岳陽下冊機械能守恒定律專題練習解析版

1、一、第八章機械能守恒定律易錯題培優(yōu)（難）1. 某實驗研究小組為探究物體沖上粗糙斜而能達到的最大位移X與斜面傾角0的關系，使 某一物體每次以不變的初速率內(nèi)沿足夠長的斜面向上運動，如圖甲所示，調(diào)右斜而與水平 而的夾角0實驗測得X與抄的關系如圖乙所示，取g = 10m/s2o則由圖可知（）A. 物體的初速率v0=3m/sB. 物體與斜面間的動摩擦因數(shù)|1=0.8C. 圖乙中 xmin=0.36mD. 取初始位苣所在水平而為重力勢能參考平而，當0=37。，物體上滑過程中動能與重力 勢能相等時，物體上滑的位移為0.1875m【答案】AC【解析】【分析】【詳解】A. 當0 =-時，物體做豎直上拋運動，不受

2、摩擦力作用，根搖2vo = 2gh可得v0 = 3m/sA正確：B當& = 0時，物體沿水平而做減速運動，根拯動能左理-mv=jLmigx/=0.75代入數(shù)據(jù)解得B錯誤；c根據(jù)動能左理mVg = /.ungxcQS 0 + mgxsin 02整理得.=920(0.75 cos 0 + sin 0)因此位移最小值、 = 0.36m20V0.752 +lC正確；D.動能與重力勢能相等的位置mgxsin37° = mv -(mgxsin37° +gxcos37")整理得x = 0.25 mD錯誤。 故選AC。2. 如圖所示，一根輕質(zhì)彈簧放在光滑斜而上，其下端與斜

3、而底端的固立擋板相連，彈簧處 于自然伸長狀態(tài)。第一次讓甲物塊從斜而上的人點由靜止釋放，第二次讓乙物塊從斜而上 的B點由靜止釋放，兩物塊壓縮彈簧使彈簧獲得的最大彈性勢能相同，兩物塊均可看作質(zhì) 點，則下列說法正確的是（ ）A. 甲物塊的質(zhì)量比乙物塊的質(zhì)量大B. 甲物塊與彈簧剛接觸時的動能大于乙物塊與彈簧剛接觸時的動能C. 乙物塊動能最大的位置在甲物塊動能最大的位置下方D. 將兩物塊釋放的位巻上移，兩物塊向下運動的過程中，動能最大的位垃會下移【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A. 由于兩物塊使彈簧獲得的最大彈性勢能相同，即兩物塊向下運動最低點的位置相同， 根據(jù)機械能守恒可知，兩物塊減少的最大重力勢

4、能相同，由此可以判斷甲物塊的質(zhì)雖比乙 物塊的質(zhì)量小，選項A錯誤：B. 從兩物塊與彈簧相接觸到彈簧被壓縮到最短的過程中，乙物塊的質(zhì)量大，則乙物塊減小 的重力勢能大，所以其動能減小的少，選項B正確；C. 動能最大的位宜是合外力為零的時候，由力的平衡可知，乙物塊動能最大的位置在甲物 塊動能最大位程的下方，選項C正確：D. 由力的平衡可知，改變兩物塊釋放的位置，兩物塊向下運動的過程中，動能最大的位 置不會變，選項D錯誤。故選BC°3. 質(zhì)量是m的物體（可視為質(zhì)點），從髙為h,長為L的斜面頂端，由靜I匕開始勻加速下 滑，滑到斜面底端時速度是£則（）A. 到斜面底端時重力的瞬時功率為彎

5、匕B. 下滑過程中重力的平均功率為嘗C. 下滑過程中合力的平均功率為呼匕D. 下滑過程中摩擦力的平均功率為彎匕【答案】AB【解析】試題分析：A、根據(jù)P=mgvcosa可知，滑到底端的重力的瞬時功率為為:P=mgvcosa=mgq-JL 故A正確.B、物體運動的時間為：t二工=2LV,則重力做功的平均功率為:墨警_2故B正確.C、物體做勻加速直線運動的加速度為：嘖,2 2合力為："詳詈，合力做功為：WSL號，則合力的平均功率為:甲厶 31五二二二竺故C錯誤.D、根據(jù)動能左理得：mgh - WF-mv2,解得克服摩擦力做功 t 4L2為：Wf=mgh-imv2,則摩擦力做功的平均功率為：

6、n>vi.故d錯誤 考點：功率、平均功率和瞬時功率.4. 如圖所示，輕質(zhì)彈簧一端固泄在水平面上0點的轉(zhuǎn)軸上，另一端與一質(zhì)量為m.套在 粗糙固泄直桿A處的小球（可視為質(zhì)點）相連，直桿的傾角為30。，O2OC, 3為4C的中 點，03等于彈簧原長.小球從A處由靜止開始下滑，初始加速度大小為Qa，第一次經(jīng)過B 處的速度為S運動到C處速度為0,后又以大小為ac的初始加速度由靜止開始向上滑 行設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力.下列說法正確的是A. 小球可以返回到出發(fā)點人處mvB.C.D.彈簧具有的最大彈性勢能為J2撤去彈簧，小球可以靜止在直桿上任意位置a“_ac=g【答案】BD【解析】【分析】【詳解】

7、AB.設小球從力運動到3的過程克服摩擦力做功為AB間的豎直高度為b,小球的質(zhì)量為m,彈簧具有的最大彈性勢能為Ep根據(jù)能量守恒圧律，對于小球人到B的過程有: mgh + £/,=* mv2 + W（&到C的過程有:2mgh + Ep=2Wf+Ep解得:Wf = mg/u Ep = mv22小球從c點向上運動時，假設能返回到力點，由能量守恒左律得：Ep = 2Vf + 2mgh + Ep該式違反了能量守恒泄律，可知小球不能返回到岀發(fā)點A處.故A錯誤，B正確.C.設從&運動到C摩擦力的平均值為7，AB=s,由：Wf = mgh得:fs = mgs sin 30解得:f =

8、mg sin 30在B點，摩擦力/ = "”gcos30 ,由于彈簧對小球有拉力（除B點外），小球?qū)U的壓 力大于ping cos30 ,所以:f > pmg cos 30可得：mg sin 30 > ping cos 30因此撤去彈簧，小球不能在直桿上處于靜止.故C錯誤.D.根據(jù)牛頓第二定律得，在A點有：F cos 30 + mg sin 30 -f= inaA在C點有:F cos 30 - f - mg sin 30 = nia兩式相減得：5_=g故D正確.5. 如圖甲所示，輕彈簧下端固泄在傾角37。的粗糙斜而底端&處，上端連接質(zhì)量5kg的滑 塊（視為質(zhì)點），

9、斜面固左在水平而上，彈簧與斜而平行。將滑塊沿斜面拉動到彈簧處于 原長位置的O點，由靜止釋放到第一次把彈簧壓縮到最短的過程中，其加速度a隨位移x 的變化關系如圖乙所示，重力加速度取10m/s2, sin37°=0.6, cos37°=0.8。下列說法正確 的是（）A. 滑塊在下滑的過程中，滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B. 滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)為0.1C. 滑塊下滑過程中的最大速度為Jlm/s5D. 滑塊在最低點時，彈簧的彈性勢能為10.4J【答案】BC【解析】【分析】【詳解】A. 滑塊在下滑的過程中，除重力和彈簧的彈力做功外，還有摩擦力做功，故滑塊和彈簧 組成的系統(tǒng)機械

10、能不守恒，故A錯誤：B. 剛釋放瞬間，彈簧的彈力為零，由圖象可知此時加速度為a=5.2m/s2,根據(jù)牛頓第二左 律有mg sin 0 - pmg cos 6 = ma解得“ = 0.1,故B正確:C. 當x=0.1m時a=0,則速度最大，此時滑塊受到的合力為零，則有mg sin & Ax - jLmig cos & = 0解得A=260N/m,則彈簧彈力與形變量的關系為F = kx當形變呈:為x=0.1m時，彈簧彈力Q26N,則滑塊克服彈簧彈力做的功為-訴冷 x2.62T.3J從下滑到速度最大,根據(jù)動能立理有(mg sin 0 一 pmg cos 0)x-W = -2解得vm故

11、C正確:D.滑塊滑到最低點時，加速度為R = _52ib/s2,根據(jù)牛頓第二泄律可得 mg sin 0- pmg cos O-kx9 = maf解得 = 0.2m,從下滑到最低點過程中，根據(jù)動能泄理有(mg sin 0- jjmg cos 0) xf - Ep =0-0解得Ep=5.2J,故D錯誤。故選BC0 6.如圖所示，質(zhì)呈為0.1kg的小滑塊（視為質(zhì)點）從足夠長的固宦斜面OM F端以20m/s 的初速度沿斜而向上運動，小滑塊向上滑行到最髙點所用的時間為J?S,小滑塊與斜而間/T的動摩擦因數(shù)為丫_,取重力加速度大小g=10m/s2,下列說法正確的是（）3A. 斜而的傾角為60°B

12、. 小滑塊上滑過程損失的機械能為5JC. 小滑塊上滑的最大高度為10mD. 若只減小斜而的傾角，則小滑塊上滑的最大高度可能比原來髙【答案】AB【解析】【分析】【詳解】A. 物體上滑的加速度為由牛頓第二泄律mg sin 0 + pmg cos 6 = ma解得選項A正確；B. 小滑塊上滑過程損失的機械能為AE =屮ng cos60 -t = x lxxx >j3J=5J2322選項B正確：C. 小滑塊上滑的最大高度為h = 1 sin 60 = /sin 60 = x 書 xm= 15 m2 2 2選項c錯誤：D.根據(jù)動能左理mgh + luhq cos 0 “=mvlsin& 2

13、解得h-X2"爲）則若只減小斜而的傾角&則小滑塊上滑的最大高度減小，選項D錯誤。 故選AB。7. 如圖所示，豎直固泄的光滑直桿上套有一個質(zhì)量為m的滑塊，初始時靜置于a點.一 原長為/的輕質(zhì)彈簧左端固立在0點，右端與滑塊相連直桿上還有b、c、d三點，且b 與0在同一水平線上，Ob=l , Oa、Oc與Ob夾角均為37° , Od與Ob夾角為53° .現(xiàn)由靜止 釋放小滑塊，在小滑塊從a下滑到d過程中，彈簧始終處于彈性限度內(nèi)，sin3r=0.6 ,則下 列說法正確的是A. 滑塊在b點時速度最大，加速度為gB. 從a下滑到c點的過程中，滑塊的機械能守恒C. 滑塊在

14、c點的速度大小為（3gLD. 滑塊在d處的機械能小于在a處的機械能【答案】CD【解析】【分析】【詳解】A、從a到b,彈簧對滑塊有沿彈簧向下的拉力,滑塊的速度不斷增大.從b到c,彈簧對滑塊沿 彈簧向上的拉力，開始時拉力沿桿向上的分力小于滑塊的重力,滑塊仍在加速，所以滑塊在b 點時速度不是最大，此時滑塊的合力為mg,則加速度為g.故A錯誤.B、從a下滑到c點的過程中,因為禪簧的彈力對滑塊做功，因此滑塊的機械能不守恒.故B錯 誤.C、對于滑塊與彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，由機械能守恒左律 得mg x 2/sin 37 =占甘,解得v.=3gL，故C對；D、彈簧在d處的彈性勢

15、能大于在a處的彈性勢能，由系統(tǒng)的機械能守恒可以知道,滑塊在d 處的機械能小于在a處的機械能，故D對；故選CD【點睛】滑塊的速度根據(jù)英受力情況，分析速度的變化情況確左加速度由牛頓第二左律分析.對于滑 塊與彈簧組成的系統(tǒng)，只有重力和彈力做功，系統(tǒng)的機械能守恒，但滑塊的機械能不守恒根據(jù) 系統(tǒng)的機械能守恒求滑塊在C點的速度.8. 如圖所示，一個半徑和質(zhì)量不計的泄滑輪0固左在天花板上，物塊B和A通過輕彈簧 栓接在一起，豎直放置在水平地而上保持靜止后，再用不可伸長的輕繩繞過滑輪連接物塊 A和C,物塊C穿在豎直固泄細桿上，Q4豎直，0C間距/ = 3m且水平，此時4、c間輕繩 恰好拉直而無張力作用。已知物塊

16、A、B、C質(zhì)量均為2kg。不計一切摩擦，g取10m/s2現(xiàn) 將物塊C由靜止釋放，下滑h=4m時物塊B剛好被提起，下列說法正確的是（）A.彈簧勁度系數(shù)為20N/mB此過程中A、C組成的系統(tǒng)機械能總和一直不變C.此時物塊C的速度大小為8D.此時物塊A的速度大小為8【答案】AD【解析】【分析】【詳解】A. 初態(tài)時，彈簧的壓縮量Y -，1lSXT根據(jù)勾股定理可知，C下降h=4m時，A物體上升了 2m，根據(jù)題意可知kx2 = mgx+x2= 2整理可得Xj = x2 = lm , k = 20N/mA正確：B. 物體C開始下降時，彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈力對物體A做正功，系統(tǒng)機械能增加，后 來彈簧處于伸長狀

17、態(tài)，彈力對物體A做負功，系統(tǒng)的機械能減小，B錯誤；CD.由于彈簧的伸長量與壓縮疑相等，整個過程彈簧對A物體做功等于零，因此A、C組成的系統(tǒng)，初態(tài)的機械能與末態(tài)的機械能相等mgh = |1+ mg （州 + x2）設繩子與豎直方向夾角為& ,由于A、C沿著繩的速度相等整理得且C錯誤，D正確。 故選ADo9. 如圖甲所示，質(zhì)量為O.lkg的小球從最低點A沖入豎直放置在水平地而上.半徑為0.4 m的半圓軌道，小球速度的平方與其高度的關系圖象如圖乙所示.已知小球恰能到達最高 點C,軌道粗糙程度處處相同，空氣阻力不計.g取10 m/s B為AC軌道中點.下列說法 正確的是（）A. 圖乙中x=4m

18、2s 2B. 小球從B到C損失了 0.125 J的機械能C. 小球從A到C合外力對其做的功為一1.05JD小球從C拋出后，落地點到A的距離為08m【答案】ACD【解析】【分析】【詳解】A.當h = 0.8m時小球在C點，由于小球恰能到達最高點C,故V； = gR =4 m2-s故選項A正確：B. 由已知條件無法汁算岀小球從B到C損失了 0.225J的機械能，故選項B錯誤:C. 小球從&到C,由動能左理可知1 = -nw.2 4= -1.05 J故選項C正確：D小球離開C點后做平拋運動，故_ 1 .2R=28t落地點到&的距離Xi = uch解得X!=0.8m,故選項D正確.10

19、. 如圖所示，固立光滑長斜而傾角&=37。，下端有一固定擋板。兩小物塊&、3放在斜而 上，質(zhì)捲均為”，用與斜面平行的輕彈簧連接。一跨過輕小左滑輪的輕繩左端與3相連， 右端與水平地而上的電動玩具小車相連。系統(tǒng)靜止時，滑輪左側輕繩與斜而平行，右側輕3繩豎直，長度為L且繩中無彈力。當小車緩慢向右運動2厶距離時&恰好不離開擋板。已4知重力加速度為g，sin3r=0.6, cos3708在小車從圖示位置發(fā)生位移厶過程中，下列C. 若小車以速度J遼向右勻速運動，位移大小為扌厶時8的速率為+應33D. 若小車以速度J遼向右勻速運動，拉力對3做的功為祜噸厶【答案】AD【解析】【分析】【

20、詳解】A. 初態(tài)，彈簧壓縮量igsin37°上_ 2伽g 5L&恰好不離開擋板時，彈簧伸長量解得選項A正確；3B. 根據(jù)xg 彈性勢能不變.則小車在0二厶位移內(nèi)拉力對8做的功45嚴 37。解得說= mSL1 20選項B錯誤；3C. 小車位移大小為；厶時滑輪右側輕繩與豎直方向的夾角為37。，小車速度沿輕繩方向和4與輕繩垂直方向分解，則3的速率選項C錯誤：D. 小車在0。厶位移大小內(nèi)，拉力對B做的功設為根據(jù)功能原理有41 1 33W2 = 二 L sin 37° = mgL選項D正確。故選ADo如圖所示，質(zhì)量為m的物體靜止在傾角為e的斜而上，物體與斜而間的動摩擦因數(shù)為

21、山 現(xiàn)使斜面水平向左勻速移動距離I,物體始終與斜面保持相對靜止.則在斜而水平向左 勻速運動距離I的過程中（）A. 摩擦力對物體做的功為一pmglcos 8B. 斜而對物體的彈力做的功為mglsin 0cos2eC. 重力對物體做的功為mglD. 斜而對物體做的功為0【答案】D【解析】試題分析：物體處于靜止，對物體受力分析可得，在豎直方向mg=“Ncos6+fsine“ ：在水平 分析 Nsin0=fcos0解得N=mgcos0；仁mgsin0；支持力與豎直方向的夾角為8,摩擦力做的功Wf=-fcos0*l=- mglsinOcosO,故A錯誤：支持力做的功為WN=Nsine>s=mgss

22、in6cos0,支持力做功的功率 為：mgcose.vsinO,故B錯誤；重力做功為零，故C錯誤：由于勻速運動，所以斜面體對 物體作用力的合力與速度方向垂直，則作用力做的總功為零，故D正確：故選D.考點：功12物塊在水平而上以初速度巾直線滑行，前進X。后恰好停止運動，已知物塊與水平而之 間的動摩擦因數(shù)為如 且卩的大小與物塊滑行的距離x的關系為尸kx （k為常數(shù)），重力加速度為g°則（）【答案】A【解析】【分析】【詳解】因動摩擦因數(shù)“=總，則滑動摩擦力為f =屮ng - kmx即滑動摩擦力隨位移均勻變化，故摩擦力的功的功可用平均力乘以位移表示，由動能左理 _0+隔丄嚨2 o 2

23、76;解得故A正確，BCD錯誤。故選A。13. 一物體沿光滑水平面運動時，其速度v隨位移x變化的關系如圖所示，則物體A. 相同時間內(nèi)速度變化量相同B. 相同時間內(nèi)速度變化量越來越小C. 相同位移內(nèi)所受外力做功相同D. 相同位移內(nèi)所受外力的沖量相同【答案】D【解析】【分析】本題考查速度位移圖像的理解，速度和位移成正比，分析相關物理量的變化?！驹斀狻坑蓤D得速度和位移成正比，物體不是做勻變速直線運動。AB.隨著位移增大，物體速度均勻增大，所以相同時間內(nèi)物體位移越來越大，速度變化量 越來越大，AB錯誤；CD.相同位移速度變化量相同，對同一物體，動量變化量相同，但動能變化疑不同，所以 所受外力的沖雖相同，做功不同，C錯誤，D正確：故選D。14.如圖(a)所示，在豎直平而內(nèi)固泄一光滑的半圓形軌道ABC,半徑為0.4m,小球以 一泄的初速度從最低點A沖上軌道，圖(b)是小球在半圓形軌道上從A運動到C的過程 中，英速率二次方與其對應高度的關系圖像。已知小球在最高點C受到軌道的作用力為2.5 N,空氣阻力不計，B點為A