全程復(fù)習(xí)構(gòu)想2020高考物理一輪復(fù)習(xí)第五章機械能3機械能守恒定律及其應(yīng)用課時作業(yè)新人教版

1、機械能守恒定律及其應(yīng)用一、選擇題(16題只有一個選項符合題目要求，710題有多個選項符合題目要求)1關(guān)于機械能守恒，下列說法正確的是()a做自由落體運動的物體，機械能一定守恒b人乘電梯加速上升的過程，機械能守恒c物體必須在只受重力作用的情況下，機械能才守恒d合外力對物體做功為零時，機械能一定守恒解析：做自由落體運動的物體，只受重力作用，機械能守恒，a正確；人乘電梯加速上升的過程中，電梯對人的支持力做功，故人的機械能不守恒，b錯誤；物體在只有重力做功，其他力也可存在，但不做功或做功之和為0時，機械能守恒，故c錯誤；合外力對物體做功為零，物體的動能不變，機械能不一定守恒，d錯誤答案：a2(2015

2、四川卷)在同一位置以相同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，則落在同一水平地面時的速度大小()a一樣大b水平拋的最大c斜向上拋的最大 d斜向下拋的最大解析：三個小球從拋出到落地過程中機械能守恒，由mghmvmv得v地，因此小球落地速度一樣大，與小球質(zhì)量無關(guān)，與拋出的角度無關(guān)，正確選項為a.答案：a3(2017合肥高三檢測)以水平面為零勢能面，小球水平拋出時重力勢能等于動能的2倍，那么在拋體運動過程中，當其動能和勢能相等時，水平速度和豎直速度之比為()a.：1 b1：1c1： d.：1解析：開始拋出時：mgh2mv，當動能和勢能相等時：mgh1mv2，此時小球的豎直

3、速度vy，解得，選項d正確答案：d4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. b.c. d.解析：設(shè)拋出點距地面高度為h，物塊初速度為v0，由題意知mghmv，落地時豎直分速度為vy，則v2gh，由以上兩式得vyv0.設(shè)物塊落地時的速度與水平方向夾角為，則tan1，即物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角.答案：b5.(2015天津卷)如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長狀態(tài)現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為

4、l，圓環(huán)下滑到最大距離時彈簧的長度變?yōu)?l(未超過彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中()a圓環(huán)的機械能守恒b彈簧彈性勢能變化了mglc圓環(huán)下滑到最大距離時，所受合力為零d圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變解析：圓環(huán)沿桿下滑的過程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動能、彈性勢能、重力勢能之和守恒，選項a、d錯誤；彈簧長度為2l時，圓環(huán)下落的高度hl，根據(jù)機械能守恒定律，彈簧的彈性勢能增加了epmghmgl，選項b正確；圓環(huán)釋放后，圓環(huán)向下先做加速運動，后做減速運動，當速度最大時，合力為零，下滑到最大距離時，具有向上的加速度，合力不為零，選項c錯誤答案：b6.如圖所示，光滑的水平軌道ab，與半徑

5、為r的光滑的半圓形軌道bcd相切于b點，其中半圓形軌道在豎直平面內(nèi)，b為最低點，d為最高點為使一質(zhì)量為m的小球以初速度v0沿ab運動，恰能通過最高點，則()ar越小，v0越大bm越大，v0越大cr越大，小球經(jīng)過b點時對軌道的壓力越大d小球經(jīng)過b點時對軌道的壓力與r無關(guān)解析：小球恰能通過最高點，則在最高點時重力提供向心力，有mgm，解得vd，從a到d，根據(jù)機械能守恒定律有mvmv2mgr，解得v0，可見，r越大，v0越大，且v0與小球的質(zhì)量m無關(guān)，故選項a、b錯誤；小球經(jīng)過b點時，根據(jù)牛頓第二定律有fnmgm，解得軌道對小球的支持力fnmgm6mg，則fn與r無關(guān)，故小球經(jīng)過b點時對軌道的壓力與

6、r無關(guān)，選項c錯誤，d正確答案：d7下列關(guān)于功和機械能的說法，正確的是()a在有阻力作用的情況下，物體重力勢能的減少不等于重力對物體所做的功b合力對物體所做的功等于物體動能的改變量c物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢能零點的選取有關(guān)d運動物體動能的減少量一定等于其重力勢能的增加量解析：重力做功是重力勢能變化的量度，即任何情況下重力做功都等于重力勢能的減少量，選項a錯誤；根據(jù)動能定理，合力對物體所做的功等于物體動能的改變量，選項b正確；重力勢能具有系統(tǒng)性和相對性，即物體的重力勢能是物體與地球之間的相互作用能，其大小與勢能零點的選取有關(guān)，選項c正確；只有機械能守恒時，才有動能的

7、減少量等于重力勢能的增加量，選項d錯誤答案：bc8.(2017唐山高三檢測)如圖所示，斜面體置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物體由靜止沿斜面下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的是()a物體的重力勢能減少，動能增加b斜面體的機械能不變c斜面對物體的彈力垂直于接觸面，不對物體做功d物體和斜面組成的系統(tǒng)機械能守恒解析：物體沿斜面下滑，重力勢能減少，動能增加，所以a項正確；斜面體除受重力外，還會在物體對它的壓力的作用下向右運動，故其機械能不守恒，b項錯誤；由于系統(tǒng)不受外力，所以系統(tǒng)機械能守恒，即d項正確，系統(tǒng)機械能守恒，而斜面體的機械能增加，所以物體的機械能減少，即斜面體對物體做負功，c項錯誤答

8、案：ad9.(2017舟山高一檢測)如圖，從豎直面上大圓(直徑為d)的最高點a，引出兩條不同的光滑軌道，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到底端，則()a所用的時間相同b重力做功都相同c機械能相同d到達底端的動能相等解析：設(shè)光滑軌道與豎直方向的夾角為，對物體在斜面上受力分析，由牛頓第二定律可求得，agcos；根據(jù)運動學(xué)公式xat2可得，2rcosgcost2，因此下滑時間與斜面的夾角無關(guān)，只與圓弧的半徑及重力加速度有關(guān)，故a正確；同一物體從不同的光滑斜面下滑，重力做功的多少由高度決定，由于高度不同，所以重力做功也不相同，故b錯誤；同一物體由靜止開始，從a點分別沿兩條軌道

9、滑到底端，由于均是光滑斜面，所以只有重力做功，因此機械能守恒取靜止釋放處為零重力勢能面，則兩者機械能相等，故c正確；由動能定理可知，重力做功不一樣，所以它們到達底端的動能不同，故d錯誤答案：ac10(2017四川綿陽一診)如圖所示，兩個傾角都為30、足夠長的光滑斜面對接在一起并固定在地面上，頂端安裝一光滑的定滑輪，質(zhì)量分別為2m和m的a、b兩物體分別放在左、右斜面上，不可伸長的輕繩跨過滑輪將a、b兩物體連接，b與右邊斜面的底端擋板c之間連有橡皮筋現(xiàn)用手握住a，使橡皮筋剛好無形變，系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)松手后，從a、b開始運動到它們速度再次都為零的過程中(繩和橡皮筋都與斜面平行且橡皮筋伸長在彈性限度內(nèi)

10、)()aa、b的機械能之和守恒ba、b和橡皮筋的機械能之和守恒ca的重力勢能減少量大于橡皮筋彈力所做的功d重力對a做功的平均功率小于橡皮筋彈力對b做功的平均功率解析：兩物體運動過程中，只有重力和彈力做功，a、b兩個物體和橡皮筋組成的系統(tǒng)機械能守恒，但a、b的機械能之和不守恒，選項a錯誤，b正確；根據(jù)能量守恒可知，a的重力勢能減少量等于b的重力勢能的增加量和彈簧彈性勢能的增加量，所以a的重力勢能減少量大于橡皮筋彈力所做的功，選項c正確；重力對a做功大于橡皮筋彈力對b做功，而時間相等，重力對a做功的平均功率大于橡皮筋彈力對b做功的平均功率，選項d錯誤答案：bc二、非選擇題11如圖所示，質(zhì)量m3 k

11、g的小物塊以初速度v04 m/s水平向右拋出，恰好從a點沿圓弧的切線方向進入圓弧軌道圓弧軌道的半徑為r3.75 m，b點是圓弧軌道的最低點，圓弧軌道與水平軌道bd平滑連接，a與圓心o的連線與豎直方向成37角mn是一段粗糙的水平軌道，小物塊與mn間的動摩擦因數(shù)0.1，軌道其他部分光滑最右側(cè)是一個半徑為r0.4 m的半圓弧軌道，c點是圓弧軌道的最高點，半圓弧軌道與水平軌道bd在d點平滑連接已知重力加速度g10 m/s2，sin370.6，cos370.8.(1)求小物塊經(jīng)過b點時對軌道的壓力大小(2)若mn的長度為l6 m，求小物塊通過c點時對軌道的壓力大小(3)若小物塊恰好能通過c點，求mn的長

12、度l.解析：(1)根據(jù)平拋運動的規(guī)律有v0vacos37解得小物塊經(jīng)過a點時的速度大小va5 m/s小物塊從a點運動到b點，根據(jù)機械能守恒定律有mvmg(rrcos37)mv小物塊經(jīng)過b點時，有fnmg解得fn62 n，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊對軌道的壓力大小是62 n.(2)小物塊由b點運動到c點，根據(jù)動能定理有mgl2mgrmvmv在c點fnmg解得fn60 n，根據(jù)牛頓第三定律，小物塊通過c點時對軌道的壓力大小是60 n.(3)小物塊剛好能通過c點時，根據(jù)mg解得v2 m/s小物塊從b點運動到c點的過程，根據(jù)動能定理有mgl2mgrmvmv解得l10 m.答案：(1)62 n(2)60

13、n(3)10 m12(2017撫順模擬)如圖所示，兩個半徑為r的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細管道abc豎直放置，且固定在光滑水平面上，圓心連線o1o2水平輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸(不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑)，長為r的薄板de置于水平面上，板的左端d到管道右端c的水平距離為r.開始時彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有的彈性勢能為3mgr，其中g(shù)為重力加速度解除鎖定，小球離開彈簧后進入管道，最后從c點拋出(1)求小球經(jīng)c點時的動能；(2)求小球經(jīng)c點時所受的彈力；(3)彈簧鎖定時彈簧的彈性勢能ep滿足什么條件，從c點拋出的小球才能擊中薄板de?解析：(1)解除鎖定后，小球運動到c點的過程，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機械能守恒由機械能守恒定