2019-2020年高考物理第二輪復習方案 機械能1.doc

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2019-2020年高考物理第二輪復習方案 機械能1 1. 水平路面上行駛的汽車所受到的阻力大小與汽車行駛的速率成正比，若汽車從靜止出發(fā)， 先做勻加速直線運動，達到額定功率后保持額定功率行駛，則在整個行駛過程中，汽車 受到的牽引力大小與阻力大小關系圖像正確的是 2.下列關于體育項目的說法正確的是 A．撐桿跳高，借助撐桿將人的動能轉化成人的重力勢能，故可跳得更高 B．短跑運動員跑鞋底部裝有尖端向地的鋼鞋，是為了增加鞋的彈力 C．跳板跳水，借助跳板的彈力，增大騰空高度，可增加做動作的時間 D．摩托車障礙賽，摩托車騰空后，落地時應前輪先著地，這樣可以防止向前翻到 3．在xx年懷化市中學生籃球比賽中，張宇同學在最后一節(jié)三分線外投籃，空心入網(wǎng)，彈網(wǎng)后籃球豎直下落，為該隊贏得了比賽。若空氣阻力大小恒定，則下列說法能正確反映球從出手到落地這一過程的是` A.籃球上升過程加速度小于g，下降過程加速度大于g B.籃球勻加速上升，變減速下降 C.籃球在上升過程中動能減少，下降時機械能增加 D.籃球在出手時的機械能一定大于落地時的機械能 4．如圖所示，輕質彈簧的一端與固定的豎直板P拴接，另一端與物體A相連，物體A靜止于光滑水平桌面上，右端接一細線，細線繞過光滑的定滑輪與物體B相連．開始時用手托住B，讓細線恰好伸直，然后由靜止釋放B，直至B獲得最大速度．下列有關該過程的分析正確的是（ ） A．B物體的機械能一直減小 B．B物體的動能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和 C．B物體機械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量 D．細線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機械能的增加量 ．答案：ABD解析：把AB和彈簧看作一個系統(tǒng)，相同機械能守恒，在B下落直至B獲得最大速度過程中，A的動能增大，彈簧彈性勢能增大，所以B物體的機械能一直減小，選項A正確；由動能定理，B物體的動能的增加量等于它所受重力與拉力做的功之和，選項B正確；B物體機械能的減少量等于彈簧的彈性勢能的增加量與A動能增加量之和，選項C錯誤；對A和彈簧組成的系統(tǒng)，由功能關系，細線拉力對A做的功等于A物體與彈簧所組成的系統(tǒng)機械能的增加量，選項D正確。 5．某滑沙場有兩個坡度不同的滑道AB和AB（均可看作斜面），甲、乙兩名旅游者分別乘兩個完全相同的滑沙撬從A點由靜止開始分別沿AB和AB滑下，最后都停在水平沙面BC上，如圖所示．設滑沙撬和沙面間的動摩擦因數(shù)處處相同，斜面與水平面連接處均可認為是圓滑的，滑沙者保持一定姿勢坐在滑沙撬上不動．則下列說法中正確的是 ( ) A B B / C A．甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程 B．甲在B點的動能一定等于乙在B點的動能 C．甲在B點的速率一定等于乙在B點的速率 D．甲全部滑行的水平位移一定大于乙全部滑行的水平位移 答案：A解析：由動能定理列方程計算可得兩人最后都停在水平沙面B’C上同一點，甲滑行的總路程一定大于乙滑行的總路程，甲全部滑行的水平位移一定等于乙全部滑行的水平位移，選項A正確D錯誤；甲在B點的動能一定大于乙在B點的動能，甲在B點的速率一定大于乙在B點的速率，選項BC錯誤。 6.如右圖所示，水平面上放有質量均為m=l kg的物塊A和B，A、B與地面的動摩擦因數(shù)分別為μ1=0.4和μ1=0.1，相距l(xiāng)=0.75m．現(xiàn)給物塊A一初速度使之向B運動，與此同時給物塊B一個F=3 N的水平向右的力，B由靜止開始運動，經(jīng)過一段時間A恰好追上B且二者速度相等。g=10 m/s2，求： （1）物塊A的初速度大??； （2）從開始到物塊A追上物塊B的過程中，力F對物塊B所做的功． 解析：（14分） (1)設A經(jīng)時間t追上B，A、B的加速度大小分別為a1、a2,由牛頓第二定律有： μ1mg=ma1 （1分） a1=4 m/s2, F-μ2mg=ma2 （1分） a2=2 m/s2 ， 恰好追上時它們速度相同,則： （2分） 追上時由路程關系有： v0t- （2分） 由以上四式解得A的初速度大小為： v0=3 m/s，　 t=0.5 s （3分） (2) B運動的位移： s=a2t2 =0.25 m （2分） F對物塊B所做的功： W=Fs= 0.75 J （3分） 7.如圖所示，水平傳送帶AB的右端與豎直面內的用光滑鋼管彎成的“9”形固定軌道相接，鋼管內徑很小。 傳送帶的運行速度為V0=6m／s，將質量m=1.0kg的可看作質點的滑塊無初速地放到傳送帶A端，長度為L=12.0m，“9”字全高H=0.8m，“9”字上半部分圓弧半徑為R=0.2m， 滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)為μ=0.3，重力加速度g=10m／s2，試求： (1)滑塊從傳送帶A端運動到B端所需要的時間。 (2)滑塊滑到軌道最高點C時對軌道作用力的大小和方向。 (3)若滑塊從“9”形規(guī)道D點水平拋出后，恰好垂直撞在傾角 θ=60的斜面上P點，求P、D兩點間的豎直高度h(保留兩位有效數(shù)字)。 （1）在傳送帶上加速運動時，由牛頓第二定律 （1分） 得 （1分） 加速到與傳送帶達到同速所需要的時間， （1分） 位移 （1分） 之后滑塊做勻速運動的位移 所用的時間 （1分） 故 （1分） （2）滑塊由B到C的過程中動能定理 （1分） 在C點，軌道對滑塊的彈力與其重力的合力為其做圓周運動提供向心力，設軌道對滑塊的彈力方向豎直向下，由牛頓第二定律得， （1分） 力方向豎直向下（1分） 由牛頓第三定律得，滑塊對軌道的壓力大小為N=N=90N，（1分） 方向豎直向上。（1分） （3）滑塊從B到D的過程中由動能定理得 （1分） 在P點 （1分） 又 （2分） h=0.47m（1分） 8.如圖16所示，光滑斜面與水平面在B點平滑連接，質量為0.20kg的物體從斜面上的A點由靜止開始下滑，經(jīng)過B點后進入水平面（設經(jīng)過B點前后速度大小不變），最后停在水平面上的C點。每隔0.20s通過速度傳感器測量物體的瞬時速度，下表給出了部分測量數(shù)據(jù)。取g=10m/s2。 t/s 0.0 0.2 0.4 … 1.2 1.4 … v/m?s-1 0.0 1.0 2.0 … 1.1 0.7 … 求： 圖16 C A B （1）物體在斜面上運動的加速度大?。? （2）斜面上A、B兩點間的距離； （3）物體在水平面上運動過程中，滑動摩擦力對物體做的功。 （1）物體在斜面上做勻加速直線運動，設加速度為a1，則 a1=m/s2=5.0m/s2 …………3分 （2）設物體滑到B點所用時間為tB，到達B點時速度大小為vB，在水平面上的加速度為a2，則由數(shù)據(jù)表可知 a2=m/s2=-2.0 m/s2………………………………………1分 vB=a1tB………………………………………1分 1.1- vB=a2（1.2-tB）……………………………1分 解得tB=0.5s………………………………………1分 設斜面上A、B兩點間的距離為xAB，則 xAB=a1tB2=0.625m ………………………………………1分 （3）設物體在水平面上運動過程中，滑動摩擦力對物體做的功為Wf，根據(jù)動能定理 Wf==0-J=-0.625J…………………………2分 C A B 圖14 9.如圖14所示，質量為2.0kg的木塊放在水平桌面上的A點，受到一沖量后以某一速度在桌面上沿直線向右運動，運動到桌邊B點后水平滑出落在水平地面C點。已知木塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為0.20，桌面距離水平地面的高度為1.25m，A、B兩點的距離為4.0m， B、C兩點間的水平距離為1.5m，g=10m/s2。不計空氣阻力，求： （1）木塊滑動到桌邊B點時的速度大小； （2）木塊在A點受到的沖量大小。 解析： （1）設木塊在B點速度為vB，從B點運動到C點的時間為t，根據(jù)平拋運動的規(guī)律有 ……………………………………………………1分 ……………………………………………………1分 解得：t=0.50s，vB=3.0m/s …………………………………2分 （2）設木塊在A點的速度為vA，根據(jù)動能定理得 ………………………………………1分 解得：vA=5.0m/s ……………………………………………………1分 根據(jù)動量定理，木塊在A點受到的沖量I=mvA-0=10kgm/s …………2分 10.如圖所示，傳送帶的兩個輪子半徑均為r=0.2m,兩個輪子最高點A、B在同一水平面 內，A、B間距離L=5m，半徑R=0.4的固定、豎直光滑圓軌道與傳送帶相切于B點，C 點是圓軌道的最高點。質量m=0.1kg的小滑塊與傳送帶之間的動摩擦因數(shù)μ=0.4。重力加速 度 g=10m/s2。求： (1)傳送帶靜止不動，小滑塊以水平速度v0滑上傳送帶，并能夠運動到C點，v0至少多大？ (2)當傳送帶的輪子以ω=10rad/s的角速度勻速轉動時，將小滑塊無初速地放到傳送帶 上的A點，小滑塊從A點運動到B點的時間t是多少？ (3) 傳送帶的輪子以不同的角速度勻速轉動，將小滑塊無初速地放到 傳送帶上的A點，小滑塊運動到C點時，對圓軌道的壓力大小不同，最大壓力Fm是多大？ 解：（1）設小滑塊能夠運動到C點，在C點的速度至少為v，則 mg=m (2分) mv2－mv02=－2mgR-μmgL (2分) 解得v0=2m/s (1分) (2)設傳送帶運動的速度為v1，小滑塊在傳送帶上滑動時加速度是a，滑動時間是t1，滑動過程中通過的距離是x，則 v1=rω (1分) ma=μmg (1分) v1=at1 (1分) x=at12， (1分) 解得v1=2m/s，a=4m/s2，t1=0.5s，x=0.5m 由于x＜L，所以小滑塊還將在傳送帶上與傳送帶相對靜止地向B點運動，設運動時間為t2，則 L－x= v1t2 (2分) 解得t2=2.25s 則t= t1＋t2=2.75s (2分) （3）輪子轉動的角速度越大，即傳送帶運動的速度越大，小滑塊在傳送帶上加速的時間越長，達到B點的速度越大，到C點時對圓軌道的壓力就越大。 小滑塊在傳送帶上一直加速，達到B點的速度最大，設為vBm，對應到達C點時的速度為vcm，圓軌道對小滑塊的作用力為F，則 vBm2=2aL (2分) mvCm2－mvBm2=－2mgR (2分) mg+F=m (1分) Fm=F (1分) 解得Fm=5N (1分) 11.如圖甲所示，豎直平面內的光滑軌道由傾斜直軌道AB和圓軌道BCD組成，AB和BCD相切于B點，CD連線是圓軌道豎直方向的直徑（C、D為圓軌道的最低點和最高點），已知∠BOC =30?。可視為質點的小滑塊從軌道AB上高H處的某點由靜止滑下，用力傳感器測出滑塊經(jīng)過圓軌道最高點D時對軌道的壓力為F，并得到如圖乙所示的壓力F與高度H的關系圖象，取g=10m/s2。求： （1）滑塊的質量和圓軌道的半徑； （2）是否存在某個H值，使得滑塊經(jīng)過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點。若存在，請求出H值；若不存在，請說明理由。 F/N H/m 1.00 0.75 0.50 0.25 7.5 5.0 2.5 O 乙 第18題圖 甲 C DA A H OA BA （1）mg(H－2R)= mvD2 1分 F＋mg= 1分 得：F= －mg 取點（0.50m，0）和（1.00m，5.0N）代入上式得： m=0.1kg，R=0.2m 2分 DA BA A H OA C EDA （2）假設滑塊經(jīng)過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的E點（如圖所示） OE= x= OE=vDPt 1分 R=gt2 得到：vDP=2m/s 1分 而滑塊過D點的臨界速度 vDL==m/s 1分 由于：vDP> vDL 所以存在一個H值，使得滑塊經(jīng)過最高點D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點 1分 mg(H－2R)= mvDP2 1分 得到：H=0.6m 1分 M N A C B D R P R 450 12.如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點，彈簧處于自然狀態(tài)時其右端位于B點。水平桌面右側有一豎直放置的光滑軌道MNP，其形狀為半徑R=0.8 m的圓環(huán)剪去了左上角135的圓弧，MN為其豎直直徑，P點到桌面的豎直距離也是R。用質量m1=0.4kg的物塊將彈簧緩慢壓縮到C點，釋放后彈簧恢復原長時物塊恰停止在B點。用同種材料、質量為m2=0.2kg的物塊將彈簧也緩慢壓縮到C點釋放，物塊過B點后其位移與時間的關系為x=6t-2t2，物塊從桌面右邊緣D點飛離桌面后，由P點沿圓軌道切線落入圓軌道。g =10 m/s2，求： （1）BP間的水平距離； （2）判斷m2能否沿圓軌道到達M點； （3）釋放后m2在水平桌面上運動過程中克服摩擦力做的功。 解：（1）設物塊由D點以初速度vD做平拋，落到P點時其豎直速度為vy ,有 =2gR, 而 vy= vDtan45 解得 vD =4m/s。 （2分） 設平拋運動時間為t，水平位移為x1，有 解得x1=1.6m。（2分） 由題意可知小球過B點后做初速度為v0 =6m/s，加速度大小為a =4m/s2的勻減速運動，減速到vD。 BD間位移為x2 ，有 所以BP水平間距為 = 4.1m （2分） （2）若物塊能沿軌道到達M點，其速度為，有 m2vM2=m2vD2-m2gR （2分） 解得： < 即 物塊不能到達M點 （2分） （3）設彈簧長為AC時的彈性勢能為EP，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為μ μm2g=m2a， 釋放m1時， EP=μm1gxCB 釋放m2時， EP=μm2gxCB+m2v02， 解得 EP=7.2J。 （3分） 設m2在桌面上運動過程中克服摩擦力做功為Wf，有： EP -Wf=m2vD2，解得：Wf=5.6J。 13.中國海軍殲-15艦載機已經(jīng)在“遼寧”艦上多次進行觸艦復飛，并已經(jīng)進行了艦載機著陸和甲板起飛。這標志著我國已經(jīng)基本擁有在航母上起降艦載機的能力。消息人士還記錄了殲15起飛的大概過程。10時55分，飛機由機庫運到飛行甲板上。11時15分，清理跑道，拖車把飛機拉到跑道起點，剎車。11時25分，甲板阻力板打開，艦載機發(fā)動機點火，保持轉速70%。11時28分許，艦載機剎車松開，加速至最大推力，飛機滑躍離開甲板，順利升空?，F(xiàn)將飛機起飛模型簡化為飛機先在水平甲板上做勻加速直線運動，再在傾角為θ=15的斜面甲板上以最大功率做加速運動，最后從甲板飛出的速度為360km/h。若飛機的質量為18噸，甲板AB=180m，BC=50m,（飛機長度忽略當做質點，不計一切摩擦和空氣阻力，取sin15=0.3，g=10 m/s2） (1) 如果要求到達甲板B點的速度至少為離開斜面甲板速度的60%，則飛機在水平甲板上運動時的牽引力至少為多少才能使飛機起飛？ (2) 如果到達B點時飛機剛好到達最大功率，則從飛機開始運動到飛離甲板共需多少時間？ 14．滑板運動是一種陸地上的“沖浪運動”，滑板運動員可在不同的滑坡上滑行。如圖所示，abcde為同一豎直平面內依次平滑連接的滑行軌道，其中bcd是一段半徑R=2.5m的圓弧軌道，O點為圓心，c點為圓弧的最低點。運動員腳踩滑板從高H=3m處由靜止出發(fā)，沿軌道自由滑下。運動員連同滑板可視為質點，其總質量m = 60kg。忽略摩擦阻力和空氣阻力，取g = 10m/s2，求運動員滑經(jīng)c點時軌道對滑板的支持力的大小。 15如圖所示，物體A的質量為M，圓環(huán)B的質量為m，通過繩子連結在一起，圓環(huán)套在光滑的豎直桿上，開始時連接圓環(huán)的繩子處于水平，長度l=4m，現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán)．不計定滑輪和空氣的阻力，取g=10m/s2，求： （1）為使圓環(huán)能下降h =3m，兩個物體的質量應滿足什么關系？ （2）若圓環(huán)下降h =3m時的速度v=5m/s，則兩個物體的質量有何關 系？ B l h A （3）不管兩個物體的質量為多大，圓環(huán)下降h =3m時的速度不可能超過多大？ 15．（18分） （1）若圓環(huán)恰好能下降h =3m，由機械能守恒定律得 ④ ⑤ 解得兩個物體的質量應滿足關系 M=3m⑥ （2）若圓環(huán)下降h =3m時的速度v=5m/s，由機械能守恒定律得 θ θ vA v B A l h 如圖所示，A、B的速度關系為 解得兩個物體的質量關系為 （3）B的質量比A的大得越多，圓環(huán)下降h =3m時的速度越大，當m>>M時可認為B下落過程機械能守恒，有 解得圓環(huán)的最大速度 vm=m/s=7.8m/s 即圓環(huán)下降h =3m時的速度不可能超過7.8m/s。