2018届高中物理第七章机械能守恒定律专题机械能守恒定律的综合应用课时跟踪检测.docx

第七章专题机械能守恒定律的综合应用课时跟踪检测【强化基础】1如图，小球从高处下落到竖直放置的轻质弹簧上，从小球接触到弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，下列关于能量叙述正确的是()A小球的动能逐渐减小B弹簧的弹性势能逐渐增大C小球的机械能不变D弹簧和小球组成的系统机械能总和逐渐增大解析：在刚接触弹簧的时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的过程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短所以小球的动能先增大后减小，弹簧的弹性势能是不断增加的，所以A错误，B正确；对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变在小球下降的过程中，弹性势能变大，故小球的机械能是不断的减小的，所以C、D错误故选B答案：B2(2018内江一模)如图所示，质量为m的物体置于粗糙的质量为M(mM)的斜面体上，斜面体M置于光滑的水平面上，当物体m以速度v0沿斜面体M底端冲上顶端的过程中，下列说法正确的是()A物体m受到的力的个数比斜面体M受到的力的个数要少B物体m和斜面体M组成的系统机械能守恒C斜面体M对物体m的作用力不做功D物体m向右运动的水平距离小于斜面体M水平向右运动的距离解析：分析物体和斜面的受力情况可知，物体m受到重力、斜面的支持力和摩擦力作用，斜面体M受到重力、地面的支持力、物体的压力和摩擦力作用，物体m受到力的个数少，A选项正确；物体m向上运动的过程中，系统产生内能，系统的机械能不守恒，B选项错误；水平面光滑，在物体m向上运动的过程中，斜面体M水平向右运动，斜面体M对物体m的支持力与m的速度不垂直，成钝角，支持力对物体m做负功，摩擦力对m做负功，斜面体M对物体m的作用力对物体m做负功，C选项错误；由于物体m沿斜面体M向上运动，物体m向右运动的水平距离大于斜面体M水平向右运动的距离，D选项错误答案：A3如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中()A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变解析：圆环沿杆滑下过程中，弹簧的拉力对圆环做功，圆环的机械能不守恒，故A错误；图中弹簧水平时恰好处于原长状态，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L，可得物体下降的高度为hL，根据系统的机械能守恒得，弹簧的弹性势能增大量为EpmghmgL，故B正确；圆环所受合力为零，速度最大，此后圆环继续向下运动，则弹簧的弹力增大，圆环下滑到最大距离时，所受合力不为零，故C错误；根据圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，知圆环的动能先增大后减小，则圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，故D错误故选B答案：B4.(多选)(2018苏州一模)如图，两质量均为m的小球，通过长为L的不可伸长轻绳水平相连，从h高处自由下落，下落过程中绳处于水平伸直状态，若下落时绳中点碰到水平放置的光滑钉子O，重力加速度为g，则()A小球从开始下落到刚到达最低点的过程中，机械能守恒B从轻绳与钉子相碰到小球刚达到最低点过程中，重力的功率一直减小C小球刚到最低点速度大小为D小球刚到达最低点时的加速度大小为g解析：小球从开始下落到刚到达最低点的过程中，只有重力做功，机械能守恒，A选项正确；轻绳与钉子相碰后，开始时，重力大于绳子沿竖直方向的分力，故小球继续向下加速运动，重力的功率增大，当两球到达最低点时，竖直方向速度为零，重力的功率为零，故重力的瞬时功率先增大后减小，B选项错误；从最高点到最低点的过程中，根据机械能守恒可知，mgmv2，解得v，C选项错误；根据向心加速度公式，ag，D选项正确答案：AD5如图所示，一根很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b，a球质量为m，静置于地面；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧，从静止开始释放b后，a可能达到的最大高度为()AhB1.5hC2h D2.5h解析：释放b后，在b到达地面之前，a向上加速运动，b向下加速运动，ab系统的机械能守恒，若b落地瞬间速度为v，则3mghmghmv2(3m)v2，可得v.b落地后，a向上做竖直上抛运动，能够继续上升的高度h.所以a达到的最大高度为1.5h，B正确答案：B【巩固易错】6如图所示，圆弧形光滑轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，OA水平A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方如果从D点无初速度释放一个小球，从A点进入圆弧轨道，有可能从C点飞出，做平抛运动，落到平台MN上，不计空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是()A只要D点距A点的高度合适，小球可以落在MN上任意一点B在由D点运动到A点和由C点运动到P点的过程中重力功率都越来越小C由D点经A、B、C三点到P点的过程中机械能守恒D如果D、A间的距离为h，则小球经过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为2mg解析：球恰好通过C点时，有mgm，得小球通过C点的最小速度为vC，小球离开C点后做平抛运动，由Rgt2，得 ，小球离开C点做平抛运动的水平距离最小值为xvCtR，所以小球只有落在平台MN上距M点距离为(1)R的右侧位置上，故A错误；在由D运动到M的过程中，速度增大，由Pmgv知，重力功率增大，由C运动到P的过程中，由Pmgvy，知vy增大，则重力功率增大，故B错误；小球由D经A，B、C到P的过程中，轨道对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；小球从D运动到B的过程中，由机械能守恒得mg(hR)mv，在B点，由牛顿第二定律得Nmgm，解得N3mg，由牛顿第三定律得知，小球经过B点时对轨道的压力为NN3mg，故D错误答案：C7(多选)如图所示，在距水平地面高为0.4 m处，水平固定一根足够长的光滑直杆，杆上P处固定一定滑轮，滑轮可绕水平轴无摩擦转动，在P点的右边，杆上套一质量m2 kg的物体A半径R0.3 m的光滑半圆形轨道竖直地固定在地面上，其圆心O在P点的正下方，在轨道上套有一质量也为m2 kg的小球B用一条不可伸长的轻质柔软细绳通过定滑轮将A、B连接起来杆和半圆形轨道在同一竖直面内，A、B均可看作质点，且不计滑轮大小的影响现给物体A施加一个水平向右、大小为50 N的恒力F，则下列说法正确的是() A把小球B从地面拉到P点的正下方C处的过程中力F做功为20 JB小球B运动到C处时的速度大小为0C小球B被拉到与物体A速度大小相等时sinOPBD把小球B从地面拉到P的正下方过程中小球B的机械能增加了6 J解析：把小球B从地面拉到C处的过程中，力F的作用点位移xPBPC0.4 m，根据恒力做功公式得WFx20 J，A选项正确；根据投影定理可知，小球B运动到C点时，物体A的速度为零，由功能关系可知力F做功增加了小球B的机械能，Wmv2mgR，解得v m/s，B、D选项错误；小球B被拉到与物体A速度大小相等时，细线与半圆形轨道相切，根据几何关系可知sinOPB，C选项正确答案：AC【能力提升】8如图所示，质量分别为3m、2m、m的三个小球A、B、C，用两根长为L的轻绳相连，置于倾角为30、高为L的固定光滑斜面上，A球恰能从斜面顶端外竖直落下，弧形挡板使小球只能竖直向下运动，小球落地后均不再反弹由静止开始释放它们，不计所有摩擦，求： (1)A球刚要落地时的速度大小；(2)C球刚要落地时的速度大小解析：(1)A球落地的过程中，三个小球速度大小相等，系统机械能守恒，3mgL3mgLsin306mv，解得v1 .(2)B球落地的过程中，B、C小球组成的系统机械能守恒，2mgLmgLsin303mv3mv，解得v2 .C球落地的过程中，机械能守恒，mgLmvmv，解得v3.答案：(1) (2) 9如图所示，质量分别为mA和mB的两球(可视为质点)用长为L的轻杆连接紧靠墙壁竖直立于水平面上，已知A、B两球的质量之比为mAmB53，B球与水平面之间的动摩擦因数为，且最大静摩擦力等于滑动摩擦力轻微扰动，A球将在图示平面内向右倾倒，已知重力加速度为g，sin53，cos53，求：(1)在B球移动前，A球绕B球转过角度为时，A球的速度大小；(2)A球绕B球转动角