2019屆高三物理一輪總復(fù)習-第5章《機械能及其守恒定律》3-機械能守恒定律及其應(yīng)用課時作業(yè)-新人教版

1、2019屆高三物理一輪總復(fù)習 第5章機械能及其守恒定律3 機械能守恒定律及其應(yīng)用課時作業(yè) 新人教版一、選擇題1以下說法中哪些是正確的()A物體做勻速運動，它的機械能一定守恒B物體所受合力的功為零，它的機械能一定守恒C物體所受合力不等于零，它的機械能可能守恒D物體所受合力等于零，它的機械能一定守恒【解析】物體做勻速運動動能不變，但是高度可以改變，重力勢能改變，所以A錯誤；合力的功為零，只是動能不變，B錯誤；物體所受合力不等于零，例如只在重力作用下的運動，機械能守恒，所以C正確；D選項實質(zhì)與A選項相同，所以錯誤【答案】C2自由下落的物體，其動能與位移的關(guān)系如圖所示則圖中直線的斜率表示該物體的()A

2、質(zhì)量B機械能C重力大小D重力加速度【解析】由機械能守恒定律，Ekmgh，動能Ek與位移h的關(guān)系圖線的斜率表示該物體的重力大小，選項C正確【答案】C3.(多選)如圖是蹦床運動員落在彈簧床面的示意圖，在彈簧彈力的作用下，運動員有一段豎直向下做減速運動的緩沖過程，忽略空氣阻力，在此過程中()A運動員處于失重狀態(tài)B運動員所受合外力方向豎直向上C運動員對彈簧床壓力大于彈簧床對運動員支持力D運動員、地球和彈簧所組成的系統(tǒng)機械能守恒【解析】運動員減速下降的過程中，加速度是向上的，所以屬于超重狀態(tài)，A錯誤；合外力與加速度方向相同，所以B對；運動員對彈簧床的壓力與彈簧床對運動員的支持力屬于相互作用力，必定等大，

3、所以C錯誤；系統(tǒng)只有重力、彈簧彈力做功，所以機械能守恒，D對【答案】BD4取水平地面為重力勢能零點一物塊從某一高度水平拋出，在拋出點其動能與重力勢能恰好相等不計空氣阻力該物塊落地時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】設(shè)物塊拋出的初速度為v0，落地時速度為v，根據(jù)題意知，物塊拋出時的機械能為mveq oal(2,0)，由機械能守恒定律，mveq oal(2,0)eq f(1,2)mv2，得物塊落地時的速度veq r(2)v0，故物塊落地時速度方向與水平方向的夾角為eq f(,4)，選項B正確【答案】B5.如

4、圖所示，初速度大小都相同的A、B、C三個小球，在同一水平面上，A球豎直上拋，B球以仰角斜向上拋(軌跡為拋物線)，C球沿傾角為的光滑固定斜面上滑，空氣阻力不計，它們上升的最大高度分別為hA、hB、hC，則()AhAhBhC BhBhChB DhAhBhC【解析】根據(jù)機械能守恒定律，對A球有mAghAeq f(1,2)mAveq oal(2,0)，對C球有mCghCeq f(1,2)mCveq oal(2,0)，得hAhCeq f(voal(2,0),2g)，選項B、D錯誤；由于B球運動軌跡是拋物線，所以在最高點的速度vB0，根據(jù)機械能守恒定律有mBghBeq f(1,2)mBveq oal(2,

5、B)eq f(1,2)mBveq oal(2,0)，得hBeq f(voal(2,0)voal(2,B),2g)hB，選項C正確、A錯誤【答案】C6.(多選)如圖所示，兩根等長的細線拴著兩個小球在豎直平面內(nèi)各自做圓周運動某一時刻小球1運動到自身軌道的最低點，小球2恰好運動到自身軌道的最高點，這兩點高度相同，此時兩小球速度大小相同若兩小球質(zhì)量均為m，忽略空氣阻力的影響，則下列說法正確的是()A此刻兩根線拉力大小相同B運動過程中，兩根線上拉力的差值最大為2mgC運動過程中，兩根線上拉力的差值最大為10mgD若相對同一零勢能面，小球1在最高點的機械能等于小球2在最低點的機械能【解析】已知小球質(zhì)量為m

6、，當兩小球運動到題中圖示位置時，設(shè)兩球速度大小為v，此時兩根細線的拉力分別為F1和F2，F(xiàn)1mgmeq f(v2,L)，F(xiàn)2mgmeq f(v2,L)，故選項A錯誤易知小球1在最高點時細線的拉力F1最小，設(shè)此時速度大小為v1，則有F1mgmeq f(voal(2,1),L)，再由機械能守恒定律有：eq f(1,2)mv2eq f(1,2)mveq oal(2,1)2mgL；小球2在最低點時細線的拉力F2最大，設(shè)此時速度大小為v2，則有F2mgmeq f(voal(2,2),L)，再由機械能守恒定律有：eq f(1,2)mveq oal(2,2)eq f(1,2)mv22mgL，聯(lián)立解得，運動過

7、程中兩根線上拉力的差值最大為F2F12mgmeq f(voal(2,2)voal(2,1),L)2mg8mg10mg，故選項C正確，B錯誤取題中圖示位置為零勢能面，由機械能守恒定律知選項D正確【答案】CD7(多選)如圖所示，兩光滑斜面的傾角分別為30和45、質(zhì)量分別為2m和m的兩個滑塊用不可伸長的輕繩通過滑輪連接(不計滑輪的質(zhì)量和摩擦)，分別置于兩個斜面上并由靜止釋放；若交換兩滑塊位置，再由靜止釋放，則在上述兩種情形中正確的有()A質(zhì)量為2m的滑塊受到重力、繩的張力、沿斜面的下滑力和斜面的支持力的作用B質(zhì)量為m的滑塊均沿斜面向上運動C繩對質(zhì)量為m的滑塊的拉力均大于該滑塊對繩的拉力D在運動過程中

8、系統(tǒng)機械能均守恒【解析】每個滑塊受到三個力：重力、繩子的拉力和斜面的支持力，受力分析中的力應(yīng)該是按性質(zhì)分類的力，沿著斜面的下滑力是分解出來的按照效果命名的力，A錯；對于B選項，滑塊是上滑還是下滑要看兩個滑塊的重力沿著斜面向下的分量的大小關(guān)系，由于質(zhì)量為2m的滑塊的重力沿著斜面的下滑分力較大，故質(zhì)量為m的滑塊必定沿著斜面向上運動，B對；任何一個滑塊受到的繩子的拉力與繩子對滑塊的拉力等大反向，C錯；系統(tǒng)中除了重力之外，支持力對系統(tǒng)每個滑塊都不做功，繩子拉力對每個滑塊的拉力等大反向，且兩滑塊的位移必定大小相等，故繩子拉力作為系統(tǒng)的內(nèi)力對系統(tǒng)做功總和必定為零，故只有重力做功的系統(tǒng)，機械能守恒，D對【答

9、案】BD8.(多選)如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪O，傾角為30的斜面體置于水平地面上A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m.開始時，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力)，OB繩平行于斜面，此時B靜止不動將A由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中正確的是()A物塊B受到的摩擦力逐漸增大B地面對斜面體的摩擦力方向一直向右C小球A的機械能守恒D小球A的機械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機械能守恒【解析】解題時需要判斷B物塊在整個過程中是否發(fā)生了運動當A球未釋放時B物塊靜止，則此時B受沿斜面向上的摩擦力f4mgsin2mg，為

10、靜摩擦力假設(shè)在A球運動的過程中B未動，則A球下落的過程中機械能守恒，mgReq f(1,2)mv2，veq r(2gR)，對A球進行受力分析可得，在最低點時FTmgmeq f(v2,R)，F(xiàn)T3mg，A球運動至最低點時繩子拉力最大，此時FT3mgf4mgsin4mg，說明A球在運動的過程中不能拉動B物塊，故小球A的機械能守恒，C正確，D錯誤；斜面體對B物塊的靜摩擦力方向先沿斜面向上，后沿斜面向下，故先減小后增大，A錯誤；小球下降時有沿著繩子方向的加速度，根據(jù)整體法可判斷出地面對斜面體的摩擦力方向一直向右，故B正確【答案】BC9(多選)(2015全國卷)如圖所示，滑塊a、b的質(zhì)量均為m，a套在固

11、定豎直桿上，與光滑水平地面相距h，b放在地面上a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接，由靜止開始運動不計摩擦，a、b可視為質(zhì)點，重力加速度大小為g.則()Aa落地前，輕桿對b一直做正功Ba落地時速度大小為eq r(2gh)Ca下落過程中，其加速度大小始終不大于gDa落地前，當a的機械能最小時，b對地面的壓力大小為mg【解析】設(shè)某一時刻a、b速度分別為va、vb，則vacosvbsin.當a落到地面時，90，cos0，故vb為0，可知a下落過程中b先加速后減速，輕桿對b先做正功后做負功，A錯誤輕桿對a的力先為支持力后為拉力，故a的加速度先小于g后大于g，C錯誤由于a、b系統(tǒng)只有重力和系統(tǒng)內(nèi)桿的彈力做功，故

12、a、b機械能守恒，a落地時b速度為零，由機械能守恒定律得mgheq f(1,2)mveq oal(2,a)，得vaeq r(2gh).B正確當a機械能最小時，b的機械能最大，即動能最大，此時F桿0，故FNmg，D正確【答案】BD二、非選擇題10.如圖所示，在長為L的輕桿中點A和端點B各固定一質(zhì)量為m的球，桿可繞無摩擦的軸O轉(zhuǎn)動，使桿從水平位置無初速度釋放擺下求當桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，輕桿對A、B兩球分別做了多少功？【解析】設(shè)當桿轉(zhuǎn)到豎直位置時，A球和B球的速度分別為vA和vB.如果把輕桿、兩球組成的系統(tǒng)作為研究對象，那么由于桿和球的相互作用力做功總和等于零，故系統(tǒng)機械能守恒若取B的最低點為重力勢能

13、參考平面，可得：2mgLeq f(1,2)mveq oal(2,A)eq f(1,2)mveq oal(2,B)eq f(1,2)mgL又因A球與B球在各個時刻對應(yīng)的角速度相同，故vB2vA由以上二式得：vA eq r(f(3gL,5)，vB eq r(f(12gL,5).根據(jù)動能定理，可解出桿對A、B做的功對A有：WAmgeq f(L,2)eq f(1,2)mveq oal(2,A)0，所以WA0.2mgL.對B有：WBmgLeq f(1,2)mveq oal(2,B)0，所以WB0.2mgL.【答案】0.2mgL0.2mgL11(2016浙江金麗衢十二校聯(lián)考)如圖所示，半徑為R的光滑半圓軌

14、道ABC與傾角37的粗糙斜面軌道DC相切于C，圓軌道的直徑AC與斜面垂直，質(zhì)量為m的小球從A點左上方距A高為h的斜上方P點以某一速度v0水平拋出，剛好與半圓軌道的A點相切進入半圓軌道內(nèi)側(cè)，之后經(jīng)半圓軌道沿斜面剛好滑到拋出點等高的D處已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，取Req f(50,9)h，sin370.6，cos370.8，不計空氣阻力，求：(1)小球被拋出時的速度v0；(2)小球到達半圓軌道最低點B時，對軌道的壓力大?。?3)小球從C到D過程中摩擦力做的功W.【解析】(1)小球到達A點時，速度與水平方向的夾角為，如圖所示設(shè)豎直方向的速度為vy，則有veq oal(2,y)2gh由幾何關(guān)系得v0v

15、ycot得v0eq f(4,3)eq r(2gh)(2)A、B間豎直高度HR(1cos)設(shè)小球到達B點時的速度為v，則從拋出點到B過程中有eq f(1,2)mveq oal(2,0)mg(Hh)eq f(1,2)mv2在B點，有FNmgmeq f(v2,R)解得FN5.6mg由牛頓第三定律知，小球在B點對軌道的壓力大小是5.6mg.(3)小球沿斜面上滑過程中克服摩擦力做的功等于小球做平拋運動的初動能，有Weq f(1,2)mveq oal(2,0)eq f(16,9)mgh【答案】(1)eq f(4,3)eq r(2gh)(2)5.6mg(3)eq f(16,9)mgh12.一半徑為R的半圓形豎直圓柱面，用輕質(zhì)不可伸長的細繩連接的A、B兩球懸掛在圓柱面邊緣兩側(cè)，A球質(zhì)量為B球質(zhì)量的2倍，現(xiàn)將A球從圓柱邊緣處由靜止釋放，如圖所示已知A球始終不離開圓柱內(nèi)表面，且細繩足夠長，若不計一切摩擦，求：(1)A球沿圓柱內(nèi)表面滑至最低點時速度的大??；(2)A球沿圓柱內(nèi)表面運動的最大位移【解析】(1)設(shè)A球沿圓柱內(nèi)表面滑至最低點時速度的大小為v，B球的質(zhì)量為m，則根據(jù)機械能守恒定律有2mg