2019年高三物理第一輪復習課時跟蹤練第五章第三講機械能守恒定律含解析

第五章機械能第三講機械能守恒定律課時追蹤練A組基礎穩(wěn)固1．(2015·四川卷)在同一地點以同樣的速率把三個小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計空氣阻力，則落在同一水平川面時的速度大小( )A．同樣大B．水平拋的最大C．斜向上拋的最大D．斜向下拋的最大分析：依據機械能守恒定律可知，落地時三個小球的速度大小同樣．答案：A如下圖，從豎直面上大圓(直徑d)的最高點A，引出兩條不同的圓滑軌道，端點都在大圓上，同一物體由靜止開始，從A點分別沿兩條軌道滑究竟端，則( )A．所用的時間同樣B．重力做功都同樣C．機械能不同樣D．抵達底端時的動能相等分析：對物體在傾斜軌道上受力剖析，設軌道與豎直方向夾角為α，由牛頓第二定律可求得a＝gcosα，又x＝2Rcosα，依據1運動學公式x12，有2cosα＝1t2t＝2R＝cosα·，得，2atR2gg所以下滑時間只與圓的半徑及重力加快度相關，故A正確；同一物體從不同的圓滑軌道下滑，重力做功的多少由下滑高度決定，因為下滑高度不同，所以重力做功也不同樣，故B錯誤；同一物體由靜止開始從A點分別沿兩條軌道滑究竟端，因為均是圓滑軌道，所以只有重力做功，所以機械能守恒，故C錯誤；由動能定理可知，因重力做的功不同樣，所以抵達不同軌道底端時的動能不同，故D錯誤．答案：A3．(多項選擇)以下物體中，機械能守恒的是( )A．被平拋的物體(不計空氣阻力)B．被勻速吊起的集裝箱C．圓滑曲面上自由運動的物體4gD．物體以5的加快度豎直向上做減速運動分析：物體做平拋運動(不計空氣阻力)或沿圓滑曲面自由運動時，都只有重力做功，而其余外力不做功，機械能守恒，所以選項4gA、C正確．物體豎直向上做勻速運動和以5的加快度豎直向上做減速運動時，除重力之外都有其余外力做功，機械能不守恒，所以選項B、D錯誤．答案：AC4．(多項選擇)(2018·衡水模擬)如下圖，質量分別為m和2m的兩個小球A和B，中間用輕質桿相連，在桿的中點O處有一固定轉動軸，把桿置于水平川點后開釋，在B球順時針搖動到最低地點的2過程中(不計全部摩擦)( )A．B球的重力勢能減少，動能增添，B球和地球構成的系統(tǒng)機械能守恒B．A球的重力勢能增添，動能也增添，A球和地球構成的系統(tǒng)機械能不守恒C．A球、B球和地球構成的系統(tǒng)機械能守恒D．A球、B球和地球構成的系統(tǒng)機械能不守恒分析：A球在上擺過程中，重力勢能增添，動能也增添，機械能增添，B項正確；因為A球、B球和地球構成的系統(tǒng)只有重力做功，故系統(tǒng)的機械能守恒，C項正確，D項錯誤；B球和地球構成的系統(tǒng)的機械能必定減少，A項錯誤．答案：BC5．(2018·周口模擬)如下圖，在地面上以速度v0拋出質量為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并且不計空氣阻力，則①物體到海平面時的勢能為mgh②重力對物體做的功為mgh12③物體在海平面上的動能為2mv0＋mgh12④物體在海平面上的機械能為2mv0此中正確的選項是( )3A．①②③B．②③④C．①③④D．①②④分析：以地面為零勢能面，海平面低于地面h，所以物體在海平面上時的重力勢能為－mgh，故①錯誤；重力做功與路徑沒關，只與始末地點的高度差相關，拋出點與海平面的高度差為h，并且重力做正功，所以整個過程重力對物體做功為mgh，故②正確；由12動能定理W＝Ek2－Ek1，有Ek2＝Ek1＋W＝2mv0＋mgh，故③正確；整個過程機械能守恒，即初末狀態(tài)的機械能相等，以地面為零勢能面，拋出時的機械能為12122200故④正確．故B正確，A、C、D錯誤．答案：B6.(2018·貴陽檢測)如下圖，一質量為m的小球固定于輕質彈簧的一端，彈簧的另一端固定于O點．將小球拉至A點，彈簧恰好無形變，由靜止開釋小球，當小球運動到O點正下方與A點的豎直高度差為h的B點時，速度大小為v.已知重力加快度為g，以下說法正確的選項是( )A．小球運動到B點時的動能等于mgh12B．小球由A點到B點重力勢能減少2mv4C．小球由A點到B點戰(zhàn)勝彈力做功為mgh12D．小球抵達B點時彈簧的彈性勢能為mgh－2mv分析：小球由A點到B點的過程中，小球和彈簧構成的系統(tǒng)機械能守恒，彈簧由原長到發(fā)生伸長的形變，小球動能增添量小于重力勢能減少許，A項錯誤；小球重力勢能減少許等于小球動能增添量與彈簧彈性勢能增添量之和，B項錯誤；彈簧彈性勢能增添量等于小球重力勢能減少許與動能增添量之差，D項正確；彈簧彈性勢能增添量等于小球戰(zhàn)勝彈力所做的功，C項錯誤．答案：D7．(多項選擇)(2017·蘇北四市高三調研)如下圖，固定在地面的斜面體上開有凹槽，槽內緊挨擱置六個半徑均為r的同樣小球，各球編號如圖．斜面與水平軌道OA光滑連結，OA長度為6r.現將六個小球由靜止同時開釋，小球走開A點后均做平拋運動，不計一切摩擦．則在各小球運動過程中，以下說法正確的選項是( )A．球1的機械能守恒B．球6在OA段機械能增添C．球6的水平射程最小D．六個小球落地址各不同樣分析：6個小球都在斜面上運動時，只有重力做功，整個系統(tǒng)的機械能守恒．當有部分小球在水平軌道上運動時，斜面上的小球仍在加快，即球2對1的作使勁做功，故球1的機械能不守恒，故A錯誤；球6在OA段運動時，斜面上的球在加快，球5對球6的作5使勁做正功，動能增添，機械能增添，故B正確；因為有部分小球在水平軌道上運動時，斜面上的小球仍在加快，所以可知走開A點時球6的速度最小，水平射程最小，故C正確；因為走開A點時，球6的速度最小，水平射程最小，而最后三個球在水平面上運動時不再加快，1、2、3球的速度相等，水平射程同樣，所以六個小球的落點不全同樣，故D錯誤．答案：BC8．(2018·臨沂模擬)如下圖，圓滑斜面的下端與半徑為R的圓軌道光滑連結．此刻使小球從斜面上端距地面高度為2R的A點由靜止滑下．進入圓軌道后沿圓軌道運動，軌道摩擦不計．試求：小球抵達圓軌道最低點B時的速度大??；小球在最低點B時對軌道的壓力大??；小球在某高處離開圓軌道后能抵達的最大高度．分析：(1)小球從A運動到B的過程中，由機械能守恒定律12mg·2R＝2mv，解得v＝2gR.在B點，由牛頓第二定律得v2FNB－mg＝mR，解得FNB＝5mg，由牛頓第三定律知，小球在最低點B時對軌道的壓力大小為5mg.6依據機械能守恒，小球不行能抵達圓周最高點，但在圓心以下的圓弧部分速度不等于0，軌道彈力不等于0，小球不會走開軌道．設小球在C點(OC與豎直方向的夾角為θ)離開圓軌道，則在C點軌道彈力為0，有2vCmgcosθ＝mR，小球從A到C的過程中，由機械能守恒定律得12mg·2R＝mgR(1＋cosθ)＋2mvC，2由以上兩式得cosθ＝3，2gRvC＝3.走開C點后小球做斜上拋運動，水均分速度為vCcosθ，設小球走開圓軌道后能抵達最大高度為h的D點，則D點的速度，即水均分速度大小等于vCcosθ，從A點到D點的過程中由機械能守恒定律得12mg·2R＝2m(vCcosθ)＋mgh，50解得h＝27R.50答案：(1)2gR(2)5mg(3)27RB組能力提高9．(多項選擇)(2018·臨川模擬)如下圖，一根輕彈簧下端固定，直立在水平面上，其正上方A地點處有一個小球，小球從靜止開始著落，在B地點接觸彈簧的上端，在C地點小球所受彈力大小等于7重力，在D地點小球速度減小到零．對于小球著落階段，以下說法中正確的選項是( )A．在B地點小球動能最大B．在C地點小球動能最大C．從A→C地點小球重力勢能的減少許大于小球動能的增添量D．從A→D地點小球重力勢能的減少許等于彈簧彈性勢能的增加量分析：小球動能的增添量用合外力做功來量度，A→C過程中小球遇到的協(xié)力向來向下，對小球做正功，使其動能增添；C→D過程中小球遇到的協(xié)力向來向上，對小球做負功，使其動能減少；從AC地點小球重力勢能的減少許等于小球動能的增添量和彈簧彈性勢能增添量之和；小球在A、D兩地點動能均為零，而重力做的正功等于彈力做的負功，即小球重力勢能的減少許等于彈簧彈性勢能的增添量．答案：BCD10.(2018·本溪模擬)如下圖，表面圓滑的固定斜面頂端安裝必定滑輪，小物塊A、B用輕繩連結并越過滑輪(不計滑輪的質量和摩擦)．初始時刻，A、B處于同一高度并恰巧處于靜止狀態(tài)．剪斷輕繩后A著落，B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到兩物塊著地，兩物塊( )A．速率的變化量不同8B．機械能的變化量不同C．重力勢能的變化量同樣D．重力做功的均勻功率同樣分析：A、B開始時處于靜止狀態(tài)，對A∶mAg＝FT，①對B∶FT＝mBgsinθ.②由①②得mAg＝mBgsinθ，即mA＝mBsinθ.③12由機械能守恒知，mgh＝2mv，所以v＝2gh，落地速率同樣，故速率的變化量同樣，A項錯誤；剪斷輕繩后，A、B均恪守機械能守恒定律，機械能沒有變化，故B項錯誤；由Ep＝mgh，因m不同，－v2gh故Ep不同，C項錯誤；重力做功的功率PA＝mAgv＝mAg2＝mAg2，－2ghPB＝mBgvsinθ＝mBg2sinθ，由③式mA＝mBsinθ，得PA＝PB，D項正確．答案：D11．(2018·威海模擬)將一小球從高處水平拋出，最先2s內小球動能Ek隨時間t變化的圖象如下圖，不計空氣阻力，取g＝10m/s2.依據圖象信息，不可以確立的物理量是( )A．小球的質量B．小球的初速度9C．最先2s內重力對小球做功的均勻功率D．小球拋出時的高度12分析：由題圖可知2mv0＝5J，由機械能守恒定律得30J－5J12121＝mgh，聯合h＝2gt＝2g×2＝20m，解得m＝8kg，v0＝45m/s.－mgh最先2s內重力對小球做功的均勻功率P＝t＝12.5W．小球拋出時的高度沒法確立，故應選D.答案：D12.(2018·濟南模擬)半徑為R的圓滑圓環(huán)豎直擱置，環(huán)上套有兩個質量分別為m和3m的小球A和B.A、B之間用一長為2R的輕桿相連，如下圖．開始時，A、B都靜止，且A在圓環(huán)的最高點，現將A、B開釋，試求：B球抵達最低點時的速度大?。籅球抵達最低點的過程中，桿對A球做的功；B球在圓環(huán)右邊地區(qū)內能達到的最高點地點．分析：(1)開釋后B抵達最低點的過程中A、B和桿構成的系統(tǒng)機械能守恒，1212mAgR＋mBgR＝2mAvA＋2mBvB，又OA⊥OB，AB桿長＝2R，故OA、OB與桿間夾角均