2014屆高考物理第一輪復(fù)習(xí)方略5.3機械能守恒定律及其應(yīng)

《全程復(fù)習(xí)》1屆4高考物理全程復(fù)習(xí)方略（人教版-第一輪）課時提能演練（含詳細解析）5.機3械能守恒定律及其應(yīng)用（4分0鐘 1分0）0、選擇題（本題共8小題，每題9分，至少一個答案正確，選不全得5分，共72分一輕質(zhì)彈簧，固定于天花板上的點處，原長為L如圖所示，一個質(zhì)量為的物塊從點豎直向上拋出，以速度與彈簧在點相接觸，然后向上壓縮彈簧，到點時物塊速度為零，在此過程中無機械能損失，則下列說法正確的是（）由到的過程中，動能和重力勢能之和不變由到的過程中，彈性勢能和動能之和不變由到的過程中，物塊的機械能守恒由到的過程中，物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒如圖所示，一勻質(zhì)桿長為J2r，從圖示位置由靜止開始沿光滑面 滑動， 是半徑為的1圓弧，為水平面則當(dāng)桿滑到 位置時的速度大小為4?長沙模擬一個小孩在蹦床上做游戲，他從高處落到蹦床上后又被彈起到原高度，小孩從高處開始下落到彈起的整個過程中，他的運動速度隨時間變化的圖線如圖所示，圖中只有段和段為直線則根據(jù)該圖線可小孩在蹦床上的過程僅在 到的時間內(nèi)小孩在蹦床上的過程僅在到的時間內(nèi)蹦床的彈性勢能增大的過程在到的時間內(nèi)蹦床的彈性勢能增大的過程在到的時間內(nèi)一不計質(zhì)量的直角形支架的兩直角臂長度分別為l和l，支架可繞水平固O\=定軸在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，支架臂的兩端分別連接質(zhì)量為和的小jTOC\o"1-5"\h\z球和B開始時臂處于水平位置，如圖所示，由靜止釋放后，則可能的 ^2加是 8臂能到達水平位置臂不能到達水平位置、兩球的最大速度之比為： ：AB、兩球的最大速度之比為： ：AB?山東高考如圖所示，將小球從地面以初速度豎直上拋的同時，將另一相同0質(zhì)量的小球從距地面處由靜止釋放，兩球恰在h處相遇不計空氣阻力則兩球同時落地相遇時兩球速度大小相等從開始運動到相遇，球動能的減少量等于球動能的增加量相遇后的任意時刻，重力對球做功功率和對球做功功率相等某空降兵從飛機上跳下，他從跳離飛機到落地的過程中沿豎直方向運動的 圖象如圖所示，則下列說法正確的是( )內(nèi)空降兵和傘整體所受重力大于空氣阻力

第 末空降兵打開降落傘，此后做勻減速運動至第 末? 內(nèi)空降兵豎直方向的加速度方向向上，大小在逐漸減小后空降兵保持勻速下落，此過程中機械能守恒如圖所示，勁度系數(shù)為的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置的半徑為的圓環(huán)頂點P另一端系一質(zhì)量為的小球，小球穿在圓環(huán)上做無摩擦的運動設(shè)開始時小球置于點，彈簧處于自然狀態(tài)，當(dāng)小球運動到最低點時速率為對圓環(huán)恰好沒有壓力下列分析正確的是( )從到的過程中，小球的機械能守恒從到的過程中，小球的機械能減少小球過點時，彈簧的彈力為 V2如小球過點時，彈簧的彈力為mg+mV22R如小球過點時，彈簧的彈力為mg+mV22R如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端各系一個小球和，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細桿和上，質(zhì)量為的球置于地面上，質(zhì)量為的球從水平位置靜止釋放當(dāng)球擺過的角度為°時，球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱悖铝薪Y(jié)論正確的是( )若只將細桿水平向左移動少許，則當(dāng)球擺過的角度為小于。的某值時，球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱闳糁粚⒓殫U水平向左移動少許，則當(dāng)球擺過的角度仍為°時，球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱愣?、計算題(本大題共2小題，共28分，要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)分如圖所示，半徑分別為和的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過動摩擦因數(shù)為p的段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，若小球在兩圓軌道的最高點對軌道的壓力都恰好為零，試求段的長度?十堰模擬 分如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個光滑半圓軌道組成翹尾巴的形軌道光滑半圓軌道半徑為，兩個光滑半圓軌道連接處之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過，之間距離可忽略粗糙弧形軌道最高點與水平面上點之間的高度為從點靜止釋放一個可視為質(zhì)點的小球，小球沿翹尾巴的形軌道運動后從點水平飛出，落到水平地面上，落點到與點在同一豎直線上點的距離為已知小球質(zhì)量，不計空氣阻力，求：小球從點水平飛出時的速度大?。恍∏蜻\動到半圓軌道的點時對軌道的壓力;小球沿翹尾巴形軌道運動時克服摩擦力做的功答案解析【解析】選物塊由到的過程中，只有重力、彈簧彈力做功，因此物塊與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，由到的過程中，彈性勢能不變，物塊動能與重力勢能之和不變，但物塊由到的過程中，彈性勢能增大，物塊的機械能減小，重力勢能增大，彈性勢能與動能之和減小，故只有正確【解析】選雖然桿在下滑過程中有轉(zhuǎn)動發(fā)生，但初始狀態(tài)靜止，末狀態(tài)勻速平動，整個過程無機械能損失，故由機械能守恒定律得：1 r解得：v=:—故—mv2=AE=mg— gg2 p2正確.3【解題指南】解答本題時應(yīng)注意以下兩點：（1?。┖⒃诼涞奖拇睬昂蛷楇x蹦床后均做勻變速直線運動.（2小）孩接觸蹦床后，速度為零之前，蹦床的彈性勢能一直增大.【解析】選 時刻開始小孩的加速度開始變化，說明小孩此時開始與蹦床接觸，時刻以后小孩的加速度與?時間相同，說明時刻開始小孩離開蹦床，故錯誤，正確；

時刻小孩的速度為零，此時小孩運動到最低點，蹦床的彈性勢能最大，故彈性勢能增大的過程在到時間內(nèi)，、均錯誤【解析】選、當(dāng)臂到達水平位置時，質(zhì)量為的小球重力勢能減少 /,質(zhì)量為的小球重力勢能增加 /,根據(jù)機械能守恒，可知這是可能的，所以正確，錯誤；兩個小球轉(zhuǎn)動的角速度3相同，根據(jù)3可知，、兩球的最大速度之比為故正確，錯誤【解析】選設(shè)兩球釋放后經(jīng)過時間相遇，因它們的位移大小相等，故有7-2gt7-2gt2=2gt，得2這表明相遇時球的速度為零，根據(jù)豎直上拋運動的對稱性可知球從拋出至落地時間為，而球的落地時間小于，選項、錯誤；從開始到相遇，球的機械能守恒，球的動能減少量等于 球的機械能守恒，球的動能增加量等于h選項正確；相遇后的任意時刻，、球的速度均不相等，重力大小相同，所以重力的功率不相等，選項錯誤【解析】選、由圖象可知，?內(nèi)空降兵和傘向下做加速運動，說明整體所受重力大于空氣阻力，選項正確；第末空降兵打開降落傘，由圖象可知，整體做減速運動，說明加速度方向向上；圖象斜率越來越小，說明加速度逐漸減小，選項錯誤而選項正確； 后空降兵保持勻速下落，此過程中機械能減少，選項錯誤【解析】選、從到的過程中，因彈簧對小球做負功，小球的機械能將減少，錯v2m—Rv2m—RF—mg=m— F=mg+B RB正確錯誤【變式備選】重 的滑塊在傾角為°的斜面上，從點由靜止下滑，到點接觸到一個輕彈簧，滑塊壓縮彈簧到點開始彈回，返回點離開彈簧，最后又回到點，已知= , = 2那么在整個過程中，下列選項不正確的是( )當(dāng)滑塊動能的最大值是6J當(dāng)彈簧彈性勢能的最大值是6J從到彈簧的彈力對滑塊做的功是當(dāng)整個過程系統(tǒng)機械能守恒【解析】選滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)，在滑塊的整個運動過程中，只發(fā)生動能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)的機械能守恒，正確；滑塊從到重力勢能減小了mgacsin30。二6J，全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，錯誤，正確；從到彈簧恢復(fù)原長，通過彈簧的彈力對滑塊做功，將的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為滑塊的機械能，正確【解析】選、設(shè)段繩長為L則球擺至最低點時，1mv2=mgL,2bbbv2可得： 因此時球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?，可?,有:F-mg=mjTbbL: ：i正確，錯誤；若細桿水平向左移動少許，使變大，但并不影響繩的拉ab力的大小，仍然有 ,當(dāng)球擺過的角度為T Tba0時球?qū)Φ孛娴膲毫偤脼榱?，錯誤，正確【解析】設(shè)小球通過點時的速度為，通過甲軌道最高點的速度為根據(jù)小球?qū)壍繡1壓力為零，有 v2mg=m宣取軌道最低點所在水平面為參考平面，由機械能守恒定律有11—mv2=mgD2R+—mv22c 2i聯(lián)立①②式，設(shè)小球通過點的速度為，通過乙軌道最高點的速度為，則有: v2mg=m^-r取軌道最低點所在水平面為參考平面，由機械能守恒定律有：11—mv2=mgD2r+—mv22D 22

聯(lián)立③④式，可得VD=屈（1分）設(shè)段長度為l，對小球通過段的過程，由動能定理有:-^mg-^mgl=—mv2—-mv22D2C（2分）答案：5（R-r）2H【總結(jié)提升】機械能守恒定律應(yīng)用三要點（1正）確選取研究對象，必須明確機械能守恒定律針對的是一個系統(tǒng)，而不是單個物體.（2靈）活選取零勢能位置，重力勢能常選最低點或物體的初始位置為零勢能位置，彈性勢能選彈簧原長為零勢能位置.（3運）用機械能守恒定律解題的關(guān)鍵在于確定“一個過程”和“兩個狀態(tài)”.所謂“一個過程”是指研究對象所經(jīng)歷的力學(xué)過程，了解研究對象在此過程中的受力情況以及各力的做功情況；“兩個狀態(tài)”是指研究對象在此過程中的開始和結(jié)束時所處的狀態(tài)，找出研究對象分別在初狀態(tài)和末狀態(tài)的動能和勢能.【解析】 小球從點水平飛出做平拋運動，設(shè)小球從點水平飛出時的速度大小為由平拋運動規(guī)律， 1s=vt,4R=—gt2E2聯(lián)立解得v聯(lián)立解得vE小球從點運動到點的過程，機械能守恒11—mv2=mg4R+—mv22B 2E

TOC\o"1-5"\h\z解得 s2v2=8gR+s-gB 8R在點 v2F-mg=m—b-得 mgs2F=9mg