高中物理 課下能力提升十九 機(jī)械能守恒定律

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課下能力提升(十九)機(jī)械能守恒定律 基礎(chǔ)練一、選擇題1多選關(guān)于機(jī)械能守恒，下列說法中正確的是()a物體受力平衡，則機(jī)械能守恒b物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則機(jī)械能守恒c物體做自由落體運(yùn)動(dòng)，則機(jī)械能守恒d只有重力對(duì)物體做功，物體機(jī)械能一定守恒2（2016寧波高一檢測(cè))從同一高度以相同的速率分別拋出質(zhì)量相等的三個(gè)小球，一個(gè)豎直上拋，一個(gè)豎直下拋，另一個(gè)平拋，則它們從拋出到落地：運(yùn)動(dòng)的時(shí)間相等加速度相同落地時(shí)的速度相同落地時(shí)的動(dòng)能相等。以上說法正確的是()a b c d3多選如圖為兩個(gè)半徑不同而內(nèi)壁光滑的固定半圓軌道，質(zhì)量相等的兩個(gè)小球分別從與半圓軌道圓心在同一水平高度的a、b兩點(diǎn)

2、由靜止開始自由滑下,它們通過軌道最低點(diǎn)時(shí),下列說法正確的是(）a向心加速度相等b對(duì)軌道的壓力相等c機(jī)械能相等d速度相同4多選(2016延安高一檢測(cè)）如圖所示，同一物體沿傾角不同的光滑斜面ab和ac的頂端a點(diǎn)分別由靜止開始下滑到底端，斜面固定，則下列說法中正確的是(）a兩次運(yùn)動(dòng),重力對(duì)物體做功相同b滑到底端時(shí)，兩次重力的瞬時(shí)功率相同c滑到底端時(shí)，兩次物體的速度相同d滑到底端時(shí)，兩次物體的動(dòng)能相同5以相同大小的初速度v0將物體從同一水平面分別豎直上拋、斜上拋、使物體沿光滑斜面（足夠長(zhǎng)）上滑，如圖所示,三種情況達(dá)到的最大高度分別為h1、h2和h3，不計(jì)空氣阻力,(斜上拋物體在最高點(diǎn)的速度方向水平）,

3、則（)ah1h2h3 bh1h2h3ch1h3h2二、非選擇題6如圖所示,質(zhì)量分別為3 kg和5 kg的物體a、b，用輕繩連接跨在一個(gè)定滑輪兩側(cè),輕繩正好拉直，且a的底面與地面接觸，b距地面0。8 m，放開b，取g10 m/s2，求：（1)當(dāng)b著地時(shí)，a的速度;(2)b著地后,a還能上升多高？ 提能練一、選擇題1在如圖所示的四個(gè)圖中，木塊均在固定的斜面上運(yùn)動(dòng)，其中圖a、b、c中的斜面是光滑的，圖d中的斜面是粗糙的,圖a、b中的f為木塊所受的外力，方向如圖中箭頭所示，圖a、b、d中的木塊向下運(yùn)動(dòng)，圖c中的木塊向上運(yùn)動(dòng),在這四個(gè)圖所示的運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒的是(）2(2016龍海高一檢測(cè))如圖所示

4、，質(zhì)量為m的小球以速度v0離開桌面，若以桌面為零勢(shì)能面，則它經(jīng)過a點(diǎn)時(shí)所具有的機(jī)械能是（不計(jì)空氣阻力）()a。mvmgh b.mvmghc.mv d.mvmg(hh）3一個(gè)物體以一定的初速度豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，那么在選項(xiàng)圖中，表示物體的動(dòng)能ek隨高度h變化的圖象a，物體的重力勢(shì)能ep隨速度v變化的圖象b，表示物體的機(jī)械能e隨高度h變化的圖象c，表示物體的動(dòng)能ek隨速度v的變化圖象d，其中錯(cuò)誤的是（)4多選如圖所示，在兩個(gè)質(zhì)量分別為m和2m的小球a和b之間,用一根輕質(zhì)細(xì)桿連接，兩小球可繞過輕桿中心的水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)讓輕桿處于水平方向放置，靜止釋放小球后,b球向下轉(zhuǎn)動(dòng)，a球向上轉(zhuǎn)動(dòng)，在轉(zhuǎn)過

5、90的過程中，以下說法正確的是（)ab球的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能減少ba球的重力勢(shì)能增大，動(dòng)能增大ca球和b球的機(jī)械能總和保持不變da球和b球的機(jī)械能總和不斷減小5多選如圖所示,小球沿水平面通過o點(diǎn)進(jìn)入半徑為r的半圓弧軌道后恰能通過最高點(diǎn)p，然后落回水平面，不計(jì)一切阻力。下列說法正確的是（)a小球落地點(diǎn)離o點(diǎn)的水平距離為2rb小球落地時(shí)的動(dòng)能為 c小球運(yùn)動(dòng)到半圓弧最高點(diǎn)p時(shí)向心力恰好為零d若將半圓弧軌道上部的圓弧截去,其他條件不變，則小球能達(dá)到的最大高度比p點(diǎn)高0。5r二、非選擇題6（2016臨汾高一檢測(cè)）如圖所示，光滑細(xì)圓管軌道ab部分平直，bc部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為r的半圓，c為半圓的最高

6、點(diǎn)。有一質(zhì)量為m，半徑較管道略小的光滑的小球以水平初速度v0射入圓管.(1)若要小球從c端出來，初速度v0應(yīng)滿足什么條件？（2）在小球從c端出來瞬間，對(duì)管壁作用力有哪幾種情況，初速度v0各應(yīng)滿足什么條件？答 案基礎(chǔ)練1解析：選cd物體若沿斜面勻速下滑，物體受力平衡,機(jī)械能不守恒，a、b錯(cuò)誤；物體做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)只受重力,機(jī)械能守恒，c正確；只有重力做功時(shí)，只有重力勢(shì)能與動(dòng)能間的轉(zhuǎn)化,物體的機(jī)械能守恒，d正確。2解析：選d平拋運(yùn)動(dòng)在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，在同一高度自由落體運(yùn)動(dòng)的時(shí)間小于豎直上拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間，大于豎直下拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間。故錯(cuò)誤；豎直上拋運(yùn)動(dòng)、豎直下拋運(yùn)動(dòng)、平拋運(yùn)動(dòng)僅受重力,加速度都為

7、g。故正確；根據(jù)機(jī)械能守恒mghmvmv，知初動(dòng)能相等，下落高度相同,則末動(dòng)能相等.末速度的大小相等，但方向不同,所以落地速度不同。故錯(cuò)誤，正確。故d正確。3解析：選abc設(shè)小球的質(zhì)量為m，通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，半圓軌道的半徑為r，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律mgrmv2,得v，由于兩半圓軌道的半徑不同,兩球過最低點(diǎn)時(shí)的速度不同,d錯(cuò)誤；a2g，兩球過最低點(diǎn)時(shí)的加速度相等，a正確;由牛頓第二定律知fnmgm，fnmgm3mg，兩球過最低點(diǎn)時(shí)對(duì)半圓軌道的壓力大小相等,b正確；兩球的機(jī)械能都守恒，均等于它們?cè)谧罡唿c(diǎn)的機(jī)械能，若取最高點(diǎn)所在水平面為參考平面,則兩球的機(jī)械能都等于零，c正確.4解析：選a

8、d根據(jù)重力做功的公式wmgh，可得兩次運(yùn)動(dòng)，重力對(duì)物體做的功相同，a正確;根據(jù)機(jī)械能守恒有mghmv2，所以滑到底端時(shí),兩次物體的動(dòng)能相同，速度大小相等，但方向不同,故d正確，c錯(cuò)誤;根據(jù)公式pfvcos ，兩次重力的瞬時(shí)功率不同，故b錯(cuò)誤。5解析:選d豎直上拋物體、沿斜面運(yùn)動(dòng)的物體，上升到最高點(diǎn)時(shí)，速度均為零，由機(jī)械能守恒得mghmv，解得h，斜上拋物體在最高點(diǎn)時(shí)的水平速度不為零,設(shè)為v1，則mgh2mvmv，h2h1h3,d正確。6解析：（1）對(duì)于a、b組成的系統(tǒng)，當(dāng)b下落時(shí)系統(tǒng)機(jī)械能守恒。法一：利用公式e2e1求解以地面為參考平面,則magh（mamb）v2mbgh解得v 2 m/s法二

9、：利用公式ep減ek增求解由題意得mbghmagh（mamb)v2解得v2 m/s法三：利用公式ea增eb減求解由題意得maghmav2mbghmbv2解得v2 m/s(2)當(dāng)b著地后，a以2 m/s的速度豎直上升，由機(jī)械能守恒定律得maghmav2解得a上升的高度h0.2 m答案：(1）2 m/s（2）0。2 m提能練1解析：選c對(duì)于a、b選項(xiàng)，外力f對(duì)物體做功，機(jī)械能不守恒；c選項(xiàng)中只有重力做功，機(jī)械能守恒；d選項(xiàng)中有摩擦力做功，機(jī)械能也不守恒，c正確,a、b、d錯(cuò)誤。2解析:選c小球下落過程機(jī)械能守恒，所以eae初mv,c正確。3解析：選b機(jī)械能守恒，e1mv，e2mghek，e1e2，

10、eke1mgh，e1為定值,故ek與h是一次函數(shù)關(guān)系，a正確;e1epmv2,epe1mv2，故ep與v是二次函數(shù)關(guān)系,b錯(cuò)誤；機(jī)械能守恒，機(jī)械能不變，物體在任何高度e不變,c正確；ekmv2，ek與v是二次函數(shù)關(guān)系,故d正確。4解析：選bc在b球向下、a球向上轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，兩球均在加速轉(zhuǎn)動(dòng),兩球動(dòng)能增加，同時(shí)b球重力勢(shì)能減小，a球重力勢(shì)能增大，a錯(cuò)誤，b正確；a、b兩球組成的系統(tǒng)只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，c正確，d錯(cuò)誤。5解析:選abd小球恰能通過p點(diǎn)，則在p點(diǎn)時(shí)重力提供向心力，大小為mg,c錯(cuò)誤；由題意知，在p點(diǎn)時(shí)mgm，故小球經(jīng)p點(diǎn)時(shí)的速度大小v,由2rgt2、xvt得小球落地點(diǎn)離o點(diǎn)的水平距離為2r，a正確；根據(jù)機(jī)械能守恒得2mgrekmv2，解得小球落地時(shí)的動(dòng)能ek2mgrmv2mgr，b正確；由mghmgr得，軌道上部的圓弧截去后小球能達(dá)到的最大高度h2.5r，比p點(diǎn)高0。5r,d正確。6解析:（1)小球恰好能達(dá)到最高點(diǎn)的條件是vc0,由機(jī)械能守恒定律，此時(shí)需要初速度v0滿足mvmg2r，得v0，因此要使小球能從c端出來需滿足入射速度v0.（2）小球從c端出來瞬間，對(duì)管壁作用力可以有三種情況：剛好對(duì)管壁無作用力，此時(shí)重力恰好充當(dāng)向心力,由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)得mgm.由機(jī)械能守恒定律mvmg2rmv，聯(lián)立解