高考物理总复习巩固练习 机械能守恒动率的应用（基础）

【巩固练习】一、选择题1、在下列几种运动中,机械能一定不守恒的是( ) A.质点做匀速圆周运动 B.物体做匀速直线运动C.子弹打入木块的过程中 D.物体做匀变速运动2、（2015 山东模拟）如图所示，在高1.5m的光滑平台上有一个质量为2kg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(g10m/s2)() A10J B15JC20J D25J3、物体在地面上20m高的地方以7m/s2的加速度竖直下落，则在下落的过程中,物体机械能的变化是( )A.不变 B.减小 C.增大 D.无法判定4、水平地面上竖直放置一轻弹簧，一小球在它的正上方自由落下，在小球与弹簧的相互作用中( )A.小球与弹簧刚接触时，具有动能的最大值B.小球的重力与弹簧对小球的弹力相等时，小球具有动能的最大值C.小球速度减为零时,弹簧的弹性势能达到最大值D.小球被反弹回原位置时动能有最大值5、质量为100g的钢球放在被压缩的轻弹簧上端，当弹簧释放时将球竖直向上抛出，若球上升到3m高处时具有2m/s的速度，则弹簧原来的弹性势能为 ( )A.0.2J B.2.74J C.2.94J D.3.14J6、质量为m的物体以速度竖直上抛，上升的最大高度为H。若以抛出点为参考平面，则当物体的动能和重力势能相等时( ) A.物体距地面高度为 B.物体的动能为C.物体的动能为 D.物体的重力势能为7、（2015 山东模拟）如图所示，在粗糙斜面顶端固定轻弹簧的一端，另一端挂一物体，物体在A点处于平衡状态现用平行于斜面向下的力拉物体，第一次直接拉到B点，第二次将物体先拉到C点，再回到B点，在这两次过程中下列说法正确的是 () A重力势能的改变量相等B弹性势能的改变量相等C摩擦力对物体做的功相等D弹簧弹力对物体做的功相等8、如图所示，在水平台面上的A点，一个质量为m的物体以初速度抛出，不计空气阻力，当它到达B点时的动能为( ) A. B.C. D. 9、如图（甲）所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图（乙）所示，则（ ）A.时刻小球动能最大B. 时刻小球动能最大C. 这段时间内，小球的动能先增加后减少D. 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能10、半径为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两球在最低点加速度大小不等D机械能总是相等的二、填空题1、如图所示,圆弧轨道AB是在竖直平面内的1/4圆周,在B点,轨道的切线是水平的。一质点自A点从静止开始下滑,不计滑块与轨道间的摩擦和空气阻力,则在质点刚要到达B点时加速度大小为 ,刚滑过B点时的加速度大小为 。2、一长为L的细绳上端固定在O点，下端系一个质量为m的小球，若小球从悬线与竖直方向的夹角=60的位置无初速释放，如图所示。在小球摆到平衡位置的过程中，重力对小球所做的功为 ，小球通过平衡位置时的动能为 。3、如图所示,离地面1m高的水平光滑桌面上放一根长0.5m的均匀铁链，其中0.3m悬挂在桌边外，铁链质量为10kg，它由静止开始下滑，当下端刚好着地时速率为 (g=10m/s2)。 三、计算题1、(2014 泉州模拟) 如图所示，半径R0.4 m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角30，下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上质量m0.1kg的小物块(可视为质点)从空中A点以v02m/s的速度被水平抛出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时，弹簧被压缩至最短，C、D两点间的水平距离L1.2m，小物块与水平面间的动摩擦因数0.5，g取10 m/s2.求：(1)小物块经过圆弧轨道上B点时速度vB的大小；(2)小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力大小；(3)弹簧的弹性势能的最大值Epm.2、右图是简化后的跳台滑雪的雪道示意图.整个雪道由倾斜的助滑雪道AB和着陆雪道DE，以及水平的起跳平台CD组成，AB与CD圆滑连接。运动员从助滑雪道AB上由静止开始，在重力作用下，滑到D点水平飞出，不计飞行中的空气阻力，经2 s在水平方向飞行了60 m，落在着陆雪道DE上。已知从B点到D点运动员的速度大小不变。(g取10 m/s2)求：（1）运动员在AB段下滑到B点的速度大小；（2）若不计阻力,运动员在AB段下滑过程中下降的高度。3、如图所示，一个圆弧形光滑细圆管轨道ABC，放置在竖直平面内，轨道半径为R，在A 点与水平地面AD相接，地面与圆心O等高，MN是放在水平地面上长为3R、厚度不计的垫子，左端M正好位于A点。将一个质量为m、直径略小于圆管直径的小球从A处管口正上方某处由静止释放，不考虑空气阻力。（1）若小球从C点射出后恰好能打到垫子的M端，则小球经过C点时对管的作用力大小和方向如何？（2）欲使小球能通过C点落到垫子上，小球离A点的最大高度是多少？4、如图所示，从A点以v0=4m/s的水平速度抛出一质量m=1kg的小物块（可视为质点），当物块运动至B点时，恰好沿切线方向进入光滑圆弧轨道BC，经圆弧轨道后滑上与C点等高、静止在粗糙水平面的长木板上，圆弧轨道C端切线水平。已知长木板的质量M4kg，A、B两点距C点的高度分别为H0.6m、h=0.15m，R0.75m，物块与长木板之间的动摩擦因数10.5，长木板与地面间的动摩擦因数20.2，g=10m/s2。求：（1）小物块运动至B点时的速度大小和方向；（2）小物块滑动至C点时，对圆弧轨道C点的压力；（3）长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板。【答案与解析】一、选择题1、C.解析：若质点在光滑的水平面上做匀速圆周运动，机械能守恒。若质点在光滑的水平面上做匀速直线运动，机械能守恒。子弹打入木块的过程中，克服阻力做功有内能（热能）产生，机械能一定不守恒。物体做匀变速运动如平抛运动，机械能守恒。所以选C。2、【答案】A【解析】由和vygt得：，落地时，可得：，由机械能守恒得：，可求得：Ep10J，故A正确3、B解析：物体以7m/s2的加速度竖直下落，小于重力加速度，肯定有阻力做功，机械能减少。克服阻力做了多少功，机械能就减少了多少。所以选B。4、BC解析：合力为零时，加速度为零，速度到达最大，动能最大，A错，D错，B对。小球速度减为零时,动能全部转化为弹性势能，此时弹簧的弹性势能达到最大值，C对。所以选BC。5、D解析：机械能守恒，弹簧原来的弹性势能转化为重力势能和动能， 选D。6、BD 解析：物体上升的最大高度为 (1)不是距地面的高度，A错。当物体的动能和重力势能相等时 (2)重力势能 ，D对。 由(1) (2) 动能 ,C错,B对。选BD。7、【答案】ABD【解析】两次过程初末位置相同，所以重力和弹簧的弹力做的功是相同的，此题中滑动摩擦力始终做负功，大小为摩擦力与物体在摩擦力作用下运动的路程的乘积，所以两次做功不同8、B解析：根据机械能守恒定律 解得 9、C解析：时刻弹簧弹力为零，处于自由落体阶段，只有重力等于弹力时，小球动能最大，A错。时刻弹力最大，小球速度为零，动能为零，B错。这段时间内，弹力逐渐减小，说明小球向上运动，速度逐渐增大，当弹力等于重力时，速度最大，后来速度减小，C对。对选项D，这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能与减少的重力势能之和，D错。10、D解析：它们初态的机械能相等，没有任何能量损失，机械能守恒，A错，D对。经最低点时动能不相等，大圆最低点的动能大，B错。两球在最低点加速度都是向心加速度， 代入 ，与半径无关，加速度相等，C错。故选D。二、填空题1、解析：在质点刚要到达B点时的加速度是向心加速度，先求B的速度根据机械能守恒定律 则 刚滑过B点时的加速度为平抛运动的加速度，2、解析：取最低点为零势面，小球下落的高度 重力对小球所做的功重力势能的减少量 根据机械能守恒定律 3、解析：取地面为零势面，初态的重力势能桌面上的部分：桌面外的部分：（注意重心）初态的动能 刚好着地，末态的重力势能 （重心在距地0.25处）末态的动能 根据机械能守恒定律 解得下端刚好着地时速率 三、计算题1、【答案】(1) 4 m/s(2)8 N(3) 0.8 J【解析】 (1)小物块恰好从B点沿切线方向进入轨道，由几何关系有 (2)小物块由B点运动到C点，由机械能守恒定律有在C点处，由牛顿第二定律有解得F=8 N根据牛顿第三定律，小物块经过圆弧轨道上C点时对轨道的压力F大小为8N.(3)小物块从B点运动到D点，由能量守恒定律有2、（1）30 m/s （2）45 m 解析：（1）运动员从D点飞出时的速度 依题意,下滑到助滑雪道末端B点的速度大小是30 m/s（2）在下滑过程中机械能守恒,有 下降的高度3、（1），方向竖直向下。（2）解析：（1）小球离开C点做平抛运动，落到M点时水平位移为R，竖直下落高度为R，根据运动学公式可得： 运动时间 从C点射出的速度为 设小球以经过C点受到管子对它的作用力为N，由向心力公式可得 ， 由牛顿第三定律知，小球对管子作用力大小为，方向竖直向下。（2）小球下降的高度最高时，小球运动的水平位移为4R，打到N点。设能够落到N点的水平速度为，根据平抛运动求得： 设小球下降的最大高度为H，根据机械能守恒定律可知， 4、（1） 方向与水平面的夹角为 （2）（3）（1）物块做平抛运动： 设到达C点时竖直分速度为： 方向与水平面的夹角为： 即： 解法二：从A至B点， 根据机械能守恒定律 解得 方向与水平面的夹角为： 所以 （