2014高考物理復習大一輪題庫--5.3機械能守恒定律及其應用(精)

1、5.3 機械能守恒定律及其應用1 汽車沿一段坡面向下行駛，通過剎車使速度逐漸減小，在剎車過程中A .重力勢能增加B .動能增加C 重力做負功D 機械能不守恒解析 汽車沿坡面向下運動，重力做正功，重力勢能減小，故A、C 錯；由于速度逐漸減小,由 Ek= 2mv2知,動能減小，B 錯；由于動能、重力勢能都減小，故機械能是減小的，D 項正確還可以根據除重力外，還有阻力做負功，可知機械能減小.答案 D2.質量為 m 的小球，從離地面高 h 處以初速度 vo豎直上拋，小球能上升到離拋出點的最大 高度為 H，若選取該最高點位置為零勢能參考位置，不計阻力，則小球落回到拋出點時的機械能是).A . 0B. m

2、gH12C.2mvo+ mghD. mgh答案 A3.用如圖 4 3-9 所示裝置可以研究動能和重力勢能轉化中所遵循 的規(guī)律在擺錘從 A位置由靜止開始向下擺動到D 位置的過程中（）.1重力做正功，重力勢能增加2重力的瞬時功率一直增大3動能轉化為重力勢能4擺線對擺錘的拉力不5若忽略阻力，系統(tǒng)的總機械能為一恒量A .B.C.D .解析 擺錘向下運動，重力做正功，重力勢能減小，故錯誤.由于開始靜止，所以開始重力的功率為零，在 D 位置物體 v 的方向與重力垂直，PG= Gvcos 0,可知 PG=0,而在從 A 位置擺動到 D 位置的過程中，重力功率不為零， 所以擺錘重力的瞬時功率先增大后減小，錯誤

3、.在向下運動的過程中，重力勢能減小，動能增加，故錯誤.擺線拉力與 v 方向始終垂直，不做功，只有重力做功，故機械能守恒，故、正確，選D.答案 D圖51212由得 2mvA= Ep彈+ 2mvB4.如圖 5 3 13 所示，A、B 兩球質量相等，A 球用不能伸長的輕繩 系于 0 點，B 球用輕彈簧系于 0 點，0 與 0 點在同一水平面上， 分別將A、B 球拉到與懸點等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈 簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當兩球達到各自懸點的正下方時兩球恰好仍處在同一水平面上，則圖 5 3 13（ ）.A .兩球到達各自懸點的正下方時，兩球動能相等B .兩球到達各自懸點的正

4、下方時，C 兩球到達各自懸點的正下方時,D .兩球到達各自懸點的正下方時,A 球動能較大B 球動能較大A 球損失的重力勢能較多解析 A 球下擺過程中，因機械能守恒mgL = 2mvA2B 球下擺過程中，因機械能守恒1mgL = Ep彈+ 2mvB可見1222mvA2mvBB 正確（輕彈簧模型）.答案 B5如圖 5 3 14 所示，將物體從一定高度水平拋出（不計空氣阻力），物體運動過程中離地面高度為h 時，物體水平位移為 x、物體的機械能為 E、物體的動能為 Ek、物體運動的速度大小為 v以水平地面為零勢能面.下列圖像中，能正確反映各物理量ABCD解析設拋出點距離地面的高度為2H，由平拋運動規(guī)律

5、 x= vot, H h=2gt 可知：x=2Hhvo . g ，圖像為拋物線，故A項錯；平拋運-2ZC打答案 BC6內壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為 R,固定在豎直平面內，一根長度為 R 的輕桿，一端固定有質量m 的小球甲，另一端固定有質量為的小球乙.現將兩小球放入凹槽內，小球乙位于凹槽的最低點5 315 所示），由靜止釋放后（A .下滑過程中甲球減少的機械能總是等于乙球增加的機械能B .下滑過程中甲球減少的重力勢能總是等于乙球增加的重力勢能C .甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點D .桿從右向左滑回時，乙球一定能回到凹槽的最低點解析 由甲、乙組成的系統(tǒng)機械能守恒得出.選項A、D 正確.答案 AD7.如圖

6、 5 3 16 所示，將一個內外側均光滑的半圓形槽置于光滑的水平面上，槽的左側有一豎直墻壁.現讓一小球自左端槽口 A 點的正上方由靜止開始下落，從 A 點與半圓形 槽相切進入槽內，則下列說法正確的是（）.A.小球在半圓形槽內運動的全過程中，只有重力對它做功B .小球從 A 點向半圓形槽的最低點運動的過程中，小球處于失重狀態(tài)C .小球從 A 點經最低點向右側最高點運動的過程中，小球與槽組成的系統(tǒng)機械能守恒D .小球從下落到從右側離開槽的過程機械能守恒解析 小球從 A 點向半圓形槽的最低點運動的過程中，半圓形槽有向左運動的趨勢，但是實際上沒有動，整個系統(tǒng)只有重力做功，所以小球與槽組成的系統(tǒng)機械能守

7、恒.而小 球過了半圓形槽的最低點以后，半圓形槽向右運動，由于系統(tǒng)沒有其他形式的能量產生,滿足機械能守恒的條件，所以系統(tǒng)的機械能守恒.小球到達槽最低點前，小球先失重，后超重.當小球向右上方滑動時，半圓形槽向右移動，半圓形槽對小球做負功，小球的機械能不守恒.綜合以上分析可知選項C 正確.答案 C8 如圖 5 3 17 所示，光滑的水平軌道 AB 與半徑為 R拋物體的動能1Ek= mgH mgh + 2mvoC 項正確,D 項錯.圖 5 3 16的光滑的半圓形軌道 BCD 相切于 B 點，其中圓軌道在豎直平面內， B 點為最低點，D 點 為最高點，一小球以一定的初速度沿 AB 射入，恰能通過最高點，

8、設小球在最高點 D 的 重力勢能為零，則關于小球在 B 點的機械能 E 與軌道對小球的支持力 F 的說法正確的是( )B. E 與 R 無關C . F 與 R 成正比D. F 與 R 無關解析 小球恰能通過最高點，則在最高點重力充當向心力，有在 B 點的機械能與 D 點的機械能相等，則 E = 2mv2= |mgR,所以E 與 R 成正比，故 A項正確，B 項錯誤；由 B 點到 D 點小球機械能守恒，可得:2V0點有：F mg= mR，可解得 F = 6mg,所以 F 與 R 無關，故 C 項錯誤，D 項正確.答案 AD9.如圖 5-3-18 所示的小球以初速度為 vo從光滑斜面底部向上滑，恰

9、能到達最大高度為 h 的斜面頂部.A 是內軌半徑大于 h 的光滑軌道、B 是內軌半徑小于 h 的光滑軌道、C 是內1軌半徑等于 h 的光滑軌道、D 是長為 2h 的輕棒，其下端固定一個可隨棒繞0 點向上轉動的小球.小球在底端時的初速度都為vo,則小球在以上四種情況中能到達高度h 的有圖 5-3-18解析 本題考查機械能守恒、圓周運動.根據機械能守恒定律可得，A、D 能達到高度 h,1A、D 項正確；B、C 項中當小球過 4 圓周后，由于小球運動速度小，將脫離軌道做拋物運動，水平分速度一定不為 0,所以由機械能守恒定律得小球運動的最大高度一定小于h,B、C 項錯誤.答案 AD高點 D 的重力勢能

10、為零,則小球在 D 點的機械能為 lmv2,由機械能守恒定律可知:小球2vmg=mR，因為小球在最1 1 2 22mv = 2mvo 2mgR, 在 B10如圖 5 319 所示，小球從一個固定的光滑斜槽軌道頂端無初速度開始下滑，用v、t 和 h 分別表示小球沿軌道下滑的速度、時間和豎直高度.下面的 v t 圖像和 v2 h 圖像中可能正確的是（）.v t 圖像的斜率表示小球的加速度，而小球沿斜槽下滑時加速度逐漸減小，故選項A 正確.答案 AD11 如圖 5 3 20 所示，物體 A 和 B 系在跨過定滑輪的細繩兩端， 物體A 的質量 mA= 1.5 kg,物體 B 的質量 mB= 1 kg.

11、開始時把 A 托起，使 B 剛好與地面接觸，此時物體 A 離地高度為 h= 1 m 放 手讓 A 從靜止開始下落，g 取 10 m/s2,求：（1） 當 A 著地時，A 的速度多大；（2） 物體 A 落地后，B 還能上升多高.解析 在 A 從靜止開始下落的過程中，繩的拉力對A 做負功,對 B 做正功正、負功大小相等，總和為零，所以對 A、B 組成的系統(tǒng)而言，繩子的拉力不做功，只有重力做功，系統(tǒng)機械能守恒.廠m系統(tǒng)增加的動能 4 % =告3d叫）祁 rL必jIv=2 m/s系統(tǒng)減少的勢能：AE確二櫛話矗-腳詔也PA 落地后，B 以 2 m/s 的初速度做豎直上拋運動，此過程中B 的機械能守恒，設

12、它能達到的最大高度為 h ，則解析小球從光滑斜槽下滑時，由機械能守恒定律可知mgh = imv2，選項 D 正確因為圖 5 320B減少的動能：A砒二寺葉片B增加的勢能:AE拠Q皿諾廠卩（輕連繩模型）盼陥-、答案(1)2 m/s (2)0.2 m12如圖 5- 3- 11 所示，長度為 I 的輕繩上端固定在 O 點，下端 系一質量為 m 的小球(小球的大小可以忽略).(1)在水平拉力 F 的作用下，輕繩與豎直方向的夾角為a小球保持靜止畫出此時小球的受力圖，并求力F 的大小.(2)由圖示位置靜止釋放小球，求當小球通過最低點時的速度大小及輕繩對小球的拉 力.不計空氣阻力.解析(1)受力圖見右圖根據平衡條件，應滿足Tcosa=mg,Tsina=F.聯立解得拉力大小 F = mgtana2運動