2009届高三复习资料机械能

2009届高三复习资料：机械能1．如图所示，重球A 放在光滑的斜面体B 上，A 、B 质量相等，在力F 的作用下，B 在光滑水平面上向左缓慢移动了一段距离，A 球相对于C 点升高h ，若突然撤去F ，则( ) A.A 以后上升的最大高度为h/2 B.A 球获得的最大速度为ghC.在B 离开A 之前，A 、B 动量守恒D.A 、B 相互作用的冲量大小相等答案：ABD解析：从突然撤去F 到球A 摆动到最低点的过程，球A 向下摆动的同时，与斜面体B 一起向右运动，此过程它们的速度始终相同，并且绳的拉力对A 、B 组成的系统不做功，A 、B 间的弹力做功代数和为零，只有重力做功，故A 、B 系统的机械能守恒，设A 、B 在最低点时的速度为v ，有：m a gh=21 (m a +m b )v 2所以得到：v=B A A m m gh m 2=gh ，B 正确.此后A 、B分离，B 以v 向右做匀速直线运动，A 以v 继续做圆周运动类似单摆向上运动，球A 的机械能守恒，有21m a v 2=m a gh a ，所以得到h a =h/2，A 正确.从突然撤去F 到球A 摆动到最低点的过程，由于A 、B 系统所受合力不为零，且在水平方向的合外力也不为零（等于绳的拉力在水平方向的分力），故A 、B 系统动量不守恒，C 错误.A 、B 间的作用力是一对作用力与反作用力，作用时间相同，所以它们的冲量大小相同、方向相反，故D 正确.2．用细绳拴一个质量为m 的小球，小球将固定在墙上的轻弹簧水平压缩的距离为x ，球离地高h ，球与弹簧不粘连，如图所示，将细线烧断后（ ）A ．小球做平抛运动B ．小球的加速度立即为gC ．小球脱离弹簧后做匀变速运动D ．小球落地时动能大于mgh 答案：C D解析：细线烧断瞬间时，小球受重力和弹簧的弹力作用下而获得动能，而后只有重力作用，做匀变速曲线运动，因此选项C D 正确。

3．从距地面相同高度处，水平抛出两个质量相同的球A 和球B ，抛出A 球的初速度为v 0，抛出B 球的初速度为2v 0，则两球运动到落地的过程中 ( ) A ．重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率相同 B ．重力的平均功率相同，落地时重力的瞬时功率不同 C ．重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率相同 D ．重力的平均功率不同，落地时重力的瞬时功率不同答案：A解析：两个物体落地的时间相等，且在此过程中重力做功相等，因此A 正确。

4．行驶中的汽车制动后滑行一段距离最后停下，流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰，降落伞在空中匀速下降，条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流．上述不同现象中所包含的相同物理过程是：（ ）A ．物体克服阻力做功C ．物体的势能转化为其它形式的能B ．物体的动能转化为其它形式的能 D ．物体的动能与势能相互转化 答案：A解析：对各个过程进行分析，明确阻力在本题属于什么性质的力。

5. 如图所示，滑轮A 可沿倾角为θ的足够长光滑轨道下滑，滑轮下用轻绳挂着一个重力为G 的物体B ，下滑时，物体B 相对于A 静止，则下滑过程中（ ）A ．B 的加速度为g sin θ B ．绳的拉力为G cos θC ．绳的方向保持竖直D ．绳的拉力为G 答案：AB解析：分析滑轮A 受力分析知a =g sin θ,由于下滑时，物体B 相对于A 静止，因此物体B 的加速度也为g sin θ，对物体B 受力分析得：绳的拉力为G cos θ。

绳的方向保持与斜面垂直。

6．如图所示，小球在竖直向下的力F 作用下，将竖直轻弹簧压缩，若将力F 撤去，小球将向上弹起并离开弹簧，直到速度为零时（ ） ①小球的动能先增大后减小 ②小球在离开弹簧时动能最大 ③小球动能最大时弹性势能为零 ④小球动能减为零时，重力势能最大A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④答案：B解析： 小球放在弹簧上平衡F 撤出，小球向上有加速度，由此进行分析 7．（19分）如图所示，一劲度系数为A=800N/m 的轻弹簧两端各焊接着两个质量均为m=12kg 的物体A 、B ，物体A 、B 和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要加一竖直向上的力F 在上面物体A 上，使物体A 开始向上做匀加速运动，经0．4s 物体B 刚要离开地面，设整个过程弹簧都处于弹性限度内（取2s /m 10g =）求：（1）此过程中所加外力F 的最大值和最小值； （2）此过程中外力F 所做的功解析：（1）设物体A 上升前，弹簧的压缩量为1x ，物体B 刚要离开地面时弹簧的伸长量为2x ，物体A 上升的加速度为a ，物体A 原来静止受力平衡有 mg kx 1=① 当施加向上的力，使物体A 刚做匀加速运动时，拉力最小，设为1F ，对物体A 有ma mg kx F 11=-+ ②A B θ当物体B 刚要离开地面时，所需的拉力最大，设为2F ，对物体A ，有ma mg kx F 22=-- ③对物体B 有mg kx 2= ④由位移公式，对物体A 有221at 21x x =+ ⑤由①④两式得：m 203m 8001012k mg x x 21=⨯=== ⑥由⑤⑥解得：2s /m 75.3a =解②③得：N 285F N 45F 21==，（2）由功能关系J 5.49)at (m 21)x x (mg W 221F =++=8．（19分）如图所示，两块平行金属板M 、N 竖直放置，两板间的电势差U=1.5×103V ，现将一质量m=1×10－2kg 、电荷量q=4×10－5C 的带电小球从两板上方的A 点以V 0=4m/s 的初速度水平抛出(A 点距两板上端的高度h=20cm)，之后小球恰好从靠近M 板上端处进入两板间，沿直线运动碰到N 板上的B 点.不计空气阻力，取g=10m/s 2cy .求： (1)B 眯到N 板上的端的距离L. (2)小球到达B 点时的动能E K .解析：(1)小球到达板上端时的竖直分速度s m gh y /22==υ设小球此时速度方向与竖直方向之间的夹角为θ2tan y==υυθ 在电声中小球所受合外力方向与运动方向相同，设板间距为d∴mgdqUmg qE ==θtan θt a n d L =解得m mg qUL 15.0tan 2==θ(2)进入电场前20212121υυm m mgh -=电场中运动过程2121υm E mgL qU k -=+ 解得E k =0.175J9．（16分）下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是自行车满载的情况下在平直道路上以精确额定功率匀速行使的速度.额定车速 18km/h 整车质量 40kg 载重 80kg 电源 36V/12Ab 电源输出电压 ≥36V 充电时间6—8小时 电动机额定输出功率180W电动机的额定工作电压、电源36V/6A 请参考表中数据，完成下列问题((取g=10m/s 2)(1)在行使过程电动自行车受到的阻力是车重(包括载重)k 倍，试推算k 的大小？若电动自行车(包括载重)以额定功率行使，当速度为2m/s 时的加速度是多少？ (2)此车所配电动机的内阻是多少？解析：(1)对于车：由P 出=F ·VV=18km/h=5m/s 车匀速运动：F=ff=k(m+M)g) K=0.03(1分)当V ‘=2m/s 时牵引力F ’='VP 出a M m g M m k F )()('+=+-2/45.0s m a =(2)对于电动机R 人=UI=36×6=216W 由表得P 出=180WI=6A P 人=P 出+I 2r Ω=1r10．（20分）在如图所示的装置中，两个光滑的定滑轮的半径很小，表面粗糙的斜面固定在地面上，斜面的倾角为θ＝30°.用一根跨过定滑轮的细绳连接甲、乙两物体，把甲物体放在斜面上且连线与斜面平行，把乙物体悬在空中，并使悬线拉直且偏离竖直方向α＝60°.现同时释放甲乙两物体，乙物体将在竖直平面内振动，当乙物体运动经过最高点和最低点时，甲物体在斜面上均恰好未滑动.已知乙物体的质量为m ＝1㎏，若取重力加速度g ＝10m/s 2. 求：甲物体的质量及斜面对甲物体的最大静摩擦力.甲乙θα解析：设甲物体的质量为M ，所受的最大静摩擦力为f 则当乙物体运动到最高点时，绳子上的弹力最小，设为T 1 对乙物体αcos 1mg T =①此时甲物体恰好不下滑，有：1sin T f Mg +=θ② 由①②式得：αθcos sin mg f Mg +=③当乙物体运动到最低点时，设绳子上的弹力最大，设为T 2 对乙物体由动能定理：()221cos 1mv mgl =-α④ 又由牛顿第二定律：lv m m g T 22=-⑤此时甲物体恰好不上滑，则有：2sin T f Mg =+θ⑥ 由④⑤⑥式得：)cos 23(sin αθ-=+mg f Mg ⑦ 再由③⑦两式可解得： )(5.2s i n 2)c o s 3(kg m M =-=θα)(5.7)cos 1(23N mg f =-=α11．（20分）如图甲所示是游乐场中过山车的实物图片，图乙是过山车的模型图。

在模型图中半径分别为R 1＝2.0m 和R 2＝8.0m 的两个光滑圆形轨道，固定在倾角为α＝37°斜轨道面上的Q 、Z 两点，且两圆形轨道的最高点A 、B 均与P 点平齐，圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接。

现使小车（视作质点）从P 点以一定的初速度沿斜面向下运动。

已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为μ＝1/24，g ＝10m/s 2，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8。

问：⑴若小车恰好能通过第一个圆形轨道的最高点A 处，则其在P 点的初速度应为多大？ ⑵若小车在P 点的初速度为10m/s ，则小车能否安全通过两个圆形轨道？ZPQAB αO 1O 2 ααR 1 R 2甲乙解析：⑴小车经过A 点时的临界速度为v 1121R mv mg =设Q 点与P 点高度差为h 1，PQ 间距离为L 1，ααsin )cos 1(11+=R LP 到A 对小车，由动能定理得2012112121)cos (mv mv L mg -=-αμ 解得v 01=4m/s⑵Z 点与P 点高度差为h 2， PZ 间距离为L 2ααs i n )c o s 1(22+=R L小车能安全通过两个圆形轨道的临界条件是在B 点速度为v 2且在B 点时有：222R mv mg =设P 点的初速度为：v 02P 点到B 点的过程，由动能定理得：2022222121)cos (mv mv L mg -=-αμ 802=v m/s可知802=v m/s ＜10m/s ，能安全通过。