2019-2020年高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题08 机械能.doc
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2019-2020年高考物理 期末一模联考新题精选分类解析 专题08 机械能1(xx河南漯河市联考)一个小球在竖直环内至少做N次圆周运动,当它第(N2)次经过环的最低点时的速度是7m/s;第(N1)次经过环的最低点时的速度是5m/s,则小球在第N次经过环的最低点时的速度v一定满足( )Av1m/s Bv=1m/s Cv1m/s D前面三种情况都有可能2(xx上海徐汇区期末)如图所示,圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上,OC与OA的夹角为60,轨道最低点A与桌面相切. 一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边,开始时m1位于C点,然后从静止释放。则( )60m1CBAROm2(A)在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等(B)在m1由C点下滑到A点的过程中重力对m1做功的功率先增大后减少(C)若m1恰好能沿圆弧下滑到A点,则m12m2(D)若m1恰好能沿圆弧下滑到A点,则m13m23. (xx广东省茂名市一模)如图所示,物体A、B的质量相等,物体B刚好与地面接触。现剪断绳子OA,下列说法正确的是A剪断绳子的瞬间,物体A的加速度为gB弹簧恢复原长时,物体A的速度最大C剪断绳子后,弹簧、物体A、B和地球组成的系统机械能守恒D物体运动到最下端时,弹簧的弹性势能最大答案:CD4(13分)(xx河南平顶山期末)舰载机起降是世界性技术难题,也被比作“刀尖上的舞蹈”,着舰跑道长度只有陆地机场跑道的1/10,尽管航母甲板总长有300多米,但能够提供舰载机起飞、着舰使用的距离只有百米左右,舰载机要在浮动的航母甲板上钩住阻拦索,难度非常大。中国舰载战机“歼-15”成功在“辽宁舰”航空母舰上完成起降着舰,为航母战斗力的组建迈出重要一步。某同学为了研究“歼-15”舰载机的起飞过程,把其运动过程简化如下:其轨道由长为L=1.5m的水平轨道AB和圆弧轨道BC相接,圆弧轨道半径R=2m,圆心在B点正上方O处,弧BC所对的圆心角为=370,具有动力装置的玩具小车质量为m=1kg,从A点开始以恒定功率P=10W由静止开始启动,运动至B点时撤去动力,小车沿圆弧轨道继续运动至C点时对轨道的压力为FN=26N,整个过程所受阻力恒为f=0.1mg(取g=10m/s2,sin370=0.6,cos370=0.8). 求:(1)动力小车运动至C点时的速度V的大小(2)求小车加速运动的时间t .解析:(1)对小车在C点时受力分析如图所示,则其向心力由支持力和重力的分力提供,由牛顿第二定律可得:-(4分)解得: V=6m/s -(2分)(2)选小车为研究对象,在小车从A运动到C的过程中,由动能定理可得:-(4分)其中s为圆弧BC的长度,根据几何关系可得:-(2分)联立可得:t=2.48s (1分)5.(10分)(xx上海市普陀区期末)如图所示,竖直平面内的3/4圆弧形光滑轨道半径R=1m,A端与圆心O等高,AD为水平面,B点为光滑轨道的最高点且在O的正上方。一小球在A点正上方由静止释放,自由下落至A点进入圆轨道并恰好能通过B点(从A点进入圆轨道时无机械能损失),最后落到水平面C点处。求:(1)小球通过轨道B点的速度大小。(2)释放点距A点的竖直高度。(3)落点C到A点的水平距离。 6.(20分)(xx四川攀枝花第二次统考)如图所示,静放在水平面上的圆形(半径为R)光滑管道ABC,C为最高点,B为最低点,管道在竖直面内。管道内放一小球,小球可在管道内自由移动,现用一装置将小球锁定在P点,过P点的半径OP与竖直方向的夹角为。现对管道施加一水平向右的恒力F,同时解除对小球的锁定,管道沿水平面向右做匀加速运动,小球相对管道仍保持静止。经过一段时间后管道遇一障碍物突然停止运动,小球能到达管道的A点。重力加速度为g,小球及管道大小不计。求:(1)恒力作用下圆形管道运动的加速度;(2)圆形管道从开始运动到突然停止过程中运动距离的可能值。FAOCBPR解:(1)小球受力如图,由力合成的平行四边形定则及牛顿第二定律得:(2分)NmgF合(1分)(2)设圆形管道从开始运动到突然停止,停止前速度为,由匀变速运动公式得:(2分)圆形管道停止时,小球沿管道半径方向的速度变为零,沿切线方向的速度保持不变,小球能运动到管道右侧圆心上方至最高点C之间的区域则可到达A点,或从C点飞出做平抛运动到达A点。若小球能运动到管道右侧圆心上方至最高点C之间的区域,则由机械能守恒得:(5分)联立以上相关各式得:(2分)若小球从C点飞出做平抛运动到达A点,则由机械能守恒及平抛运动规律得:(2分)(3分)联立以上相关各式得:(2分)圆形管道从开始运动到突然停止过程中运动距离的可能值为:及(1分)7、(xx上海市嘉定区期末)如图a所示,竖直光滑杆固定不动,上面套有下端接触地面的轻弹簧和一个小物体。将小物体在一定高度静止释放,通过传感器测量到小物体的速度和离地高度h并做出其动能-高度图b。其中高度从0.35m下降到0.3m范围内图像为直线,其余部分为曲线。以地面为零势能面,根据图像求:(1)小物体的质量m为多少?(2)轻弹簧弹性势能最大时,小物体的动能与重力势能之和为多大?0.1 0.2 0.3 h/m0.00.51.0Ek/Jhab(3)把小物体和轻弹簧作为一个系统研究,系统具有的最小势能为多少?8(14分)(xx上海市金山区期末)半径为R的光滑圆环竖直放置,环上套有两个质量分别为m和m的小球A和B。A、B之间用一长为R的轻杆相连,如图所示。开始时,A、B都静止,且A在圆环的最高点,现将A、B释放,试求:(1)B球到达最低点时的速度大小;(2)B球到达最低点的过程中,杆对A球做的功;(3)B球在圆环右侧区域内能达到的最高点位置。 AHBChdBCh9(14分)(xx上海市松江区期末)水上滑梯可简化成如图所示的模型:倾角为=37斜滑道AB和水平滑道BC平滑连接,起点A距水面的高度H=7.0m,BC长d=2.0m,端点C距水面的高度h=1.0m. 一质量m=50kg的运动员从滑道起点A点无初速地自由滑下,运动员与AB、BC间的动摩擦因数均为=0.10,(cos37=0.8,sin37=0.6,运动员在运动过程中可视为质点)求:(1)运动员沿AB下滑时加速度的大小a;(2)运动员从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功W和到达C点时速度的大小;(3)保持水平滑道端点在同一竖直线上,调节水平滑道高度h和长度d到图中BC位置时,运动员从滑梯平抛到水面的水平位移最大,求此时滑道BC距水面的高度h。解:(1)运动员沿AB下滑时,受力情况如图所示mgFNFf (1分)根据牛顿第二定律: (2分)得运动员沿AB下滑时加速度的大小为:a=gsingcos = 5.2 m/s2 (1分)(直接用此式可得4分)(2)运动员从A滑到C的过程中,克服摩擦力做功为:,(2分)(求出一个表面的功可得2分,用三个式子之一都得满分) , (2分)得运动员滑到C点时速度的大小 v= 10 m/s (1分)(3)在从C点滑出至落到水面的过程中,运动员做平抛运动的时间为t, , 下滑过程中克服摩擦做功保持不变W=500J 根据动能定理得:, 运动员在水平方向的位移: 当时,水平位移最大 10、(15分)(xx安徽省黄山市一模)如图所示为放置在竖直平面内游戏滑轨的模拟装置,滑轨由四部分粗细均匀的金属杆组成,其中倾斜直轨AB与水平直轨CD长均为L3m,圆弧形轨道APD和BQC均光滑,AB、CD与两圆弧形轨道相切,BQC的半径为r1m,APD的半径为R=2m, O2A、O1B与竖直方向的夹角均为q37。现有一质量为m1kg的小球穿在滑轨上,以Ek0的初动能从B点开始沿AB向上运动,小球与两段直轨道间的动摩擦因数均为,设小球经过轨道连接处均无能量损失。(g10m/s2,sin370.6,cos370.8)求:(1)要使小球能够通过弧形轨道APD的最高点,初动能EK0至少多大?(2)求小球第二次到达D点时的动能;(3)小球在CD段上运动的总路程。(第(2)(3)两问中的EK0取第(1)问中的数值)解析:(1)小球至少需要越过弧形轨道APD的最高点,根据动能定理:(2分) 代入 解得Ek030J(2分)(2)从B点出发到小球第一次回到B点的过程中,根据动能定理:(1分) 解得:EkB= 12J。小球沿AB向上运动到最高点,距离B点为s,则有:EkB=mmgscosq+mgssinq,(2分) 解得s=18/13 (m)(1分)小球继续向下运动,当小球第二次到达D点时动能为EKD,(1分)解得:J (2分)11(7分)(xx福建三明市联考)如图甲所示,一半径R1m、圆心角等于143的竖直圆弧形光滑轨道,与斜面相切于B处,圆弧轨道的最高点为M,斜面倾角37,t0时刻有一物块从斜面底端A处沿斜面上滑,其在斜面上运动的速度变化规律如图乙所示若物块恰能到达M点,(取g10m/s2,sin370.6,cos370.8),求:(1)物块经过B点时的速度;(2)物块与斜面间的动摩擦因数.解:由题意知:在M点, mgm , mgR(1cos37)mvmv , 代入数据可求得:vBm/s 。 (2)vt图可知物块运动的加速度a10m/s2 ,由牛顿第二定律得:mgsin37mgcos37ma , 物块与斜面间的动摩擦因数0.5。 12.(18分)(xx广东省佛山市质检)如图所示,倾斜轨道AB的倾角为37o,CD、EF轨道水平,AB与CD通过光滑圆弧管道BC连接,CD右端与竖直光滑圆周轨道相连。小球可以从D进入该轨道,沿轨道内侧运动,从E滑出该轨道进入EF水平轨道。a、b为两完全相同的小球,a球由静止从A点释放,在C处与b球发生弹性碰撞。已知AB长为5R,CD长为R,重力加速度为g,小球与斜轨AB及水平轨道CD、EF的动摩擦因数均为0.5,sin37o=0.6,cos37o=0.8,圆弧管道BC入口B与出口C的高度差为1.8R。求:a球滑到斜面底端C时速度为多大?a、b球在C处碰后速度各为多少?要使小球在运动过程中不脱离轨道,竖直圆周轨道的半径R应该满足什么条件?若R=2.5R,两球最后所停位置距D(或E)多远?注:在运算中,根号中的数值无需算出。解析:(1)设a球到达C点时速度为v,a球从A运动至C过程,由动能定理有 可得 a、 b球在C发生弹性碰撞,系统动量守恒,机械能守恒,设a、b碰后瞬间速度分别为va、vb,则有 由可得 可知,a、b碰后交换速度,a静止,b向右运动。(2)要使小球b脱离轨道,有两种情况:情况一:小球b能滑过圆周轨道最高点,进入EF轨道。则小球b在最高点P应满足 小球b碰后直到P点过程,由动能定理,有 由式,可得 情况二:小球b上滑至四分之一圆轨道的Q点时,速度减为零,然后滑回D。则由动能定理有 由式,可得- 配套讲稿:
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