(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_第1頁(yè)
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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

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