2024年高考物理复习专题六机械能及其守恒定律

专题六机械能及其守恒定律。

考点一功和功率。

1.(2013浙江理综，17,6分)如图所示，水平木板上有质量m=1.0 kg的物块，受到随时间t变化的水平拉力f作用，用力传感器测出相应时刻物块所受摩擦力ff的大小。

取重力加速度g=10 m/s2,下列判断正确的是( )

a.5 s内拉力对物块做功为零。

b.4 s末物块所受合力大小为4.0 n

c.物块与木板之间的动摩擦因数为0.4

d.6 s-9 s内物块的加速度大小为2.0 m/s2

答案 d 2.(2013四川理综，10,17分)在如图所示的竖直平面内，物体a和带正电的物体b用跨过定滑轮的绝缘轻绳连接，分别静止于倾角θ=37°的光滑斜面上的m点和粗糙绝缘水平面上，轻绳与对应平面平行。劲度系数k=5 n/m的轻弹簧一端固定在o点，一端用另一轻绳穿过固定的光滑小环d与a相连，弹簧处于原长，轻绳恰好拉直，dm垂直于斜面。

水平面处于场强e=5×104 n/c、方向水平向右的匀强电场中。已知a、b的质量分别为ma=0.1 kg和mb=0.

2 kg,b所带电荷量q=+4×10-6 c。设两物体均视为质点，不计滑轮质量和摩擦，绳不可伸长，弹簧始终在弹性限度内，b电量不变。取g=10 m/s2,sin 37°=0.

6,cos 37°=0.8。

1)求b所受静摩擦力的大小；

2)现对a施加沿斜面向下的拉力f,使a以加速度a=0.6 m/s2开始做匀加速直线运动。a从m到n的过程中，b的电势能增加了δep=0.

06 j。已知dn沿竖直方向，b与水平面间的动摩擦因数μ=0.4。

求a到达n点时拉力f的瞬时功率。

答案 (1)0.4 n (2)0.528 w

考点二动能定理及其应用。

3.(2013江苏单科，9,4分)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连。弹簧处于自然长度时物块位于o点(图中未标出)。

物块的质量为m,ab=a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平向右的力将物块从o点拉至a点，拉力做的功为w。撤去拉力后物块由静止向左运动，经o点到达b点时速度为零。

重力加速度为g。则上述过程中( )

a.物块在a点时，弹簧的弹性势能等于w-μmga

b.物块在b点时，弹簧的弹性势能小于w-μmga

c.经o点时，物块的动能小于w-μmga

d.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在b点时弹簧的弹性势能。

答案 bc

4.(2013天津理综，10,16分)质量为m=4 kg的小物块静止于水平地面上的a点，现用f=10 n的水平恒力拉动物块一段时间后撤去，物块继续滑动一段位移停在b点，a、b两点相距x=20 m,物块与地面间的动摩擦因数μ=0.2,g取10 m/s2,求：

1)物块在力f作用过程发生位移x1的大小；

2)撤去力f后物块继续滑动的时间t。

答案 (1)16 m (2)2 s

考点三机械能守恒定律及其应用。

5.(2013浙江理综，23,16分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤，其示意图如右图所示。图中a、b、c、d均为石头的边缘点，o为青藤的固定点，h1=1.

8 m,h2=4.0 m,x1=4.8 m,x2=8.

0 m。开始时，质量分别为m=10 kg和m=2 kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上，当大猴发现小猴将受到伤害时，迅速从左边石头的a点水平跳至中间石头。大猴抱起小猴跑到c点，抓住青藤下端，荡到右边石头上的d点，此时速度恰好为零。

运动过程中猴子均可看成质点，空气阻力不计，重力加速度g=10 m/s2。求：

1)大猴从a点水平跳离时速度的最小值；

2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小；

3)猴子荡起时，青藤对猴子的拉力大小。

答案 (1)8 m/s (2)9 m/s (3)216 n

考点四功能关系能量守恒定律。

6.(2013课标ⅱ,20,6分)(多选)目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是( )

a.卫星的动能逐渐减小。

b.由于地球引力做正功，引力势能一定减小。

c.由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变。

d.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小。

答案 bd

7.(2013江苏单科，5,3分)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等。碰撞过程的频闪**如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的( )

a.30% b.50% c.70% d.90%

答案 a 8.(2013山东理综，16,5分)(多选)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为m、m(m>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。

两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )

a.两滑块组成系统的机械能守恒。

b.重力对m做的功等于m动能的增加。

c.轻绳对m做的功等于m机械能的增加。

d.两滑块组成系统的机械能损失等于m克服摩擦力做的功。

答案 cd

9.(2013北京理综，23,18分)蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段。最初，运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段。

把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小f=kx(x为床面下沉的距离，k为常量)。质量m=50 kg 的运动员静止站在蹦床上，床面下沉x0=0.10 m;在预备运动中，假定运动员所做的总功w全部用于增加其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为δt=2.

0 s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为x1。取重力加速度g=10 m/s2,忽略空气阻力的影响。

1)求常量k,并在图中画出弹力f随x变化的示意图；

2)求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度hm;

3)借助f-x图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求x1和w的值。

答案 (1)5.0×103 n/m 示意图如图所示。

2)5.0 m

3)1.1 m 2.5×103 j

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