专题六机械能及其守恒定律高考真题集锦

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1、专题六机械能及其守恒定律25.(2013-高考新课标全国卷II)一长木板在水平地而上运动，在『=0时刻将一相对于地面静上的物块轻放到木板上，以后木板运动的速度一时间图像如图所示.己知物块与木板的质量相等，物块与木板间及木板与地面间均有摩擦，物块与木板间的最人静摩擦力等于滑动摩擦力，且物块始终在木板上.取重力加速度的人小g=10m/s2,求：(1)物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数；(2)从7=0时刻到物块与木板均停止运动时，物块相对于木板的位移的大小.解析：从图像中获取速度及加速度信，息•根据摩擦力提供加速度，且不同阶段的摩擦力不同，利用牛顿第二定律列方程求解.(1)从/=0时开始

2、，木板与物块之间的摩擦力使物块加速，使木板减速，此过程一直持续到物块和木板具有共同速度为止•由图可知，在6=0.5s时，物块和木板的速度相同•设f=0至IJ/=6时间间隔内，物块和木板的加速度大小分别为⑦和。2,则。2=f=mci‘2jn2^g-f=ma，2⑦式屮％=5m/s、0=1m/s分别为木板在/=0、/=/】时速度的大小.设物块和木板的质量均为〃7,物块和木板间、木板与地面间的动摩擦因数分别为由牛顿第二定律得/.itng=ma③«l+2“2）〃g=〃也2④联立①②③④式得“1=0.20⑤“2=0.30.⑥(2)在"时刻后，地面对木板的摩擦力阻碍木板运动，物块与木板之间的摩擦

3、力改变方向.设物块与木板之间的摩擦力大小为/,物块和木板的加速度大小分别为R】和0‘2,则由牛顿第二定律得假设他陀,则夕=a'2；由⑤⑥⑦⑧式得/=“2加g>“i〃g,与假设矛盾.故/=“i加g⑨由⑦⑨式知，物块加速度的大小夕】等于G；物块的图像如图中点划线所示.由运动学公式可推知，物块和木板相对于地面的运动距离分别为5,=2X2^⑩物块相对于木板的位移的大小为S=$2—釣⑫联立①⑤⑥⑧⑨⑩式得s=1」25m.答案：(1)0.200.30⑵1.125m20.（2013-高考大纲全国卷）如图所示,一固定斜面倾角为30。,一质量为加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

4、，加速度的大小等于重力加速度的大小g.若物块上升的最大高度为刃，则此过程中，物块的（）A.动能损失了2吨HB.动能损失了加gHC.机械能损失了fngHD.机械能损失了如解析：选AC.运动过程中有摩擦力做功，考虑动能定理和功能关系.物块以大小为g的加速度沿斜面向上做匀减速运动，运动过程中f=mg,由受力分析知摩擦力/=如g,当上升高度为H时，位移5=2/7,由动能定理得El—2吨H;由功能关系知&E=Wf=—如g$=—mgH,选项A、C正确•19.（2013-高考北京卷）在实验操作前应该对实验进行适当的分析•研究平抛运动的实验装置示意图如图所示.小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放，并

5、从斜槽末端水平匕出.改变水平板的高度，就改变了小球在板上落点的位置，从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动，将水平板依次放在如图1、2、3的位置，且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中，小球从抛出点到落点的水平位移依次为X2,x3,机械能的变化量依次为、E、A5、△：，忽略空气阻力的影响，下而分析正确的是（）A・兀2—兀]=兀3—^29Afj==^^3B・X2—兀1>*3—兀2，Aj£]=4E2=^^3C・X2~X>X^~X2^A£，i

6、乂因为在竖直方向上小球运动的速度越来越大，因此『12>切；在水平方向±Xi2=X2-Xl=Voti2y"23=X3一兀2=如23,故有:兀2—兀1>兀3一也，乂因忽略空气阻力的影响，故此过程中机械能守恒，所以有A£1=AE2=AE3=0,选项B正确.23.（2013-高考北京卷）蹦床比赛分成预备运动和比赛动作两个阶段，最初运动员静止站在蹦床上；在预备运动阶段，他经过若干次蹦跳，逐渐增加上升高度，最终达到完成比赛动作所需的高度；此后，进入比赛动作阶段.把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧，弹力大小F=kx（x为床面下沉的距离，k为常量）.质量加=50kg的运动员静止站在蹦床上，床而下沉x（）

7、=0.10m；在预备运动中，假定运动员所做的总功"全部用于增加其机械能；在比赛动作中，把该运动员视作质点，其每次离开床血做竖直上抛运动的腾空时间均为&=2.0s,设运动员毎次落下使床血压缩的最大深度均为X】.取重力加速度g=10nVs2,忽略空气阻力的影响.（1）求常量匕并在图中画出弹力F随工变化的示意图；（2）求在比赛动作中，运动员离开床面后上升的最大高度/?m：（3）借助F・x图像可以确定弹力做功的规律，在此基础上，求X]和"的值.解析：（