【创新设计】（广东专用）高考物理一轮复习方案 第16讲 机械能守恒定律及其应用（含解析）.doc

课时作业(十六)第16讲机械能守恒定律及其应用1第30届夏季奥林匹克运动会于2012年7月28日至8月13日在伦敦斯特拉特福德奥林匹克体育场举行奥运会中的投掷链球、铅球、铁饼和标枪等体育比赛项目都是把物体斜向上抛出的运动，如图k161所示这些物体从被抛出到落地的过程中()图k161a物体的机械能先减小后增大b物体的机械能先增大后减小c物体的动能先增大后减小，重力势能先减小后增大d物体的动能先减小后增大，重力势能先增大后减小22012武昌调研如图k162所示，轻弹簧下端固定在水平面上，一小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，则在以后的运动过程中，下列叙述中正确的是(弹簧始终竖直且在弹性限度内)()图k162a当小球刚接触弹簧时，小球的动能最大b当小球刚接触弹簧时，小球与弹簧组成的系统的势能最大c当小球运动至最高点时，小球与弹簧组成的系统的势能最大d当小球运动至最低点时，小球与弹簧组成的系统的势能最小3(双选)如图k163所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物块由静止沿斜面下滑，在物块下滑过程中，下列说法正确的是()图k163a物块的重力势能减少，动能增加b斜面体的机械能不变c斜面体对物块的弹力垂直于接触面，不对物块做功d物块和斜面体组成的系统机械能守恒42012云浮模拟(双选)如图k164所示，一轻质弹簧固定于o点，另一端系一重物，将图k164重物从与悬挂点等高的地方无初速度释放，让其自由摆下，不计空气阻力，重物在摆向最低点的位置的过程中()a重物重力势能减小b重物重力势能与动能之和增大c重物的机械能不变d重物的机械能减少图k1655如图k165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，小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 jd25 j 62012江南仿真卷如图k166所示，小球沿水平面以初速度v0通过o点进入半径为r的竖直半圆弧轨道，不计一切阻力，下列说法中正确的是()图k166a球进入竖直半圆轨道后做匀速圆周运动b若小球恰能通过半圆弧最高点p，则球运动到p时向心力也恰好为零c若小球能通过半圆弧最高点p，则小球落地点时的动能为mgrd若小球恰能通过半圆弧最高点p，则小球落地点离o点的水平距离为2r72012江西六校联考(双选)如图k167所示，a、b两个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两个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()图k167a斜面倾角30ba获得最大速度为2gcc刚离开地面时，b的加速度最大d从释放a到c刚离开地面的过程中，a、b两个小球组成的系统机械能守恒8如图k168所示为一固定的楔形木块，其斜面的倾角为30，另一边与水平地面垂直，顶端有一个定滑轮，跨过定滑轮的细线两端分别与物块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，b不会与定滑轮相碰，所有摩擦均忽略不计当a沿斜面下滑距离x后，细线突然断了求物块b上升的最大高度h.图k16892012江西名校模拟如图k169所示，光滑水平桌面离地高度为h0.5 m，有两个质量分别为ma和mb的小滑块用长度为h0.5 m的轻细绳相连，开始时滑块a放在桌面上，滑块b悬吊在桌边，细绳拉直，由静止释放，b落地后立即被粘在地面不动，不计空气阻力和各处摩擦，g取10 m/s2.(1)若ma0.2 kg，mb0.3 kg，试求a在桌面上运动时的加速度大小和滑块b着地前瞬间的速度大小；(2)要使a离开桌面后仍能保持细绳处于拉直状态而不松弛，a、b的质量应满足什么条件图k169课时作业(十六)1d解析 物体斜向上抛出后，升高过程中重力势能增大，动能减小，下落过程中动能增大，重力势能减小，选项d正确2c解析 小球刚接触弹簧后，重力大于弹簧对小球向上的弹力，小球继续加速运动，当弹簧对小球向上的弹力与重力大小相等时，小球动能最大，选项a错误；运动过程中只有重力和弹簧的弹力做功，小球与弹簧组成的系统的机械能守恒，因此当小球动能最小时，即小球运动至最高点时，小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和最大，选项b、d错误，选项c正确3ad解析 物块沿斜面向下加速运动，重力势能减少，动能大，选项a正确；下滑过程中，物块对斜面体的作用力垂直于斜面，使斜面体沿光滑水平地面加速运动，斜面体的动能增加，重力势能不变，选项b错误；物块沿斜面下滑时既沿斜面向下运动，又随斜面体向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，弹力方向垂直于接触面，但与速度方向之间的夹角大于90，所以斜面体对物块的弹力对物体做负功，选项c错误；物块与斜面体组成的系统，仅有动能和重力势能之间的转化，机械能守恒，选项d正确4ad解析 重物从水平位置释放后，在向最低点运动时，重物的重力势能不断减小，动能不断增大，弹簧不断被拉长，弹性势能变大所以重物减少的重力势能一部分转化为自身的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能整个系统机械能守恒，而对重物来说，机械能减少，综上所述，本题选a、d. 5a解析 由hgt2和vygt得：vy m/s.落地时，tan60可得：v0 m/s，由机械能守恒得：epmv10 j，故a正确6d解析 小球沿半圆轨道运动时，只有重力做功，其机械能守恒，故速度减小，选项a错误；小球通过最高点的条件是f向nmg，其中轨道对小球的弹力n0，解得小球通过最高点的速度v，所以小球恰好经过p点的向心力f向mg，选项b错误；对平抛过程应用机械能守恒定律得mv2mg2rek2，则小球落地时的动能ek2mv2mg2rmgr，选项c错误；小球恰好经过p点，则小球以速度v平抛运动，有2rgt2，xvt，解得x2r，选项d正确7ab解析 受力分析可知：当a沿斜面下滑至速度最大时，a、b的加速度为零此时c恰好离开地面，弹簧处于伸长状态kx2mg，x2，所以绳子上的拉力大小t2mg.对a有t4mgsin，解得斜面倾角30，选项a正确开始时弹簧压缩的长度x1，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c刚刚离开地面时，a、b的速度vm相等，由机械能守恒定律：4mghsinmgh(m4m)v，解得vm2g，选项b正确c刚离开地面时，b的加速度最小，选项c错误从释放a到c刚离开地面的过程中，a、b和弹簧组成的系统机械能守恒，a、b组成的系统的机械能不守恒，选项d错误8.x解析 a沿斜面下滑距离x的过程中，a和b组成的系统机械能守恒a下滑x的过程中，a下降的高度为xsin，b上升的高度为x，设细线断前一瞬间a和b的速度为v.根据机械能守恒定律得4mgxsin4mv2mgxmv2细线断后，b做竖直上抛运动，设b继续上升的最大高度为h.根据机械能守恒定律得mghmv2联立两式解得h即b上升的最大高度为hxhxx.9(1)6 m/s2 m/s(2)mbma解析 (1)设滑块间