全程復(fù)習(xí)構(gòu)想2020高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機(jī)械能3機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用課時(shí)作業(yè)新人教版

1、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用一、選擇題(16題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，710題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1關(guān)于機(jī)械能守恒，下列說(shuō)法正確的是()a做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，機(jī)械能一定守恒b人乘電梯加速上升的過(guò)程，機(jī)械能守恒c物體必須在只受重力作用的情況下，機(jī)械能才守恒d合外力對(duì)物體做功為零時(shí)，機(jī)械能一定守恒解析：做自由落體運(yùn)動(dòng)的物體，只受重力作用，機(jī)械能守恒，a正確；人乘電梯加速上升的過(guò)程中，電梯對(duì)人的支持力做功，故人的機(jī)械能不守恒，b錯(cuò)誤；物體在只有重力做功，其他力也可存在，但不做功或做功之和為0時(shí)，機(jī)械能守恒，故c錯(cuò)誤；合外力對(duì)物體做功為零，物體的動(dòng)能不變，機(jī)械能不一定守恒，d錯(cuò)誤答案：a2(2015

2、四川卷)在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則落在同一水平地面時(shí)的速度大小()a一樣大b水平拋的最大c斜向上拋的最大 d斜向下拋的最大解析：三個(gè)小球從拋出到落地過(guò)程中機(jī)械能守恒，由mghmvmv得v地，因此小球落地速度一樣大，與小球質(zhì)量無(wú)關(guān)，與拋出的角度無(wú)關(guān)，正確選項(xiàng)為a.答案：a3(2017合肥高三檢測(cè))以水平面為零勢(shì)能面，小球水平拋出時(shí)重力勢(shì)能等于動(dòng)能的2倍，那么在拋體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)其動(dòng)能和勢(shì)能相等時(shí)，水平速度和豎直速度之比為()a.：1 b1：1c1： d.：1解析：開(kāi)始拋出時(shí)：mgh2mv，當(dāng)動(dòng)能和勢(shì)能相等時(shí)：mgh1mv2，此時(shí)小球的豎直

3、速度vy，解得，選項(xiàng)d正確答案：d4取水平地面為重力勢(shì)能零點(diǎn)一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點(diǎn)其動(dòng)能與重力勢(shì)能恰好相等不計(jì)空氣阻力該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為()a. b.c. d.解析：設(shè)拋出點(diǎn)距地面高度為h，物塊初速度為v0，由題意知mghmv，落地時(shí)豎直分速度為vy，則v2gh，由以上兩式得vyv0.設(shè)物塊落地時(shí)的速度與水平方向夾角為，則tan1，即物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角.答案：b5.(2015天津卷)如圖所示，固定的豎直光滑長(zhǎng)桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長(zhǎng)狀態(tài)現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開(kāi)始下滑，已知彈簧原長(zhǎng)為

4、l，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長(zhǎng)度變?yōu)?l(未超過(guò)彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過(guò)程中()a圓環(huán)的機(jī)械能守恒b彈簧彈性勢(shì)能變化了mglc圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零d圓環(huán)重力勢(shì)能與彈簧彈性勢(shì)能之和保持不變解析：圓環(huán)沿桿下滑的過(guò)程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)能、彈性勢(shì)能、重力勢(shì)能之和守恒，選項(xiàng)a、d錯(cuò)誤；彈簧長(zhǎng)度為2l時(shí)，圓環(huán)下落的高度hl，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢(shì)能增加了epmghmgl，選項(xiàng)b正確；圓環(huán)釋放后，圓環(huán)向下先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最大時(shí)，合力為零，下滑到最大距離時(shí)，具有向上的加速度，合力不為零，選項(xiàng)c錯(cuò)誤答案：b6.如圖所示，光滑的水平軌道ab，與半徑

5、為r的光滑的半圓形軌道bcd相切于b點(diǎn)，其中半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，b為最低點(diǎn)，d為最高點(diǎn)為使一質(zhì)量為m的小球以初速度v0沿ab運(yùn)動(dòng)，恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則()ar越小，v0越大bm越大，v0越大cr越大，小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力越大d小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力與r無(wú)關(guān)解析：小球恰能通過(guò)最高點(diǎn)，則在最高點(diǎn)時(shí)重力提供向心力，有mgm，解得vd，從a到d，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mvmv2mgr，解得v0，可見(jiàn)，r越大，v0越大，且v0與小球的質(zhì)量m無(wú)關(guān)，故選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤；小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有fnmgm，解得軌道對(duì)小球的支持力fnmgm6mg，則fn與r無(wú)關(guān)，故小球經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力與

6、r無(wú)關(guān)，選項(xiàng)c錯(cuò)誤，d正確答案：d7下列關(guān)于功和機(jī)械能的說(shuō)法，正確的是()a在有阻力作用的情況下，物體重力勢(shì)能的減少不等于重力對(duì)物體所做的功b合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量c物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)d運(yùn)動(dòng)物體動(dòng)能的減少量一定等于其重力勢(shì)能的增加量解析：重力做功是重力勢(shì)能變化的量度，即任何情況下重力做功都等于重力勢(shì)能的減少量，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能定理，合力對(duì)物體所做的功等于物體動(dòng)能的改變量，選項(xiàng)b正確；重力勢(shì)能具有系統(tǒng)性和相對(duì)性，即物體的重力勢(shì)能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢(shì)能零點(diǎn)的選取有關(guān)，選項(xiàng)c正確；只有機(jī)械能守恒時(shí)，才有動(dòng)能的

7、減少量等于重力勢(shì)能的增加量，選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案：bc8.(2017唐山高三檢測(cè))如圖所示，斜面體置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()a物體的重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加b斜面體的機(jī)械能不變c斜面對(duì)物體的彈力垂直于接觸面，不對(duì)物體做功d物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒解析：物體沿斜面下滑，重力勢(shì)能減少，動(dòng)能增加，所以a項(xiàng)正確；斜面體除受重力外，還會(huì)在物體對(duì)它的壓力的作用下向右運(yùn)動(dòng)，故其機(jī)械能不守恒，b項(xiàng)錯(cuò)誤；由于系統(tǒng)不受外力，所以系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即d項(xiàng)正確，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，而斜面體的機(jī)械能增加，所以物體的機(jī)械能減少，即斜面體對(duì)物體做負(fù)功，c項(xiàng)錯(cuò)誤答

8、案：ad9.(2017舟山高一檢測(cè))如圖，從豎直面上大圓(直徑為d)的最高點(diǎn)a，引出兩條不同的光滑軌道，端點(diǎn)都在大圓上，同一物體由靜止開(kāi)始，從a點(diǎn)分別沿兩條軌道滑到底端，則()a所用的時(shí)間相同b重力做功都相同c機(jī)械能相同d到達(dá)底端的動(dòng)能相等解析：設(shè)光滑軌道與豎直方向的夾角為，對(duì)物體在斜面上受力分析，由牛頓第二定律可求得，agcos；根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式xat2可得，2rcosgcost2，因此下滑時(shí)間與斜面的夾角無(wú)關(guān)，只與圓弧的半徑及重力加速度有關(guān)，故a正確；同一物體從不同的光滑斜面下滑，重力做功的多少由高度決定，由于高度不同，所以重力做功也不相同，故b錯(cuò)誤；同一物體由靜止開(kāi)始，從a點(diǎn)分別沿兩條軌道

9、滑到底端，由于均是光滑斜面，所以只有重力做功，因此機(jī)械能守恒取靜止釋放處為零重力勢(shì)能面，則兩者機(jī)械能相等，故c正確；由動(dòng)能定理可知，重力做功不一樣，所以它們到達(dá)底端的動(dòng)能不同，故d錯(cuò)誤答案：ac10(2017四川綿陽(yáng)一診)如圖所示，兩個(gè)傾角都為30、足夠長(zhǎng)的光滑斜面對(duì)接在一起并固定在地面上，頂端安裝一光滑的定滑輪，質(zhì)量分別為2m和m的a、b兩物體分別放在左、右斜面上，不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)滑輪將a、b兩物體連接，b與右邊斜面的底端擋板c之間連有橡皮筋現(xiàn)用手握住a，使橡皮筋剛好無(wú)形變，系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)松手后，從a、b開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到它們速度再次都為零的過(guò)程中(繩和橡皮筋都與斜面平行且橡皮筋伸長(zhǎng)在彈性限度內(nèi)

10、)()aa、b的機(jī)械能之和守恒ba、b和橡皮筋的機(jī)械能之和守恒ca的重力勢(shì)能減少量大于橡皮筋彈力所做的功d重力對(duì)a做功的平均功率小于橡皮筋彈力對(duì)b做功的平均功率解析：兩物體運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力和彈力做功，a、b兩個(gè)物體和橡皮筋組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，但a、b的機(jī)械能之和不守恒，選項(xiàng)a錯(cuò)誤，b正確；根據(jù)能量守恒可知，a的重力勢(shì)能減少量等于b的重力勢(shì)能的增加量和彈簧彈性勢(shì)能的增加量，所以a的重力勢(shì)能減少量大于橡皮筋彈力所做的功，選項(xiàng)c正確；重力對(duì)a做功大于橡皮筋彈力對(duì)b做功，而時(shí)間相等，重力對(duì)a做功的平均功率大于橡皮筋彈力對(duì)b做功的平均功率，選項(xiàng)d錯(cuò)誤答案：bc二、非選擇題11如圖所示，質(zhì)量m3 k

11、g的小物塊以初速度v04 m/s水平向右拋出，恰好從a點(diǎn)沿圓弧的切線方向進(jìn)入圓弧軌道圓弧軌道的半徑為r3.75 m，b點(diǎn)是圓弧軌道的最低點(diǎn)，圓弧軌道與水平軌道bd平滑連接，a與圓心o的連線與豎直方向成37角mn是一段粗糙的水平軌道，小物塊與mn間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，軌道其他部分光滑最右側(cè)是一個(gè)半徑為r0.4 m的半圓弧軌道，c點(diǎn)是圓弧軌道的最高點(diǎn)，半圓弧軌道與水平軌道bd在d點(diǎn)平滑連接已知重力加速度g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.(1)求小物塊經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小(2)若mn的長(zhǎng)度為l6 m，求小物塊通過(guò)c點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小(3)若小物塊恰好能通過(guò)c點(diǎn)，求mn的長(zhǎng)

12、度l.解析：(1)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律有v0vacos37解得小物塊經(jīng)過(guò)a點(diǎn)時(shí)的速度大小va5 m/s小物塊從a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mvmg(rrcos37)mv小物塊經(jīng)過(guò)b點(diǎn)時(shí)，有fnmg解得fn62 n，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊對(duì)軌道的壓力大小是62 n.(2)小物塊由b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)，根據(jù)動(dòng)能定理有mgl2mgrmvmv在c點(diǎn)fnmg解得fn60 n，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊通過(guò)c點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小是60 n.(3)小物塊剛好能通過(guò)c點(diǎn)時(shí)，根據(jù)mg解得v2 m/s小物塊從b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理有mgl2mgrmvmv解得l10 m.答案：(1)62 n(2)60

13、n(3)10 m12(2017撫順模擬)如圖所示，兩個(gè)半徑為r的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)管道abc豎直放置，且固定在光滑水平面上，圓心連線o1o2水平輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸(不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑)，長(zhǎng)為r的薄板de置于水平面上，板的左端d到管道右端c的水平距離為r.開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有的彈性勢(shì)能為3mgr，其中g(shù)為重力加速度解除鎖定，小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道，最后從c點(diǎn)拋出(1)求小球經(jīng)c點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能；(2)求小球經(jīng)c點(diǎn)時(shí)所受的彈力；(3)彈簧鎖定時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能ep滿足什么條件，從c點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板de?解析：(1)解除鎖定后，小球運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的過(guò)程，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒由機(jī)械能守恒定