2016屆高三物理一輪復(fù)習(xí)5.3機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用開卷速查

1、PAGE PAGE 10開卷速查(十八)機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用說明提示本試卷共三部分A組基礎(chǔ)鞏固B組能力提升C組難點(diǎn)突破考試時(shí)間：45分鐘試卷滿分：100分A組基礎(chǔ)鞏固1(2014新課標(biāo)全國卷)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.eq f(,6) B.eq f(,4) C.eq f(,3) D.eq f(5,12)解析： 圖181設(shè)物塊的初速度為v0，質(zhì)量為m，依題意有：mgheq f(1,2)mveq oal(2,0)，設(shè)物塊落地瞬間水平速度分量為vx，豎直速度分量為vy，則根據(jù)平拋運(yùn)

2、動(dòng)的規(guī)律可得：vxv0，vyeq r(2gh)，即vxvyv0，所以物塊落地時(shí)速度方向與水平方向夾角為eq f(,4)，B項(xiàng)正確答案：B圖1822(多選題)如圖182所示，用長為l的細(xì)線將小球懸掛在小車支架上，小車與小球一起以速度v0勻速向右運(yùn)動(dòng)小車與矮墻相碰后立即停止(不彈回)，則下列關(guān)于小球上升能夠達(dá)到的最大高度H的說法中正確的是()A若v0eq r(2gl)，則HlB若v0eq r(4gl)，則H2lC不論v0多大，可以肯定Heq f(voal(2,0),2g)總是成立的D上述說法都正確解析：小車突然靜止后，小球由于慣性繞懸掛點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械能守恒，有mgHeq f(1,2)mveq oal

3、(2,0) , 當(dāng)v0eq r(2gl)時(shí)， Hl，A正確；小球恰好到最高點(diǎn)時(shí)，重力提供向心力，有mgmeq f(v2,l)，mg(2l)eq f(1,2)mveq oal(2,0)eq f(1,2)mv2，解得v0eq r(5gl)，B錯(cuò)；由能量轉(zhuǎn)化和守恒可知，最低處小球的動(dòng)能要轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能和一部分動(dòng)能，即eq f(1,2)mveq oal(2,0)mgHEk，由數(shù)學(xué)知識(shí)可得Heq f(voal(2,0),2g)，所以C正確答案：AC圖1833(多選題)(2015江西省南昌月考)在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的光滑圓環(huán)軌道，一質(zhì)量為m的小球穿在圓環(huán)軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)的速率vCeq

4、r(f(4gR,5)， 則下述正確的是 ()A此小球的最大速率是eq r(6)vCB小球到達(dá)C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力是eq f(4mg,5)C小球沿圓軌道繞行一周所用的時(shí)間小于 eq r(f(5R,g)D小球在任一直徑兩端點(diǎn)上的動(dòng)能之和相等解析：速度最大的點(diǎn)應(yīng)該是最低點(diǎn)，根據(jù)機(jī)械能守恒定律：eq f(1,2)mv2eq f(1,2)mveq oal(2,C)2mgR，解得： v eq r(f(24gR,5)eq r(6)vC，所以A正確在C點(diǎn)有：mgNCmeq f(voal(2,C),R)，得NCeq f(1,5)mg，所以B錯(cuò)誤；由Teq f(2R,v)，當(dāng)速度最小時(shí)，代入計(jì)算可得T eq r(f

5、(5R,g)，之后小球的速度在變大，T要減小，Tvmin，所以存在一個(gè)H值，使得滑塊經(jīng)過最高點(diǎn)D后能直接落到直軌道AB上與圓心等高的點(diǎn)上，mg(H2R)eq f(1,2)mveq oal(2,D)得到：H0.6 m.答案：(1)0.1 kg0.2 m(2)存在0.6 m圖18109(2015江西省南昌月考)如圖1810所示，將質(zhì)量均為m、厚度不計(jì)的兩物塊A、B用輕質(zhì)彈簧相連接第一次只用手托著B物塊置于H高處靜止，現(xiàn)將彈簧鎖定，此時(shí)彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，現(xiàn)由靜止釋放A、B，B物塊著地后速度立即變?yōu)榱?，同時(shí)彈簧鎖定解除，在隨后的過程中B物塊恰能離開地面但不繼續(xù)上升第二次用手拿著A、B兩物塊，使得彈

6、簧豎直并處于原長狀態(tài)，此時(shí)物塊B離地面的距離也為H，然后由靜止同時(shí)釋放A、B，B物塊著地后速度同樣立即變?yōu)榱闱螅?1)第二次釋放A、B后，A上升至彈簧恢復(fù)原長時(shí)的速度v1；(2)第二次釋放A、B后，B剛要離地時(shí)A的速度v2.解析：(1)第二次釋放A、B后，A、B自由落體運(yùn)動(dòng)，B著地后，A和彈簧相互作用至A上升到彈簧恢復(fù)原長過程中，彈簧對(duì)A做的總功為零對(duì)A從開始下落至彈簧恢復(fù)原長過程，由動(dòng)能定理有mgHeq f(1,2)mveq oal(2,1)解得v1eq r(2gH)，方向向上(2)設(shè)彈簧的勁度系數(shù)為k，第一次釋放A、B前，彈簧向上產(chǎn)生的彈力與A的重力平衡設(shè)彈簧的形變量(壓縮)為x1，有x1

7、eq f(mg,k)第一次釋放A、B后，B剛要離地時(shí)彈簧產(chǎn)生向上的彈力與B的重力平衡設(shè)彈簧的形變量(伸長)為x2，有x2eq f(mg,k) 第二次釋放A、B后，在B剛要離地時(shí)彈簧產(chǎn)生向上的彈力與B的重力平衡設(shè)彈簧的形變量(伸長)為x3，有x3eq f(mg,k) 由得x1x2x3即這三個(gè)狀態(tài)，彈簧的彈性勢(shì)能都為Ep在第一次釋放A、B后至B著地前過程，對(duì)A、B和彈簧組成的系統(tǒng)由機(jī)械能守恒有2mgheq f(1,2)2mv2從B著地后到B剛要離地的過程，對(duì)A和彈簧組成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒有eq f(1,2)mv2Epmg(x1x2)Ep 第二次釋放后，對(duì)A和彈簧組成的系統(tǒng)，從A上升至彈簧恢復(fù)原長

8、到B剛要離地過程，由機(jī)械能守恒有 eq f(1,2)mveq oal(2,1)mgx3Epeq f(1,2)mveq oal(2,2) 由得v2 eq r(gHf(2Ep,m)答案：(1)eq r(2gH)(2) eq r(gHf(2Ep,m)10(2014福建卷)圖1811為某游樂場(chǎng)內(nèi)水上滑梯軌道示意圖，整個(gè)軌道在同一豎直平面內(nèi)，表面粗糙的AB段軌道與四分之一光滑圓弧軌道BC在B點(diǎn)水平相切點(diǎn)A距水面的高度為H，圓弧軌道BC的半徑為R，圓心O恰在水面一質(zhì)量為m的游客(視為質(zhì)點(diǎn))可從軌道AB的任意位置滑下，不計(jì)空氣阻力圖1811(1)若游客從A點(diǎn)由靜止開始滑下，到B點(diǎn)時(shí)沿切線方向滑離軌道落在水面

9、D點(diǎn)，OD2R，求游客滑到B點(diǎn)時(shí)的速度vB大小及運(yùn)動(dòng)過程軌道摩擦力對(duì)其所做的功Wf；(2)若游客從AB段某處滑下，恰好停在B點(diǎn)，又因受到微小擾動(dòng)，繼續(xù)沿圓弧軌道滑到P點(diǎn)后滑離軌道，求P點(diǎn)離水面的高度h.(提示：在圓周運(yùn)動(dòng)過程中任一點(diǎn)，質(zhì)點(diǎn)所受的向心力與其速率的關(guān)系為F向meq f(v2,R)解析：(1)游客從B點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有2RvBtReq f(1,2)gt2由式得vBeq r(2gR)從A到B，根據(jù)動(dòng)能定理，有mg(HR)Wfeq f(1,2)mveq oal(2,B)0由式得Wf(mgH2mgR)(2)設(shè)OP與OB間夾角為，游客在P點(diǎn)時(shí)的速度為vP，受到的支持力為N，從B到P由機(jī)械能守恒

10、定律，有mg(RRcos)eq f(1,2)mveq oal(2,P)0過P點(diǎn)時(shí)，根據(jù)向心力公式，有mgcosNmeq f(voal(2,P),R)又N0coseq f(h,R)由式解得heq f(2,3)R答案：(1)eq r(2gR)(mgH2mgR)(2)eq f(2,3)RC組難點(diǎn)突破11如圖1812所示，質(zhì)量 m2 kg 的小球以初速度 v0 沿光滑的水平面飛出后，恰好無碰撞地進(jìn)入光滑的圓弧軌道，其中圓弧 AB 對(duì)應(yīng)的圓心角53，圓半徑 R0.5 m若小球離開桌面運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)所用時(shí)間t0.4 s. (sin530.8，cos530.6，g10 m/s2)圖1812 (1)求小球沿水平面飛出的初速度 v0 的大?。?2)到達(dá) B 點(diǎn)時(shí)，求小球此時(shí)對(duì)圓弧的壓力大??？(3)小球是否能從最高點(diǎn) C 飛出圓弧軌道，并說明原因解析：(1)小球離開桌面后做平拋運(yùn)動(dòng)vxv0，vygt根據(jù)幾何關(guān)系可知taneq f(vy,vx)，解得v03 m/s.(2)小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度vAeq r(voal(2,x)voal(2,y)5 m/s從A到B過程中滿足機(jī)械能守恒，eq f(1,2)mveq oal(2,A)mgR(1cos)eq f(1,2)mveq oal(2,B)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，F(xiàn)Nmgeq f(mvoal(2,B),R)整理得：FN136 N，由牛