2018屆高考物理一輪復習專題機械能守恒定律及其應用專項練習

1、機械能守恒定律及其應用一、選擇題（16 題為單項選擇題，710 題為多項選擇題）1 關于機械能守恒，下列說法中正確的是（）A. 物體做勻速運動，其機械能一定守恒B. 物體所受合力不為零，其機械能一定不守恒C. 物體所受合力做功不為零，其機械能一定不守恒D.物體沿豎直方向向下做加速度為5 m/s2的勻加速運動，其機械能減少2.如圖 1 所示， 在輕彈簧的下端懸掛一個質量為m的小球A,將小球A從彈簧原長位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h。若將小球A換為質量為 3m的小球B,仍從3. （2016 前黃中學）一輕繩系住一質量為m的小球懸掛在O點，在最低點先給小球一水平初速度，小球恰能在豎直平

2、面內(nèi)繞O點做圓周運動，若在水平半徑OP的中點A處釘一枚光滑的釘子，仍在最低點給小球同樣的初速度，則小球向上通過P點后將繞A點做圓周運動，則到達最高點N時，繩子的拉力大小為（）彈簧原長位置由靜止釋放，重力加速度為g,不計空氣阻力，則小球B下降h時的速度為C2gh圖 14九42A. 0B.2mgC.3mgD. 4mg4.將一小球從高處水平拋出，最初2 s 內(nèi)小球動能 云隨時間t變化的圖象如圖 3 所示,不計空氣阻力，g取 10 m/s2。根據(jù)圖象信息，不能確定的物理量是（）A. 小球的質量B. 小球的初速度C. 最初 2 s 內(nèi)重力對小球做功的平均功率D. 小球拋出時的高度5如圖 4 所示，傾角0

3、= 30的光滑斜面固定在水平地面上，斜面頂端固定一光滑的小定滑輪，質量分別為m和 2m的兩小物塊A B用輕繩連接，其中B被垂直斜面的擋板擋 住而靜止在斜面上，定滑輪與A之間的繩子水平，已知繩子開始時剛好拉直，且A與定滑輪之間的距離為I。現(xiàn)使A由靜止下落，在A向下運動至0點正下方的過程中，下列說法正確 的是（）A 物塊B始終處于靜止狀態(tài)B.物塊A運動到最低點時的速度大小為2glC. 物塊 A 運動到最低點時的速度方向為水平向左D. 繩子拉力對物塊 B 做正功6.如圖 5 所示，可視為質點的小球A和B用一根長為 0.2 m 的輕桿相連，兩球質量相等，開始時兩小球置于光滑的水平面上，并給兩小球一個2

4、 m/s 的初速度，經(jīng)一段時間兩小2球滑上一個傾角為 30的光滑斜面，不計球與斜面碰撞時的機械能損失，g取 10 m/s，在3A.桿對小球 A 做負功B.小球 A 的機械能守恒C.桿對小球 B 做正功D.小球B速度為零時距水平面的高度為0.15 m7如圖 6 所示，下列關于機械能是否守恒的判斷正確的是（）圖 6A. 甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機械能守恒B.乙圖中，物體B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時，B機械能守恒C.丙圖中，斜面光滑，物體在推力F 作用下沿斜面向下運動的過程中，物體機械能守恒D. 丁圖中，斜面光滑，物體在斜面上下滑的過程中，物體機械能守恒& （2016 浙江

5、舟山模擬）如圖 7 所示，一個小環(huán)沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運動。小環(huán)從最高點A滑到最低點B的過程中，小環(huán)線速度大小的平方v2隨下落高度h的變化圖象可能是（）圖 7兩小球的速度減小為零的過程中,49. （2016 金陵中學）一鋼球從某高度自由下落到一放在水平地面的彈簧上，從鋼球與彈簧接觸到壓縮到最短的過程中，彈簧的彈力F、鋼球的加速度a重力所做的功WG以及小球的機械能E與彈簧壓縮量x的變化圖線如下圖（不考慮空間阻力），選小球與彈簧開始接觸 點為原點，建立圖示坐標系，并規(guī)定向下為正方向，則下述選項中的圖象符合實際的是（ ）510.2022 年第 24 屆冬季奧林匹克運動會將在北京舉行，跳臺

6、滑雪是冬奧會的比賽項目之一。如圖 9 所示為一簡化后的跳臺滑雪的雪道示意圖，運動員從O點由靜止開始，在不借助其他外力的情況下，自由滑過一段圓心角為60的光滑圓弧軌道后從A點水平飛出，然后落到斜坡上的B點。已知A點是斜坡的起點，光滑圓弧軌道半徑為40 m，斜坡與水平面的夾角0= 30，運動員的質量 作 50 kg，重力加速度g= 10 m/s2,忽略空氣阻力。下列 說法正確的是（）A. 運動員從O點運動到B點的整個過程中機械能守恒B. 運動員到達A點時的速度為 20 m/sC. 運動員到達B點時的動能為 10 kJD. 運動員從A點飛出到落到B點所用的時間為，3 s二、非選擇題11.質量分別為m

7、和 2m的兩個小球P和Q中間用輕質桿固定連接，桿長為L,在離P球 3 處有一個光滑固定軸O如圖 10 所示?，F(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放，在Q球順時3圖 96針擺動到最低位置時，求：圖 10(1) 小球P的速度大??；(2) 在此過程中小球P機械能的變化量。12.如圖 11 所示，質量為 3 kg 小球A和質量為 5 kg 的B通過一壓縮彈簧鎖定在一起， 靜止于光滑平臺上，解除鎖定，兩小球在彈力作用下分離，A球分離后向左運動恰好通過半徑 R= 0.5 m 的光滑半圓軌道的最高點，B球分離后 從平臺上以速度VB=3 m/s 水平拋出,恰好落在臨近平臺的一傾角為a的光滑斜面頂端，并剛好沿光滑斜面下

8、滑，已知斜面頂端2與平臺的高度差h= 0.8 m ,g= 10 m/s，求：圖 11(1)A、B兩球剛分離時A的速度大小;(2)彈簧鎖定時的彈性勢能;(3)斜面的傾角a。7參考答案1.解析 物體做勻速運動其動能不變，但機械能可能變，如物體勻速上升或下降，機械能會相應的增加或減少，選項A 錯誤；物體僅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代數(shù)和為零時，物體的機械能守恒，選項B、C 錯誤；物體沿豎直方向向下做加速度為 5 m/s2的勻加速運動時，物體一定受到一個與運動方向相反的力的作 用，此力對物體做負 功，物體的機械能減少，故選項D 正確。答案 D2. 解析 根據(jù)系統(tǒng)機械能守

9、恒得，對A下降h的過程有mg*日，對B下降h的過程有123mgh= Ep+ 23mv，解得v=答案 A3. 解析恰能做圓周運動，2mvmg=點,解得v=gR。由機械能守恒定律可知1212mR= ?mv 2mv,解得初速度vo= 5gR,根據(jù)機械能守恒，在最高點N的速度為v，則：31,2_mgR= mv 一mv222/2根據(jù)向心力公式：T+mg= *廠，2聯(lián)立得T= 3mg故選項 C 正確。答案 C4. 解析 由機械能守恒定律可得 E=Eo+mgh又h=|gt2,所以 E=E0,可見桿對小球A做正功，選項 A、B 錯誤；由于系統(tǒng)機械能守恒，故小球A增加 的機械能等于小球B減小的機械能，桿對小球B

10、做負功，選項 C 錯誤。答案 D選項結論分析Ax物體壓縮彈簧的過程中，物體所受重力和彈簧的彈力都 對其做功，所以A機械能不守恒BV物體沿斜面下滑過程中，除重力做功外，其他，力做功的代數(shù)和始終為零，所以B機械能守恒Cx物體下滑過程中，除重力外還有推力F對其做功，所以物體機械能不守恒DV物體沿斜面下滑過程中，只有重力對其做功，所以物體 機械能守恒7.解析弄清楚機械能守恒的條件是分析此問題的關鍵。表解如下:答案 BD1 18.解析 對小環(huán)由機械能守恒定律得mgh=mV mV,貝Uv2= 2gh+v0,當vo= 0 時，B9正確；當vo0時，A 正確。答案 AB9.解析由于向下為正方向，而彈簧中的彈力

11、方向向上,A 錯誤；對小球受力分析易10B 正確；根據(jù)重力做功的計算式WG=mgx可知，C 正確；小球和彈簧整體的機械能守答案 BC10.解析由題意可得，運動員從O點運動到B點的整個過程機械能守恒，選項A 正由機械能守恒和平拋運動規(guī)律可知運動員到達B點時的豎直方向分速度為v=v0 2tan 0=40# m/s，則運動員到達B點時的動能大于 10 kJ，選項 C 錯誤；設運動員從A點飛出到落到B點所用的時間為t，則v=gt,t= 孚 s，選項 D 錯誤。3答案 AB11.解析（1）兩球和桿組成的系統(tǒng)機械能守恒，設小球Q擺到最低位置時P球的速度為v,由于P Q兩球的角速度相等，Q球運動半徑是P球運動半徑的兩倍，故Q球的速度為2v。由機械能守恒定律得21.2 22mg-3L-mg-L= mv+ ? 2m(2v), 解得v= W。小球P機械能增加量 E=mg-#L+ *mv=4mgL答案 亠等（2）增加了 mgL12.解析（1）小球A恰好通過半徑R= 0.5 m 的光滑半圓軌道的最高點，設在最高點速度為Vo,2v0在最咼點有nAg=RAR,物體沿光滑半圓軌道上滑到最高點的過程中機械能守恒,1212、mg 2 R+ 2mv0= mvA,聯(lián)立解得VA=5 m/s。（2）根