2013年全国高考物理试题分类解释：专题七、机械能

2013年全国高考物理试题分类解释：专题七、机械能

专题七、机械能 ‎1. （2013全国新课标理综II第20题）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列说法正确的是 A．卫星的动能逐渐减小 B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 答案.BD。‎ ‎【命题意图】本题考查卫星的运动、机械能、功能关系、动能定理及其相关知识点，意在考查考生综合应用相关知识分析卫星运动的能力。‎ ‎+【解题思路】由于空气阻力做负功，卫星轨道半径变小，地球引力做正功，引力势能一定减小，动能增大，机械能减小，选项AC错误B正确。根据动能定理，卫星动能增大，卫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势能的减小，所以卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小，选项D正确。‎ ‎【命题分析】此题提出了引力势能，可类比重力势能。引力势能属于卫星和地球这个系统的。地球引力做功，引力势能减小；克服地球引力做功，引力势能增大。‎ ‎2. （2013高考山东理综第14题）如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮。质量分别为M、m（M>m）的滑块,通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动。若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中 A．.两滑块组成系统的机械能守恒 B．重力对M做的功等于M动能的增加 C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加 D．两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功 答案：CD 解析：由于斜面ab粗糙，在两滑块沿斜面运动的过程中，.两滑块组成系统的机械能不守恒，选项A错误。由动能定理，重力对M做的功大于M动能的增加，选项B错误。由功能关系，‎ 轻绳对m做的功等于m机械能的增加，选项C正确。由功能关系可知，两滑块组成系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功，选项D正确。‎ ‎3. （2013高考安徽理综第17题）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为EP=-G，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为 A. GMm(-) B. GMm(-) C. GMm(-) D. GMm(-)‎ ‎【答案】 C ‎【 解析】卫星降低轨道，减少的引力势能，△EP=-G-(-G)=GMm(-)。由G=mv2/R，可得卫星在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek1=mv2= ，卫星在半径为R2的轨道上绕地球做匀速圆周运动的动能Ek2=mv2= ，动能增加△Ek=-，由功能关系△EP=△Ek+Q，联立解得：此过程中因摩擦而产生的热量为Q=GMm(-)，所以正确选项为C。‎ ‎4．（2013全国高考大纲版理综第20题）如图所示，一固定斜面倾角为30°，一质量为m的小物块自斜面底端以一定的初速度沿斜面向上做匀减速运动，加速度大小等于重力加速度的大小g。物块上升的最大高度为H，则此过程中，物块的（ ）‎ m H ‎30°‎ A．动能损失了2mgH B．动能损失了mgH C．机械能损失了mgH D．机械能损失了 答案：AC 解析：分析小物块沿斜面上滑，根据题述可知，物块所受滑动摩擦力为f=0.5mg，由动能定理，动能损失了fH/sin30°+mgH=2mgH ，选项A正确B错误。由功能关系，机械能损失fH/sin30°=mgH，选项C正确D错误。‎ ‎5．(2013高考江苏物理第5题)水平面上，一白球与一静止的灰球碰撞，两球质量相等。‎ ‎ 碰撞过程的频闪照片如图所示，据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的 ‎（A）30% （B）50%‎ ‎（C）70% （D）90%‎ 答案：A解析：由图可知，碰撞后白球速度大约减小到原来的0.6倍，灰球速度大约是白球碰撞前速度的0.6倍。碰撞过程中系统损失的动能△E=mv2-m(0.6v)‎2m(0.6v)2=0.28×mv2。据此可推断，碰撞过程中系统损失的动能约占碰撞前动能的30%，选项A正确。‎ ‎6．（2013高考天津理综物理第2题）我国女子短道速滑队在今年世锦赛上实现女子‎3000m接力三连冠．观察发现，“接棒”的运动员甲提前站在“交捧”的运动员乙前面．并且开始向前滑行，待乙追上甲时，乙猛推甲一把，使甲获得更大的速度向前冲出。在乙推甲的过程中，忽略运动员与冰面间在水平方向上的相互作用，则 A·甲对乙的冲量一定等于乙对甲的冲量 B．甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反 C，甲的动能增加量一定等于乙的动能减少量 D．甲对乙做多少负功，乙对甲就一定做多少正功 答案：B 解析：冲量是矢量，甲乙相互作用时，二者相互作用力相等，甲对乙的冲量大小一定等于乙对甲的冲量的大小，但是方向相反，选项A错误。由动量定理，甲、乙的动量变化一定大小相等方向相反，选项B正确。甲乙相互作用过程，是非弹性碰撞，机械能不守恒，所以选项CD错误。‎ ‎7．(2013高考江苏物理第9题)如图所示，水平桌面上的轻质弹簧一端固定，另一端与小物块相连。 弹簧处于自然长度时物块位于O点（图中未标出）。 物块的质量为m，AB=a，物块与桌面间的动摩擦因数为μ。 现用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W。 撤去拉力后物块由静止向左运动，经O点到达B点时速度为零。 重力加速度为g。 则上述过程中 ‎（A）物块在A点时，弹簧的弹性势能等于W-μmga ‎ ‎（B）物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga ‎ ‎（C）经O点时，物块的动能小于W-μmga ‎ ‎（D）物块动能最大时，弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能 答案：BC 解析：设物块在A点时，弹簧的弹性势能等于EpA，用水平向右的力将物块从O点拉至A点，拉力做的功为W=EpA+μmg·OA，物块在A点时，弹簧的弹性势能EpA大于W-μmga，选项A错误。由于物块与桌面间有摩擦，OA大于OB，物块从0到A再由A到B的过程克服摩擦力做功μmg·OA +μmga，大于μmga。由功能关系，物块在B点时，弹簧的弹性势能小于W-μmga，选项B正确。物块从0到A再由A到O的过程，克服摩擦力做功2μmg·OA，大于μmga，所以经O点时，物块的动能小于W-μmga，选项C正确。当物块运动到从A向B运动，弹簧弹力等于摩擦力时物块的动能最大，此时弹簧处于拉伸状态；运动到B点时弹簧处于压缩状态，根据题述不能判断这两个位置弹簧的弹性势能的大小，选项D错误。，‎ ‎8. （2013高考福建理综第20题）（15分）如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，T端系一质量m=‎1.0kg的小球。现将小球拉到A点（保持绳绷直）由静止释放，当它经过B点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的C点。地面上的D点与OB在同一竖直线上，已知绳长L=‎1.0 m，B点离地高度H=‎1.0 m，A、B两点的高度差h=‎0.5 m，重力加速度g取‎10m/s2,不计空气影响，‎ ‎(1)地面上DC两点间的距离s；‎ ‎(2)轻绳所受的最大拉力大小。‎ 解析：（1）小球从A到B的过程中机械能守恒，有：mgh=mvB2，①‎ 小球从B到C做平抛运动，在竖直方向上有：H=gt2，②‎ 在水平方向上有：s=vBt，③‎ 联立①②③解得：s=‎1.41m。④‎ ‎（2）小球下摆到达B点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有：F-mg=m ⑤‎ 联立①⑤解得：F=20N 根据牛顿第三定律，F’=-F，‎ 轻绳所受的最大拉力大小为20N。‎