高三物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)規(guī)范練機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用含解析

1、課時(shí)規(guī)范練17機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用_課時(shí)規(guī)范練第32頁基礎(chǔ)鞏固組 .1.（多選）（機(jī)械能守恒的判斷）（2017吉林通榆縣月考）如圖所示，斜面置于光滑水平地面，其光 滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下毛t過程中，下列說法正確的是（）A.物體的重力勢能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能減少B.斜面的機(jī)械能不變C.斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不對物體做功D.物體和斜面組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒HKJad解析I物體沿斜面下滑時(shí)，既沿斜面向下運(yùn)動(dòng)，又隨斜面向右運(yùn)動(dòng)，其合速度方向與彈力方向不 垂直，彈力方向垂直于接觸面，但與速度方向之間的夾角大于90。，所以斜面對物體的作用力對物體彳負(fù)功，C錯(cuò)誤；對物體與斜面

2、組成的系統(tǒng)，只有物體的重力和物體與斜面間的彈力做 功,機(jī)械能守恒，D正確;物體在下滑過程中，斜面做加速運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能增加，B錯(cuò)誤;物體由靜止 開始下滑的過程其重力勢能減少，動(dòng)能增加，機(jī)械能減少，A正確。2.（機(jī)械能守恒的判斷）（2017四川江陽區(qū)期末）在如圖所示的物理過程示意圖中，甲圖為一端固定有小球的輕桿，從右偏上30。處釋放后繞光滑支點(diǎn)擺動(dòng)；乙圖為末端固定有小球的輕質(zhì)直角架，釋放后繞通過直角頂點(diǎn)的固定軸O無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)；丙圖為置于光滑水平面上的A、B兩小車,B靜止,A獲得一向右的初速度后向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻連接兩車的細(xì)繩繃緊，然后帶動(dòng)B車運(yùn)動(dòng);丁圖為置于光滑水平面上的帶有豎直支架的小車，把用細(xì)繩懸

3、掛的小球從圖示位置釋放，小球開始擺動(dòng)。則關(guān)于這幾個(gè)物理過程（空氣阻力忽略不計(jì)，下列判斷正確的是（）A.甲圖中小球機(jī)械能守恒B.乙圖中小球 A的機(jī)械能守恒C.丙圖中兩車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D. 丁圖中小球的機(jī)械能守恒IUJa解析|題圖甲過程中輕桿對小球不做功，小球的機(jī)械能守恒；題圖乙過程中 A、B兩球通過桿相互影響（例如開始時(shí)A球帶動(dòng)B球轉(zhuǎn)動(dòng)）,輕桿對A的彈力不沿桿的方向，會(huì)對小球做功，所以每 個(gè)小球的機(jī)械能不守恒，但把兩個(gè)小球作為一個(gè)系統(tǒng)時(shí)機(jī)械能守恒；題圖丙中繩子繃緊的過程雖然只有彈力作為內(nèi)力做功，但彈力突變有內(nèi)能轉(zhuǎn)化，機(jī)械能不守恒；題圖丁過程中細(xì)繩也會(huì) 拉動(dòng)小車運(yùn)動(dòng)，取地面為參考系，小球的軌

4、跡不是圓弧，細(xì)繩會(huì)對小球做功，小球的機(jī)械能不守 恒,把小球和小車當(dāng)作一個(gè)系統(tǒng)，機(jī)械能才守恒。3.（多選）（單個(gè)物體的機(jī)械能守恒問題）如圖所示，在地面上以速度vo拋出質(zhì)量為m的物體拋出 后物體落到比地面低 h的海平面上。若以地面為零勢能面，而且不計(jì)空氣阻力，則下列說法正 確的是（）A.重力對物體做的功為 mghB.物體在海平面上的勢能為mghr 3戶C.物體在海平面上的動(dòng)能為2 -mghD.物體在海平面上的機(jī)械能為Had重力對物體做的功只與初、末位置的高度差有關(guān)，為mgh,A正確;物體在海平面上的勢能為-mgh,B錯(cuò)誤；由動(dòng)能定理11mgh= mv2-，到達(dá)海平面時(shí)動(dòng)能為+mgh,C錯(cuò)誤;物體只

5、有重力做功，機(jī)械能守恒，等于地面時(shí)的機(jī)械能,D正確。4 .（含彈簧類）如圖所示，在高1.5 m的光滑平臺(tái)上有一個(gè)質(zhì)量為 2 kg的小球被一細(xì)線拴在墻 上,小球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí)，小球被彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60° ,則彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢能為（g取10 m/s2）（）A.10 JB.15 JC.20 JD.25 J答案A解析由 mgh=2-0 得 v尸、1,即 vy= W m/s,落地時(shí)，tan 60m/s,由機(jī)械能守恒定律得Ep二，可求得Ep= 10 J,故A正確。5 .（含彈簧類）（2017黑龍江穆棱市期末）如圖所示，固定的豎直光滑長

6、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，且處于原長狀態(tài)?，F(xiàn)讓 圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為1,圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長度變?yōu)?1（未超過彈性限度，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中 （ ）A.圓環(huán)的機(jī)械能守恒B.彈簧彈性勢能變化了 、門mglC.圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零D.圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變BB圓環(huán)沿桿下滑的過程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)能、彈性勢能、重力勢能之和守恒，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤;彈簧長度為21時(shí)，圓環(huán)下落的高度 卜二小1,根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢 能增加了 AEp=mgh=,*mg1,選項(xiàng)B正確；圓

7、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。6 .（多選）（多物體的機(jī)械能守恒問題）（2017廣東廣少M(fèi)模擬）輕繩一端通過光滑的定滑輪與物塊P連接，另一端與套在光滑豎直桿上的圓環(huán)Q連接,Q從靜止釋放后，上升一定距離到達(dá)與定滑輪等高處，則在此過程中（）A.任意日刻P、Q兩物體的速度大小滿足vp<vqB.任意日刻Q受到的拉力大小與 P的重力大小相等C.物塊P和圓環(huán)Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.當(dāng)Q上升到與滑輪等高時(shí)，它的機(jī)械能最大？導(dǎo)學(xué)號06400310?答案|acd解析設(shè)繩與豎直桿的夾角為 由運(yùn)動(dòng)的合成與分

8、解知 VQCOS a=VP，可知在任意時(shí)刻 P、Q兩物 體的速度大小滿足 VP<VQ,選項(xiàng)A正確;從靜止釋放 Q后，物體P先加速下降，然后減速下降，由 牛頓第二定律 mpg-FT=mpap知Q受到的拉力大小與 P的重力并不是時(shí)刻大小相等 ，選項(xiàng)B錯(cuò) 誤;由于物塊P和圓環(huán)Q組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中只有重力做功 ，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，選 項(xiàng)C正確;在Q上升到與滑輪等高的過程中，繩子的拉力對圓環(huán) Q一直做正功，以后圓環(huán)Q上 升過程，繩子的拉力對圓環(huán) Q做負(fù)功，可知選項(xiàng)D正確。7 .（多選）（2018山東山師W中三模）如圖所示，質(zhì)量為m的a、b兩球固定在輕桿的兩端，桿可繞 。點(diǎn)在豎直面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)

9、動(dòng)，已知兩物體距。點(diǎn)的距離L1>L 2,現(xiàn)在由圖示位置靜止釋放，則在 a下降過程中（）A.a、b兩球的角速度大小始終相等B.重力對b球做功的瞬時(shí)功率一直增大C.桿對a做負(fù)功1球機(jī)械能不守恒D.桿又b做負(fù)功,b球機(jī)械能守恒答案|ac解析|a、b兩球同時(shí)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度大小始終相等，故A正確；剛開始,b的速度為0,重力對b球做功的瞬時(shí)功率為 0,在豎直位置，速度與重力方向垂直，重力對b球做功的瞬時(shí)功率為 0, 所以重力對b球做功的瞬時(shí)功率先增大后減小 ，故B錯(cuò)誤;在a下降過程中，b球的動(dòng)能增加， 重力勢能增加，所以b球的機(jī)械能增加，根據(jù)重力之外的力做功量度物體機(jī)械能的變化，所以桿對b做正功

10、，球a和b系統(tǒng)機(jī)械能守恒，所以a機(jī)械能減小，所以桿對a做負(fù)功，故D錯(cuò)誤,C正 確。8 .（非質(zhì)點(diǎn)模型）（2017湖南衡陽模擬）木板固定在墻角處，與水平面夾角為打37。，木板上表面光滑,木板上開有一個(gè)孔洞，一根長為l、質(zhì)量為m的軟繩置于木板上，其上端剛好進(jìn)入孔洞， 用細(xì)線將質(zhì)量為m的物塊與軟繩連接，如圖所示。物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)軟繩向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)軟繩剛好全部離開木板（此時(shí)物塊未到達(dá)地面）時(shí),物塊的速度為（已知重力加速度為g,sin 37° =0.6)(B.A.案C簞析I在下落過程中h'=0.5l-0.5lsin 37°，由幾何關(guān)系可知= 0.21,C.D.，重

11、物的重心下降高度為1;而軟繩重心的下降高度為故全過程中重力勢能的減小量為AEp=mgl+ 0.2mgl= 1.2mgl;1根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得；mv2= AEp解得v=Q用故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。9 .（多選）（非質(zhì)點(diǎn)模型）（2017福建霞浦縣月考）如圖所示，在傾角0=30。的光滑固定斜面上，放 有兩個(gè)質(zhì)量分別為1 kg和2 kg的可視為質(zhì)點(diǎn)的小球 A和B,兩球之間用一根長l= 0.2 m的輕桿相連，小球B距水平面的高度h=0.1 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 巧取10 m/s2。則下列說法正確的是（）A.整個(gè)下滑過程中B.整個(gè)下滑過程中A球機(jī)械能守恒

12、B球機(jī)械能不守恒C.整個(gè)下滑過程中A球機(jī)械能的增加量為D.整個(gè)下滑過程中B球機(jī)械能的增加量為案|BD簞析在下滑的整個(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Vt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錯(cuò)誤,B正m/s,系統(tǒng)下滑的整確;根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得mAg（h+lsin 0）+m Bgh=Z（mA+mB）v2,解得v=H12個(gè)過程中B球機(jī)械能的增加量為2mBv2-mBgh=3 J,故D正確;A球的機(jī)械能減小，C錯(cuò)誤。能力提升組10 .（多選）（2017江西廬山區(qū)月考）如圖所示，重10 N的滑塊在傾角為30°的斜面上

13、，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ab=0.8 m,bc=0.4 m,那么在整個(gè)過程中（）A.滑塊滑到b點(diǎn)時(shí)動(dòng)能最大B.滑塊動(dòng)能的最大值是 6 JC.從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功是6 JD.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過程機(jī)械能守恒？導(dǎo)學(xué)號06400311?答案|CD麗滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn)，所以滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，D項(xiàng)正確；以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，則在a點(diǎn)滑塊的機(jī)械能為 6 J,在c點(diǎn)時(shí)滑塊的速度為 0,重力勢能也為0,從c到b彈簧的彈力 對滑塊做的功等于彈性勢能的減少量，故為6 J,所以C項(xiàng)正確；由a到c的過程中

14、，因重力勢能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，動(dòng)能的最大值在平衡位置，小于6 J,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤。11.（多選）如圖所示，滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定豎直桿上，與光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通過較鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運(yùn)動(dòng)。不計(jì)摩擦，a、b可視為質(zhì)點(diǎn)。則（）A. a落地前，輕桿對b 一直做正功B.a落地時(shí)速度大小為承心C.a下落過程中，其加速度大小始終不大于gD.a落地前，當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí),b對地面的壓力大小為mg答案|bd麗滑塊b的初速度為零，末速度也為零，所以輕桿對b先做正功，后做負(fù)功，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；以滑1 塊a、b及輕桿為研究對象，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，當(dāng)a剛落地時(shí)，b的速度為零，則

15、mghd+0,即va=為”選項(xiàng)b正確；a、b的先后受力分析如圖甲、乙所示。由a的受力情況可知，a下落過程中，其加速度大小先小于g后大于g,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;當(dāng)a落地前b的加速度為零(即輕桿對b的作用力為零)時(shí),b的機(jī)械能最大，a的機(jī)械能最小，這時(shí)b受 重力、支持力，且卜,片mg ,由牛頓第三定律可知,b對地面的壓力大小為 mg,選項(xiàng)D正確。i2.(20i7四川成都七中二診)如圖所示質(zhì)量分別為 m、2m的物體a、b通過輕繩和不計(jì)摩擦 的定滑輪相連，均處于靜止?fàn)顟B(tài)。a與水平面上固定的勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，Q點(diǎn)有一擋板，若有物體與其垂直相碰會(huì)以原速率彈回，現(xiàn)剪斷a、b之間的繩子,a開始上下往復(fù)運(yùn)動(dòng),

16、b下落至P點(diǎn)后，在P點(diǎn)有一個(gè)特殊的裝置使b以落至P點(diǎn)前瞬間的速率水平向右運(yùn)動(dòng)，當(dāng)b靜止時(shí)，a恰好首次到達(dá)最低點(diǎn)，已知PQ長xo,重力加速度為g,b距P點(diǎn)高h(yuǎn),且僅經(jīng)過P 點(diǎn)一次，b與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為內(nèi)a、b均可看作質(zhì)點(diǎn)，彈簧在彈性限度范圍內(nèi)，試求：(1)物體a的最大速度；(2)物體b停止的位置與 P點(diǎn)的距離。J罔目口fH(1)2g-,卜(2)或 2xol解析(1)繩剪斷前，系統(tǒng)靜止，設(shè)彈簧伸長量為xi,對a有kxi+mg=F t,對 b 有 Ft= 2mg,mg則 kxi=mg ,xi= k o乎繩剪斷后,a所受合外力為零時(shí)，速度最大，設(shè)彈簧壓縮量為x2,對a有kx2=mg,x2= &q

17、uot;，由于1xi=x2，兩個(gè)狀態(tài)的彈性勢能相等，則兩個(gè)狀態(tài)的動(dòng)能和重力勢能之和相等，mg(xi+x2)=2 mv2,解眄得 v= 2gM。(2)對b,整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程由動(dòng)能定理得2mgh-!i2mgx路=0,h解得b在水平面上滑行的路程x路=”。討論:若b未到達(dá)擋板Q就在PQ上停止, h則物塊b停止的位置與 P相距d=x路=口； 若b與擋板Q碰撞后，在PQ上運(yùn)動(dòng)到停止h.則物塊b停止的位置與 P相距d=2xo-x路=2x0#13.(2017福建畢業(yè)班質(zhì)檢)如圖所示，一根輕繩繞過光滑的輕質(zhì)定滑輪 ，兩端分別連接物塊 A 和B,B的下面通過輕繩連接物塊 C,A鎖定在地面上。已知 B和C的質(zhì)量均為 m,A的質(zhì)量為3L。現(xiàn)解除對A的鎖定，物塊開始運(yùn)g。求:?m,B和C之間的輕繩長度為 L,初始時(shí)C離地的高度也為動(dòng)。設(shè)物塊可視為質(zhì)點(diǎn)，落地后不反彈。重力加速度大小為(1)A剛上升時(shí)的加速度大小 a；(2)A上升過程的最大速度大小vm；(3)A離地的最大高度 H。U 1¥Hf(1)7g (2)17(3) 7 L畫(1)解除對A的鎖定后,A加速上升,B和C加速下降，加速度a大小相