2020屆高三高考物理復(fù)習(xí)專題突破機(jī)械能守恒定律應(yīng)用

機(jī)械能守恒定律及應(yīng)用1.(2019哈·爾濱六中檢測)如下圖，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，經(jīng)過繩索連結(jié)在一同，圓環(huán)套在圓滑的豎直桿上，開始時連結(jié)圓環(huán)的繩索處于水平，長度l＝4m，現(xiàn)從靜止開釋圓環(huán)．不計定滑輪和空氣的阻力，g取2，則A和B的質(zhì)量關(guān)系為( )10m/s，若圓環(huán)降落h＝3m時的速度v＝5m/sM＝35B．M＝7A．m29m9M39M15C．m＝25D．m＝192.(2019

山·東煙臺模擬

)如下圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球

A和B用一根長為

0.2m

的輕桿相連，兩球質(zhì)量均為

1kg，開始時兩小球置于圓滑的水平面上，并給兩小球一個大小為

2m/s，方向水平向左的初速度，經(jīng)過一段時間，兩小球滑上一個傾角為30°的圓滑斜面，不計球與斜面碰撞時的機(jī)械能損失，重力加快度小為零的過程中，以下判斷正確的選項是( )

g取

10m/s2，在兩小球的速度減A．桿對小球A做負(fù)功B．小球A的機(jī)械能守恒C．桿對小球B做正功D．小球B速度為零時距水平面的高度為0.15m3.(2019

哈·爾濱模擬

)將質(zhì)量分別為

m和

2m的兩個小球

A和

B，用長為

2L

的輕桿相連，如下圖，在桿的中點(diǎn)

O處有一固定水平轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平川點(diǎn)后由靜止自由開釋，在摩擦)( )

B球順時針轉(zhuǎn)動到最低地點(diǎn)的過程中

(不計全部A．A、B兩球的線速度大小一直不相等

B．重力對

B球做功的剎時功搶先增大后減小C．B球轉(zhuǎn)動到最低地點(diǎn)時的速度大小為

23gL

D．桿對

B球做正功，

B球機(jī)械能不守恒4.(2019北·京模擬)將一個物體以初動能E0豎直向上拋出，落回地面時物體的動能為E0.設(shè)空氣阻力恒定，假如將它以2初動能4E0豎直上拋，則它在上漲到最高點(diǎn)的過程中，重力勢能變化了( )A．3E0B．2E0C．1.5E0D．E05.(2019無·錫模擬)如下圖，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示地點(diǎn)靜止開釋，不計全部摩擦，則在小球從開釋到落至地面的過程中，以下說法正確的選項是( )A．斜劈對小球的彈力不做功B．斜劈與小球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．斜劈的機(jī)械能守恒D．小球重力勢能減少許等于斜劈動能的增添量6.如下圖，有一圓滑軌道ABC，AB部分為半徑為R的1圓弧，BC部分水平，質(zhì)量均為m的小球a、b固定在豎直4輕桿的兩頭，輕桿長為R，不計小球大?。_始時a球處在圓弧上端A點(diǎn)，由靜止開釋小球和輕桿，使其沿圓滑軌道下滑，則以下說法正確的選項是( )A．a(chǎn)球下滑過程中機(jī)械能保持不變B．b球下滑過程中機(jī)械能保持不變C．a(chǎn)、b球滑到水平軌道上時速度大小為2gRD．從開釋a、b球到a、b球滑到水平軌道上，整個過程中輕桿對a球做的功為mgR27.(2019甘·肅蘭州模擬)如下圖，豎直面內(nèi)圓滑的3圓形導(dǎo)軌固定在一水平川面上，半徑為R.一個質(zhì)量為m的小球4從距水平川面正上方h高處的P點(diǎn)由靜止開始自由著落，恰巧從N點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓軌道．不考慮空氣阻力，則以下說法正確的選項是()A．適合調(diào)整高度h，可使小球從軌道最高點(diǎn)M飛出后，恰巧落在軌道右端口N處B．若h＝2R，則小球在軌道最低點(diǎn)對軌道的壓力為5mgC．只有h大于等于2.5R時，小球才能抵達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)MD．若h＝R，則小球能上漲到圓軌道左邊離地高度為R的地點(diǎn)，該過程重力做功為mgR8.(2019浙·江舟山模擬)如下圖，一個小環(huán)沿豎直擱置的圓滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動．小環(huán)從最高點(diǎn)A滑到最低點(diǎn)B的過程中，小環(huán)線速度大小的平方v2隨下滑高度h的變化圖象可能是( )9.(2019山·東濰坊模擬)如下圖，將一質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)以初速度v斜向上拋出，小球先后經(jīng)過B、C兩點(diǎn)．已知B、C之間的豎直高度和C、A之間的豎直高度都為h，重力加快度為g，取A點(diǎn)所在的平面為參照平面，不考慮空氣阻力，則( )A．小球在B點(diǎn)的機(jī)械能是C點(diǎn)機(jī)械能的兩倍B．小球在B點(diǎn)的動能是C點(diǎn)動能的兩倍12D．小球在C點(diǎn)的動能為12C．小球在B點(diǎn)的動能為mv＋2mgh2mv－mgh210.把質(zhì)量是0.2kg的小球放在直立的彈簧上，并把球往下按至A的地點(diǎn)，如圖甲所示．快速放手后，彈簧把球彈起，球升至最高地點(diǎn)C(圖丙)．途中經(jīng)過地點(diǎn)B時彈簧正利處于自由狀態(tài)(圖乙)．已知B、A的高度差為0.1m，C、B的高度差為0.2m，彈簧的質(zhì)量和空氣阻力都能夠忽視，重力加快度g＝10m/s2.則以下說法正確的選項是()A．小球從A上漲至B的過程中，彈簧的彈性勢能向來減小，小球的動能向來增添B．小球從B上漲到C的過程中，小球的動能向來減小，勢能向來增添C．小球在地點(diǎn)A時，彈簧的彈性勢能為0.6JD．小球從地點(diǎn)A上漲至C的過程中，小球的最大動能為0.4J11．(2019

·州高三模擬溫

)如下圖，在豎直平面內(nèi)半徑為

R的四分之一圓弧軌道

AB、水平軌道

BC

與斜面

CD

光滑連結(jié)在一同，斜面足夠長．在圓弧軌道上靜止著N個半徑為r(r?R)的圓滑小球軌道鋪滿，從最高點(diǎn)A到最低點(diǎn)B挨次標(biāo)志為1、2、3、N.現(xiàn)將圓弧軌道尾端止開始沿軌道運(yùn)動，不計摩擦與空氣阻力，以下說法正確的選項是( )

(小球無顯然形變)，小球恰巧將圓弧B處的阻攔物拿走，N個小球由靜A．N個小球在運(yùn)動過程中一直不會散開B．第1個小球從A到B過程中機(jī)械能守恒C．第1個小球抵達(dá)B點(diǎn)前第N個小球做勻加快運(yùn)動D．第1個小球抵達(dá)最低點(diǎn)的速度v<gR12.如下圖，質(zhì)量為m＝2kg的小球以初速度v0沿圓滑的水平面飛出后，恰巧無碰撞地從A點(diǎn)進(jìn)入豎直平面內(nèi)的圓滑圓弧軌道，此中B點(diǎn)為圓弧軌道的最低點(diǎn)，C點(diǎn)為圓弧軌道的最高點(diǎn)，圓弧AB對應(yīng)的圓心角θ＝53°，圓半徑R＝0.5m．若小球走開水平面運(yùn)動到2A點(diǎn)所用時間t＝0.4s，求：(sin53＝°0.8，cos53＝°0.6，g取10m/s)小球沿水平面飛出的初速度v0的大小．抵達(dá)B點(diǎn)時，小球?qū)A弧軌道的壓力大?。∏蚩煞窠?jīng)過圓弧軌道的最高點(diǎn)C？說明原由．參照答案1.(2019哈·爾濱六中檢測)如下圖，物體A的質(zhì)量為M，圓環(huán)B的質(zhì)量為m，經(jīng)過繩索連結(jié)在一同，圓環(huán)套在圓滑的豎直桿上，開始時連結(jié)圓環(huán)的繩索處于水平，長度l＝4m，現(xiàn)從靜止開釋圓環(huán)．不計定滑輪和空氣的阻力，g取10m/s2，若圓環(huán)降落h＝3m時的速度v＝5m/s，則A和B的質(zhì)量關(guān)系為( )M＝35B．M＝7A．m29m9M39M15C．m＝25D．m＝19【答案】Avh【分析】：圓環(huán)降落3m后的速度能夠按如下圖分解，故可得vA＝vcosθ＝h2＋l2，A、B和繩索當(dāng)作一個整體，整體只有重力做功，機(jī)械能守恒，當(dāng)圓環(huán)降落h＝3m時，依據(jù)機(jī)械能守恒可得mgh＝MghA＋1mv2＋1MvA2，此中hA22h2＋l2－l，聯(lián)立可得Mm＝3529，故A正確．2.(2019山·東煙臺模擬)如下圖，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A和B用一根長為0.2m的輕桿相連，兩球質(zhì)量均為1kg，開始時兩小球置于圓滑的水平面上，并給兩小球一個大小為2m/s，方向水平向左的初速度，經(jīng)過一段時間，兩小球滑上一個傾角為30°的圓滑斜面，不計球與斜面碰撞時的機(jī)械能損失，重力加快度g取10m/s2，在兩小球的速度減小為零的過程中，以下判斷正確的選項是( )A．桿對小球A做負(fù)功B．小球A的機(jī)械能守恒C．桿對小球B做正功D．小球B速度為零時距水平面的高度為0.15m【答案】D【分析】：因為兩小球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)兩小球的速度減為零時，B小球上漲的高度為h，則由機(jī)械能守恒定律可得mgh＋mg(h＋Lsin30°)＝1·2mv02，此中L為輕桿的長度，v0為兩小球的初速度，代入數(shù)據(jù)解得h＝0.15m，21選項D正確；在A球沿斜面上漲過程中，設(shè)桿對A球做的功為W，則由動能定理可得－mg(h＋Lsin30)°＋W＝0－2mv02，代入數(shù)據(jù)解得W＝0.5J，選項A、B錯誤；設(shè)桿對小球B做的功為W′，對小球B，由動能定理可知－mgh＋W′12＝0－mv0，代入數(shù)據(jù)解得W′＝－0.5J，選項C錯誤．23.(2019哈·爾濱模擬)將質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球A和B，用長為2L的輕桿相連，如下圖，在桿的中點(diǎn)O處有一固定水平轉(zhuǎn)動軸，把桿置于水平川點(diǎn)后由靜止自由開釋，在B球順時針轉(zhuǎn)動到最低地點(diǎn)的過程中(不計全部摩擦)()A．A、B兩球的線速度大小一直不相等B．重力對B球做功的剎時功搶先增大后減小2C．B球轉(zhuǎn)動到最低地點(diǎn)時的速度大小為3gLD．桿對B球做正功，B球機(jī)械能不守恒【答案】BC【分析】：A、B兩球用輕桿相連共軸轉(zhuǎn)動，角速度大小一直相等，轉(zhuǎn)動半徑相等，所以兩球的線速度大小也相等，選項A錯誤；桿在水平川點(diǎn)時，重力對B球做功的剎時功率為零，桿在豎直地點(diǎn)時，B球的重力方向和速度方向垂直，重力對B球做功的剎時功率也為零，但在其余地點(diǎn)重力對B球做功的剎時功率不為零，所以，重力對B球做功的剎時功搶先增大后減小，選項B正確；設(shè)B球轉(zhuǎn)動到最低地點(diǎn)時速度為v，兩球線速度大小相等，對A、B兩球和桿構(gòu)成的系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得12122gL，選項C正確；B球的重力勢2mgL－mgL＝(2m)v＋mv，解得v＝322能減少了2mgL，動能增添了2B球做負(fù)功，選項D錯誤．3mgL，機(jī)械能減少了，所以桿對4.(2019北·京模擬)將一個物體以初動能E0豎直向上拋出，落回地面時物體的動能為E0.設(shè)空氣阻力恒定，假如將它以2初動能4E0豎直上拋，則它在上漲到最高點(diǎn)的過程中，重力勢能變化了()A．3E0B．2E0C．1.5E0D．E0【答案】A.【分析】：設(shè)動能為

E0，其初速度為

v0，上漲高度為

h；當(dāng)動能為

4E0，則初速度為

2v0，上漲高度為

h′由.于在上漲過程中加快度相同，依據(jù)

v2＝2gh

可知，

h′＝4h依據(jù)動能定理設(shè)摩擦力大小為

f，則

f×2h＝E0，所以2

f×4h＝E0.所以在升到最高處其重力勢能為

3E0，所以答案為

A.5.(2019無·錫模擬)如下圖，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示地點(diǎn)靜止開釋，不計全部摩擦，則在小球從開釋到落至地面的過程中，以下說法正確的選項是( )A．斜劈對小球的彈力不做功B．斜劈與小球構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒C．斜劈的機(jī)械能守恒D．小球重力勢能減少許等于斜劈動能的增添量【答案】B.【分析】：不計全部摩擦，小球下滑時，小球和斜劈構(gòu)成的系統(tǒng)只有小球的重力做功，小球重力勢能減少許等于斜劈和小球的動能增添量，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，B正確，C、D錯誤；斜劈對小球的彈力與小球位移間夾角大于90°，故彈力做負(fù)功，A錯誤．16.如下圖，有一圓滑軌道ABC，AB部分為半徑為R的4圓弧，BC部分水平，質(zhì)量均為m的小球a、b固定在豎直輕桿的兩頭，輕桿長為R，不計小球大小．開始時a球處在圓弧上端A點(diǎn)，由靜止開釋小球和輕桿，使其沿圓滑軌道下滑，則以下說法正確的選項是( )A．a(chǎn)球下滑過程中機(jī)械能保持不變B．b球下滑過程中機(jī)械能保持不變C．a(chǎn)、b球滑到水平軌道上時速度大小為2gRD．從開釋a、b球到a、b球滑到水平軌道上，整個過程中輕桿對a球做的功為mgR2【答案】：D【分析】：a、b球和輕桿構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，A、B錯誤；由系統(tǒng)機(jī)械能守恒有12mgR＋2mgR＝×2mv，解得a、2b球滑到水平軌道上時速度大小為v＝3gR，C錯誤；從開釋a、b球到a、b球滑到水平軌道上，對a球，由動能定理有W＋mgR＝1mv2，解得輕桿對a球做的功為W＝mgR，D正確．227.(2019甘·肅蘭州模擬)如下圖，豎直面內(nèi)圓滑的3圓形導(dǎo)軌固定在一水平川面上，半徑為R.一個質(zhì)量為m的小球4從距水平川面正上方h高處的P點(diǎn)由靜止開始自由著落，恰巧從N點(diǎn)沿切線方向進(jìn)入圓軌道．不考慮空氣阻力，則以下說法正確的選項是()A．適合調(diào)整高度h，可使小球從軌道最高點(diǎn)M飛出后，恰巧落在軌道右端口N處B．若h＝2R，則小球在軌道最低點(diǎn)對軌道的壓力為5mgC．只有h大于等于2.5R時，小球才能抵達(dá)圓軌道的最高點(diǎn)MD．若h＝R，則小球能上漲到圓軌道左邊離地高度為R的地點(diǎn)，該過程重力做功為mgR【答案】：BC12gR【分析】：若小球從M到N做平拋運(yùn)動，則有R＝vMt，R＝2gt，可得vM＝2，而球抵達(dá)最高點(diǎn)M時速度起碼v0212，由向心力公式應(yīng)知足mg＝m，解得v0＝gR，故A錯誤；從P點(diǎn)到最低點(diǎn)過程由機(jī)械能守恒可得2mgR＝mvR2得FN－mg＝mv2，解得FN＝5mg，由牛頓第三定律可知小球?qū)壍赖膲毫?mg，故B正確；由機(jī)械能守恒得mg(hR－2R)＝1mv02，代入v0＝gR解得h＝2.5R，故C正確；若h＝R，則小球能上漲到圓軌道左邊離地高度為R的地點(diǎn)，2該過程重力做功為0，D錯誤．8.(2019浙·江舟山模擬)如下圖，一個小環(huán)沿豎直擱置的圓滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動．小環(huán)從最高點(diǎn)A滑到最低點(diǎn)B的過程中，小環(huán)線速度大小的平方2)v隨下滑高度h的變化圖象可能是(【答案】：AB【分析】：對小環(huán)由機(jī)械能守恒定律得121222，當(dāng)v0＝0時，B正確；當(dāng)v0≠0時，Amgh＝mv－mv0，則v＝2gh＋v022正確．9.(2019山·東濰坊模擬)如下圖，將一質(zhì)量為m的小球從A點(diǎn)以初速度知B、C之間的豎直高度和C、A之間的豎直高度都為h，重力加快度為空氣阻力，則( )

v斜向上拋出，小球先后經(jīng)過B、C兩點(diǎn)．已g，取A點(diǎn)所在的平面為參照平面，不考慮A．小球在B點(diǎn)的機(jī)械能是C點(diǎn)機(jī)械能的兩倍B．小球在B點(diǎn)的動能是C點(diǎn)動能的兩倍12D．小球在12C．小球在B點(diǎn)的動能為mv＋2mghC點(diǎn)的動能為mv－mgh22【答案】：D【分析】：不計空氣阻力，小球在斜上拋運(yùn)動過程中只受重力作用，運(yùn)動過程中小球的機(jī)械能守恒，則小球在B點(diǎn)的機(jī)械能等于在C點(diǎn)的機(jī)械能，選項A錯誤；小球在B點(diǎn)的重力勢能大于在C點(diǎn)重力勢能，依據(jù)機(jī)械能守恒定律知，小球在B點(diǎn)的動能小于在C點(diǎn)的動能，選項B錯誤；小球由A到B過程中，依據(jù)機(jī)械能守恒定律有mg·2h＋EkB＝1mv2，解得小球在B點(diǎn)的動能為EkB＝1mv2－2mgh，選項C錯誤；小球由B到C過程中，依據(jù)機(jī)械能守恒定2212律有mg·2h＋EkB＝mgh＋EkC，解得小球在C點(diǎn)的動能為EkC＝EkB＋mgh＝2mv－mgh，選項D正確．10.把質(zhì)量是0.2kg的小球放在直立的彈簧上，并把球往下按至A的地點(diǎn)，如圖甲所示．快速放手后，彈簧把球彈起，球升至最高地點(diǎn)C(圖丙)．途中經(jīng)過地點(diǎn)B時彈簧正利處于自由狀態(tài)(圖乙)．已知B、A的高度差為0.1m，C、B的高度差為0.2m，彈簧的質(zhì)量和空氣阻力都能夠忽視，重力加快度g＝10m/s2.則以下說法正確的選項是()A．小球從A上漲至B的過程中，彈簧的彈性勢能向來減小，小球的動能向來增添B．小球從B上漲到C的過程中，小球的動能向來減小，勢能向來增添C．小球在地點(diǎn)A時，彈簧的彈性勢能為0.6JD．小球從地點(diǎn)A上漲至C的過程中，小球的最大動能為0.4J【答案】BC.【分析】：小球從A上漲到B的過程中，彈簧的形變量愈來愈小，彈簧的彈性勢能向來減小，小球在A、B之間某處的協(xié)力為零，速度最大，對應(yīng)動能最大，選項A錯誤；小球從B上漲到C的過程中，只有重力做功，機(jī)械能守恒，動能減少，勢能增添，選項B正確；依據(jù)機(jī)械能守恒定律，小球在地點(diǎn)A時，彈簧的彈性勢能為Ep＝mghAC＝0.2×10×0.3J＝0.6J，選項C正確；小球在B點(diǎn)時的動能為Ek＝mghBC＝0.4J＜Ekm，選項D錯誤．11．(2019·州高三模擬溫)如下圖，在豎直平面內(nèi)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB、水平軌道BC與斜面CD光滑連結(jié)在一同，斜面足夠長．在圓弧軌道上靜止著N個半徑為r(r?R)的圓滑小球(小球無顯然形變)，小球恰巧將圓弧軌道鋪滿，從最高點(diǎn)A到最低點(diǎn)B挨次標(biāo)志為1、2、3、N.現(xiàn)將圓弧軌道尾端B處的阻攔物拿走，N個小球由靜止開始沿軌道運(yùn)動，不計摩擦與空氣阻力，以下說法正確的選項是( )A．N個小球在運(yùn)動過程中一直不會散開B．第1個小球從A到B過程中機(jī)械能守恒C．第1個小球抵達(dá)B點(diǎn)前第N個小球做勻加快運(yùn)動D．第1個小球抵達(dá)最低點(diǎn)的速度v<gR【答案】AD.【分析】：在下滑的過程中，水平面上的小球要做勻速運(yùn)動，而曲面上的小球要做加快運(yùn)動，則后邊的小球?qū)η懊娴男∏蛴邢蚯皵D壓的作用，所以小球之間一直互相擠壓，沖上斜面后后邊的小球把前面的小球往上壓，所以小球之間一直互相擠壓，故N個小球在運(yùn)動過程中一直不會散開，故A正確；第一個小球在著落過程