2018屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí)

1、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用一、選擇題（16 題為單項(xiàng)選擇題，710 題為多項(xiàng)選擇題）1 關(guān)于機(jī)械能守恒，下列說法中正確的是（）A. 物體做勻速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能一定守恒B. 物體所受合力不為零，其機(jī)械能一定不守恒C. 物體所受合力做功不為零，其機(jī)械能一定不守恒D.物體沿豎直方向向下做加速度為5 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能減少2.如圖 1 所示， 在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h。若將小球A換為質(zhì)量為 3m的小球B,仍從3. （2016 前黃中學(xué)）一輕繩系住一質(zhì)量為m的小球懸掛在O點(diǎn)，在最低點(diǎn)先給小球一水平初速度，小球恰能在豎直平

2、面內(nèi)繞O點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，若在水平半徑OP的中點(diǎn)A處釘一枚光滑的釘子，仍在最低點(diǎn)給小球同樣的初速度，則小球向上通過P點(diǎn)后將繞A點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，則到達(dá)最高點(diǎn)N時(shí)，繩子的拉力大小為（）彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力，則小球B下降h時(shí)的速度為C2gh圖 14九42A. 0B.2mgC.3mgD. 4mg4.將一小球從高處水平拋出，最初2 s 內(nèi)小球動(dòng)能 云隨時(shí)間t變化的圖象如圖 3 所示,不計(jì)空氣阻力，g取 10 m/s2。根據(jù)圖象信息，不能確定的物理量是（）A. 小球的質(zhì)量B. 小球的初速度C. 最初 2 s 內(nèi)重力對(duì)小球做功的平均功率D. 小球拋出時(shí)的高度5如圖 4 所示，傾角0

3、= 30的光滑斜面固定在水平地面上，斜面頂端固定一光滑的小定滑輪，質(zhì)量分別為m和 2m的兩小物塊A B用輕繩連接，其中B被垂直斜面的擋板擋 住而靜止在斜面上，定滑輪與A之間的繩子水平，已知繩子開始時(shí)剛好拉直，且A與定滑輪之間的距離為I?，F(xiàn)使A由靜止下落，在A向下運(yùn)動(dòng)至0點(diǎn)正下方的過程中，下列說法正確 的是（）A 物塊B始終處于靜止?fàn)顟B(tài)B.物塊A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為2glC. 物塊 A 運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)的速度方向?yàn)樗较蜃驞. 繩子拉力對(duì)物塊 B 做正功6.如圖 5 所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B用一根長(zhǎng)為 0.2 m 的輕桿相連，兩球質(zhì)量相等，開始時(shí)兩小球置于光滑的水平面上，并給兩小球一個(gè)2

4、 m/s 的初速度，經(jīng)一段時(shí)間兩小2球滑上一個(gè)傾角為 30的光滑斜面，不計(jì)球與斜面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失，g取 10 m/s，在3A.桿對(duì)小球 A 做負(fù)功B.小球 A 的機(jī)械能守恒C.桿對(duì)小球 B 做正功D.小球B速度為零時(shí)距水平面的高度為0.15 m7如圖 6 所示，下列關(guān)于機(jī)械能是否守恒的判斷正確的是（）圖 6A. 甲圖中，物體A將彈簧壓縮的過程中，A機(jī)械能守恒B.乙圖中，物體B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑時(shí)，B機(jī)械能守恒C.丙圖中，斜面光滑，物體在推力F 作用下沿斜面向下運(yùn)動(dòng)的過程中，物體機(jī)械能守恒D. 丁圖中，斜面光滑，物體在斜面上下滑的過程中，物體機(jī)械能守恒& （2016 浙江

5、舟山模擬）如圖 7 所示，一個(gè)小環(huán)沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動(dòng)。小環(huán)從最高點(diǎn)A滑到最低點(diǎn)B的過程中，小環(huán)線速度大小的平方v2隨下落高度h的變化圖象可能是（）圖 7兩小球的速度減小為零的過程中,49. （2016 金陵中學(xué)）一鋼球從某高度自由下落到一放在水平地面的彈簧上，從鋼球與彈簧接觸到壓縮到最短的過程中，彈簧的彈力F、鋼球的加速度a重力所做的功WG以及小球的機(jī)械能E與彈簧壓縮量x的變化圖線如下圖（不考慮空間阻力），選小球與彈簧開始接觸 點(diǎn)為原點(diǎn)，建立圖示坐標(biāo)系，并規(guī)定向下為正方向，則下述選項(xiàng)中的圖象符合實(shí)際的是（ ）510.2022 年第 24 屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在北京舉行，跳臺(tái)

6、滑雪是冬奧會(huì)的比賽項(xiàng)目之一。如圖 9 所示為一簡(jiǎn)化后的跳臺(tái)滑雪的雪道示意圖，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)由靜止開始，在不借助其他外力的情況下，自由滑過一段圓心角為60的光滑圓弧軌道后從A點(diǎn)水平飛出，然后落到斜坡上的B點(diǎn)。已知A點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，光滑圓弧軌道半徑為40 m，斜坡與水平面的夾角0= 30，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量 作 50 kg，重力加速度g= 10 m/s2,忽略空氣阻力。下列 說法正確的是（）A. 運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的整個(gè)過程中機(jī)械能守恒B. 運(yùn)動(dòng)員到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度為 20 m/sC. 運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為 10 kJD. 運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)飛出到落到B點(diǎn)所用的時(shí)間為，3 s二、非選擇題11.質(zhì)量分別為m

7、和 2m的兩個(gè)小球P和Q中間用輕質(zhì)桿固定連接，桿長(zhǎng)為L(zhǎng),在離P球 3 處有一個(gè)光滑固定軸O如圖 10 所示。現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放，在Q球順時(shí)3圖 96針擺動(dòng)到最低位置時(shí)，求：圖 10(1) 小球P的速度大?。?2) 在此過程中小球P機(jī)械能的變化量。12.如圖 11 所示，質(zhì)量為 3 kg 小球A和質(zhì)量為 5 kg 的B通過一壓縮彈簧鎖定在一起， 靜止于光滑平臺(tái)上，解除鎖定，兩小球在彈力作用下分離，A球分離后向左運(yùn)動(dòng)恰好通過半徑 R= 0.5 m 的光滑半圓軌道的最高點(diǎn)，B球分離后 從平臺(tái)上以速度VB=3 m/s 水平拋出,恰好落在臨近平臺(tái)的一傾角為a的光滑斜面頂端，并剛好沿光滑斜面下

8、滑，已知斜面頂端2與平臺(tái)的高度差h= 0.8 m ,g= 10 m/s，求：圖 11(1)A、B兩球剛分離時(shí)A的速度大小;(2)彈簧鎖定時(shí)的彈性勢(shì)能;(3)斜面的傾角a。7參考答案1.解析 物體做勻速運(yùn)動(dòng)其動(dòng)能不變，但機(jī)械能可能變，如物體勻速上升或下降，機(jī)械能會(huì)相應(yīng)的增加或減少，選項(xiàng)A 錯(cuò)誤；物體僅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代數(shù)和為零時(shí)，物體的機(jī)械能守恒，選項(xiàng)B、C 錯(cuò)誤；物體沿豎直方向向下做加速度為 5 m/s2的勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，物體一定受到一個(gè)與運(yùn)動(dòng)方向相反的力的作 用，此力對(duì)物體做負(fù) 功，物體的機(jī)械能減少，故選項(xiàng)D 正確。答案 D2. 解析 根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守

9、恒得，對(duì)A下降h的過程有mg*日，對(duì)B下降h的過程有123mgh= Ep+ 23mv，解得v=答案 A3. 解析恰能做圓周運(yùn)動(dòng)，2mvmg=點(diǎn),解得v=gR。由機(jī)械能守恒定律可知1212mR= ?mv 2mv,解得初速度vo= 5gR,根據(jù)機(jī)械能守恒，在最高點(diǎn)N的速度為v，則：31,2_mgR= mv 一mv222/2根據(jù)向心力公式：T+mg= *廠，2聯(lián)立得T= 3mg故選項(xiàng) C 正確。答案 C4. 解析 由機(jī)械能守恒定律可得 E=Eo+mgh又h=|gt2,所以 E=E0,可見桿對(duì)小球A做正功，選項(xiàng) A、B 錯(cuò)誤；由于系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故小球A增加 的機(jī)械能等于小球B減小的機(jī)械能，桿對(duì)小球B

10、做負(fù)功，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤。答案 D選項(xiàng)結(jié)論分析Ax物體壓縮彈簧的過程中，物體所受重力和彈簧的彈力都 對(duì)其做功，所以A機(jī)械能不守恒BV物體沿斜面下滑過程中，除重力做功外，其他，力做功的代數(shù)和始終為零，所以B機(jī)械能守恒Cx物體下滑過程中，除重力外還有推力F對(duì)其做功，所以物體機(jī)械能不守恒DV物體沿斜面下滑過程中，只有重力對(duì)其做功，所以物體 機(jī)械能守恒7.解析弄清楚機(jī)械能守恒的條件是分析此問題的關(guān)鍵。表解如下:答案 BD1 18.解析 對(duì)小環(huán)由機(jī)械能守恒定律得mgh=mV mV,貝Uv2= 2gh+v0,當(dāng)vo= 0 時(shí)，B9正確；當(dāng)vo0時(shí)，A 正確。答案 AB9.解析由于向下為正方向，而彈簧中的彈力

11、方向向上,A 錯(cuò)誤；對(duì)小球受力分析易10B 正確；根據(jù)重力做功的計(jì)算式WG=mgx可知，C 正確；小球和彈簧整體的機(jī)械能守答案 BC10.解析由題意可得，運(yùn)動(dòng)員從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的整個(gè)過程機(jī)械能守恒，選項(xiàng)A 正由機(jī)械能守恒和平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的豎直方向分速度為v=v0 2tan 0=40# m/s，則運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能大于 10 kJ，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；設(shè)運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)飛出到落到B點(diǎn)所用的時(shí)間為t，則v=gt,t= 孚 s，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。3答案 AB11.解析（1）兩球和桿組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)小球Q擺到最低位置時(shí)P球的速度為v,由于P Q兩球的角速度相等，Q球運(yùn)動(dòng)半徑是P球運(yùn)動(dòng)半徑的兩倍，故Q球的速度為2v。由機(jī)械能守恒定律得21.2 22mg-3L-mg-L= mv+ ? 2m(2v), 解得v= W。小球P機(jī)械能增加量 E=mg-#L+ *mv=4mgL答案 亠等（2）增加了 mgL12.解析（1）小球A恰好通過半徑R= 0.5 m 的光滑半圓軌道的最高點(diǎn)，設(shè)在最高點(diǎn)速度為Vo,2v0在最咼點(diǎn)有nAg=RAR,物體沿光滑半圓軌道上滑到最高點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒,1212、mg 2 R+ 2mv0= mvA,聯(lián)立解得VA=5 m/s。（2）根