2018年高考物理大一輪復(fù)習(xí)第5章機(jī)械能第3節(jié)機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練

1、第3節(jié) 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用課時(shí)規(guī)范訓(xùn)練基礎(chǔ)鞏固題組1下列關(guān)于機(jī)械能守恒的說法中，正確的是()A若只有重力做功，則物體機(jī)械能一定守恒B若物體的機(jī)械能守恒，一定是只受重力C做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體機(jī)械能一定守恒D物體所受合力不為零，機(jī)械能一定守恒解析：選A.若只有重力做功，則物體機(jī)械能一定守恒，A正確；若物體的機(jī)械能守恒，物體不一定是只受重力，也許受其他力，但其他力不做功，B錯(cuò)誤；做勻變速運(yùn)動(dòng)的物體，如果除重力外，其他力做功不為零，則機(jī)械能不守恒，C錯(cuò)誤；物體所受合力不為零，但是如果除重力外的其他力做功不為零，則機(jī)械能不守恒，D錯(cuò)誤2不計(jì)空氣阻力，下列運(yùn)動(dòng)的物體中機(jī)械能不守恒的是()A起重機(jī)吊起物體

2、勻速上升B物體做平拋運(yùn)動(dòng)C圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一個(gè)重物，重物在豎直方向上下振動(dòng)(以物體和彈簧整體為研究對象)解析：選A.起重機(jī)吊起物體勻速上升，物體的動(dòng)能不變而勢能增加，故機(jī)械能不守恒，A正確；物體做平拋運(yùn)動(dòng)，只有重力做功，機(jī)械能守恒，B錯(cuò)誤；圓錐擺球在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，沒有力做功，機(jī)械能守恒，C錯(cuò)誤；一個(gè)輕質(zhì)彈簧上端固定，下端系一個(gè)重物，重物在豎直方向上下振動(dòng)，只有重力和彈力做功，機(jī)械能守恒，D錯(cuò)誤3. 在一次課外趣味游戲中，有四位同學(xué)分別將四個(gè)質(zhì)量不同的光滑小球沿豎直放置的內(nèi)壁光滑的半球形碗的碗口內(nèi)側(cè)同時(shí)由靜止釋放，碗口水平，如圖所示他們分別

3、記下了這四個(gè)小球下滑速率為v時(shí)的位置，則這些位置應(yīng)該在同一個(gè)()A球面B拋物面C水平面 D橢圓面解析：選C.因半球形碗的內(nèi)壁光滑，所以小球下滑過程中機(jī)械能守恒，取小球速率為v時(shí)所在的平面為零勢能面，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得mghmv2，因?yàn)樗俾蕍相等，所以高度相等，與小球的質(zhì)量無關(guān)，即這些位置應(yīng)該在同一個(gè)水平面上，C正確4. 如圖所示，在離水平地面一定高處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長度現(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上拋出，剛好能水平進(jìn)入圓筒中，不計(jì)空氣阻力下列說法中正確的是()A彈簧獲得的最大彈性勢能小于小球拋出時(shí)的動(dòng)能B彈簧獲得的最大彈性勢能等于小球拋出時(shí)的動(dòng)

4、能C小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過程中機(jī)械能守恒D小球拋出的初速度大小僅與圓筒離地面的高度有關(guān)解析：選A.小球從拋出到彈簧壓縮到最短的過程中，只有重力和彈力做功，因此小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即mvmghEp，由此得到Epmv，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；斜上拋運(yùn)動(dòng)可分解為豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有2ghvsin20(為v0與水平方向的夾角)，解得v0，由此可知，選項(xiàng)D錯(cuò)誤5有一豎直放置的“T”形架，表面光滑，滑塊A、B分別套在水平桿與豎直桿上，A、B用一根不可伸長的輕細(xì)繩相連，A、B質(zhì)量相等，且可看做質(zhì)點(diǎn)，如圖所示，開始時(shí)細(xì)繩水平伸直，A、B靜止由靜止釋放B后，

5、已知當(dāng)細(xì)繩與豎直方向的夾角為60時(shí)，滑塊B沿著豎直桿下滑的速度為v，則連接A、B的繩長為()A. B.C. D.解析：選D.由運(yùn)動(dòng)的合成與分解可知滑塊A和B沿繩伸長方向的速度大小相等，有vAsin 60vcos 60，解得vAv，滑塊A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)滑塊B下滑的高度為h，有mghmvmv2，解得h，由幾何關(guān)系可知繩長L2h，故選項(xiàng)D正確6離心軌道是研究機(jī)械能守恒和向心力效果的一套較好的器材如圖甲所示，某課外研究小組將一個(gè)壓力傳感器安裝在軌道圓周部分的最低點(diǎn)B處，他們把一個(gè)鋼球從軌道上的不同高處由靜止釋放得到多組壓力傳感器示數(shù)F和對應(yīng)的釋放點(diǎn)的高度h的數(shù)據(jù)后，作出了如圖乙所示的Fh

6、圖象不計(jì)各處摩擦，取g10 m/s2.(1)求該研究小組用的離心軌道圓周部分的半徑；(2)當(dāng)h0.6 m，小球到達(dá)圓周上最高點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)，軌道對小球的壓力多大？解析：(1)小鋼球從A點(diǎn)滾至B點(diǎn)的過程中，由機(jī)械能守恒定律得mgh小鋼球在B點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得Fmg解得Fmg由題圖乙可知：當(dāng)h0時(shí)，F(xiàn)mg4 N；當(dāng)h0.6 m時(shí)，F(xiàn)28 N，代入上式可得R0.2 m.(2)小鋼球從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒，則mgh2mgR小鋼球在C點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得mgFN解得FN4 N答案：(1)0.2 m(2)4 N綜合應(yīng)用題組7. 如圖所示，在傾角30的光滑固定斜面上，放有兩個(gè)質(zhì)量分別為1 kg和

7、 2 kg 的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B，兩球之間用一根長L0.2 m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h0.1 m兩球由靜止開始下滑到光滑地面上，不計(jì)球與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，g取10 m/s2.則下列說法中正確的是()A整個(gè)下滑過程中A球機(jī)械能守恒B整個(gè)下滑過程中B球機(jī)械能守恒C整個(gè)下滑過程中A球機(jī)械能的增加量為 JD整個(gè)下滑過程中B球機(jī)械能的增加量為 J解析：選D.在下滑的整個(gè)過程中，只有重力對系統(tǒng)做功，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，但在B球沿水平面滑行而A沿斜面滑行時(shí)，桿的彈力對A、B球做功，所以A、B球各自機(jī)械能不守恒，故A、B錯(cuò)誤；根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得：mAg(hLsin )mBgh(mAmB)v

8、2，解得v m/s，系統(tǒng)下滑的整個(gè)過程中B球機(jī)械能的增加量為mBv2mBgh J，故D正確；A球的機(jī)械能減小，C錯(cuò)誤8. (多選)如圖所示，質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球a和b，中間用輕質(zhì)桿相連，在桿的中點(diǎn)O處有一固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸，把桿置于水平位置后釋放，在b球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置的過程中()Ab球的重力勢能減少，動(dòng)能增加，b球機(jī)械能守恒Ba球的重力勢能增加，動(dòng)能也增加，a球機(jī)械能不守恒Ca球、b球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒Da球、b球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒解析：選BC.b球從水平位置下擺到最低點(diǎn)過程中，a球升至最高點(diǎn)，重力勢能增加，動(dòng)能也增加，機(jī)械能增加由于a、b系統(tǒng)只有重力做功，則系統(tǒng)機(jī)械能守恒，既然a

9、球機(jī)械能增加，b球機(jī)械能一定減少可見，桿對a球做了正功，桿對b球做了負(fù)功所以，本題正確答案為B、C.(認(rèn)為桿對小球的力沿桿的方向，對小球不做功，故兩球機(jī)械能均守恒，從而錯(cuò)選A.)9. (多選)如圖所示，有一光滑軌道ABC，AB部分為半徑為R的圓弧，BC部分水平，質(zhì)量均為m的小球a、b固定在豎直輕桿的兩端，輕桿長為R，不計(jì)小球大小開始時(shí)a球處在圓弧上端A點(diǎn)，由靜止釋放小球和輕桿，使其沿光滑軌道下滑，下列說法正確的是()Aa球下滑過程中機(jī)械能保持不變Ba、b兩球和輕桿組成的系統(tǒng)在下滑過程中機(jī)械能保持不變Ca、b滑到水平軌道上時(shí)速度為D從釋放到a、b滑到水平軌道上，整個(gè)過程中輕桿對a球做的功為解析：

10、選BD.由機(jī)械能守恒的條件得，a球機(jī)械能不守恒，a、b系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以A錯(cuò)誤，B正確對a、b系統(tǒng)由機(jī)械能守恒定律得：mgR2mgR2mv2，解得v，C錯(cuò)誤對a由動(dòng)能定理得：mgRWmv2，解得W，D正確10(多選)如圖所示，一根長為L不可伸長的輕繩跨過光滑的水平軸O，兩端分別連接質(zhì)量為2m的小球A和質(zhì)量為m的物塊B，由圖示位置釋放后，當(dāng)小球轉(zhuǎn)動(dòng)到水平軸正下方時(shí)輕繩的中點(diǎn)正好在水平軸O點(diǎn)，且此時(shí)物塊B的速度剛好為零，則下列說法中正確的是()A物塊B一直處于靜止?fàn)顟B(tài)B小球A從圖示位置運(yùn)動(dòng)到水平軸正下方的過程中機(jī)械能守恒C小球A運(yùn)動(dòng)到水平軸正下方時(shí)的速度大于D小球A從圖示位置運(yùn)動(dòng)到水平軸正下方的

11、過程中，小球A與物塊B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：選CD.當(dāng)小球轉(zhuǎn)動(dòng)到水平軸正下方時(shí)輕繩的中點(diǎn)正好在水平軸O點(diǎn)，所以小球A下降的高度為，物塊B會(huì)上升一定的高度h，由機(jī)械能守恒得2mv22mgmgh，所以小球A運(yùn)動(dòng)到水平軸正下方時(shí)的速度v，A錯(cuò)誤，C正確；在整個(gè)過程中小球A與物塊B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B錯(cuò)誤，D正確11(多選)重10 N的滑塊在傾角為30的光滑斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧，滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回，返回b點(diǎn)離開彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab1 m，bc0.2 m，那么在整個(gè)過程中()A滑塊動(dòng)能的最大值是6 JB彈簧彈性勢能的最大值是6 JC從c到b彈簧的彈力

12、對滑塊做的功是6 JD整個(gè)過程系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：選BCD.以滑塊和彈簧為系統(tǒng)，在滑塊的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中，只發(fā)生動(dòng)能、重力勢能和彈性勢能之間的相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，D正確；滑塊從a到c重力勢能減小了mgacsin 306 J，全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，A錯(cuò)誤，B正確；從c到b彈簧恢復(fù)原長，通過彈簧的彈力對滑塊做功，將6 J的彈性勢能全部轉(zhuǎn)化為滑塊的機(jī)械能，C正確12如圖所示，一個(gè)半徑為R的圓周的軌道，O點(diǎn)為圓心，B為軌道上的一點(diǎn)，OB與水平方向的夾角為37.軌道的左側(cè)與一固定光滑平臺(tái)相連，在平臺(tái)上一輕質(zhì)彈簧左端與豎直擋板相連，彈簧原長時(shí)右端在A點(diǎn)現(xiàn)用一質(zhì)量為m的小球(與彈簧不連接)壓縮彈簧至P點(diǎn)后釋放已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力(1)若小球恰能擊中B點(diǎn)，求剛釋放小球時(shí)彈簧的彈性勢能；(2)試通過計(jì)算判斷小球落到軌道時(shí)速度能否與圓弧垂直；(3)改變釋放點(diǎn)的位置，求小球落到軌道時(shí)動(dòng)能的最小值解析：(1)小球離開O點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)初速度為v0，由Rcos 37v0tRsin 37gt2解得：v0 由機(jī)械能守恒EpmvmgR.(2)設(shè)落點(diǎn)與O點(diǎn)的