高中物理《功和機(jī)械能》綜合題突破

1、高一物理功和機(jī)械能綜合題突破（動(dòng)能定理、機(jī)械能守恒、能量守恒定律綜合運(yùn)用）、對(duì)功能關(guān)系的理解WGW其它力Ek1 mv22Ep彈2 2mvi2 (末-初).2mgh1 mgh2 (初一末).Ep1 Ep2 (初-末).（其它力是除系統(tǒng)中的重力、彈力以外的力）機(jī)械能守恒的條件：只有做功,的機(jī)械能守恒。Q W&f=f x（ x為系統(tǒng)中物體運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生的 相對(duì)位移）【例1】一質(zhì)量為m的物體，以13g的加速度減速上升 h高度，g為重力加速度，不計(jì)空氣阻力，則（）A.物體的機(jī)械能守恒C.物體的機(jī)械能減少|(zhì)mgh3B.物體的動(dòng)能減?。簃gh3D.物體的重力勢(shì)能減少 mgh【例2】如圖1所示，一質(zhì)量為m

2、的物體以某一初速度沖上傾角為30°的固3定斜面，物體的加速度為 3g （g為重力加速度），物體沿斜面上升的最大高 5度為h,則物體在這一過(guò)程中動(dòng)能損失了,機(jī)械能損失了【例3】如圖所示，板長(zhǎng)為 L,板的B端靜止且放有一個(gè)質(zhì)量為 m的小物體,物體與板之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 停開(kāi)始時(shí)板水平，在緩慢轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度a的過(guò)程中，小物體與板相對(duì)靜止，則在此過(guò)程中（A.B.C.D.摩擦力對(duì)小物體做的功為 摩擦力對(duì)小物體做的功為 彈力對(duì)小物體做的功為(I mgLos a (1-cos a) mgLcoS a (1-cos a) mgLcosa sin a板對(duì)小物體做的功為 mgLsin aA. AB. A

3、C. AD. A)【例4】如圖，兩個(gè)質(zhì)量相同的小球 A、B分別用不計(jì)質(zhì)量的細(xì)線懸在等高的Oi、O2點(diǎn)，A球的懸線比B球的長(zhǎng)。把兩球的懸線分別拉至水平后無(wú)初速度釋放，則經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)（ 球的機(jī)械能等于 B球的機(jī)械能球的速度等于B球的速度球的向心加速度等于B球的向心加速度球的動(dòng)能等于B球的動(dòng)能【例5】如圖所示，一個(gè)輕質(zhì)彈簧一端固定在粗糙的斜面底端，彈簧軸線與斜面平行，小滑 塊A從斜面的某一高度由靜止開(kāi)始沿斜面向下運(yùn)動(dòng)一段距離后與彈簧接觸，直到把彈簧壓縮到最短.在此過(guò)程中下列說(shuō)法正確的是（）A.滑塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)后做勻減速運(yùn)動(dòng)B.滑塊先做勻加速運(yùn)動(dòng)，接觸彈簧后再做勻加速運(yùn)動(dòng)最后做變減速運(yùn)動(dòng)C.滑塊重力

4、做功等于內(nèi)能與彈性勢(shì)能的增加量1.如圖所示，a、b兩物塊的質(zhì)量分別為 m、 的兩側(cè)，不計(jì)滑輪質(zhì)量和一切摩擦。開(kāi)始時(shí)，2m,用不計(jì)質(zhì)量的細(xì)繩相連接，懸掛在定滑輪 a、b兩物塊距離地面的高度相同，用手托住D.滑塊重力勢(shì)能減少量與內(nèi)能增加量之和等于彈性勢(shì)能增加量物塊B,然后突然有靜止釋放，直至a、b兩物體之間高度差為 ho在此過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A.物塊a的機(jī)械能守恒B.物塊b的機(jī)械能減少-mgh3C.物塊b的重力勢(shì)能的減小量等于細(xì)繩拉力對(duì)它做的功D.物塊a重力勢(shì)能的增加量小于其動(dòng)能增加量2.如圖所示，傾角 0= 30。的粗糙斜面固定在地面上，長(zhǎng)為1、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置

5、于斜面上，其上端與斜面頂端齊平.用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開(kāi)斜面（此時(shí)物塊未到達(dá)地面），在此過(guò)程中（）A.物塊的機(jī)械能逐漸增加B.軟繩重力勢(shì)能共減少了 1mg1 4C.物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩摩擦力所做的功D.軟繩重力勢(shì)能的減少小于其動(dòng)能增加與克服摩擦力所做功之和3.如圖所示是全球最高（高度為208m）的北京朝陽(yáng)公園摩天輪。 一質(zhì)量為m的乘客坐在摩 天輪中以恒定的速度 v在豎直平面內(nèi)做半徑為 R的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。假設(shè)t=0時(shí)刻乘客在軌跡 最低點(diǎn)且重力勢(shì)能為零，則下列判斷中正確的是（）A.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能隨時(shí)間變化的關(guān)系為E mgR（1 cos

6、 t）R2B.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，在最高點(diǎn)受到座位的支持力為m mgRC.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，且機(jī)械能為E=-mv22D.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)械能隨時(shí)間變化的關(guān)系為E= -mv2+mgR（1 cos t）2R4.如圖所示，A、B兩物塊質(zhì)量均為 m,用一輕質(zhì)彈簧相連。將 A用長(zhǎng)度適當(dāng) 的輕繩懸掛于天花板上，輕繩為伸直狀態(tài)，B物塊在力F的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài)，彈簧被壓縮。現(xiàn)將力 F撤去，已知彈簧的彈性勢(shì)能僅與形變量大小有關(guān)， 且彈簧始終在彈性限度內(nèi)，則下列說(shuō)法中正確的是（）A.彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí) B的速度最大B. A 一直保持靜止C.在B下降的過(guò)程中彈簧的彈性勢(shì)能先減小，后增大D. F撤去之前

7、，繩子的拉力不可能為 05.如圖所示，勁度系數(shù)為 k的彈簧，一端系在豎直放置的半徑為 R的圓環(huán)頂點(diǎn)P,另一端 系一質(zhì)量為m的小球，小球穿在圓環(huán)上做無(wú)摩擦的運(yùn)動(dòng)。設(shè)開(kāi)始時(shí)小球置于A點(diǎn)，彈簧處于自然狀態(tài)，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)速率為v,對(duì)圓環(huán)恰好沒(méi)有壓力。下列分析正確的是( )A.從A到B的過(guò)程中，小球的機(jī)械能守恒B.從A到B的過(guò)程中，小球的機(jī)械能減少2C.小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為 mg m R2D.小球過(guò)B點(diǎn)時(shí)，彈簧的彈力為 mg m2-2R6. 一塊質(zhì)量為m的木塊放在地面上，用一根彈簧連著木塊，如圖所示，用恒力F (大于物體重力)拉彈簧上端，使木塊離開(kāi)地面上升一定高度，如果力開(kāi)始向上移動(dòng)的距離

8、為h,則()A.拉力做的功為FhB.木塊的動(dòng)能增加FhC.彈簧的勁度系數(shù)為 F/hD.木塊的機(jī)械能增加量為FhF的作用點(diǎn)從彈簧原長(zhǎng)位置7.()半徑為R的光滑圓環(huán)豎直放置，環(huán)上套有兩個(gè)質(zhì)量分別為 A、B之間用一長(zhǎng)為 啦R的輕桿相連，如圖所示。開(kāi)始時(shí)， A、 高點(diǎn)，現(xiàn)將A、B釋放，試求：(1) B球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)的速度大小；(2) B球在圓環(huán)右側(cè)區(qū)域內(nèi)能達(dá)到的最高點(diǎn)到圓環(huán)圓心的豎直高度m和y3m的小球A和B, B都靜止，且A在圓環(huán)的最8.()如圖所示，在豎直方向上 A、B兩物體通過(guò)進(jìn)度系數(shù)為 k的輕質(zhì)彈簧相連，A放在水平地面上；B、C兩物體通過(guò)細(xì)繩繞過(guò)輕質(zhì)定滑輪相連，C放在固定的光滑斜面上。cd段細(xì)

9、線與斜面用手拿住C,使細(xì)線正好拉直但無(wú)拉力作用，并保證ab段細(xì)線豎直、保持平行。已知 A B的質(zhì)量均為m, C的質(zhì)量為4m,重力加速度為g,細(xì)線與滑輪之 間摩擦不計(jì)，開(kāi)始時(shí)整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。釋放C后它沿斜面下滑(斜面足夠長(zhǎng))，A剛離開(kāi)地面時(shí)，B獲得最大速度，求:(1)斜面傾角a(2) B的最大速度Vm9.如圖是檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置，M為半徑R=1.6 m、固定于豎直平面內(nèi)的光滑半圓弧軌道，A、B分別是軌道的最低點(diǎn)和最高點(diǎn)；N為防護(hù)罩，它是一個(gè)豎直固定的1圓弧，其半徑= 4或m,圓心位于B點(diǎn).在A放置水平向左的弓t簧槍，可向 M 軌道發(fā)射速度不同的質(zhì)量均為m= 0.01 kg的小

10、鋼珠，彈簧槍可將彈性勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為小鋼珠的動(dòng)能。假設(shè)某次發(fā)射的小鋼珠沿軌道恰好 能經(jīng)過(guò)B點(diǎn)，水平飛出后落到 N的某一點(diǎn)上，取g=10 m/s2求： (1)鋼珠在B點(diǎn)的速度的大??； (2)發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢(shì)能Ep；(3)鋼珠從圓弧軌道 B點(diǎn)飛出至落到圓弧 N上所用的時(shí)間.二、板塊運(yùn)動(dòng)模型（動(dòng)能定理 +功能關(guān)系）【例1】如圖所示，質(zhì)量為M=5kg的木板禁止在光滑的水平面上，木板上端有一質(zhì)量為 m=4kg產(chǎn)0.5的木塊。一水平向左的恒力F=15N作用在木塊上。已知木塊與木板間動(dòng)摩擦因數(shù)為求4s內(nèi)摩擦力對(duì)物體做的功。（設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，g取10m/s2）【例2】一個(gè)木塊靜止于光滑水

11、平面上，現(xiàn)有一顆水平飛來(lái)的子彈射入此木塊并進(jìn)入2 cm而相對(duì)于木塊靜止，同時(shí)木塊被帶動(dòng)前移了1 cm。則子彈損失的動(dòng)能、木塊獲得的動(dòng)能、子彈和木塊產(chǎn)生的熱量之比為（）A. 3:2:1B. 3:1:2C. 2:1:3D. 2:3:1【例3】如圖所示，長(zhǎng)木板 A放在光滑的水平地面上，物體 B以水平速 度沖上A后，由于摩擦力作用，最后停止在木板 A上，則從B沖到木 板A上到相對(duì)木板 A靜止的過(guò)程中，下述說(shuō)法中正確的是（）A.物體B動(dòng)能的減少量等于系統(tǒng)損失的機(jī)械能B.物體B克服摩擦力做的功等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量C.物體B損失的機(jī)械能等于木板 A獲得的動(dòng)能與系統(tǒng)損失的機(jī)械能之和D.摩擦力對(duì)物體B做的功和對(duì)

12、木板 A做的功的總和等于系統(tǒng)內(nèi)能的增加量【例4】如圖所示，質(zhì)量為m的長(zhǎng)木塊A靜止于光滑水平面上，在其水平的上表面左端放一質(zhì)量為m的滑塊B,已知木塊長(zhǎng)為L(zhǎng),它與滑塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為舊現(xiàn)用水平向右的恒力F拉滑塊B。（1）當(dāng)長(zhǎng)木塊A的位移為多少時(shí)，B從A的右端滑出？百（2）求上述過(guò)程中滑塊與木塊之間產(chǎn)生的內(nèi)能.A1 .如圖所示，A為一具有光滑曲面的固定軌道，軌道底端是水平的，質(zhì)量為M=40kg的小車(chē)B靜止于軌道右側(cè)，其板面與軌道底端靠近且在同一水平面上，一個(gè)質(zhì)量為m=20kg,可視為質(zhì)點(diǎn)的小滑塊 C以vi=2.0m/s的初速度從軌道頂端滑下， C沖上小車(chē)B后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間 與小車(chē)相對(duì)靜止并繼續(xù)一起

13、運(yùn)動(dòng)。若軌道頂端與低端水平面的高度差為h=0.8m, C與小車(chē)板面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 斤0.40,小車(chē)與水平面間的摩擦不計(jì)， g取10m/s2。求：(1) C與小車(chē)保持相對(duì)靜止時(shí)的速度大小(2) C從沖上小車(chē)的瞬間到與小車(chē)保持相對(duì)靜止瞬間所用的時(shí)間(3) C沖上小車(chē)后與小車(chē)板面間產(chǎn)生的熱量.三、綜合計(jì)算題(力與運(yùn)動(dòng) +動(dòng)能定理/機(jī)械能守恒)1 .如圖所示，光滑水平面 AB與豎直面內(nèi)的半圓形粗糙導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接，導(dǎo)軌半徑為 Ro一個(gè)質(zhì)量為m的物塊將彈簧壓縮后靜止在 A處，釋放后再?gòu)椓ψ饔孟芦@得一向右的速度，當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能到達(dá)半圓導(dǎo)軌的最高點(diǎn)C。求

14、：(1)彈簧被壓縮至 A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能(2)物塊從B至C克服阻力做的功2 .如圖甲所示，在粗糙的水平面上，一質(zhì)量m=0.1kg可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊壓縮一輕彈簧并被鎖定，滑塊與彈簧不相連，解除鎖定前滑塊處于P處，t=0時(shí)解除鎖定計(jì)算機(jī)通過(guò)傳感器描繪出滑塊速度-時(shí)間圖像如圖乙所示。其中oab段為曲線，bc段為直線，在ti=1s時(shí)滑塊已經(jīng)在水平面上滑行了 s=4m的距離。在滑塊運(yùn)動(dòng)方向上相距7m的Q處有一豎直擋板，若滑塊與擋板碰撞被彈回時(shí)無(wú)能量損失,g 取 10m/s2,求(1)滑塊與水平面間動(dòng)摩擦因數(shù)科(2)鎖定時(shí)彈簧具有的彈性勢(shì)能Ep(3)滑塊停下時(shí)與擋板的距離3 .如圖所示，傳送帶 A、B之間的距

15、離為L(zhǎng)=3.2m ,與水平面間的夾角 0 =3%傳送帶沿順 時(shí)針?lè)较蛞苿?dòng)，速度恒為 v=2m/s。在A點(diǎn)無(wú)初速度放置一個(gè)質(zhì)量為 m=1kg、大小可視為質(zhì) 點(diǎn)的金屬塊，它與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為w =0.5金屬塊滑離傳送帶后，經(jīng)過(guò)彎道，沿半徑R=0.4m的光滑圓軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，恰好能通過(guò)最高點(diǎn)E,已知B、D兩點(diǎn)豎直高度差為h=0.5m (g 取 10m/s2)。求：(1)金屬塊經(jīng)過(guò)D點(diǎn)時(shí)的速度(2)金屬塊在BCD彎道上克服阻力做的功。4 .滑板運(yùn)動(dòng)是極限運(yùn)動(dòng)的鼻祖，許多極限運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目均由滑板項(xiàng)目延伸而來(lái)。如圖是滑板運(yùn)動(dòng)的軌道，BC和DE是兩段光滑弧形軌道， BC段的圓心為。點(diǎn)，圓心角為60o,半

16、徑OC 與水平軌道CD垂直。水平軌道CD段粗糙且長(zhǎng)為8m。一運(yùn)動(dòng)員從軌道的 A點(diǎn)以3m/s的速 度水平滑出，在B點(diǎn)剛好沿軌道的切線方向滑入圓弧軌道 BC,經(jīng)CD軌道后沖上DE軌道, 到達(dá)E點(diǎn)的速度減為零，然后返回。已知運(yùn)動(dòng)員與滑板的總質(zhì)量為60kg, B、E兩點(diǎn)距水平面CD的豎直高度分別為 h和H。且h=2m, H=2.8m , g取10m/s2。求：(1)運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的速度大小Vb(2)軌道CD段的動(dòng)摩擦因數(shù) 科(3)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，第一次返回時(shí)，運(yùn)動(dòng)員能否回到B點(diǎn)。如能，請(qǐng)求出回到 B點(diǎn)時(shí)的速度大?。蝗绮荒?，則最后停在何處？5 . () (2016全國(guó)I卷)(18分)如圖，一輕質(zhì)彈簧原長(zhǎng)為 2R,其一端固定在傾角為 37°的固定直軌道AC的底端A處，另一端位于直軌道上的B處，彈簧處于自然狀態(tài)。直軌道5 與一半徑為一R的光滑圓弧軌道相切與 C點(diǎn)，AC=7R , A、B、C、D均在同一豎直平