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(全國通用)2020年高考物理一輪題復(fù)習(xí) 第六章 機(jī)械能章末滾動練

上傳人:艷*** 文檔編號:112513472 上傳時間:2022-06-22 格式:DOC 頁數(shù):9 大?。?69.50KB
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1、機(jī)械能 一、單項選擇題 1.物體放在水平地面上,在水平拉力的作用下,沿水平方向運(yùn)動,在0.6 s內(nèi)其速度與時間關(guān)系的圖象和拉力的功率與時間關(guān)系的圖象如圖1甲、乙所示,由圖象可以求得物體的質(zhì)量為(取g=10 m/s2)(  ) 圖1 A.2 kg B.2.5 kg C.3 kg D.3.5 kg 2.如圖2甲所示,水平面上一質(zhì)量為m的物體,在水平力F作用下開始加速運(yùn)動,力F的功率P保持恒定,運(yùn)動過程所受的阻力f大小不變,物體速度最終達(dá)到穩(wěn)定值為vm,作用過程物體的速度v的倒數(shù)與加速度a的關(guān)系圖象如圖乙所示.僅在已知功率P的情況下,根據(jù)圖象所給信息(  ) 圖2

2、 A.可求出m、f和vm B.不能求出m C.不能求出f D.可求出加速運(yùn)動的時間 3.如圖3,水平地面上有一固定光滑斜面AB,其底端B點(diǎn)與半徑為R的四分之一圓弧光滑連接,圓弧的端點(diǎn)C與圓心在同一水平線上,M、N為C點(diǎn)正上方兩點(diǎn),距離C點(diǎn)分別為2R和R,現(xiàn)將一小球從M點(diǎn)靜止釋放,小球在AB上能到達(dá)最高處D點(diǎn)距水平面的高度為2R,接著小球沿斜面滑下返回進(jìn)入圓弧軌道,若不考慮空氣阻力,則(  ) 圖3 A.小球返回軌道后沿軌道運(yùn)動可能到不了C點(diǎn) B.小球返回軌道后能沿軌道一直運(yùn)動,并上升到N點(diǎn) C.小球返回軌道后沿軌道運(yùn)動到C點(diǎn)時,速度一定大于零 D.若將小球從N點(diǎn)靜止釋放

3、,則小球在AB上能到達(dá)最高處距水平面的高度等于R 4.如圖4所示,在水平地面上固定一傾角為θ的光滑絕緣斜面,斜面處于電場強(qiáng)度大小為E、方向沿斜面向下的勻強(qiáng)電場中,一勁度系數(shù)為k的絕緣輕質(zhì)彈簧的一端固定在斜面底端,整根彈簧處于自然狀態(tài),一帶正電的滑塊從距離彈簧上端為x0處靜止釋放,滑塊在運(yùn)動過程中電荷量保持不變,彈簧始終處在彈性限度內(nèi),則下列說法正確的是(  ) 圖4 A.當(dāng)滑塊的速度最大時,彈簧的彈性勢能最大 B.當(dāng)滑塊的速度最大時,滑塊與彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能最大 C.當(dāng)滑塊剛碰到彈簧時速度最大 D.滑塊從接觸彈簧開始向下運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中,滑塊的加速度先減小后增大 二、多項選

4、擇題 5.質(zhì)量為m1、m2的兩物體,靜止在光滑的水平面上,質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力F拉繩子,經(jīng)過一段時間后,兩物體的速度大小分別為v1和v2,位移分別為x1和x2,如圖5所示.則這段時間內(nèi)此人所做的功的大小等于(  ) 圖5 A.Fx2 B.F(x1+x2) C.m2v+(m+m1)v D.m2v 6.如圖6所示,一質(zhì)點(diǎn)在重力和水平恒力作用下,速度從豎直方向變?yōu)樗椒较?,在此過程中,質(zhì)點(diǎn)的(  ) 圖6 A.機(jī)械能守恒 B.機(jī)械能不斷增加 C.重力勢能不斷減小 D.動能先減小后增大 三、非選擇題 7.某同學(xué)利用光電門傳感器設(shè)計了一個研究小物體自由下落時機(jī)

5、械能是否守恒的實驗,實驗裝置如圖7所示,圖中A、B兩位置分別固定了兩個光電門傳感器.實驗時測得小物體上寬度為d的擋光片通過A的擋光時間為t1,通過B的擋光時間為t2,重力加速度為g.為了證明小物體通過A、B時的機(jī)械能相等,還需要進(jìn)行一些實驗測量和列式證明. 圖7 (1)下列必要的實驗測量步驟是________. A.用天平測出運(yùn)動小物體的質(zhì)量m B.測出A、B兩傳感器之間的豎直距離h C.測出小物體釋放時離桌面的高度H D.用秒表測出運(yùn)動小物體通過A、B兩傳感器的時間Δt (2)若該同學(xué)用d和t1、t2的比值來反映小物體經(jīng)過A、B光電門時的速度,并設(shè)想如果能滿足_______

6、_____________關(guān)系式,即能證明在自由落體過程中小物體的機(jī)械能是守恒的. 8.如圖8所示,A、B是水平傳送帶的兩個端點(diǎn),起初以v0=1 m/s的速度順時針運(yùn)轉(zhuǎn).今將一小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))無初速度地輕放在A處,同時傳送帶以a0=1 m/s2的加速度加速運(yùn)轉(zhuǎn),物塊和傳送帶間的動摩擦因數(shù)為0.2,水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道CPN,其形狀為半徑R=0.8 m的圓環(huán)剪去了左上角135°的圓弧,PN為其豎直直徑,C點(diǎn)與B點(diǎn)的豎直距離為R,物體離開傳送帶后由C點(diǎn)恰好無碰撞落入軌道.取g=10 m/s2,求: 圖8 (1)物塊由A端運(yùn)動到B端所經(jīng)歷的時間; (2)AC間的水平距離

7、; (3)判斷物塊能否沿圓軌道到達(dá)N點(diǎn). 9.游客對過山車的興趣在于感受到力的變化,這既能讓游客感到刺激,但又不會受傷,設(shè)計者通過計算“受力因子”來衡量作用于游客身上的力,“受力因子”等于座椅施加給游客的力除以游客自身的重力,可以利用傳感器直接顯示數(shù)值.如圖9所示為過山車簡化原理圖:左邊部分是裝有彈射系統(tǒng)的彈射區(qū),中間部分是作為娛樂主體的回旋區(qū),右邊部分是軌道末端的制動區(qū).某位質(zhì)量為m=60 kg的游客坐過山車運(yùn)動過程中,在軌道A處時“受力因子”顯示為7,在軌道B處時“受力因子”顯示為0.5,在軌道C處時的“受力因子”顯示為0.6.已知大回環(huán)軌道半徑R=10 m,重力加速度g取10 m/s

8、2,則: 圖9 (1)該游客在C處時是超重還是失重? (2)求該游客從A處運(yùn)動到B處過程中損失的機(jī)械能; (3)在設(shè)計時能否將彈射區(qū)和制動區(qū)的位置互換?試用文字定性分析說明. 答案解析 1.B [勻速運(yùn)動時拉力等于摩擦力,為: F2=Ff== N=2.5 N. 勻加速運(yùn)動拉力為恒力,v隨時間均勻增大,所以P隨t均勻增大. F1== N=7.5 N.F1-Ff=ma,a= m/s2=2 m/s2 可得m=2.5 kg.故B正確,A、C、D錯誤.] 2.A [當(dāng)加速度為零時,物體做勻速運(yùn)動,此時刻的牽引力等于阻力,速度為最大值;由功率的計算公式可得P=Fv,而F-f=ma

9、,聯(lián)立可得=a+,由題圖乙可得斜率為,截距為,因此可求出m,f和vm,故A正確,B、C錯誤;物體做變加速運(yùn)動,加速運(yùn)動的時間不可求,故D錯誤.故選A.] 3.C [據(jù)題意可知,小球從M點(diǎn)靜止釋放能到達(dá)D點(diǎn),據(jù)此可知在B點(diǎn)損失的能量為mgR(在B點(diǎn)能量的損失與在B點(diǎn)的速度有關(guān));當(dāng)小球從D點(diǎn)返回時,在B點(diǎn)損失的能量小于mgR.當(dāng)小球從D點(diǎn)返回過程中,由于在B點(diǎn)損失的能量小于mgR,據(jù)能量守恒可知,小球返回時能到達(dá)C點(diǎn)以上,N點(diǎn)以下,故A、B錯誤,C正確;若將小球從N點(diǎn)靜止釋放,在B點(diǎn)損失能量且小于mgR,所以小球在AB上能到達(dá)最高處距水平面的高度h滿足R

10、斜面方向,滑塊受到沿斜面向下的電場力和重力的分力、彈簧的彈力,彈簧的彈力先小于電場力與重力的分力之和,滑塊先向下做加速度逐漸減小的加速運(yùn)動,當(dāng)加速度為0時,速度最大,然后彈簧的彈力大于電場力與重力分力之和,做加速度逐漸增大的減速運(yùn)動,到達(dá)最低點(diǎn),速度減小到0,此時加速度最大,彈簧的彈性勢能最大.所以滑塊的加速度先減小后增大,故A、C錯誤,D正確.動能、重力勢能和彈性勢能統(tǒng)稱為系統(tǒng)的機(jī)械能,根據(jù)能量守恒定律,電勢能減小,系統(tǒng)的機(jī)械能增大,當(dāng)滑塊運(yùn)動到最低點(diǎn)時,電場力做的正功最多,即電勢能減小最多,此時系統(tǒng)機(jī)械能最大,故B錯誤.] 5.BC [根據(jù)功的定義W=Fx,而其x應(yīng)為拉過的繩子長度,也就

11、是兩個物體運(yùn)動的位移之和,因此B正確,A錯誤;根據(jù)動能定理,拉力做的功等于兩個物體增加的動能之和,即W=m2v+(m+m1)v,因此C正確,D錯誤.] 6.BD [因為質(zhì)點(diǎn)受豎直向下的重力和水平向右的恒力作用,故恒力對質(zhì)點(diǎn)總做正功,故質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能一直增加,選項B正確,A錯誤;隨質(zhì)點(diǎn)的高度增加,重力勢能逐漸增大,選項C錯誤;因重力和水平恒力的合力方向指向右偏下,故開始時合力與速度夾角大于90°,合力做負(fù)功;后來速度方向與合力夾角小于90°,合力做正功,由動能定理可知,動能先減小后增大,選項D正確;故選B、D.] 7.(1)B (2)()2-()2=2gh 解析 (1)由于重力勢能和動能中均

12、包括質(zhì)量m,因此小物體的質(zhì)量m不需要測量,A錯誤;求物體重力勢能的減小量,需要測量下落高度h,B正確;我們關(guān)心的是下落高度,與物體距離桌面的高度無關(guān),C錯誤;不需要測量物體下落所需要的時間,D錯誤. (2)物體通過兩光電門速度分別為、,驗證機(jī)械能守恒,即需要驗證()2-()2=2gh. 8.(1)3 s (2)8.6 m (3)不能 解析 (1)物塊離開傳送帶后由C點(diǎn)無碰撞落入軌道,則得在C點(diǎn)物塊的速度方向與C點(diǎn)相切,與豎直方向成45°,有vCx=vCy, 物塊從B點(diǎn)到C做平拋運(yùn)動,豎直方向:R=gt 得t3=0.4 s vCy=gt3 水平方向:xBC=vBt3(vB=vCx)

13、得出vB=vCx=vCy=4 m/s vC=vB=4 m/s 物塊剛放上傳送帶時,由牛頓第二定律有:μmg=ma 得:a=2 m/s2 物塊歷時t1后與傳送帶共速,則有:at1=v0+a0t1, 得:t1=1 s 得:v1=at1=2 m/s<4 m/s 故物塊此時速度還沒有達(dá)到vB,且此后的過程中由于a0<μg,物塊將和傳送帶以共同的加速度運(yùn)動,設(shè)又歷時t2到達(dá)B點(diǎn) vB=v1+a0t2 得:t2=2 s 所以從A運(yùn)動到B的時間為:t=t1+t2=3 s AB間的距離為:x=at+v1t2+a0t=7 m (2)從B到C的水平距離為:xBC=vBt3=1.6 m 所

14、以A到C的水平距離為:xAC=x+xBC=8.6 m (3)物塊能到達(dá)N點(diǎn)的速度要求:mg=m 解得:vN==2 m/s 對于小物塊從C到N點(diǎn),設(shè)能夠到達(dá)N位置且速度為vN′,由機(jī)械能守恒得: mv=mgR(1+)+mvN′2 解得:vN′≈ m/s

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