上端某高度处自由下落，从它接触弹簧到弹簧压缩至最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内），其速度r和弹簧压缩量Ax之间的函

数图象如图乙所示，其中A为曲线的最高点，小球和弹簧接触瞬间机械能损失不计，取g=10m/s2,

A.小球刚接触弹簧时加速度最大

B.当Ax=0.1m时，小球处于失重状态

C.该弹簧的劲度系数为20.0N/m

D.从接触弹簧到压缩至最短的过程中，小球的机械能一直减小

解析由小球的速度图象知，开始小球的速度增大，说明小球的重力大于弹簧对它的弹力，当心为0.1m时，小球的速度最大，然后减小，说明心为0」m时,

N/m

小球的重力等于弹簧对它的弹力，所以可得心=吨,解得"

箫=豊严

=20N/m,弹簧的最大缩短量为Axm=0.61m,所以弹力的最大值为Fm=20

讥［曰II“》、亠宀Fm_mg12.2—0.2X10?

N/mX0.61m=12.2No弹力取大时的加速度a==丽m/s2=

mU.2

51m/s2,小球刚接触弹簧时加速度为10m/s2,所以压缩到最短的时候加速度最

大，故选项A错误，C正确；

当Ax=0.1m时，小球的加速度为零，弹簧的弹力

大小等于重力大小，处于平衡状态，故选项B错误；

从接触弹簧到压缩至最短的过程中，弹簧的弹力对小球一直做负功，则小球的机械能一直减小，故选项D正确。

答案CD

9.如图7所示，一根不可伸长的轻绳两端各系一个小球Q和b,跨在两根固定在同一高度的光滑水平细杆C和D±

质量为％的a球置于地面上，质量为mh的b球从水平位置静止释放。

当b球摆过的角度为90。

时，q球对地面压力刚好为零，下列结论正确的是（）

Xc~d8

A•〃场•〃切=3•1

B•加°

••1

C.若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度为小于90。

的某值时,d球对地而的压力刚好为零

D.若只将细杆D水平向左移动少许，则当b球摆过的角度仍为90。

时，q球对地

面的压力刚好为零

解析设D杆到b球的距离为匕b球运动到最低点时的速度

2

大小为则陀『=列屏,m（lg—mhg=^—,可得叫=3叫,所以选项A正确，B错误；

若只将细杆D水平向左移动少许,设D杆到球b的距离变为当b球摆过的角度为〃时，a球对地面的压力刚好为零，此时b球速度为vr9如图所示，则mhgRsin&

=尹泸，3心g—伽gsin0=~可得0=90。

，所以选项C错误，D正确。

答案AD三、实验题（共1小题，共12分。

10.小明用图8甲所示的实验装置来“验证机械能守恒定律”，他按正确的实验

步骤操作，从打出的纸带中选出了一条点迹比较清晰的纸带，在纸带上舍去开始密集的点迹，从便于测量的点开始，每隔一个打点间隔取一个计数点，如图乙所示，分别测量出计数点1、2、3、4、5、6到计数点0的距离。

甲

/ijSsS.8

4

5

单位:

mm'

/i2=

=15.4-J

LHOO

<

Ar46.1

乙

仏=67.2_

-/zfl=92.3

图8

A/7z=/z/+]—Ai/mm

Aef=]—v\l（m/s）2

9.6

0.183

23.0

0.442

40.3

0.778

A/?

4=

△需=

上表是他根据图乙得到的一组数据，其中△局=0汁|—加是其他高度与加之间的高度差；

△分=洛］一员是其他计数点速度与1点速度的平方差。

（1）完成上表中所缺的数据。

（2）根据上表的数据作出了如图9所示的4h图线，

图9

⑶由该图象可得出的结论是

解析

（1）2\力4=力5—加=67.2mm—5.8mm=61.4mm,

重锤经过1计数点时的瞬时速度为

重锤经过5计数点时的瞬时速度为

m/s=1.155m/s,

/?

6—仏（92.3—46.1）X10—3

%=2T=2X0.02

则=V5—Vi=1.186（m/s）2。

（3）根据机械能守恒定律加g•也=如屈可知A/?

产△说因此由图象可得在只有

重力做功的条件下物体的机械能守恒。

直线上取两个距离较远的点，如（0.58,30.0X10T）和（1.00,52.0X10-3）,由数学

（52.0-30.0）Xl（）7

1.00-0.58

17

=2&

=9.62iti/so

答案

（1）61.41.186（3）只有重力做功的条件下物体的机械能守恒

（4）9.62m/s2

四、计算题（本题共2小题，共计39分。

11.（19分）（2017・江苏省南通市、泰州市、扬州市高三第三次模拟考试）如图10所示，不可伸长的轻绳穿过光滑竖直固定细管，细管长为/,两端拴着质量分别为加、2加的小球/和小物块民拉着小球/使它停在管的下端，这时物块3离管的下端距离为/,管的下端离水平地面的距离为2仁拉起小球使绳与竖直方向成一定夹角，给小球A适当的水平速度，使它在水平面内做圆周运动，上述过程中物块B的位置保持不变，已知重力加速度为g。

图10

（1）求绳与竖直方向夹角0和小球A做圆周运动的角速度

（2）在小球A做圆周运动时剪断轻绳，求小球/第一次落地点到物块B落地点间的距离矢

（3）若在小球A从管的下端拉起时带动物块B上移，B到管下某位置时使小球A在水平面内做角速度3的圆周运动，求整个过程中人对力、B系统做的功"

。

解析

（1）小球/在重力和轻绳的拉力作用下在水平面内做圆周运动，则轻绳的拉力T=2mg

7cos3—mg=0

7sin0=mco\lsm0代入数据解得&

=60。

，◎=寸爭

（2）在小球/做圆周运动时剪断轻绳，4做平抛运动,设平抛运动时间为/,则》

平抛的初速度Vi=oji/sin6由几何关系有（卯）2+（/sin3）2代入数据解得s=^l

（3）设〃物体位置上移x,小球/做圆周运动时轻绳与竖直方向的夹角为弘则7cosa~mg=0

°

7sincc=mtO2（/+^）sina

解得x=^_l

CO2

由功能关系有

W=2mgx+mg[l—（Ix）cosa]+^m[（l+x）a）2sina]2

解得

答案

（1）60°

寸孚

（2）、

欝⑶警-丽

12.（20分）（2017-南师附中）如图11所示,在高加=30m的光滑水平平台上，质

量加=1kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能易。

若打开锁扣K,物块将以一定的水平速度。

向右滑下平台，做平抛运动，并恰好能从光滑圆弧形轨道BC的B点的切线方向进入圆弧形轨道。

B点的高度h2

=15m,圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地而

上长为厶=70m的水平粗糙轨道CD平滑连接；

小物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生碰撞，取g=10m/s2。

A以乃・

图11

（1）求小物块由A到B的运动时间；

（2）求小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能易的大小；

（3）若小物块与墙壁只发生一次碰撞，碰后速度等大反向，反向运动过程中没有冲出3点，最后停在轨道CD上的某点戸（尸点没画出）。

设小物块与轨道CD之间的动摩擦因数为〃，求〃的取值范围。

解析

（1）设从力运动到B的时间为t,则h\—h2=^gt2,So

（2）由7?

=/?

i,所以ZS（?

C=60°

o设小物块平抛的水平速度是0,则^=tan60°

0=10m/s,

（3）设小物块在水平轨道CD上通过的总路程为s,

根据题意，该路程的最大值是弘椰=3厶路程的最小值是Smin=厶,

路程最大时，动摩擦因数最小，路程最小时，动摩擦因数最大，由能量守恒知

IHgh1+ef=“min加gSmax，

解得"

max=2，“min=g。

即

答案（lh/3s

（2）50J（3#W“V*