【优化方案】高考物理新一轮复习 课后达标检测16 机械能守恒定律（含解析）(1).doc

课后达标检测16机械能守恒定律一、单项选择题1.如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁现让一小球自左端槽口a点的正上方由静止开始下落，从a点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是()a小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功b小球从a点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态c小球从a点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒d小球从下落到从右侧离开槽的过程中，机械能守恒2.(2014衡水模拟)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的a点，橡皮绳竖直时处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零则在圆环下滑过程中()a圆环机械能守恒b橡皮绳的弹性势能一直增大c橡皮绳的弹性势能增加了mghd橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大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()4.如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g10 m/s2)()a10 jb15 jc20 j d25 j5.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. d2二、多项选择题6.如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板p拴接，另一端与物体a相连，物体a置于光滑水平桌面上(桌面足够大)，a右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体b相连开始时托住b，让a处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放b，直至b获得最大速度，下列有关该过程的分析中正确的是()ab物体受到细线的拉力保持不变bb物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量ca物体动能的增量等于b物体重力对b做的功与弹簧弹力对a做的功之和da物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对a做的功7.如图所示，a、b两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，a放在固定的光滑斜面上，b、c两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，c球放在水平地面上现用手控制住a，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知a的质量为4m，b、c的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计开始时整个系统处于静止状态；释放a后，a沿斜面下滑至速度最大时，c恰好离开地面下列说法正确的是()a斜面倾角30ba获得的最大速度为gcc刚离开地面时，b的加速度为零d从释放a到c刚离开地面的过程中，a、b两小球组成的系统机械能守恒8(原创题)固定在竖直平面内的圆管形轨道如图所示，轨道的外壁光滑，内壁粗糙一小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于圆管的间距，球运动的轨道半径为r，不计空气阻力，下列说法正确的是()a因内壁粗糙，小球运动过程中不可能机械能守恒b若v0，小球一定能到达最高点c若v02，小球能恰好到达最高点d若v03，小球第一次运动到最高点的过程中机械能守恒9.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三、非选择题10.如图所示，物块a的质量为m，物块b、c的质量都是m，并都可看做质点，且mm2m.三物块用细线通过滑轮连接，物块b与物块c的距离和物块c到地面的距离都是l.现将物块a下方的细线剪断，若物块a距滑轮足够远且不计一切阻力求：(1)物块a上升时的最大速度；(2)若b不能着地，求满足的条件11.(2014南昌调研)如图所示，在竖直方向上a、b物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，a放在水平地面上，b、c两物体通过绕光滑轻质定滑轮的细绳相连，c放在固定的光滑斜面上，斜面倾角为30.用手拿住c，使细绳刚刚拉直但无拉力作用，并保证ab段的细绳竖直、cd段的细绳与斜面平行，已知b的质量为m，c的质量为4m，a的质量远大于m，重力加速度为g，细绳与滑轮之间的摩擦力不计，开始时整个系统处于静止状态，释放c后它沿斜面下滑，斜面足够长，求：(1)当b的速度最大时，弹簧的伸长量；(2)b的最大速度12(2014湖南五市十校联考)质量为m1 kg的小物块轻轻地放在水平匀速运动的传送带上的p点，随传送带运动到a点后水平抛出，小物块恰好无碰撞地沿圆弧切线从b点进入竖直光滑的圆弧轨道b、c为圆弧轨道的两端点，其连线水平已知圆弧轨道的半径r1.0 m，圆弧轨道对应的圆心角106，轨道最低点为o，a点距水平面的高度h0.8 m，小物块离开c点后恰能无碰撞地沿固定斜面向上运动，0.8 s后经过d点，小物块与斜面间的动摩擦因数为1.(g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)(1)求小物块离开a点时的水平初速度v1；(2)求小物块经过o点时对轨道的压力大小；(3)假设小物块与传送带间的动摩擦因数为20.3，传送带的速度为5 m/s，求p、a间的距离是多少；(4)求斜面上c、d间的距离课后达标检测161解析选c.小球从a点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但是实际上没有动，整个系统只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒，而小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒，小球到达槽最低点前，小球先失重，后超重当小球向右上方滑动时，半圆形槽向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒综合以上分析可知选项c正确2解析选c.由于橡皮绳做功wmgh，故圆环机械能不守恒，a错橡皮绳开始一段没有弹力，故b错圆环与橡皮绳组成的系统机械能守恒，故弹性势能的增加量等于圆环机械能的减少量，c正确当圆环受力平衡时动能最大，该位置橡皮绳处于伸长状态，故d错3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解析选a.vy m/s m/s，v2 m/s，由机械能守恒得：epmghmv2，代入数据解得：ep10 j，a正确5解析选b.虽然杆在下滑过程中有转动发生，但初始状态静止，末状态匀速平动，整个过程无机械能损失，故由机械能守恒定律得：mv2epmg，解得：v，b正确6解析选bd.对a、b的运动分析可知，a、b做加速度越来越小的加速运动，直至a和b达到最大速度，从而可以判断细线对b物体的拉力越来越大，a选项错误；根据能量守恒定律知，b的重力势能的减少转化为a、b的动能与弹簧的弹性势能的增加，据此可判断b选项正确，c选项错误；而a物体动能的增量为细线拉力与弹簧弹力对a做功之和，由此可知d选项正确7解析选ac.当a沿斜面下滑的速度最大时，其所受合外力为零，有magsin (mbmc)g.解得sin ，所以30，a、c项正确；a、b用细线相连，速度大小一样当a的速度最大时，对c有：mgkx，对a、b、弹簧组成的系统应用机械能守恒定律有：4mgxsin mgxkx2(mamb)v2，解得vg，b项错误在d项中，应是a、b、弹簧组成的系统机械能守恒，d项错误8解析选bd.若小球第一次到达最高点的速度v，小球运动过程中不受摩擦力，机械能守恒，mvmv22mgr，解得v0.若小球第一次到达最高点的速度v0，小球运动过程中受摩擦力，mvwff2mgr，解得v02，综上b、d对9解析选abd.设小球经过c点的速度为v1，由机械能守恒得：mg(hr)mv，由牛顿第二定律得fnmgm，代入数据解得fn6.8 n，a正确设小球过p点的速度为vp，小球由p到q做平抛运动，有hgt2，vpt，代入数据解得：vp3.0 m/s，b正确小球从a到p，由动能定理得mg(hhod)mghmv，解得hod0.30 m，d正确；由机械能守恒定律有mg(hhod)mv，解得vd5.0 m/s，c错误10解析(1)a上升l时速度达到最大，设为v，由机械能守恒定律有2mglmgl(m2m)v2得v.(2)c着地后，若b恰能着地，即b物块再下降l时速度为零对于a、b组成的系统由动能定理得mglmgl0(mm)v2解得mm若使b不着地，应有mm，即.答案(1) (2)11解析(1)通过受力分析可知：当b的速度最大时，其加速度为0，细绳上的拉力大小为f4mgsin 302mg，此时弹簧处于伸长状态，弹簧的伸长量为xa，满足kxafmg则xa.(2)开始时弹簧压缩的长度为：xb因为a的质量远大于m，所以a一直保持静止状态b上升的距离以及c沿斜面下滑的距离均为hxaxb由于xaxb，弹簧处于压缩状态和伸长状态时的弹性势能相等，弹簧弹力做功为零，且b、c的速度大小相等，设为vbm，由能量关系得：4mghsin 30mgh(m4m)v由此解得vbm2g.答案(1)(2)2g12解析(1)对于小物块，由a点到b点有v2gh在b点有tan 所以v13 m/s.(2)对于小物块，由b点到o点有mgrmvmv其中vb m/s5 m/s在o点fnmgm，所以fn43 n由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力为fn43 n.(3)小物块在传送带上加速的过程有2mg