高考物理复习 高效学习方略 53 机械能守恒定律练习.docVIP

必修1 第五章 第3讲 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(每小题5分，共40分)1. 游乐场中的一种滑梯如图所示小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则()a下滑过程中支持力对小朋友做功b下滑过程中小朋友的重力势能增加c整个运动过程中小朋友的机械能守恒d在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功解析d在滑动的过程中，人受重力、支持力和摩擦力，其中重力做正功，重力势能减少，b错；支持力不做功，摩擦力做负功，所以机械能不守恒，a、c都错，d正确2. 在一次课外趣味游戏中，有四位同学分别将四个质量不同的光滑小球沿竖直放置的内壁光滑的半球形碗的碗口内侧同时由静止释放，碗口水平，如图所示他们分别记下了这四个小球下滑速率为v时的位置，则这些位置应该在同一个()a球面 b抛物面 c水平面 d椭圆面解析c因半球形碗的内壁光滑，所以小球下滑过程中机械能守恒，取小球速率为v时所在的平面为零势能面，则根据机械能守恒定律得mghmv2，因为速率v相等，所以高度相等，与小球的质量无关，即这些位置应该在同一个水平面上，c正确3. 竖直平面内固定着一个螺旋形光滑轨道，如图所示一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，小球能通过轨道的最高点，以下关于小球运动的说法中正确的是()a轨道对小球做正功，小球的机械能不断增大b轨道对小球做负功，小球的机械能不断减小c轨道对小球不做功，小球的机械能不断变化d轨道对小球不做功，小球的机械能保持不变解析d小球在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故d正确4一个质量为m的质点，在外力f和重力的作用下，由静止开始斜向下做匀加速直线运动，加速度方向与竖直方向成.为使质点机械能保持不变，f的大小必须等于()amg bmgsin cmgtan dmgcos 解析b由于质点的机械能保持不变，则f一定与速度方向垂直，合力方向与速度及加速度方向同向，即：fmgsin ，选项b正确5. 如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上其正上方a位置有一只小球小球从静止开始下落，在b位置接触弹簧的上端，在c位置小球所受弹力大小等于重力，在d位置小球速度减小到零小球下降阶段下列说法中正确的是()a在b位置小球动能最大b在c位置小球动能最大c从ac过程小球重力势能的减少大于小球动能的增加d从ad过程小球重力势能的减少等于弹性势能的增加解析bcd小球动能的增减用合外力做功来量度，ac小球受的合力一直向下，对小球做正功，使动能增加；cd小球受的合力一直向上，对小球做负功，使动能减小，所以b正确，a错从ac小球重力势能的减少等于小球动能和弹性势能增加之和，所以c正确a、d两位置动能均为零，重力做的正功等于弹力做的负功，所以d正确应选b、c、d.6物体做自由落体运动，ek代表动能，ep代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面下图所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是()解析b由机械能守恒定律：epeek，故势能与动能的图象为倾斜的直线，c错；由动能定理：ekmghmv2mg2t2，则epemgh，故势能与h的图象也为倾斜的直线，d错；且epemg2t2，势能与时间的图象为开口向下的抛物线，a错7. 体育比赛中的“3 m跳板跳水”的运动过程可简化为：质量为m的运动员走上跳板，跳板被压缩到最低点c，跳板又将运动员竖直向上弹到最高点a，然后运动员做自由落体运动，竖直落入水中，跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为f，他在水中减速下降高度为h，而后逐渐浮出水面，则下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)()a运动员从c点到a点运动过程中处于超重状态b运动员从c点开始到落水之前机械能守恒c运动员从入水至速度减为零的过程中机械能减少了(fmg)hd运动员从入水至速度减为零的过程中机械能减少了fh解析d运动员从c点到a点的运动过程，跳板对运动员的弹力先是大于重力，后小于重力，最后弹力为零，故运动员先处于超重状态，后处于失重状态，a错误；运动员从c点开始到落水之前，除重力做功外，跳板弹力对运动员做功，运动员机械能增加，b错误；运动员从入水至速度减为零的过程中，除重力(或弹力)以外的力对运动员所做的功等于其机械能的变化量，故c错误，d正确8如图所示，将倾角为30的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球a和物块b，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点o.已知a的质量为m，b的质量为4m.现用手托住a，使oa段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)，ob绳平行于斜面，此时物块b恰好静止不动将a由静止释放，在其下摆过程中，斜面体与物块b始终保持静止，下列判断中正确的是()a物块b受到的摩擦力先减小后增大b物块b受到的摩擦力方向不变c小球a与地球组成的系统机械能守恒d小球a与地球组成的系统机械能不守恒解析ac由小球a在下摆过程中斜面体与b保持静止，则小球a在该过程中只有重力做功，机械能守恒，故c对，d错设oa间距离为loa，斜面与物块b间最大静摩擦力为ffm4mgsin 302mg，方向沿斜面向上当小球摆到最低点时对绳有最大拉力fm，由机械能守恒mgloamv2，fmmg，联立得fm3mg.此时物块b受摩擦力fffmffm3mg2mgmg，方向沿斜面向下故a对，b错二、非选择题(共60分)9(13分)山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动一滑雪坡由ab和bc组成，ab是倾角为37的斜坡，bc是半径为r5 m的圆弧面，圆弧面和斜面相切于b，与水平面相切于c，如图所示，ab竖直高度差h18.8 m运动员连同滑雪装备总质量为80 kg，从a点由静止滑下通过c点后飞落 (不计空气阻力和轨道的摩擦阻力，g取10 m/s2, sin 370.6，cos 370.8)求：(1)运动员到达c点的速度大小(2)运动员经过c点时轨道受到的压力大小解析(1)ac过程，由机械能守恒定律得：mg(h1r)mvr r (1cos 37)vc14 m/s(2)在c点，由牛顿第二定律有： fcmgfc3 936 n由牛顿第三定律知，运动员在c点时轨道受到的压力大小为3 936 n.【答案】(1)14 m/s(2)3 936 n10(15分) 如图所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角30，另一边与地面垂直，顶上有一定滑轮一柔软的细线跨过定滑轮，两端分别与物块a和b连接，a的质量为4m，b的质量为m.开始时将b按在地面上不动，然后放开手，让a沿斜面下滑而b上升，物块a与斜面间无摩擦设当a沿斜面下滑x后细绳突然断了，求物体b上升的最大高度h.解析a、b组成的系统机械能守恒设物块a沿斜面下滑x时速度为v，则4mgxsin 30mgx5mv2.绳断瞬间，物块b的速度竖直向上，大小为v.之后b做竖直上抛运动设继续上升的高度为h，由机械能守恒定律得mghmv2.物块b上升的最大高度hxh.由以上各式得h1.2x.【答案】1.2x11(15分)如图所示，质量为m(m足够大)的小球被一根长为l的可绕o轴自由转动的轻质杆固定在其端点，同时又通过绳跨过光滑定滑轮与质量为m的小球相连小球m此时与定滑轮的距离可忽略不计摩擦，竖直绳足够长，则当杆转动到竖直位置时，质量为m的球的速度是多大？解析当转到竖直位置时，m球下落距离l，绳与竖直方向成45角，m球上升的高度为hl设此时m球、m球的速度分别为vm、vm有vmvm在整个运动过程中，由机械能守恒mglmglmvmv由以上三式得出m球的速度vm.【答案】12(17分)如图所示，倾角为的光滑斜面上放有两个质量均为m的小球a和b，两球之间用一根长为l的轻杆相连，下面的小球b离斜面底端的高度为h.两球从静止开始下滑，不计球与地面碰撞时的机械能损失，且地面光滑，求：(1)两球都进入光滑水平面