高考物理能力梯級提升思維高效練習(xí)3.6機(jī)械能守恒定律功能關(guān)系

1、高考物理能力梯級提升思維高效練習(xí)3.6機(jī)械能守恒定律功能關(guān)系一、單項選擇題1.（2018蘇北四市模擬）如下圖，一物體從斜面上高為h處的A點由靜止滑下，滑至斜面底端B時，因與水平面碰撞僅保留了水平分速度而進(jìn)入水平軌道，在水平面上滑行一段距離后停在C點，測得A、C兩點間的水平距離為x，設(shè)物體與斜面、水平面間的動摩擦因數(shù)均為,則( )A. B.C. D.無法確定2.（2018揚(yáng)州模擬）2017年廣州亞運(yùn)會上，劉翔重歸賽場，以打破亞運(yùn)記錄的成績奪得110米跨欄的冠軍.他采用蹲踞式起跑，在發(fā)令槍響后，左腳迅速蹬離起跑器，在向前加速的同時提升身體的重心，如下圖.假設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)動員，在起跑時前進(jìn)的距離為s

2、，重心升高h(yuǎn)，獲得的速度為v，阻力做功為W阻，則在此過程中( )A.運(yùn)動員的機(jī)械能增加了B.運(yùn)動員的機(jī)械能增加了C.運(yùn)動員的重力做功為W重mghD.運(yùn)動員自身做功3.（2018珠海模擬）如下圖，置于足夠長斜面上的盒子A內(nèi)放有光滑球B，B恰與盒子前、后壁接觸，斜面光滑且固定于水平地面上一輕質(zhì)彈簧的一端與固定在斜面上的木板P拴接，另一端與A相連今用外力推A使彈簧處于壓縮狀態(tài)，然后由靜止釋放，則從釋放盒子直至其獲得最大速度的過程中( )A彈簧的彈性勢能一直減小直至為零BA對B做的功等于B機(jī)械能的增加量C彈簧彈性勢能的減小量等于A和B動能的增加量DA所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和小于A動能的增加量二、

3、多項選擇題4.（2018南京模擬）如下圖，勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧，一端系在豎直放置的半徑為R的圓環(huán)頂點P，另一端系一質(zhì)量為m的小球，小球穿在圓環(huán)上做無摩擦的運(yùn)動.設(shè)開始時小球置于A點，彈簧處于自然狀態(tài)，當(dāng)小球運(yùn)動到最低點時速率為v，對圓環(huán)恰好沒有壓力.以下分析正確的選項是( )A從A到B的過程中，小球的機(jī)械能守恒B從A到B的過程中，小球的機(jī)械能減少C小球過B點時，彈簧的彈力為D小球過B點時，彈簧的彈力為5.（2018新課標(biāo)全國卷）一蹦極運(yùn)動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落，到最低點時距水面還有數(shù)米距離.假定空氣阻力可忽略，運(yùn)動員可視為質(zhì)點，以下說法正確的選項是（ ）A.運(yùn)動員到達(dá)最低點前重

4、力勢能始終減小B.蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力做負(fù)功，彈性勢能增加C.蹦極過程中，運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.蹦極過程中，重力勢能的改變與重力勢能零點的選取有關(guān)6.(2018山東高考)如下圖，傾角=30的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平.用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動直到軟繩剛好全部離開斜面(此時物塊未到達(dá)地面)，在此過程中( )A.物塊的機(jī)械能逐漸增加B.軟繩重力勢能共減少了C.物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功D.軟繩重力勢能的減少小于其動能的增加與克服摩擦力所做功之和三、

5、計算題7.（2018舟山模擬）如下圖，在豎直平面內(nèi)，粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B，C是最低點，圓心角BOC=37，D與圓心O等高，圓弧軌道半徑R=1.0 m，現(xiàn)有一個質(zhì)量為m=0.2 kg可視為質(zhì)點的小物體，從D點的正上方E點處自由下落，DE距離h1.6 m，物體與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)=0.5.取sin37=0.6，cos37=0.8， g=10 m/s2.求：(1)物體第一次通過C點時軌道對物體的支持力FN的大??； (2)要使物體不從斜面頂端飛出，斜面的長度LAB至少要多長；(3)若斜面已經(jīng)滿足(2)要求，物體從E點開始下落，直至最后在光滑圓弧軌道做周期性運(yùn)動，

6、在此過程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q的大小. 8.（2018濟(jì)南模擬）如下圖，光滑曲面軌道置于高度為H=1.8 m的平臺上，其末端切線水平.另有一長木板兩端分別擱在軌道末端點和水平地面間，構(gòu)成傾角為=37的斜面，整個裝置固定在豎直平面內(nèi)，一個可視作質(zhì)點的質(zhì)量為m=0.1 kg的小球，從光滑曲面上由靜止開始下滑（不計空氣阻力，g取10 m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）（1）若小球從高h(yuǎn)=0.45 m處靜止下滑，求小球離開平臺時速度v0的大??；（2）若小球下滑后正好落在木板末端，求釋放小球的高度h；（3）試推導(dǎo)小球下滑后第一次撞擊木板時的動能與它下滑高度h的關(guān)系表達(dá)式，并作出Ek-

7、h圖象.答案解析1.【解析】選B.設(shè)物體滑至斜面底端B時，因與水平面碰撞，損失的機(jī)械能為E，由能量守恒定律可知，,又,故有：mgh=E+mgx，.故B正確.2.【解析】選B.起跑過程中，運(yùn)動員的重力勢能增加了mgh，動能增加了，故運(yùn)動員的機(jī)械能增加了，A錯誤，B正確;運(yùn)動員的重力做負(fù)功，大小為mgh，C錯誤；設(shè)運(yùn)動員自身做功為W人,由動能定理得，故，D錯誤.3.【解析】選B.對于盒子A，由靜止釋放直至其獲得最大速度的過程中，彈簧彈力總大于重力沿斜面向下的分力且做正功，達(dá)到最大速度時，彈簧彈力等于重力沿斜面向下的分力，因此，達(dá)到最大速度時，彈簧仍被壓縮，彈性勢能不等于零，選項A錯誤；對于B，除了

8、重力做功外，盒子A對B的彈力也做了功，由功能關(guān)系可得，B的機(jī)械能的增加量等于A對B做的功，選項B正確；對于彈簧、盒子和光滑球B組成的系統(tǒng)，機(jī)械能守恒，彈簧減小的彈性勢能等于A和B機(jī)械能的增加量，而不是A和B動能的增加量，選項C錯誤；對于A，根據(jù)動能定理，其所受重力、彈簧彈力及B對其的彈力做的總功等于A的動能的增加量，而B對A的彈力做了負(fù)功，因此，A所受重力和彈簧彈力做功的代數(shù)和大于A動能的增加量，選項D錯誤.4.【解析】選B、C.小球從A至B的過程中，除了小球的重力做功外，彈簧彈力對小球也做了功，因此，小球的機(jī)械能不守恒，因為彈力做負(fù)功，小球的機(jī)械能減少，選項A錯，而選項B對；小球運(yùn)動到B位置

9、時，對圓環(huán)恰好沒有壓力，根據(jù)牛頓第二定律得，F(xiàn)為彈簧上的彈力，選項C正確,D錯誤.5.【解析】選A、B、C.運(yùn)動員在下落過程中，重力做正功，重力勢能減小，故A正確.蹦極繩張緊后的下落過程中，彈性力向上，位移向下，彈性力做負(fù)功，彈性勢能增加，故B正確.選取運(yùn)動員、地球和蹦極繩為一系統(tǒng)，在蹦極過程中，只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，這個系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，故C正確.重力勢能改變的表達(dá)式為Ep=-mgh，由于h是絕對的，與選取的重力勢能零點無關(guān)，故D錯.6.【解析】選B、D.因物塊所受的細(xì)線的拉力做負(fù)功，所以物塊的機(jī)械能逐漸減少，A錯誤；軟繩重力勢能共減少，B正確；物塊和軟繩組成的系統(tǒng)受重力和摩擦力作用，由

10、動能定理可得：重力做功(包括物塊和軟繩)減去軟繩克服摩擦力做功等于系統(tǒng)(包括物塊和軟繩)動能的增加，設(shè)物塊的質(zhì)量為M，即WM+Wm-Wf=EkM+Ekm，物塊重力勢能的減少等于WM，所以C錯誤.對軟繩有Wm-Wf+WF=Ekm,WF表示細(xì)線對軟繩的拉力做的功，軟繩重力勢能的減少等于Wm，顯然小于其動能的增加與克服摩擦力所做的功之和，D正確.7.【解析】（1）物體從E到C，由機(jī)械能守恒得： 在C點，由牛頓第二定律得: 聯(lián)立、解得 FN=12.4 N (2)從EDCBA過程，由動能定理得WG-Wf=0 WG=mg(h+Rcos37)-LABsin37 Wf=mgcos37LAB 聯(lián)立、解得LAB=2.4 m(3)因為mgsin37mgcos37（或tan37）所以，物體不會停在斜面上，物體最后以C為中心，B為一側(cè)最高點沿圓弧軌道做往返運(yùn)動. 從E點開始直至穩(wěn)定，系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q=Ep Ep=mg（h+Rcos37） 聯(lián)立、解得Q=4.8 J答案：(1)12.4 N (2)2.4 m (3)4.8 J8.【解析】(1)小球從曲面上滑下，只有重力做功，機(jī)械能守恒，以