专题15 机械能守恒定律和能量守恒定律(原卷版)
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2015—2020年六年高考物理分类解析
专题15、机械能守恒定律和能量守恒定律
一.2020年高考题
1.(16分)(2020高考江苏物理)如图所示,鼓形轮的半径为R ,可绕固定的光滑水平轴O 转动.在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m 的小球,球与O 的距离均为2R .在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M 的重物.重物由静止下落,带动鼓形轮转动.重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为ω.绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g .求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v ;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A ,此时该球受到杆的作用力的大小F ;
(3)重物下落的高度h .
2.(12分)(2020年7月浙江选考)小明将如图所示的装置放在水平地面上,该装置由弧形轨道、竖直
圆轨道、水平直轨道AB 和倾角37θ=︒的斜轨道BC 平滑连接而成。质量0.1kg m =的小滑块从弧形轨道离地高 1.0m H =处静止释放。已知0.2m R =,AB BC 1.0m L L ==,滑块与轨道AB 和BC 间的动摩擦因数均为0.25μ=,弧形轨道和圆轨道均可视为光滑,忽略空气阻力。
(1)求滑块运动到与圆心O 等高的D 点时对轨道的压力;
(2)通过计算判断滑块能否冲出斜轨道的末端C 点;
(3)若滑下的滑块与静止在水平直轨道上距A 点x 处的质量为2m 的小滑块相碰,碰后一起运动,动
摩擦因数仍为0.25,求它们在轨道BC 上到达的高度h 与x 之间的关系。(碰撞时间不计,sin370.6︒=,cos370.8︒=)
二.2019年高考题
1.(2019海南物理·10)三个小物块分别从3条不同光滑轨道的上端由静止开始滑下。已知轨道1、轨道2、轨道3的上端距水平地面的高度均为04h ;它们的下端水平,距地面的高度分别为10h h =、202h h =、303h h =,如图所示。若沿轨道1、2、3下滑的小物块的落地点到轨道下端的水平距离分别记为1s 、2s 、3s ,则( )
A. 12s s >
B. 23s s >
C. 13s s =
D. 23s s =
2.(2019全国理综I 卷21)在星球M 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P 轻放在弹簧上端,P 由静止向下运动,物体的加速度a 与弹簧的压缩量x 间的关系如图中实线所示。在另一星球N 上用完全相同的弹簧,改用物体Q 完成同样的过程,其a –x 关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M 的半径是星球N 的3倍,则
A .M 与N 的密度相等
B .Q 的质量是P 的3倍
C .Q 下落过程中的最大动能是P 的4倍
D .Q 下落过程中弹簧的最大压缩量是P 的4倍
三.2018年高考题
1. (2018年11月浙江选考物理)奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示,下列说法不正确
...的是
A. 加速助跑过程中,运动员的动能增加
B. 起跳上升过程中,杆的弹性势能一直增加
C. 起跳上升过程中,运动员的重力势能增加
D. 越过横杆后下落过程中,运动员的重力势能减少动能增加
四.2017年高考题
1. (2017全国II卷·17)如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直,一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时,对应的轨道半径为(重力加速度为g)
A.
2 16
v g B.
2
8
v
g
C.
2
4
v
g
D.
2
2
v
g
五.2016年高考题
1.(2016全国理综甲)如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放,它在下降的过程中经过了N点。已知M、N两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中
第5题图
A.弹力对小球先做正功后做负功
B..有两个时刻小球的加速度等于重力加速度
C..弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零
D..小球到达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能之差
2(2016高考四川理综物理)韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员。他在一次自由式化学空中技巧比赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离,重力对他做功1900J,他克服阻力做功100J。韩晓鹏在此过程中
A. 动能增加了1900J
B. 动能增加了2000J
C. 重力势能减小了1900J
D. 重力势能减小了2000J
3. (2016高考海南物理)如图,光滑圆轨道固定在竖直面内,一质量为m的小球
沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N1,在高点
时对轨道的压力大小为N2.重力加速度大小为g,则N1–N2的值为
A.3mg
B.4mg
C.5mg
D.6mg
4(20分)(2016全国理综甲)轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l。现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接。AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示。物块P与AB简的动摩擦因数μ=0.5。用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后释放,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g。