机械能典型题型分类解析

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1、HI第四章机械能典型例题分类解析题型一：应用动能定理时的过程选取问题解决这类问题需要注意：对多过程问题可采用分段法和整段法处理，解题时可灵活处理，通常用整段法 解题往往比较简洁.例1如图所示,一质量m=2Kg的铅球从离地面H=2m高处自由下落，陷入沙坑h=2cm深处，求沙子对铅球的平均阻力.（g取10m/s2）变式训练1 一个物体从斜面上高h处由静止滑下并紧接着在水平面上滑行一段距离后停止，测得 停止处对开始运动处的水平距离为S，如图，不考虑物体滑至斜面底端的碰撞作用，并设斜面与水平面对物体的动摩擦因数相同求动摩擦因数M 團 8-27题型二:运用动能定理求解变力做功问题解决这类问题需要注意:恒

2、力做功可用功的定义式直接求解,变力做功可借助动能定理并利用其它的恒 力做功进行间接求解.例2如图所示，AB为1/4圆弧轨道,BC为水平轨道，圆弧的半径为R, BC的长度也是R.质量 为m的物体，与两个轨道间的动摩擦因数都为|J,当它由轨道顶端A从静止开始下落时，恰好运动到C处停止,那么物体在AB段克服摩擦力所做的功为（）A.pmgR/2 B. mgR/2C. mgRD.（1-p） mgR变式训练2 质量为m的小球用长为L的轻绳悬于O点，如右图4-4所示，小球在水平力F作用下由最低点P缓慢地移到Q点，在此过程中F做的功为（）A.FLsinOB.mgLcosOC.mgL (1cosO)D.FLta

3、nO题型三:动能定理与图象的结合问题解决这类问题需要注意:挖掘图象信息,重点分析图象的坐标、切线斜率、包围面积的物理意义随物块所在位置坐标x的变化关系如图所示1A . 0B . F x2 m 0小 兀兀C . F x D . x 24 m 04 0图线为半圆贝U小物块运动到x0处时的动能为（例3静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块，在水平拉力F作用下，沿x轴方向运动，拉力F变式训练3 在平直公路上，汽车由静止开始作匀加速运 动，当速度达到vm后立即关闭发动机直到停止，v-t图像如图所示。设汽车的牵引力为F 功W，则（）摩擦力为f ,全过程中牵引力做功W，克服摩擦力做A . F ： f=1 ：

4、3B . F ： f=4 ： 1C . W1 ： W2 =1 : 1D . W1 ： W2=l : 3题型四:机械能守恒定律的灵活运用解决这类问题需要注意:灵活运用机械能守恒定律的三种表达方式：1初态机械能等于末态机械能,2.动 能增加量等于势能减少量,3. 一个物体机械能增加量等于另一个物体机械能减少量后两种方法不需要选取 零势能面.例4如图所示，粗细均匀的U形管内装有总长为4L的水。开始时阀门K闭合，左右支管内水面 高度差为L。打开阀门K后，左右水面刚好相平时左管液面的速度是多大？（管的内部横截面很小，摩擦阻力忽略不计）K卜;: :变式训练4如图所示，游乐列车由许多节车厢组成。列车全长为L

5、圆形轨道半径为R, （R远大 于一节车厢的高度h和长度l,但L2tR） 已知列车的车轮是卡在导轨上的光滑槽中只能使列车沿着圆周 运动，在轨道的任何地方都不能脱轨。试问：在没有任何动力的情况下，列车在水平轨道上应具有多大初 速度v0,才能使列车通过圆形轨道而运动到右边的水平轨道上？【能力训练】1如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上P点，已知物体的质量为m=2.0kg，物体与水平面间的动摩擦因数M=0.4，弹簧的劲度系数k=200N/m.现用力F拉物体，使弹簧从处于自然状态的O点由静止开始向左移动10cm，这时弹簧具有弹性势能EP=1.0J，物体处于静止状态.若取g=10m/

6、s2，则撤去外力尸后（）B 物体向右滑动的距离一定小于12.5cmC 物体回到O点时速度最大A 物体向右滑动的距离可以达到12.5cmD 物体到达最右端时动能为0 ,系统机械能不为02.辆汽车在水平路面上原来做匀速运动，从某时刻开始，牵引力F和阻力f随时间t的变化规律如下左图所示。贝U从图中的-到t2时间内，汽车牵引力的功率P随时间t变化的关系图线应为下右图中的（D3如图所示，粗细均匀、全长为h的铁链，对称地挂在轻小光滑的定滑轮上.受到微小扰动后，铁链从静止开始运动，当铁链脱离滑轮的瞬间，其速度大小为（）. 1 A. /ghB. Jgh C. 2 a;2ghD- v;2gh4.如图所示，两个底

7、面积都是S的圆桶，放在同一水平面 上，桶内装水，水面高度分别为叫和h2,如图所示.已知水的密度为P,现把连接两桶阀门打开,最后两桶水面 高度相等,则在这过程中重力做的功等于（）A.pgSg h2)C. Pg(L24D.pgS(h -h )21225如图所示，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接触，到c点时弹簧被压缩到最短，若 不计弹簧质量和空气阻力，在小球由a-b-c的运动过程中（）O一aA.小球和弹簧总机械能守恒B小球的重力势能随时间均匀减少C.小球在b点时动能最大D到C点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量6如图示，一轻弹簧一端固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在

8、同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度释放;让它自由摆下不计空气阻力贝U在重物由A点摆向最低点B的过程中（A弹簧与重物的总机械能守恒B弹簧的弹性势能增加C重物的机械能不变D重物的机械能增加7如图所示，质量为m的物体置于光滑水平面上，一根绳子跨过定滑轮一端固定在物体上，另一端在力F作用下，以恒定速率v0竖直向下运动，物体由静止开始运动到绳与水平方向夹角Q =45过程中，绳中拉力对物体做的功为（C . 1 mv2 D .空 mv22 0 2 08如图所示，一物体以一定的速度沿水平面由A点滑到B点，摩擦力做功；若该物体从A沿两斜面滑到B，摩擦力做的总功为，已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同，则（）

9、a.w1=w2b.w1w2C.WVW2D.不能确定W、w2大小关系9有一斜轨道AB与同材料的1/4圆周轨道BC圆滑相接，数据如图所示，D点在C点的正上方, 距地面高度为3R,现让一个小滑块从D点自由下落，沿轨道刚好能滑动到A点，则它再从A点沿轨道自由滑下，能上升到的距地面最大高度是（不计空气阻力）（）A. RB. 2R C.在0与R之间D.在R与2R之间10 一根木棒沿水平桌面从A运动到B，如图4-18所示，若棒与桌面间的摩擦力大小为f，则棒对桌面的摩擦力和桌面对棒的摩擦力做的功各为（）A fs ,- fs B . fs ,- fs C . 0 ,- fsD fs , 0OA11. 将一物体从

10、地面竖直上抛，物体上抛运动过程中所受的空气阻力 大小恒定设物体在地面时 的重力势能为零，则物体从抛出到落回原地的过程中，物体的机械能E与物体距地面高度h的关系正 确的是图中的（ ）12. 如图所示，质量分别为2 m和3m的两个小球固定在一根直角尺的两端A、B，直角尺的顶点O处有光滑的固定转动轴。AO、BO的长分别为2L和L。开始时直角尺的AO部分处于水平位置而B在O的正下方。让该系统由静止开始自由转动，则：当A到达最低点时，A小球的速度大小为:B球 三_巨亍能上升的最大高度为 ；开始转动后B球可能达到的最大速度为13. 如右上图所示，面积很大的水池,水深为H,水面上浮着一正方体木块，木块边长为

11、a,密度为水的1/2, 质量为m.开始时，木块静止，有一半没入水中,现用力F将木块缓慢地压到池底，不计摩擦，求:（1）从木块刚好 完全没入水中到停在池底的过程中，池水势能的改变量为.（2）从开始到木块刚好完全没入水的过程中，力F所做的功为.14 在研究摩擦力特点的实验中，将木块放在水平固定长木板上，如图a所示，用力沿水平方向拉木 块，拉力从0开始逐渐增大分别用力传感器采集拉力和木块所受到的摩擦力，并用计算机绘制出摩擦力Ff随拉力F的变化图像，如图b所示已知木块质量为0.78kg .取重力加速度g=10m/s2 , sin37。=0.60 , cos37=0.80 （ 1）求木块与长木板间的动摩

12、擦因数（ 2 ）若木块在与水平方向成37角斜向右上方的 恒定拉力F作用下，以a=2.0m/s2的加速度从静止开始做匀变速直线运动，如图c所示拉力大小应为多大？（ 3 ）在（2 ）中力作用2s后撤去拉力F ,15. 图示装置中，质量为m的小球的直径与玻璃管内径接近，封闭玻璃管内装满了液体，液体的 密度是小球的2倍，玻璃管两端在同一水平线上，顶端弯成一小段圆弧。玻璃管的高度为H，球与玻3璃管的动摩擦因素为M（M tg37o二-，小球由左管底端由静止释放，试求：（1 ）小球第一次到达右4管多高处速度为零？（ 2 ）小球经历多长路程才能处于平衡状态？16. 如图所示，一劲度系数为k=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。 开始时物体A、B和轻弹簧竖立静止在水平地面上，现要在上面物体A上加一竖直向上的力F，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中弹簧都处于弹性限度内g取10m/S2。 求：此过程中外力F所做的功。卓F17. 如图所示，倾角为9的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球A和B ,两球之间用一根长为L 的轻杆相连，下面的小球B离斜面底端的高度为h。两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能 损失，且地面光滑。求：（1）两球在光滑水平面上运动时的速度大小；（2 ）此过程中杆对A球所做的功；（3 ）分析杆对A球做功的情况。