2019年高考物理总复习 第5章 机械能测试 新人教版.doc

2019年高考物理总复习 第5章 机械能测试 新人教版一、选择题(40分)1(多选)(xx上海)位于水平面上的物体在水平恒力F1作用下，做速度为v1的匀速运动；若作用力变为斜向上的恒力F2，物体做速度为v2的匀速运动，且F1与F2功率相同则可能有()AF2F1，v1v2BF2F1，v1F1，v1v2 DF2F1，v1v2解析物体在水平恒力F1作用下匀速运动，水平方向，有F1mg.作用力变为斜向上的恒力F2时，设F2与水平方向的夹角为，物体匀速运动时在水平方向，有F2cos(mgF2sin)，故F2(其中sin)，因而两力大小关系不确定但两种情况下物体均匀速运动，且拉力功率相同，因而克服摩擦力做功的功率也相同，第二种情况下摩擦力小，因而必有v1v0，故A球不可能落在轨道右端口处，B球可能，C选项错误，D选项正确答案AD二、实验题(20分)11在“探究恒力做功与物体的动能改变量的关系”的实验中各有下列器材：A.打点计时器；B.天平；C.秒表；D.低压交流电源；E.电池；F.纸带；G细线、砝码、小车、重物、砝码盘；H.薄木板(1)其中多余的器材是_(填器材前的字母)，缺少的器材是_(2)测量时间的工具是_；测量质量的工具是_(填器材前的字母)(3)如下图所示是打点计时器打出的小车(质量为m)在恒力F作用下做匀加速直线运动的纸带测量数据已用字母表示在图中，打点计时器的打点周期为T.请分析，利用这些数据能否验证动能定理？若不能，请说明理由；若能，请说出做法，并对这种做法做出评价解析(1)计算小车速度是利用打上点的纸带，故不需要秒表打点计时器应使用低压交流电源，故多余的器材是C、E；测量点与点之间的距离要用毫米刻度尺，故缺少的器材是毫米刻度尺(2)测量时间的工具是打点计时器，测量质量的工具是天平(3)能从A到B的过程中，恒力做的功为WABFxAB物体动能的变化量为EkBEkAmvmvm()2m()2m，只要验证FxABm即可优点：A、B两点距离较远，测量时的相对误差较小；缺点：只进行了一次测量验证，说服力不强答案(1)C、E毫米刻度尺(2)AB(3)见解析12(xx上海高三质检)一同学在学习了机械能守恒定律后，认为小球沿竖直光滑曲面自由下滑的过程中机械能是守恒的，于是设计了如图所示的实验装置加以验证图中曲面固定，底端B处切线水平且与桌的右边缘相齐他的实验步骤如下：a在木板表面先后钉上白纸和复写纸，并将木板竖直立于靠近桌子右边缘处，使小球从曲面上某点A由静止释放，撞到木板并在白纸上留下痕迹Ob将木板向右平移适当的距离固定，再使小球由A点静止释放，撞到木板上得到痕迹Pc测出OP的距离y，竖直木板向右移动的距离L，查出当地的重力加速度g.(1)要验证小球由A到B的过程中机械能守恒，还需测量的物理量及符号是_；(2)用上述测量法：验证机械能守恒的表达式应该是_；(3)从实验结果来看，小球沿曲面下滑的过程机械能是减少的，原因是_.解析要验证机械能守恒，即mghmv，其中h为A、B间高度；由平抛运动，可求得B点速度vBL，代入可知实验要验证的表达式为gh.小球沿曲面下滑的过程机械能是减少的，是因为下滑过程中还是存在不可避免的摩擦使小球要克服摩擦力做功答案(1)A、B间高度h(2)gh(3)下滑过程中小球不可避免的要克服摩擦力做功三、计算题(40分)13.如图所示，水平传送带以速度v6 m/s顺时针运转两传动轮M、N之间的距离为L10 m若在M轮的正上方将一质量为m3 kg的物体轻放在传送带上，已知物体与传送带之间的动摩擦因数0.3，在物体由M处传送到N处的过程中，传送带对物体的摩擦力做了多少功？(g取10 m/s2)解析物体放在M处时初速度为零，与传送带之间有相对滑动，物体在水平向右的滑动摩擦力Ff作用下做匀加速运动，根据牛顿第二定律，得物体运动的加速度为ag0.310 m/s23 m/s2设一段时间后物体的速度增大到v6 m/s，此后物体与传送带速度相同，二者之间不再相对滑动，滑动摩擦力随之消失，可见滑动摩擦力的作用时间为t s2 s在这2 s内物体水平向右运动的位移大小为sat2322 m6 m10 m物体速度可以增大到v6 m/s滑动摩擦力对物体所做的功为WfFfsmgs0.33106 J54 J或Wfmv2362 J54 J答案54 J14.一质量为m2 kg的小球从斜面上高h3.5 m处由静止滑下，斜面底端紧接着一个半径为R1 m的光滑圆环，如图所示，求：(1)小球滑至圆环顶点时对环的压力；(2)小球至少应从多高处由静止滑下才能越过圆环最高点？(g取10 m/s2)解析(1)小球从开始下滑至滑到圆环顶点的过程中，只有重力做功，故可用动能定理求出小球到最高点时的速度，再由牛顿第二定律求压力由动能定理，有mg(h2R)mv20小球在圆环最高点时，由牛顿第二定律，得FNmgm联立上述两式，代入数据得FN40 N由牛顿第三定律知，小球对圆环的压力大小为40 N.(2)小球能越过圆环最高点的临界条件是在最高点时只有重力提供向心力，即mgm设小球应从H高处滑下，由动能定理，得mg(H2R)mv20由式，得H2.5R2.5 m答案(1)40 N(2)2.5 m15.如图所示，轨道ABC被竖直地固定在水平桌面上，A距离水平地面高H0.75 m，C距离水平地面高h0.45 m一质量m0.10 kg的小物块自A点从静止开始下滑，从C点以水平速度飞出后落在水平地面上的D点现测得C、D两点的水平距离为l0.60 m不计空气阻力，取g10 m/s2.求：(1)小物块从C点运动到D点经历的时间；(2)小物块从C点飞出时速度的大小；(3)小物块从A点运动到C点的过程中克服摩擦力做的功解析(1)小物块从C点水平飞出后做平抛运动，由hgt2，得小物块从C点到D点运动的时间t0.3 s(2)从C点飞出时速度的大小v2.0 m/s(3)小物块从A运动到C的过程中，根据动能定理，得mg(Hh)Wfmv20摩擦力做功Wfmv2mg(Hh)0.1 J此过程中克服摩擦力做的功WfWf0.1 J答案(1)0.3 s(2)2.0 m/s(3)0.1 J16(xx山东实验中学高三质检)如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP，其形状为半径R0.8 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离也是R，用质量为m10.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点用同种材料、质量为m20.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块过B点后其位移与时间的关系为s6t2t2，物块飞离桌面后由P点沿切线落入圆轨道取g10 m/s2，求：(1)判断m2能否沿圆轨道到达M点；(2)B、P间的水平距离；(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功解析(1)物块m2由D点以初速度vD平抛，至P点时，由平抛规律，得v2gRtan45解得vD4 m/s设能到达M点，且速度为vM，由机械能守恒，得m2vm2vm2gh由几何关系，得hRR在M点轨道对物块向下的压力为FN，由牛顿第二定律，得FNm2gm2解得FN(1)m2g0所以不能到达M点(2)平抛过程水平位移为x，由平抛运动规律，得xvDtRgt2在桌面上过B点后的运动为s6t2t2，故为匀减速运动，且初速度为vB6 m/s、加速度为a4 m/s2B、D间由运动规律，得vv2as解得B、P水平间距为xs4.1 m(3)设弹簧长为AC时的弹性势能为Ep，由功能关系，得释放m1时为Epm1gsCB释放m2时为Epm2gsCBm2vm2在桌面上运动过程中克服摩擦力做功为Wf，由动能定理，得EpWfm2v解得Wf5.6 J答案(1)不能到达M点 (2)4.1 m(3)5.6 J