高考物理一轮复习 第五章 第3课时 机械能守恒定律备考典题精炼 粤教版.doc

第五章 第3课时 机械能守恒定律(课时活页卷)一、单项选择题（创新题）1如图所示，a、b球质量相等，a球用不能伸长的轻绳系于o点，b球用轻弹簧系于o点，o与o点在同一水平面上，分别将a、b球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()a两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等b两球到达各自悬点的正下方时，a球动能较大c两球到达各自悬点的正下方时，b球动能较大d两球到达各自悬点的正下方时，a球损失的重力势能较多【答案】b【解析】由于a、b两球下降高度相等，所以下摆过程两球重力势能减少量相等，故d项错；b球减少的重力势能还有一部分转化为弹性势能，而a球减少的重力势能全部转化为动能，所以b项正确，而a、c项错2质量为m的小球从高h处由静止开始自由下落，以地面作为零势能面当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为()a2mgbmgc.mg d.mg【答案】b【解析】动能和重力势能相等时，下落高度为h，速度v，故pmgvmg，b选项正确（2013.广东十校联考）3如图所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落到比地面低h的海平面上若以地面为零势能参考平面，而且不计空气阻力，下列说法错误的是()a物体在海平面上的重力势能为mghb重力对物体做的功为mghc物体在海平面上的动能为mvmghd物体在海平面上的机械能为mv【答案】a【解析】以地面为零势能参考平面，物体在海平面上的重力势能应为mgh，故a项错重力做功与路径无关，只取决于高度差，故wgmgh，b项对由动能定理知，物体在海平面上的动能ekek0mgh，有ekmghmv，c项对由机械能守恒知，物体在海平面的机械能为mv，d项对只有a项符合题意4.如图所示，一很长的、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()ah b1.5hc2h d2.5h【答案】b【解析】释放b后，b下落到地面，a上升高度h，此时a、b两者的速度相等，设为v，由机械能守恒得3mghmghmv23mv2，则v.之后a竖直上抛，设继续上升的高度为h，由h得hh，所以a上升的最大高度为hhh，则b项正确二、双项选择题5将同一物体分两次举高，每次举高的高度相同，那么()a不论选什么参考平面，两种情况中，物体重力势能的增量相同b不论选什么参考平面，两种情况中，物体最后的重力势能相等c选不同的参考平面，两种情况中，重力做功不等d选不同的参考平面，两种情况中，重力做功相等【答案】ad【解析】参考平面的选取不同，高度不同，重力势能不同，但不会影响高度变化的数值和重力势能的变化，所以选a、d.6如图所示，在倾角为的光滑斜面上，有一长为l的细线，细线的一端固定在o点，另一端拴一质量为m的小球，现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动，则()a小球通过最高点a时的速度vab小球通过最高点a时的速度vac小球通过最低点b时，细线对小球的拉力ft5mgsin d小球通过最低点b时的速度vb【答案】ad【解析】小球恰好通过最高点时，mgsin m，解得va，a项正确，b项错误；因斜面光滑，小球由a运动到b机械能守恒，得mvmvmg2lsin ，在b点：ftmgsin m，可得vb，ft6mgsin ，故c项错误，d项正确7.“蹦极”是一项非常刺激的体育运动如图所示，运动员身系弹性绳自高空中q点自由下落，图中a是弹性绳的原长位置，c是运动员所到达的最低点，b是运动员静止悬吊时的平衡位置则()a由q到c的整个过程中，运动员的动能及重力势能之和守恒b由a下降到c的过程中，运动员的动能一直减小c由a下降到c的过程中，运动员的动能先增大后减小d由a下降到c的过程中，弹性绳的弹性势能一直增大【答案】cd【解析】由q到c的整个过程中，运动员的动能、重力势能和弹性绳的弹性势能之和守恒，a项错误；由a下降到c的过程中，运动员的动能先增大后减小，b项错误，c项正确；由a下降到c的过程中，弹性绳的伸长量不断增加，故弹性势能一直增大，d项也正确8如图所示，重10 n的滑块在倾角为30的斜面上，从a点由静止下滑，到b接触到一个轻弹簧滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab0.8 m，bc0.4 m，那么在整个过程中()a滑块动能的最大值是6 jb弹簧弹性势能的最大值是6 jc从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 jd滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能减少【答案】bc【解析】滑块能回到原出发点，说明滑块的机械能守恒，d项错误；以c点为参考点，则a点的机械能为6 j，c点时的速度为0，重力势能也为0，所以弹性势能的最大值为6 j，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为6 j，所以b、c两项正确由ac时，因重力势能不能全部转变为动能，故a项错（2013.广东湛江二中月考）9如图所示，a、b、c、d四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同，现从同一高度h处由静止释放小球，使之进入右侧不同的轨道：除去底部一小段圆弧，a图中的轨道是一段斜面，高度大于h；b图中的轨道与a图中的轨道相比只是短了一些，且斜面高度小于h；c图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道，其上部为直管，下部为圆弧形，与斜面相连，管的高度大于h；d图中的轨道是个半圆形轨道，其直径等于h.如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失，小球进入右侧轨道后能到达h高度的是()【答案】ac【解析】对a、c轨道，小球到达右侧最高点的速度可以为零，由机械能守恒可知，小球进入右侧轨道后的高度仍为h，故a、c两项正确；轨道b右侧轨道最大高度小于h，小球运动到轨道最高点后做斜抛运动，小球到达最高点时仍有水平速度，因此，小球能到达的最大高度小于h，b项不正确；轨道d右侧为圆形轨道，小球通过最高点必须具有一定速度，因此，小球沿轨道d不可能到达h高度，d项错误三、非选择题10如图所示，半径r0.9 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点b与长为l1 m的水平面相切于b点，bc离地面高h0.8 m，质量m1.0 kg的小滑块从圆弧顶点d由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数0.1，求：(不计空气阻力，g取10 m/s2)(1)小滑块刚到达圆弧轨道的b点时对轨道的压力(2)小滑块落地点距c点的距离【答案】(1)30 n(2)1.8 m【解析】(1)设小滑块运动到b点的速度为vb，圆弧轨道对小滑块的支持力为fn，由机械能守恒定律得：mgrmv 由牛顿第二定律得：fnmgm联立式，解得小滑块在b点所受支持力fn30 n.由牛顿第三定律得，小滑块在b点时对轨道的压力为30 n.(2)设小滑块运动到c点的速度为vc，由动能定理得：mgrmglmv解得小滑块在c点的速度vc4 m/s小滑块从c点运动到地面做平抛运动水平方向：xvct竖直方向：hgt2滑块落地点距c点的距离s0.8m1.8 m.11在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为y2.5cos (kx)(单位：m)，式中k1 m1.将一光滑小环套在该金属杆上，并从x0处以v05 m/s的初速度沿杆向下运动，重力加速度g取10 m/s2.则当小环运动到xm时的速度大小是多少？该小环在x轴方向最远能运动到x轴的多少米处？【答案】5 m/s m【解析】光滑小环在沿金属杆运动的过程中，只有重力做功，机械能守恒，由曲线方程知，环在x0处的y坐标是 m；在x时，y2.5cos (kx)2.5 m.选y0处为零势能参考平面，则有：mvmg()mv2mg(2.5)，解得v5 m/s.当环运动到最高点时，速度为零，同理有：mvmg()0mgy.解得y0，即kx，该小环在x轴方向最远能运动到x m处12半径r0.50 m的光滑圆环固定在竖直平面内，轻质弹簧的一端固定在环的最高点a处，另一端系一个质量m0.20 kg的小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长为l00.50 m，劲度系数k4.8 n/m.将小球从如图所示的位置由静止开始释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点c，在c点时弹簧的弹性势能epc0.6 j求：(g取10 m/s2)(1)小球经过c点时的速度vc的大小(2)小球经过c点时对环