5、 D．WG1>WG2，W1＝W2
【答案】AC
4．(2019年海南瓊海模擬)如圖所示，勁度系數(shù)為k的豎直彈簧下端固定于水平地面上，質(zhì)量為m的小球從彈簧的正上方高為h的地方自由下落到彈簧上端，經(jīng)幾次反彈后小球最終在彈簧上靜止于某一點(diǎn)A處，在以上三個(gè)量中只改變其中一個(gè)量的情況下，下列說法正確的是( )
A．無論三個(gè)量中的一個(gè)怎樣改變，此過程小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B．無論h怎樣變化，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)的彈簧壓縮量與h無關(guān)
C．無論m怎樣變化，最終小球靜止在A點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢能都不變
D．無論勁度系數(shù)k為多大，此過程中重力所做的功總是等于克服彈簧彈力做的功
【答案】B
6、
二、計(jì)算題
5．(2019年天一大聯(lián)考)如圖所示，傾角α＝37°的斜面固定在水平面上，質(zhì)量為m＝1 kg的滑塊(可視為質(zhì)點(diǎn))由斜面上最低點(diǎn)P以初動(dòng)能Ek0＝20 J沿斜面向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)其向上經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)動(dòng)能EkA＝8 J，機(jī)械能的變化量ΔE機(jī)＝－3 J．重力加速度g＝10 m/s2，sin 37°＝0.6，求：
(1)物塊所受摩擦力的大??；
(2)物塊回到P點(diǎn)時(shí)速度的大?。?
【答案】(1)2 N (2) 2 m/s
【解析】(1)由P到A由動(dòng)能定理得
－(mgsin α＋f)s1＝EkA－Ek0
而－fs1＝ΔE機(jī)
聯(lián)立解得s1＝1.5 m，f＝2 N.
(2)由P到最高
7、點(diǎn)由動(dòng)能定理得
－(mgsin α＋f)s2＝0－Ek0
解得s2＝2.5 m
滑塊從最高點(diǎn)到P點(diǎn)由動(dòng)能定理得
(mgsin α－f)s2＝mv2－0
解得v＝2 m/s
.
6．(2019年廣西桂林三模)如圖所示，有一傾角為θ＝37°的粗糙硬桿，其上套一底端固定且勁度系數(shù)為k＝10 N/m的輕彈簧，彈簧自然伸長時(shí)上端在Q點(diǎn)，彈簧與桿間摩擦忽略不計(jì)．一個(gè)質(zhì)量為m＝5 kg的小球套在此硬桿上，從P點(diǎn)由靜止開始滑下，經(jīng)過t＝2 s后，P與彈簧自由端Q相碰，PQ間的距離L＝4 m，彈簧的彈性勢能與其形變量x的關(guān)系為Ep＝kx2.已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，重力加
8、速度g取10 m/s2.求：
(1)小球與硬桿之間的滑動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
(2)小球向下運(yùn)動(dòng)過程中速度最大時(shí)彈簧的彈性勢能．
【答案】(1)0.5 (2)5 J
【解析】(1)小球做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，則有L＝at2
解得a＝2 m/s2
根據(jù)牛頓第二定律得mgsin 37°－μmgcos 37°＝ma
解得μ＝0.5
(2)當(dāng)小球加速度為零時(shí)，速度最大，有
mgsin 37°＝μmgcos 37°＋kx
解得x＝1 m
所以彈性勢能為Ep＝kx2＝×10×12 J＝5 J.
7．如圖所示，一輛電動(dòng)遙控小車停在水平地面上，小車質(zhì)量M＝3 kg.質(zhì)量為m＝1 kg的小物快(可
9、視為質(zhì)點(diǎn))靜置在車板上某處，物塊與車板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ＝0.1.現(xiàn)在啟動(dòng)小車，使小車由靜止開始以加速度a＝2 m/s2向右勻加速行駛，當(dāng)運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝1 s時(shí)物塊從車板上滑落．已知小車受到地面的摩擦阻力是小車對地面壓力的.不計(jì)空氣阻力，取重力加速度g＝10 m/s2.求：
(1)物塊離開小車時(shí)，物塊的速度大??；
(2)0～1 s時(shí)間內(nèi)小車的牽引力做的功．
【答案】(1)1 m/s (2)11 J
【解析】(1)設(shè)物塊的加速度為a1，由牛頓第二定律得μmg＝ma1
由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得離開小車時(shí)，物塊的速度為v＝a1t
聯(lián)立解得 v＝1 m/s.
(2)設(shè)小車所受的牽引力為F.對于小車
10、，由牛頓第二定律，得
F－μmg－k(M＋m)g＝Ma
小車的位移x＝at2
牽引力做的功為W＝Fx
解得W＝11 J.
8．吊錘打樁機(jī)如圖甲，其工作過程可以簡化為圖乙：質(zhì)量m＝2.0×103 kg的吊錘在繩子的恒定拉力F作用下從與釘子接觸處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，上升一段高度后撤去F，到最高點(diǎn)后自由落下，撞擊釘子將釘子打入一定深度．吊錘上升過程中，機(jī)械能E與上升高度h的關(guān)系如圖乙，不計(jì)摩擦及空氣阻力，g＝10 m/s2.求：
(1)吊錘上升h1＝1.6 m時(shí)的速度大?。?
(2)吊錘上升h1＝1.6 m后，再經(jīng)過多長時(shí)間撞擊釘子；
(3)吊錘上升h2＝0.4 m時(shí)，拉力F的瞬時(shí)
11、功率．
【答案】(1)2 m/s (2)0.8 s (3)2.25×104 W
【解析】(1)吊錘上升過程中，由功能關(guān)系ΔE＝FΔh
結(jié)合圖丙，計(jì)算得F＝＝2.25×104 N
設(shè)吊錘上升到h1＝1.6 m處的速度為v1，由動(dòng)能定理知Fh1－mgh1＝mv－0
聯(lián)立解得v1＝2 m/s.
(2)依題意，吊錘上升到h1＝1.6 m處后做初速度為v1＝2 m/s的豎直上拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)時(shí)間t落到釘子上，有
－h(huán)1＝v1t－gt2
代入數(shù)據(jù)，解得t＝0.8 s.
(3)設(shè)吊錘上升到h2＝0.4 m處的速度為v2，由動(dòng)能定理得Fh2－mgh2＝mv－0
解得v2＝1 m/s
F的瞬時(shí)
12、功率 P＝Fv2
聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)解得 P＝2.25×104 W.
9．(2019年甘肅三模)物塊放在水平面上，在恒力的作用下由靜止從A點(diǎn)出發(fā)，經(jīng)時(shí)間t運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，此時(shí)撤去拉力，結(jié)果物塊再運(yùn)動(dòng)t時(shí)間速度為零．已知物塊的質(zhì)量為m，拉力與水平面的夾角為θ，物塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g.求：
(1)拉力F的大小；
(2)整個(gè)過程物塊克服摩擦力做的功．
【答案】(1) (2)
【解析】(1)根據(jù)題意知，物塊先做初速度為零的勻加速運(yùn)動(dòng)，再做勻減速運(yùn)動(dòng)到末速度為零，設(shè)加速的加速度大小為a1，減速的加速度為a2，由于加速時(shí)間與減速時(shí)間相等，所以a1＝a2
撤去拉力后μmg＝
13、ma
a＝a1＝a2＝μg
拉力作用下做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)
Fcos θ－μ(mg－Fsin θ)＝ma
解得F＝.
(2)物塊從A運(yùn)動(dòng)B的位移為x＝at2＝μgt2
由動(dòng)能定理知Fxcos θ－Wf＝0
所以克服摩擦力做功的大小為Wf＝.
10．(2019年福建泉州二模)如圖，質(zhì)量為2m的“∟”型木板，靜止放在光滑的水平面上，木板左端固定著一水平輕質(zhì)彈簧，一質(zhì)量為m的小木塊從木板右端以未知速度v0 開始沿木板向左滑行，最終恰好回到木板右端；在木塊壓縮彈簧過程中，彈簧具有最大彈性勢能為Ep.木塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g.求：
(1)未知速度v0的大??；
(2
14、)木塊相對木板向左運(yùn)動(dòng)的最大距離xm.
【答案】(1) (2)
【解析】(1)木塊從右端開始向左運(yùn)動(dòng)至彈簧壓縮到最短的過程中，摩擦生熱設(shè)為Q，當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí)，木塊和木板具有相同的速度v1，由動(dòng)量和能量關(guān)系有
mv0＝(m＋2m)v1
mv＝(m＋2m)v＋Ep＋Q
從初狀態(tài)至木塊m又回到右端與木板剛好相對靜止時(shí)，木塊和木板又具有相同的速度v2，由動(dòng)量和能量關(guān)系有mv0＝(m＋2m)v2
mv＝(m＋2m)v＋2Q.
由以上各式解得v0＝.
(2)物塊從彈簧壓縮到最短時(shí)的位置返回到木板右端時(shí)，木塊和木板具有相同的速度，再次獲得共同速度v2，則有(m＋2m)v1＝(m＋2m)v
15、2
Ep＋(m＋2m)v＝(m＋2m)v＋Q
得Q＝Ep，又Q＝μmgxm
解得xm＝.
11．(2019年廣西崇左二模)如圖甲所示，一質(zhì)量為m＝1 kg的木板A靜止在光滑水平地面上，在t＝0時(shí)刻，質(zhì)量為M＝2 kg的小物塊B以初速度v0＝3 m/s滑上木板左端，經(jīng)過一段時(shí)間后木板與墻發(fā)生彈性碰撞．木板長度可保證小物塊在運(yùn)動(dòng)過程中不與墻接觸．木板A在0～0.8 s內(nèi)的速度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖乙所示，重力加速度為g＝10 m/s2，求：
甲 乙
(1)t＝0時(shí)刻木板的右端到墻的距離L以及t＝0.4 s時(shí)刻B的速度大?。?
(2)A、B間發(fā)生相對滑動(dòng)過程中各自加速度大
16、?。?
(3)從t＝0至A于強(qiáng)第5次碰前，A、B組成的整體因摩擦產(chǎn)生的總熱量．
【答案】(1)0.16 m 2.6 m/s (2)2 m/s2 1 m/s2 (3)8.97 J
【解析】(1)由圖乙，t1＝0.4 s時(shí)，A與墻第一次碰撞，碰前A的速度vA1＝0.8 m/s
T＝0時(shí)刻木板的右端到墻的距離為L＝vA1t1
解得L＝0.16 m
A與墻第一次碰撞前，對A、B由動(dòng)量守恒定律可得
Mv0＝MvB1＋mvA1
解得vB1＝2.6 m/s.
(2)只要A與墻壁碰前A、B未達(dá)到共同速度，A就在0～L之間向右做勻加速運(yùn)動(dòng)，向左做勻減速運(yùn)動(dòng)，與墻壁碰前的速度始終為vA1
B的加
17、速度aB＝＝1 m/s2
A的加速度大小aA＝＝2 m/s2.
(3)設(shè)A與墻發(fā)生n次碰撞后A、B第一次達(dá)到共同速度v1，以向右為正，對B：v1＝v0－aBt
對A：v1＝aA(t－2nt1)，n＝1,2,3，…
聯(lián)立解得v1＝
第一次到達(dá)共同速度v1應(yīng)滿足0≤v1≤vA1
聯(lián)立解得2.25≤n≤3.75
故n＝3，v1＝0.4 m/s
設(shè)第4次碰撞后可能的共同速度為v2，對A、B系統(tǒng)由動(dòng)量守恒定律可得Mv1－mv1＝(M＋m)v2
得v2＝v1
因?yàn)関2
2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 考前十天必考熱點(diǎn)沖刺 熱考7 功和能、功能關(guān)系
