2012年高考物理试题分类汇编：机械能

更多精品在大家！http://www.T 大家网，大家的！2012年高考物理试题分类汇编：机械能1 （2012福建卷）如图，表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮，小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮（不计滑轮的质量和摩擦）。

初始时刻，A 、B 处于同一高度并恰好静止状态。

剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块A ．速率的变化量不同B ．机械能的变化量不同C ．重力势能的变化量相同D ．重力做功的平均功率相同 答案：D2．（2012天津卷）.如图甲所示，静止在水平地面的物块A ，受到水平向右的拉力F 作用，F 与时间t 的关系如图乙所示，设物块与地面的静摩擦力最大值f m 与滑动摩擦力大小相等，则 A ．0 – t 1时间内F 的功率逐渐增大 B ．t 2时刻物块A 的加速度最大 C ．t 2时刻后物块A 做反向运动 D ．t 3时刻物块A 的动能最大解析：由F 与t 的关系图像0～t 1拉力小于最大静摩擦力物块静止F 的功率为0，A 错误；在t 1～t 2阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动，在t 2～t 3阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动，在t 2时刻加速度最大，B 正确，C 错误；在t 1～t 3物块一直做加速运动，在t 3～t 4拉力小于最大静摩擦力物块开始减速，在时刻速度最大，动能最大，D 正确。

答案BD 。

3．（2012上海卷）．质量相等的均质柔软细绳A 、B 平放于水平地面，绳A 较长。

分别捏住两绳中点缓慢提起，直到全部离开地面，两绳中点被提升的高度分别为h A 、h B ，上述过程中克服重力做功分别为W A 、W B 。

若（）（A ）h A ＝h B ，则一定有W A ＝W B （B ）h A ＞h B ，则可能有W A ＜W B （C ）h A ＜h B ，则可能有W A ＝W B（D ）h A ＞h B ，则一定有W A ＞W B答案：B4．（2012上海卷）．如图，可视为质点的小球A 、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R 有光滑圆柱，A 的质量为B 的两倍。

当B 位于地面时，A恰与圆柱轴心等高。

将A 由静止释放，B 上升的最大高度是（ ）（A ）2R （B ）5R /3 （C ）4R /3 （D ）2R /3答案： C ，大家网，大家的！更多精品在大家！5．（2012上海卷）．位于水平面上的物体在水平恒力F 1作用下，做速度为v 1的匀速运动；若作用力变为斜面上的恒力F 2，物体做速度为v 2的匀速运动，且F 1与F 2功率相同。

则可能有（）（A ）F 2＝F 1，v 1＞v 2 （B ）F 2＝F 1，v 1＜v 2 （C ）F 2＞F 1，v 1＞v 2（D ）F 2＜F 1，v 1＜v 2答案：B 、D ，6．（2012安徽卷）.如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的圆弧轨道，半径OA 水平、OB 竖直，一个质量为m 的小球自A 的正上方P 点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力。

已知AP =2R ,重力加速度为g ，则小球从P 到B 的运动过程中( )A. 重力做功mgR 2B. 机械能减少mgRC. 合外力做功mgRD. 克服摩擦力做功mgR 2116D ；R ，故重力做功mgR ，A 错。

在B 点小球对轨道恰好无压力，由重力提供向点所在平面为零势能面，易知机械能减少量mgR mv R B2121mg E 2=-=∆，B错。

由动能定理知合外力做功W=mgR mvB21212=,C 错。

根据动能定理0-mv 21W -mgR 2Bf =，可得mgR 21wf=，D 选项正确。

7．（2012江苏卷）．如图所示，细线的一端固定于O 点，另一端系一小球，在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A 点运动到B 点，在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 A ．逐渐增大 B ．逐渐减小C ．先增大，后减小D ．先减小，后增大．【解析】设F 与速度v 的夹角为θ，则θcos Fv P =，力的分解，在切线上（速度方向上）合力为0，即θθcos sin F mg =，所以θsin mg P =，随θ增大，P 增大。

更多精品在大家！http://www.T 大家网，大家的！【答案】A8．（2012海南卷）.一质量为1kg 的质点静止于光滑水平面上，从t=0时起，第1秒内受到2N 的水平外力作用，第2秒内受到同方向的1N 的外力作用。

下列判断正确的是 A. 0～2s 内外力的平均功率是94WB.第2秒内外力所做的功是54JC.第2秒末外力的瞬时功率最大D.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是45答案 ；CD解析：由动量定理求出1s 末、2s 末速度分别为：v 1=2m/s 、v 2=3m/s 故合力做功为w=21 4.52m v J =功率为p 1s 末、2s 末功率分别为：4w 、3w 第1秒内与第2秒动能增加量分别为：21122m v J =、22211 2.522m v m v J -=，比值：4：59．(2012全国理综).（20分）一探险队员在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面呈抛物线形状。

此队员从山沟的竖直一侧，以速度v 0沿水平方向跳向另一侧坡面。

如图所示，以沟底的O 点为原点建立坐标系Oxy 。

已知，山沟竖直一侧的高度为2h ，坡面的抛物线方程为y=，探险队员的质量为m 。

人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g 。

（1） 求此人落到破面试的动能；（2） 此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？ 【解析】大家网，大家的！更多精品在大家！（1） 平抛运动的分解：t v x 0=，2212gt h y -=，得平抛运动的轨迹方程22022x vg h y -=，此方程与坡面的抛物线方程为y=的交点为ghv vh x +=202024，ghv hv y +=2022。

根据机械能守恒，k E mgy mvh mg +=+⋅20212解得ghv mghvmv mgh E k +-+=2020202212（3） （2）求ghv mghvmvmgh E k +-+=202022212关于0v 的导数并令其等于0，解得当此人水平跳出的速度为gh v 30=时，他落在坡面时的动能最小，动能的最小值为ghv hmg mgh E k +-=2022min 627。

（4）10．（2012广东卷）.（18分）图18（a ）所示的装置中，小物块A 、B 质量均为m ，水平面上PQ 段长为l ，与物块间的动摩擦因数为μ，其余段光滑。

初始时，挡板上的轻质弹簧处于原长；长为r 的连杆位于图中虚线位置；A 紧靠滑杆（A 、B 间距大于2r ）。

随后，连杆以角速度ω匀速转动，带动滑杆作水平运动，滑杆的速度-时间图像如图18（b ）所示。

A 在滑杆推动下运动，并在脱离滑杆后与静止的B 发生完全非弹性碰撞。

（1）求A 脱离滑杆时的速度u o ，及A 与B 碰撞过程的机械能损失ΔE 。

（2）如果AB 不能与弹簧相碰，设AB 从P 点到运动停止所用的时间为t 1，求ω得取值范围，及t 1与ω的关系式。

（3）如果AB 能与弹簧相碰，但不能返回道P 点左侧，设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为E p ，求ω的取值范围，及E p 与ω的关系式（弹簧始终在弹性限度内）。

答案：更多精品在大家！http://www.T 大家网，大家的！解：（1）由题知，A 脱离滑杆时的速度u o =ωr 设A 、B 碰后的速度为v 1，由动量守恒定律 m u o =2m v 1A 与B 碰撞过程损失的机械能220111222E m u m v ∆=-⨯解得 2218E m r ω∆=（2）AB 不能与弹簧相碰，设AB 在PQ 上运动的加速度大小为a ,由牛顿第二定律及运动学规律 ma mg 22=⋅μ v 1=at 1 112v x t =由题知x l ≤ 联立解得140l rt ω<≤12r t gωμ=（3）AB 能与弹簧相碰211222m gl m v μ⋅<⨯ 不能返回道P 点左侧2112222m g l m v μ⋅⋅≥⨯rrω<≤AB 在的Q 点速度为v 2，AB 碰后到达Q 点过程，由动能定理22211122222m gl m v m v μ-⋅=⨯-⨯AB 与弹簧接触到压缩最短过程，由能量守恒22122p E m v =⨯解得22(8)4p m r gl E ωμ-=11.（2012四川卷）．（16分）四川省“十二五”水利发展规划指出，若按现有供水能力测算，我省供水缺口极大，蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。

某地要把河水抽高20m ，进入蓄水池，用一台电动机通过传动效率为80%的皮带，带动效率为60%的离心水泵工作。

工作电压为380V ，此时输入电动机的电功率为9kW ，电动机的内阻为0.4Ω。

已知水的密度为1×l03kg/m3，重力加速度取10m/s 2。

求： (1)电动机内阻消耗的热功率；(2)将蓄水池蓄入864m 3的水需要的时间（不计进、出水口的水流速度）。

23．解：(l)设电动机的电功率为P ，则P=UI① 设电动机内阻r 上消耗的热功率为Pr ，则P r =I 2r ② 代入数据解得P r=1×103W③说明：①③式各2分，②式3分。

(2)设蓄水总质量为M ，所用抽水时间为t 。

已知抽水高度为h ，容积为V ，水的密度为ρ，则 M=ρV④ 设质量为M 的河水增加的重力势能为△Ep ，则△Ep=Mgh ⑤ 设电动机的输出功率为P 0，则P 0=P-Pr⑥ 根据能量守恒定律得 P 0t ×60%×80%=△Ep ⑦ 代人数据解得t =2×l04s⑧说明：④⑤式各1分，⑥⑧式各2分，⑦式3分。

12.（2012安徽卷）.（14分）质量为0.1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落，该下落过程对应的t v -图象如图所示。

球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。

该球受到的空气阻力大小恒为f ，取g =10 m/s 2, 求： （1）弹性球受到的空气阻力f 的大小；（2）弹性球第一次碰撞后反弹的高度h 。

22. (1)0.2N ；(2)0.375m解析：(1)由v —t 图像可知:小球下落作匀加速运动，2/8tv a s m =∆∆=由牛顿第二定律得：ma f mg =-解得Na g m f 2.0)(=+=(2)由图知：球落地时速度s m /4v =，则反弹时速度s m v v /343=='设反弹的加速度大小为a ＇，由动能定理得2210f)h (mg -v m '-=+解得m h 375.0=13.（2012安徽卷）.（20分）如图所示，装置的左边是足够长的光滑水平面，一轻质弹簧左端固定，右端连接着质量 M=2kg 的小物块A 。