高考物理一轮总复习 第五章 机械能及其守恒定律 第16讲 机械能守恒定律及其应用实战演练.doc

第16讲 机械能守恒定律及其应用1(2015天津卷)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(b)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：圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项a、d错误；弹簧长度为2l时，圆环下落的高度hl，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加了epmghmgl，选项b正确；圆环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项c错误2(多选)(2015全国卷)如图，滑块a、b的质量均为m，a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h，b放在地面上a、b通过铰链用刚性轻杆连接，由静止开始运动不计摩擦，a、b可视为质点，重力加速度大小为g.则(bd)aa落地前，轻杆对b一直做正功ba落地时速度大小为ca下落过程中，其加速度大小始终不大于gda落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg解析：设某一时刻a、b速度分别为va、vb，则vacos vbsin .当a落到地面时，90，cos 0，故vb为0，可知a下落过程中b先加速后减速，轻杆对b先做正功后做负功，a错误轻杆对a的力先为支持力后为拉力，故a的加速度先小于g后大于g，c错误由于a、b系统只有重力和系统内杆的弹力做功，故a、b机械能守恒，a落地时b速度为零，由机械能守恒定律得mghmv，得va.b正确当a机械能最小时，b的机械能最大，即动能最大，此时f杆0，故fnmg，d正确3(2015海南卷)如图，位于竖直平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab和抛物线bc组成，圆弧半径oa水平，b点为抛物线顶点已知h2 m，s m取重力加速度大小g10 m/s2.(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小解析：(1)一小环在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明环下落到b点时的速度，使得小环做平抛运动的轨迹与轨道bc重合，故有svbt.hgt2从ab滑落过程中，根据动能定理可得mgrmv联立以上三式可得r0.25 m.(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，环从b滑到c时，根据动能定理可得mghmv2因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角设夹角为，则根据平抛运动规律可知sin 联立可得vcxvsin m/s.答案： (1)0.25 m(2) m/s4(2016全国卷)如图，在竖直平面内有由圆弧ab和圆弧bc组成的光滑固定轨道，两者在最低点b平滑连接ab弧的半径为r，bc弧的半径为.一小球在a点正上方与a相距处由静止开始自由下落，经a点沿圆弧轨道运动(1)求小球在b、a两点的动能之比；(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到c点解析：(1)设小球的质量为m，小球在a点的动能为eka，由机械能守恒得ekamg设小球在b点的动能为ekb，同理有ekbmg由式得5(2)若小球能沿轨道运动到c点，小球