高三物理一轮复习 5.3机械能守恒定律精品练习 新人教版.docVIP

第三讲机械能守恒定律一、单项选择题1.如图所示，斜轨道与半径为r的半圆轨道平滑连接，点a与半圆轨道最高点c等高，b为轨道最低点现让小滑块(可视为质点)从a点开始以速度v0沿斜面向下运动，不计一切摩擦，关于滑块运动情况的分析，正确的是()a若v00，小滑块一定能通过c点，且离开c点后做自由落体运动b若v00，小滑块恰能通过c点，且离开c点后做平抛运动c若v0，小滑块能到达c点，且离开c点后做自由落体运动d若v0，小滑块能到达c点，且离开c点后做平抛运动解析滑块要刚好能通过最高点c，最小速度满足mg，v，离开c后做平抛运动，由机械能守恒定律，可知d正确答案d2小球由地面竖直上抛，上升的最大高度为h，设所受阻力大小恒定，地面为零势能面在上升至离地高处h处，小球的动能是势能的2倍，在下落至离地高度h处，小球的势能是动能的2倍，则h等于()a. b.c. d.解析根据动能定理分别对以下三个过程列方程：小球从抛出到上升到最大高度的过程中，(mgf)hmv；小球从抛出到上升h的过程中，(mgf)hmvmvmv2mgh；小球从最高点落回到h的过程中，(mgf)(hh)mvmgh，由以上三式可解得h，d项正确答案d3.如图所示，轻弹簧下端固定在地面上，压缩弹簧之后用细线绑定拴牢将一个金属球放置在弹簧顶端(球与弹簧不粘连，放上金属球之后细线仍是绷紧的)，某时刻烧断细线，球将被弹起，脱离弹簧后能继续向上运动，那么该球从细线被烧断到金属球刚脱离弹簧的这一运动过程中()a球所受的合力先增大后减小b球的动能减小而它的机械能增加c球刚脱离弹簧时的动能最大d球刚脱离弹簧时弹簧的弹性势能最小解析因为烧断线后小球向上运动，说明烧断线瞬间弹力大于重力，小球受到的合力向上，随着小球向上运动，弹簧形变减小，弹力减小，小球受的合力先减小，a错；当弹簧形变产生的弹力与小球重力大小相等时，小球受的合力为零，小球速度达到最大，动能最大，b、c错；此后小球继续上升，小球受的合力变为竖直向下，小球减速，这个过程中，除重力做功外，还有弹力做功，弹力做正功，所以小球的机械能增加，球刚脱离弹簧时弹簧的弹性形变消失，弹性势能最小，故d正确答案d4.如图所示，质量为m的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终以速度v匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为，物体最后能与传送带保持相对静止对于物体从开始释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法正确的是()a电动机多做的功为mv2b摩擦力对物体做的功为mv2c传送带克服摩擦力做的功为mv2d电动机增加的功率为mgv解析由能量守恒，电动机多做的功等于物体获得的动能和由于摩擦而产生的热量，故a错；对物体受力分析知，仅有摩擦力对物体做功，由动能定理知，b错；传送带克服摩擦力做的功等于物体对传送带的摩擦力的大小与传送带对地位移的大小的乘积，易知这个位移是物体对地位移的两倍，即wmv2，故c错；由功率公式易知电动机增加的功率为mgv，故d对答案d5.如图所示，水平面上的轻弹簧一端与物体相连，另一端固定在墙上的p点，已知物体的质量为m2.0 kg，物体与水平面间的动摩擦因数0.4，弹簧的劲度系数k200 n/m.现用力f拉物体，使弹簧从处于自然状态的o点，由静止开始缓慢向左移动10 cm，这时弹簧具有弹性势能ep1.0 j，物体处于静止状态若取g10m/s2，则撤去外力f后()a物体向右滑动的距离可以达到12.5 cmb物体向右滑动的距离一定小于12.5 cmc物体回到o点时速度最大d物体到达最右端时动能为零，系统机械能也为零解析当物体向右运动至o点过程中，弹簧的弹力向右由牛顿第二定律可知，kxmgma(x为弹簧的伸长量)，当a0时，物体速度最大，此时kxmg，弹簧仍处于伸长状态，故c错误；当物体至o点时，由epmg0.1mv2可知，物体至o点的速度不为零，将继续向右压缩弹簧，由能量守恒可得epmgxep，因ep0，所以xf，就可以把物块从木板上拉下来解析在功的定义中，位移应为对地位移，所以a选项错误；根据动能定理，摩擦力对木板做的功fx即为木板的末动能，所以b选项错误；重力以外的力所做的总功即为机械能的增量，所以c选项正确；要发生相对滑动，则物块的加速度要大于木板的加速度，即，d错误答案c二、多项选择题7从地面竖直上抛一个质量为m的小球，小球上升的最大高度为h，设上升过程中空气阻力f恒定对于小球从抛出到上升至最高处的过程，下列说法正确的是()a小球的动能减少了mghb小球的机械能减少了fhc小球的重力势能增加了mghd小球的加速度大于重力加速度g解析物体克服重力做功mgh，小球的重力势能增加了mgh，选项c正确；小球合外力大小为(mgf)，选项d正确；合外力做功为(mgf)h，由动能定理，得小球动能减少了(mgf)h，选项a错误；除重力以外的其他力(空气阻力)做功为fh，机械能减少了fh，选项b正确答案bcd8.如图所示，质量为m的滑块从斜面底端以平行于斜面的初速度v0冲上固定斜面，沿斜面上升的最大高度为h.已知斜面倾角为，斜面与滑块间的动摩擦因数为，且tan，取斜面底端为零势能面，则能表示滑块在斜面上运动的机械能e、动能ek与高度h之间关系的图像是()答案bd9.如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架在a处固定质量为2m的小球，b处固定质量为m的小球，支架悬挂在o点，可绕过o点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动开始时ob与地面相垂直放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是()a. a球到达最低点时速度为零b. a球机械能减少量等于b球机械能增加量cb球向左摆动所能达到的最高位置应高于a球开始运动时的高度d当支架从左向右摆回时，a球能回到起始高度解析因a处小球质量大，处的位置高，图中三角形框架处于不稳定状态，释放后支架就会向左摆动摆动过程中只有小球受的重力做功，故系统的机械能守恒，选项b正确，d选项也正确；a球到达最低点时，若设支架边长是l，a球下落的高度便是l，有mg(l)的重力势能转化为支架的动能，因而此时a球速度不为零，选项a错；当a球到达最低点时有向左运动的速度，还要继续左摆，b球仍要继续上升，因此b球能达到的最高位置比a球的最高位置要高，c选项正确答案bcd10如图所示，倾角30的粗糙斜面固定在地面上，长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平用细线将物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面)，在此过程中()a物块的机械能逐渐增加b软绳重力势能共减少了mglc物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功d软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和解析物块向下运动过程中，绳子拉力对物块做负功，物块的机械能减少，a项错误；软绳重心下降的高度为sinl，软绳的重力势能减少mgl，b项正确；由能的转化和守恒知，物块和软绳重力势能的减少等于物块和软绳增加的动能和软绳克服摩擦力所做的功，c项错误；对于软绳，由能的转化和守恒知，绳子拉力对软绳所做的功和软绳重力势能的减少之和等于软绳动能的增加与克服摩擦力所做功之和，d项正确答案bd三、非选择题11如图，abc和abd为两个光滑固定轨道，a、b、e在同一水平面上，c、d、e在同一竖直线上，d点距水平面的高度为h，c点的高度为2h，一滑块从a点以初速度v0分别沿两轨道滑行到c或d处后水平抛出(1)求滑块落到水平面时，落点与e点间的距离sc和sd；(2)为实现scsd，v0应满足什么条件？解析(1)设抛出点高度为y，根据机械能守恒mvmv2mgy平抛初速度v落地时间t满足ygt2所以t 落地点离抛出点水平距离svt 分别以y2h，yh代入得sc sd .(2)按题意scsd，有2(v4gh)v2gh所以v0所以v4gh因此为保证scsd，初速度应满足2v0.答案(1)sc sd (2)2v012如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在a点，自然状态时其右端位于b点水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道mnp，其形状为半径r0.8m的圆环剪去了左上角135的圆弧，mn为其竖直直径，p点到桌面的竖直距离也是r.用质量m10.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到c点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在b点用同种材料、质量为m20.2 kg的物块将弹簧缓慢压缩到c点释放，物块过b点后其位移与时间的关系为x6t2t2，物块飞离桌面后由p点沿切线落入圆轨道g10m/s2，求：(1)bp间的水平距离；(2)判断m2能否沿圆轨道到达m点；(3)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功解析(1)设物块由d点以初速度vd做平抛运动，落到p点时其竖直速度为vytan45得vd4m/s平抛用时为t，水平位移为s，rgt2，svdt，得s2r1.6m在桌面上过b点后初速度v06m/s，加速度a4m/s2，减速到vdbd间位移为s12.5m则bp水平间距为ss14.1m.(2)若物块能沿轨道到达m点，其速度为vm，m2vm