优化方案高考物理大一轮复习 第五章 第三节 机械能守恒定律课后达标检测.doc

第五章 第三节 机械能守恒定律一、单项选择题1.(2015长沙模拟)如图所示，细绳跨过定滑轮悬挂两物体m和m，且mm，不计摩擦，系统由静止开始运动过程中()am、m各自的机械能分别守恒bm减少的机械能等于m增加的机械能cm减少的重力势能等于m增加的重力势能dm减少的重力势能等于m增加的重力势能与动能之和答案：b2.(2015德州模拟)如图所示，用长为l的轻绳把一个小铁球悬挂在高为2l的o点处，小铁球以o为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点b处，不计空气阻力若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为()a.b.c. d.解析：选d.小铁球恰能到达最高点b，则小铁球在最高点处的速度v.以地面为零势能面，小铁球在b点处的总机械能为mg3lmv2mgl，无论轻绳是在何处断的，小铁球的机械能总是守恒的，因此到达地面时的动能mv2mgl，故小铁球落到地面的速度v，正确答案为d.3.如图所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为e、物体的动能为ek、物体运动的速度大小为v.以水平地面为零势能面下列图象中，能正确反映各物理量与h的关系的是()解析：选b.设抛出点距离地面的高度为h，由平抛运动规律xv0t，hhgt2可知：xv0，图象为抛物线，故a项错误；做平抛运动的物体机械能守恒，故b项正确；平抛物体的动能ekmv2mghmghmv，速度v，故c、d项错误4.如图所示，一匀质杆长为r，从图示位置由静止开始沿光滑面abd滑动，ab是半径为r的圆弧，bd为水平面则当杆滑到bd位置时的速度大小为()a. b.c. d2解析：选b.杆初始状态静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，由机械能守恒定律得：mv2epmg，解得：v，b正确5.半径分别为r和r(rr)的光滑半圆形槽，其圆心均在同一水平面上，如图所示，质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放，在下滑过程中两物体()a机械能均逐渐减小b经最低点时动能相等c机械能总是相等的d两物体在最低点时加速度大小不相等解析：选c.两物体下滑的过程中，均只有重力做功，故机械能守恒，a错误，c正确；在最低点，两物体重力势能不同，由机械能守恒定律可知，两物体动能不同，b错误；物体由半圆形槽左边缘到最低点的过程中，有mgrmv2，在最低点，两物体的加速度a，解得a2g，其与圆周运动的轨道半径无关，d错误6.(2015北京东城区模拟)物体做自由落体运动，ek表示其动能，ep表示其势能，h表示其下落的距离，t、v分别表示其下落的时间和速度，以水平面为零势能面，下列图象中能正确反映各物理量之间关系的是()解析：选d.由自由落体运动规律可知，ekmv2，vgt，因此a、b错误；又由功能关系可知，ekmgh，ekepmgh(h为抛出点到零势能面的高度)，可知c错误，d正确二、多项选择题7.(2015潍坊模拟)如图所示，劲度系数为k的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为r的圆环顶点p，另一端系一质量为m的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动设开始时小球置于a点，弹簧处于自然状态，当小球运动到最低点时速率为v，对圆环恰好没有压力下列分析正确的是 ()a从a到b的过程中，小球的机械能守恒b从a到b的过程中，小球的机械能减少c小球过b点时，弹簧的弹力为mgmd小球过b点时，弹簧的弹力为mgm解析：选bc.从a到b，弹簧和小球组成的系统机械能守恒，而弹簧的弹性势能增加，故小球机械能减小，a错b对；在最低点时，小球对环没有作用力，弹簧弹力与重力的合力提供向心力，即fmg，c对d错8.如图所示，光滑圆弧槽在竖直平面内，半径为0.5 m，小球质量为0.10 kg，从b点正上方0.95 m高处的a点自由下落，落点b与圆心o等高，小球由b点进入圆弧轨道，飞出后落在水平面上的q点，dq间的距离为2.4 m，球从d点飞出后的运动过程中相对于dq水平面上升的最大高度为0.80 m，取g10 m/s2.不计空气阻力，下列说法正确的是()a小球经过c点时轨道对它的支持力大小为6.8 nb小球经过p点的速度大小为3.0 m/sc小球经过d点的速度大小为4.0 m/sdd点与圆心o的高度差为0.30 m解析：选abd.设小球经过c点的速度为vc，由机械能守恒定律得，mg(hr)mv由牛顿第二定律有nmgm代入数据解得n6.8 n.设小球经过p点的速度为vp，小球由p到q做平抛运动，竖直方向hgt2，水平方向vpt代入数据解得vp3.0 m/s.从开始运动到p点的过程中，机械能守恒，取dq面为零势能面，则mvmghmvmg(hhod)代入数据解得vd5.0 m/s，hod0.3 m，综上可知，选项a、b、d正确9.(2015江苏苏北联考)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点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滑块滑到b点时动能最大b滑块动能的最大值是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守恒解析：选cd.滑块能回到原出发点，所以滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，d项正确；以c点为参考点，则在a点滑块的机械能为6 j，在c点时滑块的速度为0，重力势能也为0，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故为6 j，所以c项正确；由a到c的过程中，因重力势能不能全部转变为动能，动能的最大值在平衡位置，小于6 j，a、b项错误10.(2015江苏苏北四市调研)如图所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为r，圆环上套有质量分别为m和2m的小球a、b(均可看做质点)，且小球a、b用一长为2r的轻质细杆相连，在小球b从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g)，下列说法正确的是()aa球增加的机械能等于b球减少的机械能ba球增加的重力势能等于b球减少的重力势能ca球的最大速度为 d细杆对a球做的功为mgr解析：选ad.系统机械能守恒的实质可以理解为是一种机械能的转移，此题的情景就是a球增加的机械能等于b球减少的机械能，a对，b错；根据机械能守恒定律有：2mg2rmg2r3mv2，所以a球的最大速度为 ，c错；根据功能关系，细杆对a球做的功等于a球增加的机械能，即wamv2mg2rmgr，故d对三、非选择题11(2015湖北十堰模拟)如图所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的s形轨道光滑半圆轨道半径为r，两个光滑半圆轨道连接处c、d之间留有很小的空隙，刚好能够使小球通过，c、d之间距离可忽略粗糙弧形轨道最高点a与水平面上b点之间的高度为h.从a点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的s形轨道运动后从e点水平飞出，落到水平地面上，落点到与e点在同一竖直线上b点的距离为s.已知小球质量为m，不计空气阻力，求：(1)小球从e点水平飞出时的速度大小；(2)小球运动到半圆轨道的b点时对轨道的压力；(3)小球沿翘尾巴s形轨道运动时克服摩擦力做的功解析：(1)小球从e点水平飞出做平抛运动，设小球从e点水平飞出时的速度大小为ve由平抛运动规律有svet4rgt2联立解得ve .(2)小球从b点运动到e点的过程，机械能守恒mvmg4rmv解得v8gr在b点fnmgm解得fn9mg由牛顿第三定律可知小球运动到b点时对轨道的压力为fn9mg，方向竖直向下(3)设小球沿翘尾巴的s形轨道运动时克服摩擦力做的功为w，则mg(h4r)wmv解得wmg(h4r).答案：(1)(2)9mg，方向竖直向下(3)mg(h4r)12.(2015郑州模拟)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球恰能从斜面顶端处竖直落下，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)在a球未落地前，a、b、c组成的系统机械能守恒，设a球刚要落地时系统的速度大小为v1，则(mambmc)vmaghambghb1mcghc1又hal，hb1hc1lsin 30代入数据并解得：v1 .(2)