2013高考物理 真題分類解析 專題7 機(jī)械能

2013高考物理分類解析2013高考物理分類解析專題七、機(jī)械能1. （2013全國新課標(biāo)理綜II第20題）目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列說法正確的是A衛(wèi)星的動能逐漸減小B由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小答案.BD?！久}意圖】本題考查衛(wèi)星的運(yùn)動、機(jī)械能、功能關(guān)系、動能定理及其相關(guān)知識點(diǎn)，意在考查考生綜合應(yīng)用相關(guān)知識分析衛(wèi)星運(yùn)動的能力。+【解題思路】由于空氣阻力做負(fù)功，衛(wèi)星軌道半徑變小，地球引力做正功，引力勢能一定減小，動能增大，機(jī)械能減小，選項(xiàng)AC錯誤B正確。根據(jù)動能定理，衛(wèi)星動能增大，衛(wèi)星克服阻力做的功小于地球引力做的正功，而地球引力做的正功等于引力勢能的減小，所以衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小，選項(xiàng)D正確。【命題分析】此題提出了引力勢能，可類比重力勢能。引力勢能屬于衛(wèi)星和地球這個系統(tǒng)的。地球引力做功，引力勢能減小；克服地球引力做功，引力勢能增大。2. （2013高考山東理綜第14題）如圖所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪。質(zhì)量分別為M、m（M>m）的滑塊,通過不可伸長的輕繩跨過定滑輪連接，輕繩與斜面平行。兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動。若不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動的過程中A.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒B重力對M做的功等于M動能的增加C輕繩對m做的功等于m機(jī)械能的增加D兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功答案：CD解析：由于斜面ab粗糙，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動的過程中，.兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)A錯誤。由動能定理，重力對M做的功大于M動能的增加，選項(xiàng)B錯誤。由功能關(guān)系，輕繩對m做的功等于m機(jī)械能的增加，選項(xiàng)C正確。由功能關(guān)系可知，兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功，選項(xiàng)D正確。3. （2013高考安徽理綜第17題）質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時，引力勢能可表示為EP=-G，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量。該衛(wèi)星原來的在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時間后其圓周運(yùn)動的半徑變?yōu)镽2，此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為A. GMm(-) B. GMm(-) C. GMm(-) D. GMm(-)【答案】 C【 解析】衛(wèi)星降低軌道，減少的引力勢能，EP=-G-(-G)=GMm(-)。由G=mv2/R，可得衛(wèi)星在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動的動能Ek1=mv2= ，衛(wèi)星在半徑為R2的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動的動能Ek2=mv2= ，動能增加Ek=-，由功能關(guān)系EP=Ek+Q，聯(lián)立解得：此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q=GMm(-)，所以正確選項(xiàng)為C。4（2013全國高考大綱版理綜第20題）如圖所示，一固定斜面傾角為30°，一質(zhì)量為m的小物塊自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做勻減速運(yùn)動，加速度大小等于重力加速度的大小g。物塊上升的最大高度為H，則此過程中，物塊的（ ）mH30°A動能損失了2mgHB動能損失了mgHC機(jī)械能損失了mgHD機(jī)械能損失了答案：AC解析：分析小物塊沿斜面上滑，根據(jù)題述可知，物塊所受滑動摩擦力為f=0.5mg，由動能定理，動能損失了fH/sin30°+mgH=2mgH ，選項(xiàng)A正確B錯誤。由功能關(guān)系，機(jī)械能損失fH/sin30°=mgH，選項(xiàng)C正確D錯誤。5。(2013高考江蘇物理第5題)水平面上，一白球與一靜止的灰球碰撞，兩球質(zhì)量相等。 碰撞過程的頻閃照片如圖所示，據(jù)此可推斷，碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能約占碰撞前動能的（A）30%（B）50%（C）70%（D）90%答案：A解析：由圖可知，碰撞后白球速度大約減小到原來的0.6倍，灰球速度大約是白球碰撞前速度的0.6倍。碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能E=mv2-m(0.6v)2m(0.6v)2=0.28×mv2。據(jù)此可推斷，碰撞過程中系統(tǒng)損失的動能約占碰撞前動能的30%，選項(xiàng)A正確。6（2013高考天津理綜物理第2題）我國女子短道速滑隊(duì)在今年世錦賽上實(shí)現(xiàn)女子3000m接力三連冠觀察發(fā)現(xiàn)，“接棒”的運(yùn)動員甲提前站在“交捧”的運(yùn)動員乙前面并且開始向前滑行，待乙追上甲時，乙猛推甲一把，使甲獲得更大的速度向前沖出。在乙推甲的過程中，忽略運(yùn)動員與冰面間在水平方向上的相互作用，則A·甲對乙的沖量一定等于乙對甲的沖量B甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反C，甲的動能增加量一定等于乙的動能減少量D甲對乙做多少負(fù)功，乙對甲就一定做多少正功答案：B解析：沖量是矢量，甲乙相互作用時，二者相互作用力相等，甲對乙的沖量大小一定等于乙對甲的沖量的大小，但是方向相反，選項(xiàng)A錯誤。由動量定理，甲、乙的動量變化一定大小相等方向相反，選項(xiàng)B正確。甲乙相互作用過程，是非彈性碰撞，機(jī)械能不守恒，所以選項(xiàng)CD錯誤。7。(2013高考江蘇物理第9題)如圖所示，水平桌面上的輕質(zhì)彈簧一端固定，另一端與小物塊相連。 彈簧處于自然長度時物塊位于O點(diǎn)（圖中未標(biāo)出）。 物塊的質(zhì)量為m，AB=a，物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)為。 現(xiàn)用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W。 撤去拉力后物塊由靜止向左運(yùn)動，經(jīng)O點(diǎn)到達(dá)B點(diǎn)時速度為零。 重力加速度為g。 則上述過程中（A）物塊在A點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能等于W-mga （B）物塊在B點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能小于W-mga （C）經(jīng)O點(diǎn)時，物塊的動能小于W-mga （D）物塊動能最大時，彈簧的彈性勢能小于物塊在B點(diǎn)時彈簧的彈性勢能答案：BC解析：設(shè)物塊在A點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能等于EpA，用水平向右的力將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn)，拉力做的功為W=EpA+mg·OA，物塊在A點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能EpA大于W-mga，選項(xiàng)A錯誤。由于物塊與桌面間有摩擦，OA大于OB，物塊從0到A再由A到B的過程克服摩擦力做功mg·OA +mga，大于mga。由功能關(guān)系，物塊在B點(diǎn)時，彈簧的彈性勢能小于W-mga，選項(xiàng)B正確。物塊從0到A再由A到O的過程，克服摩擦力做功2mg·OA，大于mga，所以經(jīng)O點(diǎn)時，物塊的動能小于W-mga，選項(xiàng)C正確。當(dāng)物塊運(yùn)動到從A向B運(yùn)動，彈簧彈力等于摩擦力時物塊的動能最大，此時彈簧處于拉伸狀態(tài)；運(yùn)動到B點(diǎn)時彈簧處于壓縮狀態(tài)，根據(jù)題述不能判斷這兩個位置彈簧的彈性勢能的大小，選項(xiàng)D錯誤。，8. （2013高考福建理綜第20題）（15分）如圖，一不可伸長的輕繩上端懸掛于O點(diǎn)，T端系一質(zhì)量m=1.0kg的小球?，F(xiàn)將小球拉到A點(diǎn)（保持繩繃直）由靜止釋放，當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)時繩恰好被拉斷，小球平拋后落在水平地面上的C點(diǎn)。地面上的D點(diǎn)與OB在同一豎直線上，已知繩長L=1.0 m，B點(diǎn)離地高度H=1.0 m，A、B兩點(diǎn)的高度差h=0.5 m，重力加速度g取10m/s2,不計空氣影響，(1)地面上DC兩點(diǎn)間的距離s；(2)輕繩所受的最大拉力大小。解析：（1）小球從A到B的過程中機(jī)械能守恒，有：mgh=mvB2，小球從B到C做平拋運(yùn)動，在豎直方向上有：H=gt2，在水平方向上有：s=vBt，聯(lián)立解得：s=1.41m。（2）小球下擺到達(dá)B點(diǎn)時，繩的拉力和重力的合力提供向心力，有：F-mg=m 聯(lián)立解得：F=20N根據(jù)牛頓第三定律，F(xiàn)=-F，輕繩所受的最大拉力大小為20N。