1、专题6 机械能1. (2013全国新课标理综II第20题)目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小.若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列说法正确的是A卫星的动能逐渐减小B由于地球引力做正功,引力势能一定减小C由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小答案:BD.解析:由于空气阻力做负功,卫星轨道半径变小,地球引力做正功,引力势能一定减小,动能增大,机械能减小,选项AC错误B正确.根据动能定理,卫星动能增大,卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功,而地球
2、引力做的正功等于引力势能的减小,所以卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小,选项D正确.2. (2013高考山东理综第14题)如图所示,楔形木块abc固定在水平面上,粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同,顶角b处安装一定滑轮.质量分别为M、m(Mm)的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接,轻绳与斜面平行.两滑块由静止释放后,沿斜面做匀加速运动.若不计滑轮的质量和摩擦,在两滑块沿斜面运动的过程中A.两滑块组成系统的机械能守恒B重力对M做的功等于M动能的增加C轻绳对m做的功等于m机械能的增加D两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功答案:CD解析:由于斜面ab粗糙,在两滑块沿斜
3、面运动的过程中,.两滑块组成系统的机械能不守恒,选项A错误.由动能定理,重力对M做的功大于M动能的增加,选项B错误.由功能关系,轻绳对m做的功等于m机械能的增加,选项C正确.由功能关系可知,两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功,选项D正确.3. (2013高考安徽理综第17题)质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为EP=-G,其中G为引力常量,M为地球质量.该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2,此过程中因摩擦而产生的热量为A. GMm(-) B. GMm(-) C. GMm(-
4、) D. GMm(-)答案: C解析:卫星降低轨道,减少的引力势能,EP=-G-(-G)=GMm(-).由G=mv2/R,可得卫星在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek1=mv2= ,卫星在半径为R2的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek2=mv2= ,动能增加Ek=-,由功能关系EP=Ek+Q,联立解得:此过程中因摩擦而产生的热量为Q=GMm(-),所以正确选项为C.4(2013全国高考大纲版理综第20题)如图所示,一固定斜面倾角为30,一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动,加速度大小等于重力加速度的大小g.物块上升的最大高度为H,则此过程中,物块的(
5、 )mH30A动能损失了2mgHB动能损失了mgHC机械能损失了mgHD机械能损失了答案:AC解析:分析小物块沿斜面上滑,根据题述可知,物块所受滑动摩擦力为f=0.5mg,由动能定理,动能损失了fH/sin30+mgH=2mgH ,选项A正确B错误.由功能关系,机械能损失fH/sin30=mgH,选项C正确D错误.5.(2013高考江苏物理第5题)水平面上,一白球与一静止的灰球碰撞,两球质量相等. 碰撞过程的频闪照片如图所示,据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的(A)30%(B)50%(C)70%(D)90%答案:A解析:由图可知,碰撞后白球速度大约减小到原来的0.6倍,灰球速
6、度大约是白球碰撞前速度的0.6倍.碰撞过程中系统损失的动能E=mv2-m(0.6v)2m(0.6v)2=0.28mv2.据此可推断,碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的30%,选项A正确.6(2013高考天津理综物理第2题)我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子3000m接力三连冠观察发现,“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面并且开始向前滑行,待乙追上甲时,乙猛推甲一把,使甲获得更大的速度向前冲出.在乙推甲的过程中,忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用,则A甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量B甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反C,甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量D甲对
7、乙做多少负功,乙对甲就一定做多少正功答案:B解析:冲量是矢量,甲乙相互作用时,二者相互作用力相等,甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量的大小,但是方向相反,选项A错误.由动量定理,甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反,选项B正确.甲乙相互作用过程,是非弹性碰撞,机械能不守恒,所以选项CD错误.7.(2013高考江苏物理第9题)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连. 弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出). 物块的质量为m,AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为. 现用水平向右的力将物块从O点拉至A点,拉力做的功为W. 撤去拉力后物块由静止向左运动,经O点到达B点时速度
8、为零. 重力加速度为g. 则上述过程中(A)物块在A点时,弹簧的弹性势能等于W-mga (B)物块在B点时,弹簧的弹性势能小于W-mga (C)经O点时,物块的动能小于W-mga (D)物块动能最大时,弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能答案:BC解析:设物块在A点时,弹簧的弹性势能等于EpA,用水平向右的力将物块从O点拉至A点,拉力做的功为W=EpA+mgOA,物块在A点时,弹簧的弹性势能EpA大于W-mga,选项A错误.由于物块与桌面间有摩擦,OA大于OB,物块从0到A再由A到B的过程克服摩擦力做功mgOA +mga,大于mga.由功能关系,物块在B点时,弹簧的弹性势能小于W-mg
9、a,选项B正确.物块从0到A再由A到O的过程,克服摩擦力做功2mgOA,大于mga,所以经O点时,物块的动能小于W-mga,选项C正确.当物块运动到从A向B运动,弹簧弹力等于摩擦力时物块的动能最大,此时弹簧处于拉伸状态;运动到B点时弹簧处于压缩状态,根据题述不能判断这两个位置弹簧的弹性势能的大小,选项D错误.,8. (2013高考福建理综第20题)(15分)如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,T端系一质量m=1.0kg的小球.现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点.地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,A、B两点的高度差h=0.5 m,重力加速度g取10m/s2,不计空气影响,(1)地面上DC两点间的距离s;(2)轻绳所受的最大拉力大小.解析:(1)小球从A到B的过程中机械能守恒,有:mgh=mvB2,小球从B到C做平抛运动,在竖直方向上有:H=gt2,在水平方向上有:s=vBt,联立解得:s=1.41m.(2)小球下摆到达B点时,绳的拉力和重力的合力提供向心力,有:F-mg=m 联立解得:F=20N根据牛顿第三定律,F=-F,轻绳所受的最大拉力大小为20N.