2015年高考物理真题分类汇编：机械能

2015年高考物理真题分类汇编：机械能 (2015新课标I-17). 如图，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道如图放置，三点POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道，质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg,g为重力加速度的大小，用W表示质点从P运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功，则 A. W = mgR,质点恰好可以到达Q点 B. W > mgR,质点不能到达Q点 C. W = mgR,质点到达Q点后，继续上升一段距离 D. W < mgR,质点到达Q点后，继续上升一段距离 【答案】 C 【考点】匀速圆周运动线速度；向心加速度；匀速圆周运动的向心力；动能和动能定理；重力做功与重力势能；功能关系、机械能守恒定律及其应用 【解析】根据动能定理可得质点在P点的动能EKP = mgR，在圆弧运动时，沿半径方向的合力提供所需的向心力即FN – mgsinθ = m ，经过N点时， 根据牛顿第三定律轨道对质点的支持力FN与质点对轨道的压力FN/大小相等为4mg ，由牛顿第二定律和向心力公式有： 4mg - mg = m ,得VN = ,所以N点的动能EKN = mgR ，从P到N点过程由动能定理可得：mg•2R – W = mgR - mgR ,得克服摩擦力做功W = mgR，滑动摩擦力Ff=μFN ,根据功能关系可知质点克服摩擦力做功机械能减少，根据对称性再结合前面可知从N到Q过程中的速度小P到N过程中对应高度的速度，轨道弹力小于P到N过程中对应高度的弹力，轨道摩擦力小于P到N过程中对应高度的摩擦力，故从N到Q质点克服摩擦力做功WNQ < W = mgR, 由动能定理可得：—mg•R—WNQ= mvQ2 — mvN2 ,得VQ>0 ,仍会向上运动一段距离，选项C正确, 【2015新课标II-17】17. 一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时，发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图像中，可能正确的是 [来源:学科网] 【答案】A 【解析】 试题分析：由图可知，汽车先以恒定功率P1起动，所以刚开始做加速度减小的加速度运动，后以更大功率P2运动，所以再次做加速度减小的加速运动，故A正