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1、北京专用高考物理一轮复习第六章机械能全章闯关检测第六章机械能在时间：50分钟6分值:100分、选择题（每小题6分，共48分）1.如图所示，摆球质量为m,悬线的长为L,把悬线拉到水平位置后放手。设在摆球运动过程中空气阻力F阻的大小不变，在摆球运动到最低点的过程中下列说法不正确的是（）A.重力做功为mgLB.绳的拉力做功为0C.空气阻力（F阻）做功为-mgL1D.空气阻力（F阻）做功为-2f阻ntL:/稣答案C如图所示，因为拉力Ft在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即W=0。重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影L,所以W=mgLF阻所做的总功等1于每
2、个小弧段上F阻所做功的代数和，即W阻=-（F阻Axi+F阻Ax2+）=-2f阻兀l。故重力mg做的功为mgL,1绳子拉力做功为零，空气阻力所做的功为-2f阻兀L。2 .（2017北京东城期末）兴趣小组的同学们利用弹弓放飞模型飞机。弹弓的构造如图1所示，其中橡皮筋两端点A、B固定在把手上，橡皮筋处于ACB时恰好为原长状态（如图2所示），将模型飞机的尾部放在C处，将C点拉至D点时放手，模型飞机就会在橡皮筋的作用下发射出去。CD两点均在AB连线的中垂线上，橡皮筋的质量忽略不计。现将模型飞机竖直向上发射，在它由D运动到C的过程中（）图1图2A.橡皮筋对模型飞机的弹力一直在增大B.橡皮筋对模型飞机的弹力
3、始终做正功C.模型飞机的机械能守恒D.模型飞机的动能一直在增大答案BC点为原长点，对应弹力为零，D点拉伸最长，对应弹力最大。从D到C过程中，橡皮筋伸长量减小，弹力一直在减小,A选项错误；由D到C的过程中橡皮筋的弹力方向与模型飞机运动方向相同，因此一直对模型飞机做正功,B选项正确；由D到C的过程模型飞机所受弹力做正功，其机械能增大，C错误;D点橡皮筋的弹力大于重力，C点橡皮筋的弹力为零，C、D之间有个平衡点，弹力等于重力，所以此过程中，模型飞机的动能先增大后减小,D选项错误。3 .如图所示，甲、乙两车用轻弹簧相连静止在光滑的水平面上，现在同时对甲、乙两车施加等大反向的水平恒力Fi、F2,使甲、乙
4、同时由静止开始运动，在整个过程中，对甲、乙两车及弹簧组成的系统（假定整个过程中弹簧均在弹性限度内），说法正确的是（）Ft甲工巴QQPbA.系统受到外力作用，动能不断增大B.弹簧伸长到最长时，系统的机械能最大C.恒力对系统一直做正功，系统的机械能不断增大D.两车的速度减小到零时，弹簧的弹力大小大于外力Fi、F2的大小答案B对甲、乙单独受力分析，两车都先加速后减速，故系统动能先增大后减少，A错误；弹簧最长时：外力对系统做正功最多，系统的机械能最大，B正确；弹簧达到最长后，甲、乙两车开始反向加速运动，Fi、F2对系统彳负功，系统机械能开始减少，C错；当两车第一次速度减小到零时，弹簧弹力大小大于Fi、
5、F2的大小，当返回速度再次为零时,弹簧的弹力大小小于外力Fi、F2的大小，D错。4.物体沿直线运动的v-t关系如图所示，已知在第1秒内合外力对物体做的功为W则（）105秒末合外力做功A.从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB.从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2WC.从第5秒末到第7秒末合外力做功为2WD.从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W答案D由题图知第1秒末、第3秒末、第7秒末速度大小关系：vi=V3=V7,由题知第1秒内合外力做功3a脑.W=际?3,10,则由动能定理得第1秒末到第3秒末合外力做功W=m=m=0,故A错；第3秒末到第叭1=-W,故B错；第5秒末到第7秒末合外力做
6、功5 .如图所示，水平传送带长为x,以速度v始终保持匀速运动，把质量为m的货物轻放到A点，货物与皮带间的动摩擦因数为W，当货物从A点运动到B点的过程中，摩擦力对货物做的功不可能（）A.等于2mvB.小于2mvC.大于jimgxD.小于mgx答案C货物在传送带上相对地面的运动可能先加速到v后匀速，也可能一直加速而货物的最终速度小11于v,故摩擦力对货物做的功可能等于mmV,可能小于2m2,可能等于mgx,可能小于科mgx,故选C6 .将一小球从高处水平抛出，最初2s内小球动能&随时间t变化的图像如图所示，不计空气阻力，取g=10m/s2。根据图像信息，不能确定的物理量是（）A.小球的质量B.小球
7、的初速度C.最初2s内重力对小球做功的平均功率D.小球抛出时的高度HaH答案D小球的初动能&=2m口=5J,在2s内由机械能守恒得30J-5J=mgh,结合h幺gX（2s）2=20m,1 mgh解得：m=8kg,v0=40m/s。最初2s内重力对小球做功的平均功率=士=12.5W小球抛出时的高度无法确定，故应选Do7 .如图所示，轻质弹簧竖直放置在水平地面上，它的正上方有一金属块从高处自由下落，从金属块自由下落到第一次速度为零的过程中，下列说法不正确的是（）II-55|A.重力先做正功，后做负功8 .弹力没有做正功C.金属块的动能最大时，弹力与重力相平衡D.弹簧的弹性势能最大时，金属块的动能为
8、零答案A从开始自由下落至第一次速度为零的全过程包括三个“子过程”，其受力如图所示。在整个过程中，重力方向始终与位移同方向，重力始终做正功，故A选项不正确。在整个过程中，弹力F方向与位移方向始终反向，所以弹力始终做负功，故B选项正确。在自由落体与压缩弹簧至平衡位置前的两个子过程与中，Fmg时，加速度a向下,v向下，且不断增大。在F=mg平衡位置,a=0,此时速度最大为Vm、动能最大，故C选项正确。速度为零时，弹簧形变最大，所以此时弹簧弹性势能最大，故D选项正确。48.质量为m的物体由静止开始下落，由于空气阻力影响，物体下落的加速度为5g,在物体下落高度为h的过程中，下列说法正确的是（）4A.物体
9、的动能增加了Pmgh4-8 .物体的机械能减少了Hmghc.物体克服阻力所做的功为mgmgh4D.物体的重力势能减少了5mgh4答案A因为物体动能的增加取决于物体所受合外力所做的功，所以物体下落过程中合外力大小为5mg,4合外力的功为5mgh,故选项A正确；物体与地球组成的系统机械能的改变量取决于除重力（或弹簧弹力）e-以外的其他力做功的多少，该物体下落过程中所受空气阻力为5mg,所以空气阻力做功为-5mgh,故选项B、C错误；物体下落过程重力做功为mgh,故重力势能减少mgh,故选项D错误。二、非选择题（共52分）9 .（6分）某课外活动小组利用竖直上抛运动验证机械能守恒定律。(1)某同学用
10、20分度的游标卡尺测量一小球的直径，示数如图甲所示，则小球的直径d=cmi(2)如图乙所示，弹射装置将小球竖直向上抛出，先后通过光电门A、B,计时装置测出小球通过A、B的时间分别为AtA、Atb。用刻度尺测出光电门A、B间的距离h,用游标卡尺测得小球直径为d,当地的重力加速度为g,在误差范围内，若公式成立，就可以验证机械能守恒(用题中给出的物理量符号表不答案(1)1.020解析游标卡尺示数为10mm+0.05X4mm=10.20mm=1.020cmiiL(2)小球在A点动能&A=2m(,，)2，B点动能EkB2m%)2,动能减少1AA，若满量：AEk=EA-EkB=2m(A八)2-(P)2,小
11、球由A到B重力势能增加量AEp=mgh,在误差允许范围内足AEk=AEp,即(句2-(%)2=2gh,就可以验证机械能守恒。10.(11分)如图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图。整个雪道由倾斜的助滑雪道AB和着陆雪道DE,以及水平的起跳平台CD组成,AB与CD圆滑连接。运动员从助滑雪道AB上由静止开始，在重力彳用下，滑到D点水平飞出，不计飞行中白空气阻力，经2s在水平方向飞行了60m,落在着陆雪道DE上。已知从B点到D点运动员的速度大小不变。(g取10m/s2)求：(1)运动员在AB段下滑到B点的速度大小；(2)若不计阻力，运动员在AB段下滑过程中下降的高度；(3)若运动员的质量为60kg,在A
12、B段下降的实际高度是50m,此过程中他克服阻力所做的功。答案(1)30m/s(2)45m(3)3000J解析(1)运动员从D点飞出时的速度v=30 m/s。依题意，下滑到助滑雪道末端B点时的速度大小是 30 m/s 。(2)在下滑过程中机械能守恒mghT2 mv下降的高度h=2g=45 m。(3)根据能量关系，有mgH-%工2 mv运动员克服阻力做功W#mgH-2mv=3 000 J 。11.(15分)如图，在竖直平面内有由圆弧AB和2圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点AB弧的半径为R,BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距4处由静止开始自由下落B平滑连接。,经A点沿圆弧轨道运动。(
13、1)求小球在B、A两点的动能之比；(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到答案见解析R解析（1）设小球的质量为m,小球在A点的动能为EkA,由机械能守恒得&A=m5R设小球在B点的动能为EkB,同理有E0vc,由牛顿运动定律和向心加速度公式有N+mg=m由式得,vc应满足mgCm由机械能守恒有mg =由式可知，小球恰好可以沿轨道运动到C点。12.（2016北京海淀期中,16）（20分）如图甲所示，水平传送带以5.0m/s恒定的速率运转，两皮带轮之间的距离l=6.0m,皮带轮的半径大小可忽略不计。沿水平传送带的上表面建立xOy坐标系，坐标原点O在传送带的最左端。半径为R的光滑圆轨道ABC的最低点A
14、点与C点原来相连，位于竖直平面内（如图乙所示），现把它从最低点处切开，并使C端沿y轴负方向错开少许，把它置于水平传送带的最右端,A点位于x轴上且与传送带的最右端之间的距离可忽略不计，轨道的A、C两端均位于最低点，C端与一水平直轨道平滑连接。由于A、C两点间沿y轴方向错开的距离很小，可把ABC仍看做位于竖直平面内的圆轨道。将一质量m=1.0kg的小物块P（可视为质点）沿x轴轻放在传送带上某处，小物块随传送带运动到A点进入光滑圆轨道，恰好能够通过圆轨道的最高点B,并沿竖直圆轨道ABC做完整的圆周运动后由C点经水平直轨道滑出。已知小物块与传送带间的动摩擦因数科=0.50,圆轨道的半径R=0.50m,
15、取重力加速度24g=10m/s。求：（1）物块通过圆轨道最低点A时对轨道压力的大小；（2）轻放小物块位置的x坐标应满足什么条件，才能完成上述运动；(3)传送带由电动机带动，其与轮子间无相对滑动，不计轮轴处的摩擦。若将小物块轻放在传送带上O点，求将小物块从。点运送至A点过程中电动机多做的功。答案(1)60N(2)x&3.5m(3)25J解析(1)设物块恰好通过圆轨道最高点B时的速率为vb,根据牛顿第二定律有：mg=m解得/|-|. 19. Im/s = m/s设物块通过圆轨道最低点A的速率为Va,对于物块由A点运动至B点的过程根据机械能守恒定律有2 mM 咫 +2mgR解得：va=5.0m/s设
16、物块通过圆轨道最低点A时,轨道对物块的支持力为Fn根据牛顿第二定律有 FN-mg=m ;解得:F n=60 N据牛顿第三定律，物块通过圆轨道最低点A时对轨道的压力 Fn= F n=60 N(2)物块在传送带上的加速度a=g=5.0 m/s 2根据(1)可知物块运动至 A点的速度满足va=5.0 m/s,可使其恰好通过圆轨道最高点B。传送带的速率V0=5.0 m/s,物块在传送带上加速运动的位移为X0=2fl=2.5 m故轻放小物块的位置坐标需满足x 1 -x 0=3.5 m(3)设为将小物块从。点运送到A点传送带电动机做的功为小物块加速运动时间t= =1.0 s,小物块加速运动的位移x=at 2=2.5 m1-2根据功能关系有：W/m+(1mg(v0t-x)=25J
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