专题复习训练（12）机械能（2）-2022届高三物理一轮复习（学生版+教师版）

高考物理专题复习（12）机械能专题复习（2） 一、选择题（1-13题为多选，14-18题为单选） 1．如图甲所示为古代战争中攻城拔寨的大型抛石机。将其工作原理简化为图乙所示，轻质杆可绕转轴在竖直面内转动。其中长臂长，短臂长。处固定一重物，处的口袋中放入一个质量为的石块，重物与石块均看成质点。发射之前用外力使石块静止在地面上，此时与水平面的夹角，去掉外力后，当轻杆转到竖直位置时石块被水平抛出，落在与点的水平距离为的地面上，不计一切阻力，，取。则（　　） A．石块水平抛出时的初速度为 B．石块在运动过程中重力的功率一直增大 C．从地面到最高点的过程中，长臂对石块做的功为 D．重物的质量约为【答案】ACD【解析】 【分析】【详解】A．石块离开最高点后做平抛运动由平抛运动的规律 可得石块水平抛出时的初速度为，A正确； B．石块刚开始运动时，重力的功率为0，最高点时，重力和速度方向垂直，重力的功率也为0，所以重力的功率不可能一直增大，B错误； C．从地面到最高点的过程中，长臂对石块做的功C正确； D．重物和石块的角速度相等，由，所以石块到达最高点时，重物的速度为v1=7.5m/s，重物和石块系统机械能守恒，选地面为零势能面，可得 解得M≈1492Kg，D正确。故选ACD。 2．如图所示，一质量为1 kg的小物块自斜面上A点由静止开始下滑，经2s运动到B点后通过光滑的衔接弧面恰好滑上与地面等高的传送带上．传送带以4m/s的恒定速率运行．已知AB间距离为2m，传送带长度（即BC间距离）为10m，物块与传送带间的动摩擦因数为0.2．取g＝10m/s2，下列说法正确的是( ) A．物块在传送带上运动的时间为2.32s B．物块在传送带上因摩擦产生的热量为2J C．物块在传送带上运动过程中传送带对物块做功为6J D．物块滑上传送带后，传动系统因此而多消耗的能量为8J 【答案】BCD【解析】试题分析：物块在斜面上做匀加速直线运动，设到达B点速度为v，则有：，解得：；滑上传送带后，物块在传送带上匀加速运动，有：μmg=ma，代入数据得：a=2m/s2， 由v02-v2=2as，代入数据解得：s=3m＜L；所以速度相等后物块随传送带一起做匀速运动，匀加速经历时间为：，匀速运动的时间为：，故总时间为：t=t1+t2=2．75s，故A错误；物块在传送带上因摩擦产生的热量为：Q=μmg△x=0．2×10×（4×1-3）=2J，故B正确；根据动能定理得：W=mv02−mv2=×1×16−×1×4＝6J，故C正确；物块滑上传送带后，传动系统因此而多消耗的电能为：E=Q+mv02−mv2=8J，故D正确．故选BCD． 考点：动能定理及牛顿定律的应用 【名师点睛】传送带模型是高中物理的典型模型，要掌握其解题思路与方法，分析清楚物块运动过程是正确解题的关键，应用牛顿第二定律、运动学公式与能量守恒定律可以解题；注意物块在传送带上因摩擦产生的热量Q=μmg△x． 3．如图所示，轻弹簧一端固定在点，另一端系一小球，小球穿在固定于竖直面内、圆心为 的光滑圆环上，在的正上方， 是的连线和圆环的交点，将小球从圆环上的点无初速度释放后，发现小球通过了点，最终在之间做往复运动．已知小球在点时弹簧被拉长，在点时弹簧被压缩，则下列判断正确的是（ ） A．弹簧在点的伸长量一定大于弹簧在点的压缩量 B．小球从至一直做加速运动，从至一直做减速运动 C．弹簧处于原长时，小球的速度最大 D．小球机械能最大的位置有两处【答案】AD【解析】【详解】A．因只有重力和内力中的弹力做功，故小球和弹簧构成的系统机械能守恒，小球在点的动能和重力势能均最小，小球在点的弹性势能必然大于在点的弹性势能，所以弹簧点的伸长量一定大于弹簧在点的压缩量，符合题意； BC．小球从至，在切线方向先做加速运动，在做减速运动，当切线方向合力等于0（此时弹簧仍处于伸长状态）时，速度最大，B不符合题意，C不符合题意； D．当弹簧处于原长时，弹性势能为0，小球机械能最大，由此可知，相对于对称，显然此位置在与之间各有一处，符合题意。 4．如图所示，长为L的轻杆上端连着一质量为m的小球，杆的下端用铰链固接于水平面上的O点，轻杆处于竖直方向时置于同一水平面上质量为M的立方体恰与小球接触。对小球施加微小的扰动，使杆向右倾倒，当立方体和小球刚脱离接触的瞬间，杆与水平面的夹角恰好为，忽略一切摩擦（ ） A．此时立方体M的速度达到最大 B．此时小球m的加速度为零 C．此时杆对小球m的拉力为零 D．M和m的质量之比为4:1 【答案】ACD 【解析】【详解】A.分离前，立方体在小球的弹力作用下，做加速运动，分离后合力为零，做匀速运动，故分离时立方体M的速度最大，故A正确； B.分离时刻，小球速度v不为零，做圆周运动，故合力不可能为零