高三物理一輪復(fù)習(xí)機械能守恒定律及其應(yīng)用綜合訓(xùn)練

1、2012版高三物理一輪復(fù)習(xí)機械能守恒定律及其應(yīng)用.物體做自由落體運動，Ek代表動能，Ep代表勢能,h代表下落的距離，以水平地面為零勢能面.下列所示圖象中，能正確反映各物理量之間的關(guān)系的是（）CD解析：設(shè)物體的質(zhì)量為 m,初態(tài)機械能為 Eo,則有Ep=E）- - mgt2=Eo- - mG=Eo-Ek=E0-mgh.綜22上可知只有B X.答案:B，繩兩端各系一小球a和b.a球.如圖，一很長的？不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪 質(zhì)量為m,靜置于地面;b球質(zhì)量為3m,用手托住，高度為h,此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b后,a可能達到的最大高度為（）A.hB.1.5hC.2hD.2.5h解析：釋放

2、b后,b下落到地面,a上升高度h瞬間,a ?b兩者的速度相等,設(shè)為v,由機械能 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1 i 1寸恒得3mgh =mgh+3 mv+3 M 3mv ,則v =）而,之后a豎直上拋，繼續(xù)上升的圖度為h,由h =L得h =lh,所以a上升的最大高度為 h+h =h,則B正確. HYPERLINK l bookmark6 o Current Document 2g 22答案:B.一根長為l的不可伸長的輕繩，一端系一小球，另一端懸掛于 O點.將小球拉起使輕繩拉直并與豎直方向在 60角，如圖所示，在O

3、點正下方有A?B?C三點，并且有 HYPERLINK l bookmark8 o Current Document ，1，hoA =hBC =hcD =l.當(dāng)在A處釘釘子時，小球由靜止下擺，被釘子擋住后繼續(xù)擺動的最大 4高度為hA;當(dāng)在B處釘釘子時，小球由靜止下擺，被釘子擋住后繼續(xù)擺動的最大高度為hB;當(dāng)在C處釘釘子時，小球由靜止下擺，被釘子擋住后繼續(xù)擺動的最大高度%,則小球擺動的最大高度hA?hB?hC之間的關(guān)系是（）A.hA=hB=hCB.hAhBhCC.hAhB=hCD.hA=hBhC解析：設(shè)小球碰釘后恰好能做圓周運動的半徑為R,在圓周運動的最高點處 v = JgR,1 O.由動能th理

4、有： mv -0=mgh-mgh .2代入數(shù)據(jù)m（qgR）2 - 0=mglcos60 -mg2R,2-，一 1 解得R = T5故小球繞C點能做圓周運動，繞AB兩點均不能做圓周運動，由單擺運動機械能守恒可知擺到左邊的最大高度均等于原來高度hA=hB= L ,故選D.2答案:D4.如圖所示,固定在豎直平面內(nèi)的光滑 3/4圓弧軌道AB-CD,其A點與圓心等高，D點為軌 道最高點，AC為圓弧的一條水平直徑，AE為水平面.現(xiàn)使小球自A點正上方O點處靜止釋放, 小球從A點進入圓軌道后能通過軌道最高點 口.則（）A.小球通過D點時速度可能為零B.小球通過D點后,一定會落到水平面 AE上C.小球通過D點后

5、，一定會再次落到圓軌道上D.O點可能與D點等高解析：由豎直面內(nèi)圓周運動規(guī)律可知 ：小球既然能通過最高點則過最高點時速度不可能為零，其臨界速度為v = 項,其中R為光滑圓弧軌道的半徑.由機械能守恒可得2_ 125fmgH =mg R+mv，小球要通過最局點 D,至少應(yīng)從H =R處開始下洛，因此AD錯誤;22若小球剛好可以通過 D點，則離開D點后做平拋運動，當(dāng)下落R高度時，需要時間為t = 12R/g,其水平位移為s = vt =&R,大于圓軌道的半徑，故小球一定不會落到圓軌道上，只能落在水平面 AE上,C錯誤;B正確.答案:B5.如圖所示，A ?B質(zhì)量均為m,輕質(zhì)小滑輪距光滑水平桿高度為H,開始

6、時輕質(zhì)細(xì)繩與桿夾角a =45。.釋放B后,A?B同時開始運動，小滑輪繞軸無摩擦轉(zhuǎn)動.則在A?B開始運動以后卜列說法正確的是（）A.A?B速度同時達到最大值B.輕質(zhì)細(xì)繩一直對 B做負(fù)功C.A能獲得的最大動能為（拒-1）mgHD.B將在豎直方向做簡諧運動解析:A的速度最大，動能最大，此時B的速度為零.由機械能守恒定律，得：&=mg（匕 -H ） =（J21）mgH .A錯C.當(dāng)與A連接的細(xì)繩運動越過豎直方向后，輕質(zhì)sin.s細(xì)繩對B做正功,B將在豎直方向做機械振動.但由于細(xì)繩拉力大小不與 B對其平衡位置位移 大小成正比，所以B D均錯.答案:C. 一質(zhì)量不計的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的

7、小球A和B.支架的兩直角邊長度分別為21和1,支架可繞固定軸 O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動，如圖所示.開始時OA邊處 于水平位置.由靜止釋放，則（）mIO 2mBA.A球的最大速度為2 giB.A球的速度最大時,兩小球的總重力勢能最小C.A球的速度最大時,兩直角邊與豎直方向的夾角為45D.A?B兩球的最大速度之比 Va Yb=2 1解析：由機械能守恒可知，兩球總重力勢能最小時，動能最大，根據(jù)題意知兩球的角速度 相同，線速度之比為 Va： Vb=( co - 2l) : ( co - l)=2 : 1,故選項B?D是正確的.當(dāng)OA與豎直方向的夾角為0時，由機械能守恒定律得：A r= 4 m2 mvA

8、 TOC o 1-5 h z 121mg2lcos 0 -2mgl(1-sin 0 )= x 2mvB + 22可得：vA = gl (sin 0 +cos 0 ) - gl 33由數(shù)學(xué)知識知,當(dāng)0 =45時，sin 0 +cos 0有最大值,故選項C是正確的,選項A是錯誤的.答案:BCD.如圖所示，物體沿30。的固定斜面以 1g (g為本地的重力加速度大小)的加速度勻2A.不變的B.減速上升，則在此過程中C.增加的D.不能判斷1 一 .解析：由物體上升的加速度為 -g,可知物體只受重力和支持力，支持力不做功，只有重2力做功，所以物體的機械能守恒,A選項正確.答案：A.如圖所示，傾角0 =30

9、。的粗糙斜面固定在地面上 ,長為1 ?質(zhì)量為m?粗細(xì)士勻勻?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 放后向下運動，直到軟繩剛好全部離開斜面（此時物塊未到達地面）,在此過程中（）A.物塊的機械能逐漸增加1 TOC o 1-5 h z B.軟繩重力勢能共減少了- mglC.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解析：本題考查了功能關(guān)系.物塊下落過程中，由于軟繩的作用，機械能減少，A錯；軟繩 HYPERLINK l bookmark39 o Current Document 11離開

10、斜面時，繩的重心下降一，重力勢能減少mg1,B下落過程中，軟繩的機械能增加,C44錯D XL答案:BD.如圖所示，在豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系中，一個質(zhì)量為m的質(zhì)點在外力F的作用下，從 坐標(biāo)原點。由靜止開始沿直線 O N斜向下運動，直線O N與y軸負(fù)方向成。角（。 兀/4）. 則F大小至少為 ;若F=mgtan 0 ,則質(zhì)點機械能大小的變化情況是 .答案:mgsin 0機械能逐漸增加.如圖所示，傾角為0的光滑斜面上放有兩質(zhì)量均為m的小球A和B,兩球之間用一根長為L的輕桿相連，下面的小球B離斜面底端的高度為h.兩球從靜止開始下滑，不計球與地面碰撞時的機械能損失，且地面光滑，求:(1)兩球在光滑水平面

11、上運動時的速度大小(2)整個運動過程中桿對A球所做的功.解析：(1)由于不計摩擦及碰撞時的機械能損失，因此兩球組成的系統(tǒng)機械能守恒.兩球在光滑水平面上運動日的速度大小相等，設(shè)為V,根據(jù)機械能守恒定律有L.122mg(h sin -) =2 mv 22解得 v = 2gh gLsini(2)因兩球在光滑水平面上運動時的速度v比B球從高h(yuǎn)處自由滑下的速度 02gh大,增加的動能就是桿對B做正功的結(jié)果.B增加的動能為 Bb= m/-mgh= mgLsin 0 .因為系統(tǒng)機械能守恒,所以卞f對B球做的功與桿對 A球做的功數(shù)值應(yīng)該相等,桿對B球做正功，對A球做負(fù)功，即桿對A球做的功為1W = - mgL

12、sin 0答案:.2gh gLsini (2) gmgLsini.如圖所示,將A?B兩個祛碼用細(xì)線相連,掛在定滑輪上,已知ra=0.2 kg,m b=0.05 kg.托起祛碼A使其比祛碼B的位置高0.2 m,然后由靜止釋放，不計滑輪的質(zhì)量和摩擦，當(dāng)兩祛碼運動到同一高度時，它們的速度大小為多少 ？.解析:AB組成的系統(tǒng)只有重力做功，所以機械能守恒.選B開始處的位置為重力勢能參照面,A向下運動,B向上運動，在同一高度時速度也相同，h 1 ,、2mgh =(mu +mB)g + (mB +mB)v ,解得 v=1.1 m/s2 2答案:1.1 m/s.如圖所示為蕩秋千的示意圖，最初人直立站在踏板上，

13、兩繩與豎直方向的夾角均為。，人的重心到懸點 O的距離為11；從A點向最低點B運動的過程中，人由直立狀態(tài)變?yōu)樽匀幌露祝贐點人的重心到懸點 O的距離為l 2；在最低點處，人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)(人的重心到懸點O的距離恢復(fù)為11),且保持該狀態(tài)到最高點C.設(shè)人的質(zhì)量為m,不計踏板和繩的質(zhì)量，不計一切摩擦和空氣阻力.求:0c(1)人第一次到達最低點B還處于下蹲狀態(tài)時，從身上掉下一件物品，問物品落地點到最低點的距離為多少？假設(shè)人在最低點時離地面高度為h.(2)人第一次到達最高點C時，繩與豎直方向的夾角“為多大？(可用反三角函數(shù)表示；解答本問時不考慮超重和失重)解析：(1)人從A點到B點(還處于下蹲狀態(tài))的過程中，設(shè)B點此時的速度為 v根據(jù)機械能守恒得mg(l 2-l 1cos 0 )= 1 mv2212物品落地的時間為t,有h = 3 gt2