2025版高考物理全程一輪復(fù)習(xí)課時(shí)分層精練二十九機(jī)械能守恒定律習(xí)題

課時(shí)分層精練(二十九)機(jī)械能守恒定律基礎(chǔ)落實(shí)練1．如圖所示，兩個(gè)孩子在彈性蹦床上玩耍，不計(jì)空氣阻力，則小孩從最低點(diǎn)到脫離蹦床的過程中()A．機(jī)械能保持不變B．動(dòng)能一直增大C．蹦床的彈性勢能一直增大D．重力勢能一直增大2．[2023·浙江1月]一位游客正在體驗(yàn)蹦極，綁上蹦極專用的橡皮繩后從跳臺(tái)縱身而下．游客從跳臺(tái)下落直到最低點(diǎn)過程中()A．彈性勢能減小B．重力勢能減小C．機(jī)械能保持不變D．繩一繃緊動(dòng)能就開始減小3．[2024·江蘇鹽城統(tǒng)考三模]物體從離地高H處的M點(diǎn)開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，下落至離地高度為eq\f(1,3)H處的N點(diǎn)，下列能量條形圖表示了物體在M和N處的動(dòng)能Ek和重力勢能Ep的相對(duì)大小關(guān)系，可能正確的是()4.如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的小物塊P和Q，用輕質(zhì)彈簧連接后放在水平地面上，P通過一根水平輕繩連接到墻上．P的下表面光滑，Q與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力．用水平拉力將Q向右緩慢拉開一段距離，撤去拉力后，Q恰好能保持靜止．彈簧形變始終在彈性限度內(nèi)，彈簧的勁度系數(shù)為k，重力加速度大小為g.若剪斷輕繩，P在隨后的運(yùn)動(dòng)過程中相對(duì)于其初始位置的最大位移大小為()A．eq\f(μmg,k)B．eq\f(2μmg,k)C．eq\f(4μmg,k)D．eq\f(6μmg,k)5．(多選)如圖所示，在傾角θ＝30°的光滑固定斜面上，放有質(zhì)量分別為1kg和2kg的小球A和B，且兩球之間用一根長L＝0.3m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h＝0.3m．現(xiàn)讓兩球從靜止開始自由下滑，最后都進(jìn)入到上方開有細(xì)槽的光滑圓管中，不計(jì)球與圓管內(nèi)壁碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，g取10m/s2.下列說法中正確的是()A.從開始下滑到A進(jìn)入圓管的整個(gè)過程，小球A、B與地球三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B．在B球未進(jìn)入水平圓管前，小球A與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．兩球最后在光滑圓管中運(yùn)動(dòng)的速度大小為eq\r(7)m/sD．從開始下滑到A進(jìn)入圓管的整個(gè)過程，輕桿對(duì)B球做的功為－1J6.[2024·山東泰安統(tǒng)考]如圖所示，勁度系數(shù)k＝20N/m的輕彈簧下端與靜止在水平地面上的重物A相連，彈簧上端與不可伸長的輕繩相連，輕繩繞過輕質(zhì)光滑定滑輪，另一端連一輕質(zhì)掛鉤．開始時(shí)定滑輪兩側(cè)的輕繩均處于伸直狀態(tài)，A上方的彈簧和輕繩均沿豎直方向．現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量m＝0.1kg的物塊B并由靜止釋放，它恰好能使A與地面接觸但無壓力．已知彈簧的彈性勢能Ep＝eq\f(1,2)kx2(其中k為彈簧的勁度系數(shù)，x為彈簧的形變量).彈簧始終在彈性限度內(nèi)且彈簧上端一直未接觸定滑輪，取g＝10m/s2，空氣阻力不計(jì)．(1)求當(dāng)A恰好與地面接觸但無壓力時(shí)彈簧的形變量x0以及A的質(zhì)量M；(2)若將B換成另一個(gè)質(zhì)量為4m的物塊C，并將C掛在掛鉤上后由靜止釋放，求A恰好與地面接觸但無壓力時(shí)C的速度大小v(結(jié)果可保留根號(hào)).素養(yǎng)提升練7．(多選)[2024·福建莆田高三?？计谥衇如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的小環(huán)，小環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d，已知A點(diǎn)與定滑輪等高，A、B兩點(diǎn)間的距離為d.現(xiàn)將小環(huán)從A點(diǎn)由靜止釋放，下列說法正確的是()A．小環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，重物上升的高度為(eq\r(2)－1)dB．小環(huán)在下滑過程中的機(jī)械能先增大后減小C．小環(huán)在B點(diǎn)的速度與重物上升的速度大小之比為1∶eq\r(2)D．小環(huán)下滑的最大距離為eq\f(4,3)d8．滑板運(yùn)動(dòng)是青少年喜愛的一項(xiàng)活動(dòng)．如圖甲所示，滑板運(yùn)動(dòng)員以某一初速度從A點(diǎn)水平離開h＝0.8m高的平臺(tái)，運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)恰好能無碰撞地從B點(diǎn)沿切線進(jìn)入豎直光滑圓弧軌道，然后由C點(diǎn)滑上涂有特殊材料的水平面，水平面與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ從C點(diǎn)起按圖乙規(guī)律變化，圖乙中x表示滑板在水平面上距C點(diǎn)的距離．圓弧軌道與水平面相切于C點(diǎn)，O為圓弧軌道的圓心，B、C為圓弧軌道的兩端點(diǎn)，O、C兩點(diǎn)在同一豎直線上，圓弧軌道的半徑R＝1m，圓弧軌道對(duì)應(yīng)的圓心角θ＝53°，重力加速度g＝10m/s2，cos53°＝0.6，sin53°＝0.8，不計(jì)空氣阻力，運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)可視為質(zhì)點(diǎn)，質(zhì)量m＝50kg.求：(1)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)離開平臺(tái)時(shí)的初速度大小v0；(2)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)通過圓弧軌道最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大??；(3)運(yùn)動(dòng)員(連同滑板)在水平面上滑行的最大距離．課時(shí)分層精練（二十九）機(jī)械能守恒定律1．解析：從最低點(diǎn)到脫離蹦床的過程，蹦床對(duì)小孩做正功，蹦床的彈性勢能一直減小，小孩的機(jī)械能一直增大，故A、C錯(cuò)誤；蹦床對(duì)小孩的彈力大于小孩的重力時(shí)，小孩向上做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增大，彈力小于小孩的重力時(shí)，小孩向上做減速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；從最低點(diǎn)到脫離蹦床的過程中，小孩的重力勢能一直增大，故D正確．故選D.答案：D2．解析：游客從跳臺(tái)下落直到最低點(diǎn)過程中，游客的重力做正功，重力勢能減小，B正確；橡皮繩繃緊后形變量一直增大，彈性勢能一直增大，A錯(cuò)誤；橡皮繩繃緊后的過程，橡皮繩的彈力做負(fù)功，因此游客的機(jī)械能減小，C錯(cuò)誤；繩繃緊后游客先加速后減速，因此游客的動(dòng)能先增大后減小，D錯(cuò)誤．答案：B3．解析：由題意可知，物體重力勢能變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,3)，A錯(cuò)誤；由于機(jī)械能守恒，動(dòng)能與重力勢能之和應(yīng)等于釋放時(shí)的機(jī)械能，B、C錯(cuò)誤；設(shè)釋放位置所在平面為零勢能面，則機(jī)械能為零，D正確．故選D.答案：D4．解析：Q恰好能保持靜止時(shí)，設(shè)彈簧的伸長量為x，滿足kx＝2μmg，剪斷輕繩后，Q仍靜止不動(dòng)，物塊P與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧的最大壓縮量也為x，因此P相對(duì)于其初始位置的最大位移大小為s＝2x＝eq\f(4μmg,k)，C正確．答案：C5．解析：從開始下滑到A進(jìn)入圓管整個(gè)過程，除重力做功外，桿對(duì)系統(tǒng)做功為零，小球A與B、地球三者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A說法正確；在B球未進(jìn)入水平圓管前，只有重力對(duì)A做功，小球A與地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B說法正確；以A、B組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mBgh＋mAg（h＋Lsinθ）＝eq\f(1,2)（mA＋mB）v2，代入數(shù)據(jù)解得v＝eq\r(7)m/s，C說法正確；以A球?yàn)檠芯繉?duì)象，由動(dòng)能定理得mAg（h＋Lsinθ）＋W＝eq\f(1,2)mAv2－0，代入數(shù)據(jù)解得W＝－1J，則輕桿對(duì)B做的功WB＝－W＝1J，D說法錯(cuò)誤．答案：ABC6．解析：（1）B下落過程，對(duì)B與彈簧組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律有eq\f(1,2)kxeq\o\al(2,0)＝mgx0解得x0＝0.1m接觸但無壓力時(shí)，對(duì)A，由物體的平衡條件有kx0＝Mg解得M＝0.2kg（2）從C下落至A恰好與地面接觸但無壓力的過程，對(duì)C與彈簧組成的系統(tǒng)，根據(jù)能量守恒定律有4mgx0－eq\f(1,2)kxeq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)×4mv2解得v＝eq\f(\r(6),2)m/s答案：（1）0.1m0.2kg（2）eq\f(\r(6),2)m/s7．解析：當(dāng)小環(huán)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，虛線長度為eq\r(2)d，則重物上升的高度為（eq\r(2)－1）d，A正確；小環(huán)在下降過程中，重力做功，桿對(duì)小環(huán)的彈力不做功，繩子的拉力一直做負(fù)功，則小環(huán)的機(jī)械能減少，B錯(cuò)誤；根據(jù)題意，沿繩子方向的速度大小相等，將小環(huán)速度沿繩子方向與垂直于繩子方向正交分解應(yīng)滿足v環(huán)cosθ＝v物即eq\f(v環(huán),v物)＝eq\r(2)，C錯(cuò)誤；當(dāng)小環(huán)的速度為零時(shí)，小環(huán)下滑有最大距離，則根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒有mgh＝2mg（eq\r(d2＋h2)－d）解得h＝eq\f(4,3)d，D正確．故選AD.答案：AD8．解析：（1）運(yùn)動(dòng)員從A平拋至B的過程中，在豎直方向有veq\o\al(2,y)＝2gh在B點(diǎn)有vy＝v0tanθ代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得v0＝3m/s（2）運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)，由牛頓第二定律可得FN－mg＝eq\f(mveq\o\al(2,C),R)運(yùn)動(dòng)員從A到C的過程，由機(jī)械能守恒定律得mg（h＋R－Rcosθ）＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,C)－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)代入數(shù)據(jù)聯(lián)立解得在C點(diǎn)軌道對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力大小FN＝2150N由牛頓第三定律得運(yùn)動(dòng)員在C點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小F′N＝FN＝2150N.（3）運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過C點(diǎn)以后，由圖乙可知x＝x1＝0.5m時(shí)μ＝0.5，由