2022年高考物理第二輪復習方案 機械能2

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1、2022年高考物理第二輪復習方案 機械能2 1. xx年倫敦奧運會上，牙買加選手博爾特，奪得100米冠軍，成為“世界飛人”。他采用蹲踞式起跑，在發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，在向前加速的同時提升身體重心。如圖所示，假設他的質(zhì)量為m， 在起跑時前進的距離S內(nèi)，重心上升高度為h，獲得的速度為v，阻力做功為、重力對人做功、地面對人做功、運動員自身做功，則在此過程中，下列說法中正確的是 A.地面對人做功=+mgh B.運動員機械能增加了+mgh C.運動員的重力做功為=-mgh D.運動員自身做功為=+mgh - 答案：BCD解析：由于地面對人的作用力沒有位移，地面對人做功=0，選項A錯

2、誤；運動員機械能增加了，運動員的重力做功為，選項BC正確；由動能定理，++=，解得=+mgh -，選項D正確。 2．如圖所示，輕繩的一端固定在O點，另一端系一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點）。當小球在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做圓周運動時，通過傳感器測得輕繩拉力T、輕繩與豎直線OP的夾角θ滿足關系式T=a+bcosθ，式中a、b為常數(shù)。若不計空氣阻力，則當?shù)氐闹亓铀俣葹? A． B． C． D． 答案：D 解析：當小球運動到最低點時，θ=0，拉力最大，T1=a+b，T1=mg+mv12/L；當小球運動到最高點時，θ=180°，拉力最小，T2=a-b，T2

3、=-mg+mv22/L；由mg·2L=mv12-mv22，聯(lián)立解得：g=，選項D正確。 3．（如圖所示，離水平地面一定高處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度?，F(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上拋出，剛好能水平進入圓筒中，不計空氣阻力。下列說法中正確的是（ ） A．彈簧獲得的最大彈性勢能小于小球拋出時的動能 B．小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中小球的機械能守恒 C．小球拋出的初速度大小僅與圓筒離地面的高度有關 D．小球從拋出點運動到圓筒口的時間與小球拋出時的角度無關 答案：AD解析：由能量守恒定律，彈簧獲得的最大彈性勢能與小球重力勢能之

4、和等于小球拋出時的動能，彈簧獲得的最大彈性勢能小于小球拋出時的動能，選項A正確；小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中小球和彈簧組成系統(tǒng)的機械能守恒，選項B錯誤；小球拋出的初速度大小與圓筒離地面的高度和水平距離有關，選項C錯誤；小球從拋出點運動到圓筒口的時間與小球拋出時的角度無關，選項D正確。 4．靜止在地面上的一小物體，在豎直向上的拉力作用下開始運動，在向上運動的過程中，物體的機械能與位移的關系圖象如圖所示，其中0~s1過程的圖線是曲線，s1~s2過程的圖線為平行于橫軸的直線。關于物體上升過程（不計空氣阻力）的下列說法正確的是 A．0~s1過程中物體所受的拉力是變力，且不斷減小 B．s1

5、~s2過程中物體做勻速直線運動 C．0~s2過程中物體的動能越來越大 D．s1 ~s2過程中物體的加速度等于當?shù)刂亓铀俣? 5． “快樂向前沖”節(jié)目中有這樣一種項目，選手需要借助懸掛在高處的繩飛躍到鴻溝對面的平臺上，如果已知選手的質(zhì)量為m，選手抓住繩由靜止開始擺動，此時繩與豎直方向夾角為，如圖所示，不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量(選手可視為質(zhì)點)．下列說法正確的是( ) A．選手擺到最低點時所受繩子的拉力大于mg B．選手擺到最低點時受繩子的拉力大于選手對繩子的拉力 C．選手擺到最低點的運動過程中所受重力的功率一直增大 D．選手擺到最低點的運動過

6、程為勻變速曲線運動 6.一輛質(zhì)量為m的汽車在發(fā)動機牽引力F的作用下，沿水平方向運動。在t0時刻關閉發(fā)動機，其運動的v-t圖象如圖所示。已知汽車行駛過程中所受的阻力是汽車重量的k倍，則（ ） A.加速過程與減速過程的平均速度比為1∶2 B.加速過程與減速過程的位移大小之比為1∶2 C.汽車牽引力F與所受阻力大小比為3∶1 D.汽車牽引力F做的功為 7.用豎直向上大小為30N的力F，將2kg的物體由沙坑表面靜止抬升1m時撤去力F，經(jīng)一段時間后，物體落入沙坑，測得落入沙坑的深度為20cm。若忽略空氣阻力，g取10m/s2。則物體克服沙坑的阻力所做的功為 　A．20J

7、 B．24J C．34J D．54J 答案：C解析：用豎直向上大小為30N的力F，將2kg的物體由沙坑表面靜止抬升1m時，由動能定理，F(xiàn)h-mgh=mv2，撤去力F后由動能定理，mg(d+h)-W=0-mv2，聯(lián)立解得W=mg (d+h) + Fh-mgh = Fh+mgd=30×1J+2×10×0.2J=34J。選項C正確。 8.如圖所示，一物體m在沿斜面向上的恒力F作用下，由靜止從底端沿光滑的斜面向上做勻加速直線運動，經(jīng)時間t力F做功為60J，此后撤出力F，物體又經(jīng)過時間t回到出發(fā)點，若以地面為零勢能面，則下列說法

8、正確的是 F m θ 第12題圖 A．物體回到出發(fā)點的動能為60J B．恒力F=2mgsinθ C．撤出力F時，物體的重力勢能是45J D．動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后 答案：ACD解析：對物體運動的全過程，由動能定理，物體回到出發(fā)點的動能為60J，選項A正確；在沿斜面向上的恒力F作用下，物體加速度a=，經(jīng)時間t物體位移x=at2，力F做功W=Fx=60J，v=at，vt-gsinθ·t2= -x，聯(lián)立解得F= mgsinθ，選項B錯誤；物體回到出發(fā)點的動能為mv’2=60，解得物體回到出發(fā)點的速度v’=。撤出力F時，物體速度v=at，撤出力F后，物體做勻減速直

9、線運動，加速度a’= - gsinθ，-v’=v+a’t，物體的重力勢能mgh=mgxsinθ，聯(lián)立解得mgh=45J，選項C正確；由功能關系，撤出力F時，物體動能為60J-45J=15J，這說明在沿斜面向上的恒力F作用下，物體動能和重力勢能同步增大，撤出力F后，物體機械能守恒，動能先減小后增大，重力勢能先增大后減小，所以動能與勢能相等的時刻一定出現(xiàn)在撤去力F之后，選項D正確。 9．如圖所示，三個半徑均為r、質(zhì)量均為m的小球緊靠著由靜止起沿傾角為a的光滑斜面下滑，斜面與光滑水平面間有光滑小圓弧連接，開始時第一個小球的最低點離水平面的高度為h。則第三個小球滑到水平面時的速度大小v3＝_____

10、_____，在此過程中第二個小球?qū)Φ谝粋€小球所做的功W＝__________。 答案：，2mgrsina， 解析：把三個小球看作整體，整體滑到水平面時，高度下降H=h+2rsina，由機械能守恒定律，第三個小球滑到水平面時的速度大小v3＝=。隔離第一個小球，由動能定理，W+mgh=m v32。解得W=2mgrsina。 10.如圖所示，某人乘雪橇從雪坡經(jīng)A點滑至B點，接著沿水平路面滑至C點停止，人與雪橇的總質(zhì)量為70kg．表中記錄了沿坡滑下過程中的有關數(shù)據(jù)，請根據(jù)圖表中的數(shù)據(jù)解決下列問題： （1）人與雪橇從A到B的過程中，損失的機械能為多少? （2）設人與雪橇在BC段所受阻力恒定，求

11、阻力大?。╣＝10m/s2） 位置 A B C 速度（m/s） 2.0 12.0 0 時刻（s） 0 4 10 . 解題思路：根據(jù)初末狀態(tài)的機械能得到損失的機械能；根據(jù)表格中數(shù)據(jù)得到加速度，由牛頓第二定律得到人與雪橇在BC段所受阻力。 考查要點：機械能、牛頓第二定律、勻變速直線運動規(guī)律。 解析：（1）從A到B的過程中，人與雪撬損失的機構能為 ΔE=mgh＋ ① ② （2）人與雪橇在BC段做減速運動的加速度 ③ 根據(jù)牛頓第二定律，f =ma=70×(－2)N=-140N 11.一質(zhì)量為m=2kg的小滑塊，從半徑R=1.25m

12、的光滑圓弧軌道上的A點由靜止滑下，圓弧軌道豎直固定，其末端B切線水平。a、b兩輪半徑r=0.4m，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.1，傳送帶右端點C距水平地面的高度h=1.25m，E為C的豎直投影點。g取10m/s2，求： （1）當傳送帶靜止時，滑塊恰能在b輪最高點C離開傳送帶，則BC兩點間的距離是多少？ （2）當a、b兩輪以某一角速度順時針轉(zhuǎn)動時，滑塊從C點飛出落到地面D點，已知CD兩點水平距離為3m。試求：a、b兩輪轉(zhuǎn)動的角速度和滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的內(nèi)能。 ．（15分） 解題思路：應用機械能守恒定律、動能定理、牛頓第二定律及其相關知識列方程求得BC兩點間的距離；由平拋運動規(guī)律、勻

13、變速直線運動規(guī)律和功能關系及其相關知識解得a、b兩輪轉(zhuǎn)動的角速度和滑塊與傳送帶間產(chǎn)生的內(nèi)能。 考查要點：機械能守恒定律、動能定理、牛頓第二定律、平拋運動規(guī)律、勻變速直線運動規(guī)律和功能關系等。 解：（1）由題知，滑塊從A到B機械能守恒： …………………① 滑塊由B到C，由動能定理有： …………………② 滑塊恰能在C點離開傳送帶，有： …………………③ 聯(lián)解①②③式得： …………………④ （2）設滑塊從C點飛出的速度為，a、b兩輪轉(zhuǎn)動的角速度為ω，則： …………………⑤ …………………⑥ …………………⑦ 聯(lián)解⑤⑥⑦式得：

14、rad/s …………………⑧ 滑塊在傳送帶上加速過程，根據(jù)牛頓運動定律及功能關系有： 對滑塊： …………………⑨ 滑塊加速時間： …………………⑩ 滑塊位移： …………………⑾ 傳送帶移動的距離： …………………⑿ 產(chǎn)生的內(nèi)能： …………………⒀ 聯(lián)解①⑧⑨⑩⑾⑿⒀式得：Q=1J …………………⒁ 評分參考意見：本題滿分15分，其中①式2分，②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩⑾⑿⒀⒁式各1分；若有其他合理解法且答案正確，可同樣給分。 12.如圖所示為修建高層建筑常用的塔式起重機。在起重機將質(zhì)量m=5×103kg的重物豎直吊起的過程中，重物由靜止開始向上作勻加速直線運動，加速度

15、a=0.2m/s2，當起重機輸出功率達到其允許的最大值時，保持該功率直到重物做vm=1.02 m/s的勻速運動。取g=10m/s2，不計額外功。求： 第16題圖 （1）起重機允許輸出的最大功率； （2）重物做勻加速運動所經(jīng)歷的時間； （3）起重機在第2秒末的輸出功率。 （1）Pm=mgvm 1分 Pm=5.1×104W 1分 （2）F－mg=ma F=5.1×104N 1分 Pm=Fv v =1m/s 1分

16、 v=at1 1分 t1=5s 1分 （3）v2=at2 P2=Fv2 1分 P2=2.04×104W 1分 13.如圖，在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道，其中AB是長為R的水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道，兩軌道相切與B點。在外力作用下，一小

17、球從A點由靜止開始做勻加速直線運動，到達B點時撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C，重力加速度大小為g。求 （1）小球在C點的速度的大??； （2）小球在AB段運動的加速度的大小； （3）小球從D點運動到A點所用的時間。 11題（15分）解析： （1）在C點，（2分），（1分）。 （2）在AB段，（2分）， BC段，（2分）， (1分)，a=（1分）。 （3）CD段，（2分），（1分）， 小球又到A點時，（2分），（2分） 14.)如圖所示，MPQ為豎直面內(nèi)一固定軌道，MP是半徑為R的1/4光滑圓弧軌道，它與水平軌道PQ相切于P，Q端固定一豎直擋板，PQ長為s。一小

18、物塊在M端由靜止開始沿軌道下滑，與擋板發(fā)生一次彈性碰撞后停在距Q點為l的地方，重力加速度為g。求： （1）物塊滑至圓弧軌道P點時對軌道壓力的大??； （2）物塊與PQ段動摩擦因數(shù)μ的可能值。 解：（1）設物塊滑至P點時的速度為v，根據(jù)動能定理有 所以 設物塊到達P點時，軌道對它的支持力大小為N，根據(jù)牛頓運動定律有 所以 根據(jù)牛頓第三定律，物塊對軌道壓力的大小 （4分） （2）第一種情況：物塊與Q處的豎直擋板相撞后，向左運動一段距離，停在距Q為l的地方。設該點為O1，物塊從M運動到O1的過程，根據(jù)動能定理有 所以 第二種情況：物塊與Q處的豎直擋

19、板相撞后，向左運動沖上圓弧軌道后，返回水平軌道，停在距Q為l的地方。設該點為O2，物塊從M運動到O2的過程，根據(jù)動能定理有 所以 （4分） 中檔，考查牛頓運動定律、圓周運動、牛頓第三定律、動能定理。 考查：應用能力。①將較簡單的實際情景抽象為與之對應的物理問題，弄清其中的狀態(tài)和過程，找出相關條件和主要因素。 ②將較復雜的問題分解為幾個較簡單的問題，并找出它們之間的聯(lián)系。 15、質(zhì)量為m的物體，從傾角為θ的固定斜面底端以某一初速度沿斜面上滑，當它再次回到出發(fā)點時速度的大小減為初速度的（n＞1）。求物體和斜面之間的動摩擦因數(shù)μ。 16．一質(zhì)量為50 kg的男孩在距離河流40 m高的橋上做“蹦極跳”，原長長度為14 m的彈性繩AB一端系著他的雙腳，另一端則固定在橋上的A點，如圖(a) (見答卷)所示，然后男孩從橋面下墜直至貼近水面的最低點D.男孩的速率v跟下墜的距離h的變化關系如圖(b) (見答卷)所示，假定繩在整個運動過程中遵守胡克定律(不考慮空氣阻力、男孩的大小和繩的質(zhì)量，g取10 m/s2)．求： (1)當男孩在D點時，繩所儲存的彈性勢能； (2)繩的勁度系數(shù)； (3)討論男孩在AB、BC和CD期間運動時作用于男孩的力的情況．