高三物理一輪復(fù)習(xí)第3講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用2

1、第五章第3講機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用2（時(shí)間45分鐘，滿分100分）一、選擇題（本題共10小題，每小題7分，共70分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選又的得7分，選對(duì)但不全的得 4分，有選錯(cuò)白勺得0分.）.下列說(shuō)法正確的是（）A.如果物體所受到的合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒.如果物體所受到的合外力做的功為零，則其機(jī)械能一定守恒C.物體沿光滑曲面自由下滑的過(guò)程中，其機(jī)械能一定守恒D.做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒 2. a 圖 5-3- 12（2013屆寶雞模擬）如圖5312所示，a、b兩小球靜止在同一條豎直線上，離地面足夠高，b球質(zhì)量大于a球質(zhì)量

2、.兩球間用一條細(xì)線連接，開(kāi)始線處于松弛狀態(tài).現(xiàn)同時(shí)釋放 兩球，球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的空氣阻力忽略不計(jì).下列說(shuō)法正確的是（）A.下落過(guò)程中兩球間的距離保持不變.下落后兩球間距離逐漸增大，一直到細(xì)線張緊為止C.下落過(guò)程中，a、b兩球都處于失重狀態(tài)D.整個(gè)下落過(guò)程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒（2013屆南通模擬）如圖5313所示，A B兩球質(zhì)量相等，A球用不能伸長(zhǎng)的輕 繩系于O點(diǎn)，B球用輕彈簧系于 O點(diǎn)，O與O點(diǎn)在同一水平面上，分別將 A、B球拉到與 懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開(kāi)始釋放， 當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球仍處在同一水平面上，則 （）圖 5-3-13A

3、.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球動(dòng)能相等B.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，A球動(dòng)能較大C.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，B球動(dòng)能較大D.兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，A球受到向上的拉力較大（2013屆延安模擬）如圖5314所示是全球最高的（高度208米）北京朝陽(yáng)公園摩R的勻速圓周運(yùn)動(dòng),天輪，一質(zhì)量為 m的乘客坐在摩天輪中以速率 v在豎直平面內(nèi)做半徑為假設(shè)t = 0時(shí)刻乘客在軌跡最低點(diǎn)且重力勢(shì)能為零，那么，下列說(shuō)法正確的是A.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,B.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,C.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,D.乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,5.圖 5-3-14重力勢(shì)能隨時(shí)間的變化關(guān)系為在最高點(diǎn)受到座位的支持力為機(jī)械能守恒，且機(jī)械能

4、為機(jī)械能隨時(shí)間的變化關(guān)系為MB圖 5-3-15V.、b= mgR1 cos 尚2VmR- mgE= 1mV2E= 1mV+ mg - cos )2R（2013屆西安一中檢測(cè)）如圖5315所示，光滑細(xì)桿 AB AC在A點(diǎn)連接，AB豎直放置，AC水平放置，兩相同的中心有小孔的小球M N,分別套在 AB和AC上，并用一細(xì)繩相連，細(xì)繩恰好被拉直，現(xiàn)由靜止釋放M N,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中下列說(shuō)法中正確的是（）A.M球的機(jī)械能守恒B.M球的機(jī)械能減小C.M和N組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒D.繩的拉力對(duì)N做負(fù)功6.（2013屆山東省實(shí)驗(yàn)中學(xué)檢測(cè)）如圖53 16所示，離水平地面一定高處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒， 筒內(nèi)固定一

5、輕質(zhì)彈簧， 彈簧處于自然長(zhǎng)度. 現(xiàn)將一小球從地面以某一初 速度斜向上拋出，剛好能水平進(jìn)入圓筒中，不計(jì)空氣阻力.下列說(shuō)法中正確的是圖 5-3-16A.彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能小于小球拋出時(shí)的動(dòng)能B.彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能等于小球拋出時(shí)的動(dòng)能C.小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒D.小球拋出的初速度大小僅與圓筒離地面的高度有關(guān)內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為R固定在豎直平面內(nèi)，一根長(zhǎng)度為 R的輕桿，一端固定有質(zhì)量m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙.現(xiàn)將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點(diǎn)（如圖5317所示），由靜止釋放后（）A.下滑過(guò)程中甲球減少的機(jī)械能總是等于乙球增加的機(jī)械能

6、B.下滑過(guò)程中甲球減少的重力勢(shì)能總是等于乙球增加的重力勢(shì)能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn)D.桿從右向左滑回時(shí)，乙球一定不能回到凹槽的最低點(diǎn)8. （2013屆西安一中模擬）如圖53 18所示，一質(zhì)量為 m的滑塊以初速度V0從固定 于地面上的斜面底端 A開(kāi)始沖上斜面，到達(dá)某一高度后返回A,斜面與滑塊之間有摩擦.下列各項(xiàng)分別表示它在斜面上運(yùn)動(dòng)的速度V、加速度a、勢(shì)能日和機(jī)械能E隨時(shí)間的變化圖象，可能正確的是（）9.圖 5-3-19如圖5 319所示為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系.一個(gè)質(zhì)量為 m的質(zhì)點(diǎn)，在力F和重力 的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開(kāi)始沿直線 OA斜向下運(yùn)動(dòng)，直線OA與y軸負(fù)方向成0角（0 V

7、b可知，F(xiàn)aFb, D正確.【答案】BD2 v .【解析】在最圖點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得，mg- N= mR,受到座位的支持力為 N2 v = mg- mR, B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于乘客在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能不變，重力勢(shì)能發(fā)生變化，所以乘客在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能不守恒，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧度為 白，所以對(duì)應(yīng)t時(shí)刻的重力勢(shì)能為 Ep=mgR1 - cos），總的機(jī)械能為 E= E+b=；mV+mgR TOC o 1-5 h z R2cos Rt） , A D兩項(xiàng)正確.【答案】AD.【解析】由于桿AB AC光滑，所以 M下降，N向左運(yùn)動(dòng)，繩子對(duì) N做正功，對(duì) M做負(fù)功，N的動(dòng)能增加，機(jī)械

8、能增加， M的機(jī)械能減少，對(duì) M N系統(tǒng)，桿對(duì) M N均不做功， 系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故 B C兩項(xiàng)正確.【答案】BC.【解析】小球從拋出到彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，只有重力和彈力做功，因此小1球和彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒， 即2mV=mgh Ep,由此得到bvmVi,選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤； 斜上拋運(yùn)動(dòng)可分解為豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上有2gh= v2sin 2 0 （ 0為V0與水平方向的夾角），解得V0= 2g? 由此可知，選項(xiàng) D錯(cuò)誤.sin 0【答案】A.【解析】環(huán)形槽光滑，甲、乙組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，下滑過(guò)程中甲減少的機(jī)械能總是等于乙增

9、加的機(jī)械能，甲、乙系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能；甲減少的重力勢(shì)能等于乙增加的勢(shì)能與甲、乙增加的動(dòng)能之和；由于乙的質(zhì)量較大，系統(tǒng)的重心偏向乙一端，由機(jī)械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低點(diǎn)，桿從右向左滑回時(shí)乙一定會(huì)回到槽的最低點(diǎn).【答案】A.【解析】由牛頓第二定律可知，滑塊上滑階段有mgjin 0 + Ff= ma,下滑階段有 mgin 0 - Ff= ma,因此選項(xiàng)B錯(cuò)誤；v0和v0時(shí)，速度圖象的斜率 不同，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于摩擦力始終做負(fù)功，機(jī)械能一直減小，故選項(xiàng) D錯(cuò)誤；重力勢(shì)能 先增大后減小，且上滑階段加速度大，勢(shì)能變化快，下滑階段加速度小，勢(shì)能變化慢，故選 項(xiàng)C可能正確.【答案】C

10、.【解析】如圖為力的矢量三角形圖示，若F=mgan 0 ,則力F可能為b方向或c方向，故力F的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向成銳角，也可能與運(yùn)動(dòng)方向成鈍角， 除重力外的力F對(duì)質(zhì)點(diǎn)可能做正功，也可能做負(fù)功，故質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能可能增大，也可能減小，C對(duì)A錯(cuò)；當(dāng)F=mg,in 0 ,即力F為a方向時(shí)，力F垂直質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向， 故只有重力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功， 機(jī)械能守恒，B對(duì)D錯(cuò).【答案】 BC.【解析】 對(duì)物體A進(jìn)行受力分析可知，當(dāng)弓t簧的彈力大小為 mg時(shí)，物體A的加速 度為零，A錯(cuò)誤；由題意和功能關(guān)系知彈簧的彈性勢(shì)能為 &=mg*m4, B錯(cuò)誤；當(dāng)物體B 對(duì)地面恰好無(wú)壓力時(shí)，說(shuō)明彈簧的彈力大小為 2mg此時(shí)B所受合外力為零

11、，恰好處于平衡 TOC o 1-5 h z 12八，狀態(tài)，C正確；彈簧的彈性勢(shì)能的增加量等于物體A的機(jī)械能的減少量(mg-m2), D錯(cuò)誤.【答案】C.【解析】由題圖知初始時(shí)刻彈簧處于原長(zhǎng).(1)小球從B到C,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有12mg R+ Rcos 60) = &c+ 2mv代入數(shù)據(jù)求出Vc= 3 m/s.(2)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)受到三個(gè)力作用，即重力 G彈簧彈力F、環(huán)的彳用力Fn,設(shè)環(huán)對(duì)小球的作用力方向向上，根據(jù)牛頓第二定律有2VcF+ Fn- mg= m|RF= kxx= R2VcL所以 Fn= m-+ mg- F3.2 N ,方向豎直向下.Fn= 3.2 N ,方向豎直向上根據(jù)牛頓第三定律得出，小球?qū)Νh(huán)的作用力大小為【答案】(1)3 m/s (2)3.2 N ,方向豎直向下12.【解析】 (1)由于不計(jì)機(jī)械能損失，因