(江蘇專版)2019高考物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十八)機(jī)械能守恒定律其應(yīng)用

課時(shí)追蹤檢測(cè)（十八）機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：機(jī)械能守恒的理解與判斷(2018·南通八校聯(lián)考)太陽(yáng)神車由四腳的支架吊著一個(gè)巨大的擺錘搖動(dòng)，旅客被固定在擺下方的大圓盤A上，如下圖。擺錘的搖動(dòng)幅度每邊可達(dá)120°。6臺(tái)大功率的異步驅(qū)動(dòng)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)，為旅客創(chuàng)建4.3g的加快度，最高可飛騰至15層樓高的高空。假如不考慮圓盤A的自轉(zhuǎn)，依據(jù)以上信息，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)的瞬時(shí)，旅客受力均衡B．當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)時(shí)，旅客可體驗(yàn)最大的加快度C．當(dāng)擺錘在下擺的過(guò)程中，擺錘的機(jī)械能必定不守恒D．當(dāng)擺錘在上擺過(guò)程中旅客體驗(yàn)超重，下擺過(guò)程旅客體驗(yàn)失重分析：選C當(dāng)擺錘擺至最高點(diǎn)的瞬時(shí)，擺錘與旅客將開(kāi)始降落，擁有向下的加快度，旅客受力不均衡，故A錯(cuò)誤；當(dāng)擺錘擺至最低點(diǎn)時(shí)，擺錘的速度最大，向心加快度最大，所以旅客可體驗(yàn)最大的加快度，故B錯(cuò)誤；當(dāng)擺錘在下擺的過(guò)程中，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)做正功，擺錘的機(jī)械能必定不守恒，故C正確；當(dāng)擺錘在上擺過(guò)程中，擺錘向上做減速運(yùn)動(dòng)，加快度方向向下，旅客體驗(yàn)失重，故D錯(cuò)誤。2.[多項(xiàng)選擇]如下圖，A、B兩球質(zhì)量相等，A球用不可以伸長(zhǎng)的輕繩系于O點(diǎn)，B球用輕彈簧系于O′點(diǎn)，O與O′點(diǎn)在同一水平面上，分別將A、B球拉到與懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開(kāi)始開(kāi)釋，當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球仍處在同一水平面上，則()A．兩球抵達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球動(dòng)能相等B．兩球抵達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，A球動(dòng)能較大C．兩球抵達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，B球動(dòng)能較大D．兩球抵達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，A球遇到向上的拉力較大分析：選BD兩個(gè)球都是從同一個(gè)水平面降落的，抵達(dá)最低點(diǎn)時(shí)仍是在同一個(gè)水平面上，依據(jù)重力做功的特色可知在整個(gè)過(guò)程中，A、B兩球重力做的功相同，可是，B球在著落的過(guò)程中彈簧要對(duì)球做負(fù)功，依據(jù)動(dòng)能定理得，B球在最低點(diǎn)的速度要比A的速度小，動(dòng)能也要比A的小，故A、C錯(cuò)誤，B正確；因?yàn)樵谧畹忘c(diǎn)時(shí)B的速度小，依據(jù)向心力的公式可知，B球需要的向心力小，所以彈簧對(duì)B的拉力也要比A遇到的拉力的小，故D正確。(2018·南京雨花臺(tái)區(qū)監(jiān)測(cè))如下圖，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點(diǎn)。將小球拉至A點(diǎn)，彈簧恰巧無(wú)形變，由靜止開(kāi)釋小球，當(dāng)小球運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)正下方與A點(diǎn)的豎直高度差為1h的B點(diǎn)時(shí)，速度大小為v。已知重力加快度為g，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能等于mgh12B．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)重力勢(shì)能減少2mvC．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)戰(zhàn)勝?gòu)椓ψ龉閙gh12D．小球抵達(dá)B點(diǎn)時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為mgh－2mv分析：選D小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，小球和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧由原長(zhǎng)到發(fā)生伸長(zhǎng)的形變，小球動(dòng)能增添量小于重力勢(shì)能減少許，A項(xiàng)錯(cuò)誤；小球重力勢(shì)能減少許等于小球動(dòng)能增添量與彈簧彈性勢(shì)能增添量之和，B項(xiàng)錯(cuò)誤；彈簧彈性勢(shì)能增添量等于小球重力勢(shì)能減少許與動(dòng)能增添量之差，D項(xiàng)正確；彈簧彈性勢(shì)能增添量等于小球戰(zhàn)勝?gòu)椓λ龅墓?，C項(xiàng)錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：?jiǎn)蝹€(gè)物體的機(jī)械能守恒4．(2018·咸陽(yáng)一模)如圖甲所示，質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上，t＝0時(shí)刻，將一小球從彈簧正上方某一高度處由靜止開(kāi)釋，小球落到彈簧上壓縮彈簧后又被彈起，上漲到必定高度后再著落，這樣頻頻。經(jīng)過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器，測(cè)出彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示，則()A．t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大B．t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大C．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球的動(dòng)能先增添后減少D．t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球增添的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能分析：選Ct1時(shí)刻小球剛與彈簧接觸，與彈簧接觸后，先做加快度不停減小的加快運(yùn)動(dòng)，當(dāng)彈力增大到與重力均衡，即加快度減為零時(shí)，速度達(dá)到最大，故A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻，彈力最大，故彈簧的壓縮量最大，小球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)，速度等于零，故B錯(cuò)誤；t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球處于上漲過(guò)程，先做加快度不停減小的加快運(yùn)動(dòng)，后做加快度不停增大的減速運(yùn)動(dòng)，故C正確；t2～t3這段時(shí)間內(nèi)，小球和彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故小球增添的動(dòng)能和重力勢(shì)能之和等于彈簧減少的彈性勢(shì)能，故D錯(cuò)誤。5．如圖甲所示，將質(zhì)量為m的小球以速度v0豎直向上拋出，小球上漲的最大高度為h。若將質(zhì)量分別為2、3、4、5的小球，分別以相同大小的速度v0從半徑均為＝1的豎mmmmR2h直圓形圓滑軌道的最低點(diǎn)水平向右射入軌道，軌道形狀如圖乙、丙、丁、戊所示。則質(zhì)量分2別為2m、3m、4m、5m的小球中，能抵達(dá)的最大高度仍為h的是(小球大小和空氣阻力均不計(jì))()A．質(zhì)量為2m的小球B．質(zhì)量為3m的小球C．質(zhì)量為4m的小球D．質(zhì)量為5m的小球分析：選C由題意可知，質(zhì)量為m的小球，豎直向上拋出時(shí)只有重力做功，故機(jī)械能守恒，得：mgh＝1mv02。題圖乙將質(zhì)量為2m的小球以速度v0射入軌道，小球若能抵達(dá)最大2高度為h，則此時(shí)速度不為零，此時(shí)的動(dòng)能與重力勢(shì)能之和，大于初地點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能與重力勢(shì)能，故不行能，即h2<h，故A錯(cuò)誤；由丙圖和戊圖，可知小球出軌道時(shí)的速度方向不沿豎直方向，則上漲到最高點(diǎn)時(shí)水平方向速度不為零，依照機(jī)械能守恒定律：h3<h，h5<h，故B、D錯(cuò)誤；由丁圖可知，小球出軌道時(shí)的速度方向沿豎直方向向上，則上漲到最高點(diǎn)時(shí)，速度為零，依照機(jī)械能守恒定律：h4＝h，故C正確。6.(2018·鹽城期末)如下圖，圓滑桿一端固定在水平面B點(diǎn)，與地面成θ＝30°角，原長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕質(zhì)橡皮筋一端固定在地面上的O點(diǎn)，另一端與質(zhì)量為m的圓球相連，圓球套在桿上。圓球處于A點(diǎn)時(shí)，橡皮筋豎直且無(wú)形變。讓圓球從A點(diǎn)由靜止開(kāi)釋，運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)速度為零，橡皮筋一直在彈性限度內(nèi)，重力加快度取g。求：運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿對(duì)圓球的最小彈力；圓球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，橡皮筋的彈性勢(shì)能；圓球運(yùn)動(dòng)到桿的中點(diǎn)時(shí)，重力的剎時(shí)功率。分析：(1)在橡皮筋沒(méi)有拉伸過(guò)程中，此時(shí)彈力最小，3對(duì)小球則有：FN＝mgcosθ＝2mg。在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，依據(jù)動(dòng)能定理可知：mgL－Ep＝0解得：Ep＝mgL。依據(jù)幾何關(guān)系可知，圓球運(yùn)動(dòng)到桿的中點(diǎn)，橡皮筋沒(méi)有拉伸，依據(jù)機(jī)械能守恒有：12mgLsinθ＝2mv重力的剎時(shí)功率為：＝sinθ＝mggL。Pmgv233mggL答案：(1)2mg(2)mgL(3)2對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：多個(gè)物體的機(jī)械能守恒7.[多項(xiàng)選擇](2018·揚(yáng)州邗江區(qū)監(jiān)測(cè))如下圖，A和B兩個(gè)小球固定在一根輕桿的兩頭，A球的質(zhì)量為，球的質(zhì)量為2，此桿可繞穿mBm過(guò)O點(diǎn)的水平軸無(wú)摩擦地轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)使輕桿從水平地點(diǎn)由靜止開(kāi)釋，則在桿從開(kāi)釋到轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．A球的機(jī)械能增添B．桿對(duì)A球一直不做功C．B球重力勢(shì)能的減少許等于B球動(dòng)能的增添量D．A球和B球的總機(jī)械能守恒分析：選ADA球由靜止向上運(yùn)動(dòng)，重力勢(shì)能增大，動(dòng)能也增大，所以機(jī)械能增大，桿必定對(duì)A球做了功，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；因?yàn)闊o(wú)摩擦力做功，系統(tǒng)只有重力做功，A球和B球的總機(jī)械能守恒，A球機(jī)械能增添，B球的機(jī)械能必定減少，故D項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)誤。8．(2018·連云港模擬)如下圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B用一根長(zhǎng)為0.2m的輕桿相連，兩球質(zhì)量相等，開(kāi)始時(shí)兩小球置于圓滑的水平面上，并給兩小球一個(gè)2m/s的初速度，經(jīng)一段時(shí)間兩小球滑上一個(gè)傾角為30°的圓滑斜面，不計(jì)球與斜面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，g取10m/s2，在兩小球的速度減小為零的過(guò)程中，以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．桿對(duì)小球A做負(fù)功B．小球A的機(jī)械能守恒C．桿對(duì)小球B做正功D．小球B速度為零時(shí)距水平面的高度為0.15m分析：選D由題意可知，A、B兩球在上漲中受A的重力做功而做減速運(yùn)動(dòng)；假定沒(méi)有桿連結(jié)，則A上漲到斜面時(shí)，B還在水平面上運(yùn)動(dòng)，即A在斜面上做減速運(yùn)動(dòng)，B在水平面上做勻速運(yùn)動(dòng)，因有桿存在，所以是B推著A上漲，所以桿對(duì)A做正功，故A錯(cuò)誤；因桿對(duì)A球做正功，故A球的機(jī)械能不守恒，故B錯(cuò)誤；由以上剖析可知，桿對(duì)球B做負(fù)功，故C12錯(cuò)誤；依據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒，可得：mgh＋mg(h＋Lsin30°)＝2×2mv，解得：h＝0.15m，故D正確。9.[多項(xiàng)選擇](2018·淮安期中)如下圖，足夠長(zhǎng)的圓滑斜面固定在水平面上，輕質(zhì)彈簧與A、B物塊相連，A、C物塊由越過(guò)圓滑小滑輪的輕繩連結(jié)。初始時(shí)刻，C在外力作用下靜止，繩中恰巧無(wú)拉力，B擱置在水平面上，A靜止?，F(xiàn)撤去外力，物塊C沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)C運(yùn)動(dòng)到4最低點(diǎn)時(shí)，B恰巧走開(kāi)地面。已知A、B的質(zhì)量均為m，彈簧一直處于彈性限度內(nèi)，則上述過(guò)程中()A．C的質(zhì)量mC可能小于mB．C的速度最大時(shí)，A的加快度為零C．C的速度最大時(shí)，彈簧彈性勢(shì)能最小D．A、B、C系統(tǒng)的機(jī)械能先變小后變大分析：選BC物塊C能拉動(dòng)A向上運(yùn)動(dòng)可知mgsinθ＞mg，θ為斜面傾角，則C的質(zhì)C量C必定大于，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；C的速度最大，加快度為零，因A的加快度等于C的加快度，mm則此時(shí)A的加快度也為零，選項(xiàng)B正確；開(kāi)始時(shí)彈簧壓縮量為mgC運(yùn)動(dòng)到最低x1＝，因當(dāng)kmg點(diǎn)時(shí)，B恰巧走開(kāi)地面，此時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x2＝k，依據(jù)振動(dòng)的對(duì)稱性可知，當(dāng)A的加快度為零時(shí)，彈簧處于原長(zhǎng)狀態(tài)，則此時(shí)彈性勢(shì)能為零，選項(xiàng)C正確；因只有重力和彈力做功，則A、B、C及彈簧構(gòu)成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，因彈性勢(shì)能先減小后增添，則A、B、C系統(tǒng)的機(jī)械能先變大后變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。如下圖，在傾角為30°的圓滑斜面體上，一勁度系數(shù)為k＝200N/m的輕質(zhì)彈簧一端連結(jié)固定擋板C，另一端連結(jié)一質(zhì)量為m＝4kg的物體，一輕微繩經(jīng)過(guò)定滑輪，一端系在物體A上，另一A端與質(zhì)量也為m的物體B相連，細(xì)繩與斜面平行，斜面足夠長(zhǎng)，用手托住物體B使細(xì)繩恰巧沒(méi)有拉力，而后由靜止開(kāi)釋，求：彈簧恢還原長(zhǎng)時(shí)細(xì)繩上的拉力；物體A沿斜面向上運(yùn)動(dòng)多遠(yuǎn)時(shí)獲取最大速度；物體A的最大速度大小。分析：(1)彈簧恢還原長(zhǎng)時(shí)，物體A、B的加快度大小相同，對(duì)B剖析：mg－T＝ma對(duì)A剖析：T－mgsin30°＝ma代入數(shù)據(jù)解得：T＝30N。(2)初始地點(diǎn)，彈簧的壓縮量為：mgsin30°x1＝＝10cm，k當(dāng)物體A速度最大時(shí)，即物體A的加快度為0，對(duì)物體A剖析有：＝2＋sin30°mgkxmg彈簧的伸長(zhǎng)量為：x2＝10cm所以物體A沿斜面上漲的距離為：x＝x1＋x2＝20cm。因?yàn)閤1＝x2，所以彈簧的彈性勢(shì)能沒(méi)有改變，由系統(tǒng)機(jī)械能守恒得：mg(x1＋x2)－mg(x112＋x2)sin30°＝·2m·v25解得：v＝1m/s。答案：(1)30N(2)20cm(3)1m/s考點(diǎn)綜合訓(xùn)練11．[多項(xiàng)選擇](2018·常州檢測(cè))如下圖，足夠長(zhǎng)的水平傳遞帶以速度v沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，傳遞帶的左端與圓滑圓弧軌道底部光滑連接，圓弧軌道上的A點(diǎn)與圓心等高，一小物塊從A點(diǎn)靜止滑下，再滑上傳遞帶，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間又返回圓弧軌道，返回圓弧軌道時(shí)小物塊恰巧能抵達(dá)A點(diǎn)，則以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．圓弧軌道的半徑必定是

v22gB．若減小傳遞帶速度，則小物塊仍可能抵達(dá)A點(diǎn)C．若增添傳遞帶速度，則小物塊有可能經(jīng)過(guò)圓弧軌道的最高點(diǎn)D．無(wú)論傳遞帶速度增添到多大，小物塊都不行能經(jīng)過(guò)圓弧軌道的最高點(diǎn)分析：選BD物塊在圓弧軌道上下滑的過(guò)程中，物塊的機(jī)械能守恒，依據(jù)機(jī)械能守恒1020可得：mgR＝2mv，所以小物塊滑上傳遞帶的初速度：v＝2gR，物塊抵達(dá)傳遞帶上以后，因?yàn)槟Σ亮Φ淖饔瞄_(kāi)始減速，速度減小為零以后，又在傳遞帶的摩擦力的作用下反向加快，依據(jù)物塊的受力可知，物塊在減速和加快的過(guò)程物塊的加快度的大小是相同的，所以物塊返回圓弧軌道時(shí)速度大小等于從圓弧軌道下滑剛到傳遞帶時(shí)的速度大小，只需傳遞帶的速度v≥2，物塊就能返回到A點(diǎn)，則≤v2，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；若減小傳遞帶速度，只需傳遞帶gRR2g的速度v≥2gR，物塊就能返回到A點(diǎn)，故B項(xiàng)正確；若增大傳遞帶的速度，因?yàn)槲飰K返回到圓弧軌道的速度不變，只好滑到A點(diǎn)，不可以滑到圓弧軌道的最高點(diǎn)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。12．(2018·威海高三月考)如下圖，半徑為R的圓滑半圓形軌道ABC與傾角為θ＝37°的粗拙斜面軌道DC相切于C點(diǎn)，半圓形軌道的直徑AC與斜面垂直。質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)左上方距A點(diǎn)高為h的P點(diǎn)以某一速度水平拋出，恰巧與半圓形軌道的A點(diǎn)相切進(jìn)入半圓形軌道內(nèi)側(cè)，以后經(jīng)半圓形軌道沿斜面恰巧運(yùn)動(dòng)到與拋出點(diǎn)等高的D處。已知當(dāng)?shù)氐闹亓?0加快度為g，取R＝9h，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，不計(jì)空氣阻力，求：小球被拋出時(shí)的速度v0；小球抵達(dá)半圓軌道最低點(diǎn)B時(shí)，對(duì)軌道的壓力大??；6小球從C到D過(guò)程中摩擦力做的功W。分析：(1)小球運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)，速度與水平方向的夾角為θ，如圖所示。2①則有v1＝2gh由幾何關(guān)系得v0tanθ＝v1②聯(lián)立以上各