广东版高考物理复习专题六机械能守恒定律练习课件

这是一份广东版高考物理复习专题六机械能守恒定律练习课件，共56页。

2. (2020江苏,1,3分)质量为1.5×103 kg的汽车在水平路面上匀速行驶,速度为20 m/s,受到的阻力大小为1.8×103 N。此时,汽车发动机输出的实际功率是 (　    )A.90 W　　　    B.30 kW　　　    C.36 kW　　　    D.300 kW
3. (2021浙江6月选考,11,3分)中国制造的某一型号泵车如图所示,表中列出了其部分技术参数。已知混凝土密度为2.4×103 kg/m3,假设泵车的泵送系统以150 m3/h的输送量 给30 m高处输送混凝土,g取10 m/s2,则每小时泵送系统对混凝土做的功至少为 (        ) 
×107 J　　　　　　　    ×107 ×108 J　　　　　　　    ×108 J
7. (2021北京,8,3分)如图所示,高速公路上汽车定速巡航(即保持汽车的速率不变)通过路面abcd,其中ab段为平直上坡路面,bc段为水平路面,cd段为平直下坡路面。不考 虑整个过程中空气阻力和摩擦阻力的大小变化。下列说法正确的是 (　    ) A.在ab段汽车的输出功率逐渐减小B.汽车在ab段的输出功率比bc段的大C.在cd段汽车的输出功率逐渐减小D.汽车在cd段的输出功率比bc段的大
8. (2021湖南,3,4分)“复兴号”动车组用多节车厢提供动力,从而达到提速的目的。总质量为m的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢,每节车厢 发动机的额定功率均为P,若动车组所受的阻力与其速率成正比(F阻=kv,k为常量),动车 组能达到的最大速度为vm。下列说法正确的是 (　    )A.动车组在匀加速启动过程中,牵引力恒定不变B.若四节动力车厢输出功率均为额定值,则动车组从静止开始做匀加速运动C.若四节动力车厢输出的总功率为2.25P,则动车组匀速行驶的速度为  vmD.若四节动力车厢输出功率均为额定值,动车组从静止启动,经过时间t达到最大速度 vm,则这一过程中该动车组克服阻力做的功为  m -Pt
9. (2022浙江6月选考,13,3分)小明用额定功率为1 200 W、最大拉力为300 N的提升装置,把静置于地面的质量为20 kg的重物竖直提升到高为85.2 m的平台,先加速再 匀速,最后做加速度大小不超过5 m/s2的匀减速运动,到达平台的速度刚好为零,g取10 m/s2,则提升重物的最短时间为 (　    )A.13.2 s　　　　　　　    B.14.2 sC.15.5 s　　　　　　　    D.17.0 s
考点三　动能和动能定理
11. (2023新课标,15,6分)无风时,雨滴受空气阻力的作用在地面附近会以恒定的速率竖直下落。一质量为m的雨滴在地面附近以速率v下落高度h的过程中,克服空气阻力 做的功为(重力加速度大小为g) (　    )A.0　　　　　　　     B.mghC. mv2-mgh　　　　　　　    D. mv2+mgh
12. (2021山东,3,3分)如图所示,粗糙程度处处相同的水平桌面上有一长为L的轻质细杆,一端可绕竖直光滑轴O转动,另一端与质量为m的小木块相连。木块以水平初速度v0出发,恰好能完成一个完整的圆周运动。在运动过程中,木块所受摩擦力的大小为      (　    ) A. 　　　    B. 　　　    C. 　　　    D. 
14. (2022全国甲,14,6分)北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。运动员从a处由静止自由滑下,到b处起跳,c点为a、b之间的最低点,a、c两处的高度差为h。要求运动员经过c点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍,运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力,则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于 (　    )A. 　　    B. 　　    C. 　　    D. 
16. (2021湖北,4,4分)如图(a)所示,一物块以一定初速度沿倾角为30°的固定斜面上滑,运动过程中摩擦力大小f恒定,物块动能Ek与运动路程s的关系如图(b)所示。重力加 速度大小取10 m/s2,物块质量m和所受摩擦力大小f分别为 (　    ) 　     A.m=0.7 kg,f=0.5 N    B.m=0.7 kg,f=1.0 NC.m=0.8 kg,f=0.5 N    D.m=0.8 kg,f=1.0 N
17. (2020浙江7月选考,20,12分)小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直圆轨道、水平直轨道AB和倾角θ=37°的斜轨道BC平滑连接而成。质 量m=0.1 kg的小滑块从弧形轨道离地高H=1.0 m处静止释放。已知R=0.2 m,LAB=LBC=1. 0 m,滑块与轨道AB和BC间的动摩擦因数均为μ=0.25,弧形轨道和圆轨道均可视为光 滑,忽略空气阻力。(1)求滑块运动到与圆心O等高的D点时对轨道的压力;(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C点;
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A点x处的质量为2m的小滑块相碰,碰后一 起运动,动摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道BC上到达的高度h与x之间的关系。(碰撞时间不计,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g=10 m/s2
答案    (1)8 N,方向水平向左(2)设小滑块能在斜轨道上到达的最高点为C'点,对小滑块运动全过程由功能关系得mgH=μmgLAB+μmgLBC' cs θ+mgLBC' sin θ解得LBC'=  m<1.0 m,故不能冲出斜轨道末端C点。
(3)设滑块运动到距A点x处的速度为v,由动能定理得mgH-μmgx= mv2设碰撞后两滑块的速度为v',由动量守恒定律得mv=3mv'设碰撞后滑块滑到斜轨道的高度为h,对两滑块由动能定理得-3μmg(LAB-x)-3μmg -3mgh=0- (3m)v'2
18. (2022浙江1月选考,20,12分)如图所示,处于竖直平面内的一探究装置,由倾角α=37°的光滑直轨道AB、圆心为O1的半圆形光滑轨道BCD、圆心为O2的半圆形光滑细 圆管轨道DEF、倾角也为37°的粗糙直轨道FG组成,B、D和F为轨道间的相切点,弹性 板垂直轨道固定在G点(与B点等高),B、O1、D、O2和F点处于同一直线上。已知可视 为质点的滑块质量m=0.1 kg,轨道BCD和DEF的半径R=0.15 m,轨道AB长度lAB=3 m,滑 块与轨道FG间的动摩擦因数μ= ,滑块与弹性板作用后,以等大速度弹回,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8,g=10 m/s2。滑块开始时均从轨道AB上某点静止释放。(1)若释放点距B点的长度l=0.7 m,求滑块到最低点C时轨道对其支持力FN的大小;(2)设释放点距B点的长度为lx,滑块第1次经过F点时的速度v与lx之间的关系式;
(3)若滑块最终静止在轨道FG的中点,求释放点距B点长度lx的值。 
考点四　机械能守恒定律
19. (2023全国甲,14,6分)一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中 (　    )A.机械能一直增加B.加速度保持不变C.速度大小保持不变D.被推出后瞬间动能最大
23. (2023浙江6月选考,3,3分)铅球被水平推出后的运动过程中,不计空气阻力,下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t 的变化关系中,正确的是 (　    ) 　　　     　　　     　　　     
25. (2023辽宁,13,10分)某大型水陆两栖飞机具有水面滑行汲水和空中投水等功能。某次演练中,该飞机在水面上由静止开始匀加速直线滑行并汲水,速度达到v1=80 m/s时离开水面,该过程滑行距离L=1 600 m、汲水质量m=1.0×104 kg。离开水面后,飞 机攀升高度h=100 m时速度达到v2=100 m/s,之后保持水平匀速飞行,待接近目标时开 始空中投水。取重力加速度g=10 m/s2。求:(1)飞机在水面滑行阶段的加速度a的大小及滑行时间t;(2)整个攀升阶段,飞机汲取的水的机械能增加量ΔE。答案    (1)2 m/s2    40 s    (2)2.8×107 J
考点五　功能关系　能量守恒定律
26. (2023浙江1月选考,4,3分)一位游客正在体验蹦极,绑上蹦极专用的橡皮绳后从跳台纵身而下。游客从跳台下落直到最低点过程中     (　    )A.弹性势能减小B.重力势能减小C.机械能保持不变D.绳一绷紧动能就开始减小
27. (2023全国甲,24,12分)如图,光滑水平桌面上有一轻质弹簧,其一端固定在墙上。用质量为m的小球压弹簧的另一端,使弹簧的弹性势能为Ep。释放后,小球在弹簧 作用下从静止开始在桌面上运动,与弹簧分离后,从桌面水平飞出。小球与水平地面 碰撞后瞬间,其平行于地面的速度分量与碰撞前瞬间相等;垂直于地面的速度分量大 小变为碰撞前瞬间的 。小球与地面碰撞后,弹起的最大高度为h。重力加速度大小为g,忽略空气阻力。求(1)小球离开桌面时的速度大小;(2)小球第一次落地点距桌面上其飞出点的水平距离。
28. (2020浙江1月选考,20,12分)如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、竖直圆轨道(在最低点E分别与水平轨道EO和EA相连)、高度h可调的斜 轨道AB组成。游戏时滑块从O点弹出,经过圆轨道并滑上斜轨道。全程不脱离轨道且 恰好停在B端则视为游戏成功。已知圆轨道半径r=0.1 m,OE长L1=0.2 m,AC长L2=0.4 m,圆轨道和AE光滑,滑块与AB、OE之间的动摩擦因数μ=0.5。滑块质量m=2 g且可视 为质点,弹射时从静止释放且弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能。忽略空气阻力, 各部分平滑连接。求(g=10 m/s2)(1)滑块恰好能过圆轨道最高点F时的速度vF大小;(2)当h=0.1 m且游戏成功时,滑块经过E点对圆轨道的压力FN大小及弹簧的弹性势能Ep0;
(3)要使游戏成功,弹簧的弹性势能Ep与高度h之间满足的关系。 答案    (1)1 m/s    (2)0.14 N    8.0×10-3J(3)Ep=2×10-3×(10h+3) J,其中0.05 m≤h≤0.2 m
29. (2021江苏,14,13分)如图所示的离心装置中,光滑水平轻杆固定在竖直转轴的O点,小圆环A和轻质弹簧套在轻杆上。长为2L的细线和弹簧两端分别固定于O点和A 点,质量为m的小球B固定在细线的中点,装置静止时,细线与竖直方向的夹角为37°,现 将装置由静止缓慢加速转动,当细线与竖直方向的夹角增大到53°时,A、B间细线的拉 力恰好减小到零,弹簧弹力与静止时大小相等、方向相反。重力加速度为g,取sin 37°= 0.6, cs 37°=0.8。求:(1)装置静止时,弹簧弹力的大小F;(2)环A的质量M;(3)上述过程中,装置对A、B所做的总功。
4. (2023届汕头金南实验学校一模,10)(多选)在地面以初速度v0竖直向上抛出一个小球,小球运动过程中受到的空气阻力与其速率成正比,落地时速率为v1,且落地前已匀 速,重力加速度为g。下列说法正确的是 (　    )A.小球加速度在上升过程中逐渐减小,在下落过程中逐渐增加B.小球抛出瞬间的加速度最大,且大小为 gC.小球上升过程中机械能逐渐减小,在下落过程中机械能逐渐增加D.小球上升过程中克服阻力做功的数值大于下落过程中克服阻力做功的数值
9. (2024届江门调研,14)如图所示是一张常见的圆餐桌。餐桌上放一半径r=1.5 m可绕中心轴转动的圆盘,近似认为餐桌与圆盘在同一水平面内,忽略两者之间的间隙,圆 盘和餐桌圆心重合,如图所示。将质量为m=0.2 kg的物体放置在圆盘边缘,该物体与圆 盘间的动摩擦因数为μ1=0.6,与餐桌间的动摩擦因数为μ2=0.225,设物体与圆盘及餐桌 间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10 m/s2。(1)由静止开始缓慢增大圆盘的角速度,求物体从圆盘上刚好甩出时圆盘的角速度和物 体速度的大小;(2)物体从圆盘上刚好甩出时,求圆盘对物体的静摩擦力所做的功;(3)为使物体不滑落到地面,求餐桌半径R的最小值。
答案    (1)2 rad/s    3 m/s    (2)0.9 J    (3)2.5 m
10. (2024届深圳宝安调研,14)图甲为某一玩具汽车的轨道,其部分轨道可抽象为图乙的模型。AB和BD为两段水平直轨道,竖直圆轨道与水平直轨道相切于B点,D点为 水平直轨道与水平半圆轨道的切点。在某次游戏过程中,通过遥控装置使小车以一定 的速度过A点同时关闭发动机并不再开启。小车可视为质点,质量m=40 g。AB=1.6 m, BD=0.5 m,竖直圆轨道半径R=0.4 m,水平半圆轨道半径r=0.1 m。小车在两段水平直轨 道所受的阻力大小均为f=0.2 N,在竖直圆轨道和水平半圆轨道所受的阻力均忽略不 计,水平半圆轨道能够提供的最大径向作用力(向心力)为40 N,重力加速度g取10 m/s 2。求:(1)小车能顺利通过C点,在B点时对圆轨道的压力至少为多少。
(2)小车保持沿着轨道运动并通过水平半圆轨道,在A点时速度的取值范围。  
答案    (1)2.4 N    (2)6 m/s≤vA≤11 m/s