2年模擬（新課標(biāo)）高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第3講 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用練習(xí).docVIP

第3講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用a組20142015年模擬基礎(chǔ)題組時(shí)間:30分鐘分值:40分一、選擇題(每題6分,共24分)1.(2015湖北襄陽四校聯(lián)考)如圖所示,物體b的質(zhì)量是物體a質(zhì)量的一半,不計(jì)所有摩擦,物體a從離地面高h(yuǎn)處由靜止開始下落,以地面為參考面,當(dāng)物體a的動(dòng)能與其勢(shì)能相等時(shí),物體a距地面的高度為(設(shè)該過程中b未與滑輪相碰)() a.0.4hb.0.2hc.0.8hd.h2.(2014湖南長沙一中月考)(多選)一個(gè)高爾夫球靜止于平坦的地面上,在t=0時(shí)球被擊出,飛行中球的速率與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。若不計(jì)空氣阻力的影響,根據(jù)圖象提供的信息可以求出()a.高爾夫球在何時(shí)落地b.高爾夫球可上升的最大高度c.人擊球時(shí)對(duì)高爾夫球做的功d.高爾夫球落地時(shí)離擊球點(diǎn)的距離3.(2014江蘇無錫模擬)如圖所示,斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上,現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放,不計(jì)一切摩擦,則在小球從釋放到落至地面的過程中,下列說法正確的是()a.斜劈對(duì)小球的彈力不做功b.斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒c.斜劈的機(jī)械能守恒d.小球重力勢(shì)能減少量等于斜劈動(dòng)能的增加量4.(2014上海徐匯期末考試)(多選)如圖所示,圓心在o點(diǎn)、半徑為r的光滑圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上,oc與oa的夾角為60,軌道最低點(diǎn)a與桌面相切。一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點(diǎn)),掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊,開始時(shí),m1位于c點(diǎn),然后從靜止釋放,設(shè)輕繩足夠長,不計(jì)一切摩擦。則()a.在m1由c下滑到a的過程中,兩球速度大小始終相等b.在m1由c下滑到a的過程中,重力的功率先增大后減少c.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn),則m1=2m2d.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn),則m1=3m2二、非選擇題(共16分)5.(2015浙江溫州期中)如圖所示是某次四驅(qū)車比賽的軌道中的某一段。張華控制的四驅(qū)車(可視為質(zhì)點(diǎn)),質(zhì)量m=1.0 kg,額定功率為p=7 w。張華的四驅(qū)車到達(dá)水平平臺(tái)上a點(diǎn)時(shí)速度很小(可視為0),此時(shí)啟動(dòng)四驅(qū)車的發(fā)動(dòng)機(jī)并直接使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)到額定功率,一段時(shí)間后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)。當(dāng)四驅(qū)車由平臺(tái)邊緣b點(diǎn)飛出后,恰能沿豎直光滑圓弧軌道cde上c點(diǎn)的切線方向飛入圓弧軌道,且此時(shí)的速度大小為5 m/s,cod=53,并從軌道邊緣e點(diǎn)豎直向上飛出,離開e以后上升的最大高度為h=0.85 m。已知ab間的距離l=6 m,四驅(qū)車在ab段運(yùn)動(dòng)時(shí)的阻力恒為1 n。重力加速度g取10 m/s2,不計(jì)空氣阻力。sin 53=0.8,cos 53=0.6,求:(1)四驅(qū)車運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的速度大小;(2)發(fā)動(dòng)機(jī)在水平平臺(tái)上工作的時(shí)間;(3)四驅(qū)車對(duì)圓弧軌道的最大壓力。b組20142015年模擬提升題組時(shí)間:50分鐘分值:70分一、選擇題(每題6分,共24分)1.(2015安徽安慶聯(lián)考)質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星與地心距離為r時(shí),引力勢(shì)能可表示為ep=-,其中g(shù)為引力常量,m為地球質(zhì)量。已知地球半徑為r,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得地球的第二宇宙速度(可使衛(wèi)星脫離地球引力的發(fā)射速度)為()a. b.c.d.22.(2015湖北百所重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(多選)如圖所示,在豎直平面內(nèi),半徑為r的四分之一圓弧軌道ab、水平軌道bc與斜面cd平滑連接在一起,圓弧軌道的半徑ob和bc垂直,水平軌道bc的長度大于r,斜面足夠長。在圓弧軌道上靜止著n個(gè)質(zhì)量為m,半徑為r(rr)的光滑剛性小球,小球恰好將圓弧軌道鋪滿,從最高點(diǎn)a到最低點(diǎn)b依次標(biāo)記為1、2、3n?，F(xiàn)將圓弧軌道末端b處的阻擋物拿走,n個(gè)小球由靜止開始沿軌道運(yùn)動(dòng),不計(jì)摩擦與空氣阻力,若以bc所在的平面為重力勢(shì)能的零勢(shì)面,下列說法正確的是()a.第n個(gè)小球在斜面cd上向上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能減小b.第n個(gè)小球在斜面cd上向上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能增大c.n個(gè)小球構(gòu)成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒,且機(jī)械能e=nmgrd.第1個(gè)小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度v3.(2015湖北襄陽四中、龍泉中學(xué)、荊州中學(xué)聯(lián)考)(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧一端固定于o點(diǎn),另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi),將小球沿桿拉到與彈簧水平的位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí),小球速度恰好為零,此時(shí)小球下降的豎直高度為h,若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi),下列說法中正確的是()a.彈簧與桿垂直時(shí),小球速度最大b.彈簧與桿垂直時(shí),小球的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和最大c.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能增加量小于mghd.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能增加量等于mgh4.(2014江西師范大學(xué)附中11月月考)(多選)bungee(蹦極)是一種新興的體育活動(dòng),蹦躍者站在約40米以上(相當(dāng)于10層樓高)高度的橋梁、塔頂、高樓、吊車甚至熱氣球上,把一端固定的一根長長的橡皮繩綁在踝關(guān)節(jié)處,然后兩臂伸開,雙腿并攏,頭朝下跳下去。綁在跳躍者踝部的橡皮繩很長,足以使跳躍者在空中享受幾秒鐘的“自由落體”。當(dāng)人體落到離地面一定距離時(shí),橡皮繩被拉開、繃緊,阻止人體繼續(xù)下落,當(dāng)人到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),橡皮繩彈起,人被拉起,隨后又落下,如此反復(fù),但由于空氣阻力的原因,使彈起的高度會(huì)逐漸減小,直到靜止,這就是蹦極的全過程。根據(jù)以上的敘述,忽略空氣阻力的影響,對(duì)第一次下落過程中下列說法正確的是()a.當(dāng)橡皮繩達(dá)到原長后人開始做減速運(yùn)動(dòng)b.整個(gè)下落過程中人的機(jī)械能守恒c.當(dāng)橡皮繩的彈力剛好等于人的重力時(shí)人的速度最大d.當(dāng)人達(dá)到最低點(diǎn)時(shí)加速度數(shù)值最大,且一定大于重力加速度g的值二、非選擇題(共46分)5.(2014湖北十堰模擬)(14分)如圖所示,粗糙弧形軌道和兩個(gè)光滑半圓軌道組成翹尾巴的s形軌道。光滑半圓軌道半徑為r,兩個(gè)光滑半圓軌道連接處c、d之間留有很小的空隙,剛好能夠使小球通過,c、d之間距離可忽略。粗糙弧形軌道最高點(diǎn)a與水平面上b點(diǎn)之間的高度為h。從a點(diǎn)靜止釋放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,小球沿翹尾巴的s形軌道運(yùn)動(dòng)后從e點(diǎn)水平飛出,落到水平地面上,落點(diǎn)到與e點(diǎn)在同一豎直線上b點(diǎn)的距離為s。已知小球質(zhì)量為m,不計(jì)空氣阻力,求:(1)小球從e點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小;(2)小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;(3)小球沿翹尾巴s形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功。6.(2015浙江杭州重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(16分)如圖所示,在投球游戲中,小明坐在可沿豎直方向升降的椅子上,停在不同高度處將小球水平拋出落入固定的球框中。已知球框距地面的高度為h0,小球的質(zhì)量為m,拋出點(diǎn)與球框的水平距離始終為l,忽略空氣阻力。(1)小球從距地面高為h0處水平拋出落入球框,求此過程中小球重力勢(shì)能的減少量;(2)若小球從不同高度處水平拋出后都落入了球框中,試推導(dǎo)小球水平拋出的速度v與拋出點(diǎn)高度h之間滿足的函數(shù)關(guān)系;(3)為防止球入框時(shí)彈出,小明認(rèn)為球落入球框時(shí)的動(dòng)能越小越好。那么,它應(yīng)該從多高處將球水平拋出,可以使小球入框時(shí)的動(dòng)能最小?并求該動(dòng)能的最小值。7.(2015湖北重點(diǎn)中學(xué)聯(lián)考)(16分)如圖,光滑固定斜面傾角為,斜面底端固定有垂直斜面的擋板c,斜面頂端固定有光滑定滑輪。質(zhì)量為m的物體a經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方擋板上的質(zhì)量也為m的物體b相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,a、b都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪,一端連物體a,另一端連一輕掛鉤。開始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài),a上方的一段繩平行于斜面?，F(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m的物體d并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,已知它恰好能使b離開擋板但不繼續(xù)上升。若讓d帶上正電荷q,同時(shí)在d運(yùn)動(dòng)的空間中加上方向豎直向下的勻強(qiáng)電場(chǎng),電場(chǎng)強(qiáng)度的大小為e,仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放d,則這次b剛離開擋板時(shí)d的速度大小是多少?已知重力加速度為g。第3講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用a組20142015年模擬基礎(chǔ)題組一、選擇題1.a對(duì)a、b兩物體組成的系統(tǒng),只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒。b的重力勢(shì)能不變,所以a重力勢(shì)能的減小量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量,則有:mag(h-h)=(ma+mb)v2(其中h為物體a距地面的高度),當(dāng)物體a的動(dòng)能與其勢(shì)能相等時(shí),有:magh=mav2,又ma=2mb,聯(lián)立上面三式得:mag(h-h)=magh,得:h=0.4h。故a正確,b、c、d錯(cuò)誤。2.abd球剛被擊出時(shí)速度為v0=31 m/s,根據(jù)機(jī)械能守恒,球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)重力勢(shì)能最大,動(dòng)能最小,所以v=19 m/s 時(shí)球處于最高點(diǎn),由m=mgh+mv2,可求出最大高度為30 m,b項(xiàng)正確。仍根據(jù)機(jī)械能守恒知,球落地時(shí)速度與擊出時(shí)速度相等,所以高爾夫球5 s時(shí)落地,a項(xiàng)正確。研究擊球過程,根據(jù)動(dòng)能定理,人做的功w=m,由于m未知,所以求不出w,c項(xiàng)錯(cuò)誤。研究球的水平分運(yùn)動(dòng),由x=vxt,其中vx=19 m/s,t=5 s,可求得x=95 m,d項(xiàng)正確。3.b不計(jì)一切摩擦,小球下滑時(shí),小球和斜劈組成的系統(tǒng)只有小球的重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,b正確,c、d錯(cuò)誤;斜劈對(duì)小球的彈力與小球位移間夾角大于90,故彈力做負(fù)功,a錯(cuò)誤。4.bcm1在下滑過程中,其速度沿繩方向的分量大小等于m2的速度大小,故a錯(cuò)。m1在c和a處時(shí)重力的功率均為零,而在c到a的過程中其在豎直方向的分速度不等于零,由此可知重力的功率應(yīng)先增大后減小,故b正確。對(duì)m1和m2組成的系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)械能守恒定律有:m1g-m2gr=0,解得m1=2m2,故c對(duì)、d錯(cuò)。二、非選擇題5.答案(1)3 m/s(2)1.5 s(3)55.5 n解析(1)由題可知vb=vccos 53得四驅(qū)車運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)的速度為vb=3 m/s(2)從a到b的運(yùn)動(dòng)過程中有牽引力和阻力做功,根據(jù)動(dòng)能定理有:m-0=pt-fl解得t=1.5 s(3)從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)的過程中,只有重力做功,所以機(jī)械能守恒,有:m=mg(h+rcos 53)得圓弧軌道的半徑r= m四驅(qū)車到達(dá)d點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力最大,設(shè)四驅(qū)車在d點(diǎn)的速度為vd,從c點(diǎn)到d點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒,則有:m-m=mgr(1-cos 53)或m=mg(r+h)又fmax-mg=解得fmax=55.5 n由牛頓第三定律知,四驅(qū)車對(duì)軌道的最大壓力fmax=fmax=55.5 nb組20142015年模擬提升題組一、選擇題1.b設(shè)地球的第二宇宙速度為v,則人造衛(wèi)星在脫離地球引力的過程中機(jī)械能守恒,有mv2-=0,得v=,b選項(xiàng)正確。2.bd取n個(gè)小球?yàn)橐徽w,整體機(jī)械能守恒,當(dāng)整體在水平軌道上時(shí),動(dòng)能最大,則第n個(gè)小球在斜面cd上上升過程中,整體動(dòng)能轉(zhuǎn)化為斜面上小球的重力勢(shì)能,所以第n個(gè)小球的機(jī)械能增大,故a錯(cuò)誤、b正確;對(duì)整體機(jī)械能守恒,但是開始時(shí)整體重心高度h小于,所以enmgr,當(dāng)?shù)?個(gè)小球到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),根據(jù)動(dòng)能定理有nmgh=nmv2,所以v0,即f2mg,由牛頓第二定律,人到達(dá)最低位置時(shí)的加速度大小a=g,所以正確選項(xiàng)為c、d。二、非選擇題5.答案(1)ve=(2)fn=9mg+,方向豎直向下(3)mg(h-4r)-解析(1)小球從e點(diǎn)水平飛出做平拋運(yùn)動(dòng),設(shè)小球從e點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小為ve。由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有s=vet4r=gt2聯(lián)立解得ve=(2)小球從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到e點(diǎn)的過程,機(jī)械能守恒m=mg4r+m解得=8gr+在b點(diǎn)fn-mg=m解得fn=9mg+由牛頓第三定律可知小球運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為fn=9mg+,方向豎直向下。(3)設(shè)小球沿翹尾巴的s形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功為w,則mg(h-4r)-w=m得w=mg(h-4r)-6.答案(1)mg(h0-h0)(2)v=l(hh0)(或h=h0+)(3)見解析解析(1)小球重力勢(shì)能的減少量為:ep=mg(h0-h0)。(2)設(shè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,則水平方向有:l=vt豎直方向有:h-h0=gt2解得:v=l(hh0)或h=h0+。(3)小球平拋運(yùn)動(dòng)過程中,只有重力做功,機(jī)械能守恒,則得:mg(h-h0)=ek-ek0結(jié)合第(2)問結(jié)論有:mg(h-h0)=ek-(hh0)得:ek=+mg(h-h0)(hh0)當(dāng)h=h0+時(shí),ek有極小值,得:ekmin=mgl7.答案2解析掛鉤沒有掛d時(shí),a壓縮彈簧,彈簧的壓縮量為x1,