江苏省高考物理一轮复习精选精练专题五：机械能守恒定律

1、 精诚凝聚=A，=成就梦想 第五章第3单元机械能守恒定律、单项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)1 .质量为m的小球从高H处由静止开始自由下落，以地面作为参考平面.当小球的动能和重力势能相等时，重力的瞬时功率为B. mg gHD.3mg gHA. 2mg/gHC.2mg. gH2 .如图1所示，具有一定初速度的物块，沿倾角为30。的粗糙斜面向上运动的过程中，受(个恒定的沿斜面向上的拉力 F作用，这时物块的加速度大小为方向沿斜面向下，那么，在物块向上运动的过程中，下列说法正确的A.物块的机械能一定增加B.物块的机械能一定减小C.物块的机械能可能不变D.物块的机械能可能增加也可能减小3

2、.如图2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(g = 10 m/s2)A.10 JB. 15 J4.如图工L5 mC . 20 J3所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球量为3m,用手托住，高度为后,a可能达到的最大高度为A.C.2hD. 25 Ja和b.a球质量为m,静置于地面；b球质h,此时轻绳刚好拉紧.从静止开始释放B. 1.5hD. 2.5h图35. （2010南京模拟）有一竖直

3、放置的“ T”形架,直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，表面光滑，滑块 A、B分别套在水平杆与竖A B质量相等，且可看做质点，如图4所示，开始时细绳水平伸直,后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60° 时,速度为V,则连接A、B的绳长为2 4v A.一 g23vB.一g()24v D.3g滑块B沿着竖直杆下滑的图4A、B静止.由静止释放 B二、多项选择题（本题共4小题，每小题7分，共28分.每小题有多个选项符合题意，全部选对的得7分，选对但不全的得 3分，错选或不答的得 0分）O点，另（端系一小球，给小球一足）图56.如图5所示，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的够大的初速度，使小球在

4、斜面上做圆周运动.在此过程中A.小球的机械能减少B.重力对小球不做功C.绳的张力对小球不做功D.在任何一段时间内，小球克服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少7 .如图6所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,体下滑过程中，下列说法正确的是（A.物体的重力势能减少，动能增加8 .斜面的机械能不变C.斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D.物体和斜面组成的系统机械能守恒8. 质点A从某一高度开始自由下落的同时，由地面竖直上抛质量相等的质点B（不计空气阻力）.两质点在空中相遇时的速率相等，假设A、B互不影响，继续各自的运动.对两物体的运动情况有以下判断，其中正确

5、的是（）A.相遇前A、B的位移大小之比为 1 ： 1B.两物体落地速率相等C.两物体在空中的运动时间相等D.落地前任意时刻两物体的机械能都相等9. 如图7所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q（可视为质点）固定在光滑绝缘斜面上的 M点，且在通过弹簧中心的直线 ab上.现区夕把与Q大小相同，带电性也相同的小球P,从直线ab上的N点由静止释放，在小球 P与弹簧接触到速度变为零的过程中（）图7A.小球P的速度先增大后减小B.小球P和弹簧的机械能守恒，且 P速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大C.小球P的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹性势能的总和不变D.系统的机械能守恒三、计

6、算题（本题共3小题，共37分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）10. （11分）如图8所示，一固定的楔形木块，其斜面的倾角为 0= 30 ,上g另一边与水平地面垂直，顶端有一个定滑轮，跨过定滑轮的细线夕，k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图8上升，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.（设B不会与定，t轮相碰）翻点亮心灯 /(AVA)照亮人生精诚凝聚=A，=成就梦想

7、 _HIII 翻点亮心灯/（人9）照亮人生 翻11. (12分)如图9所示，光滑水平面 AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接，导轨半径为R.一个质量为 m的物体将弹簧压缩至 A点后由静止释放，在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧，当它经过 B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍，之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求：图9(1)弹簧开始时的弹性势能；(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功；(3)物体离开C点后落回水平面时的动能.12. (14分)(2010淮安*II拟)如图10所示，半径为 R的四分之一圆弧形支架竖直放置，圆弧图10边缘C处有一小定滑轮，绳子不可伸长，不计一

8、切摩擦，开始时， mr m2两球静止，且 m1>m2，试求：(1)m1释放后沿圆弧滑至最低点 A时的速度.(2)为使m1能到达A点，m1与m2之间必须满足什么关系.(3)若A点离地高度为2R, m1滑到A点时绳子突然断开，则m1落地点离A点的水平距离是多少?第五章第3单元机械能守恒定律【参考答案与详细解析】一、单项选择题（本题共5小题，每小题7分，共35分） H、1 .解析：动能和重力势能相等时，下洛图度为h =,速度v=/gh=ygH,故P=mg v=mggH , B选项正确.答案：B2 .解析：机械能变化的原因是非重力、弹力做功，题中除重力外，有拉力 F和摩擦力Ff做功，则机械能的变

9、化决定于F与Ff做功大小关系.由 mgsina+ FfF = ma 知：F Ff= mgsin30 ma>0,即 F>Ff,故 F 做正功多于克服摩擦力做功，故机械能增加.A项正确.答案：A3 .解析：由 h=2gt2和 vy=gt得:vy=V30 m/s,落地时，tan60 = vy可得： v 0V0=就 = 10 m/s,1由机械能寸恒得：Ep=&mv0 ,可求得：Ep= 10 J,故A正确.答案：A4 .解析：在b落地前，a、b组成的系统机械能守恒，且a、b两物体速度大小相等，根据机械能守恒定律可知：3mghmgh=；（m+3m）v2? v = jghb球落地时，a球

10、高度为h,之后a球向上做竖直上抛运动，上升过程中机械能守恒，1mv2=mgAh,所以zh=v- = h,即a22g 2可能达到的最大高度为 1.5h, B项正确.答案：B5 .解析：设滑块A的速度为va,因绳不可伸长，两滑块沿绳方向的分速度大小相等， 得：vAcos30 = vBcos60 ；又vB=v,设绳长为l,由A、B组成的系统机械能守恒得：mglcos60= !mvA2+mv2,以上两式联立可得：l = W",故选D.2 A 23g答案：D二、多项选择题（本题共4小题，每小题7分，共28分.每小题有多个选项符合题意，全部选 对的得7分，选对但不全的得 3分，错选或不答的得 0

11、分）6 .解析：斜面粗糙，小球受到重力、支持力、摩擦力、绳子拉力，由于除重力做功外， 摩擦力做负功，机械能减少，A正确、B错；绳子张力总是与运动方向垂直，故不做功， C对；小球动能的变化等于合外力做的功，即重力与摩擦力做的功，D错.答案：AC7 .解析：在物体下滑过程中， 由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体克服其相互作用力做功，物体的机械能减少，但动能增加，重 力势能减少，选项 A正确、B错误.物体沿斜面下滑时既沿斜面向下运动，又随斜面向右运 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。，所以斜面对物体的

12、作用力对物体做负功，选项 C错误.对物体与斜面组成的系统， 仅有动能和势能之间的转化，因此，系统机械能守恒，选项 D亦正确.答案：AD8 .解析：由于两物体相遇时速度大小相等，根据竖直上抛运动的对称性特点，可知两物 体落地时速率是相等的，B是正确的；由于 A是加速运动而 B是减速运动，所以 A的平均速率小于B的平均速率，故在相遇时 A的位移小于 B的位移，A是错误的；两物体在空中的运 动时间不相等，自由落体运动时间是竖直上抛时间的一半，故 C是错误的；在相遇点 A、B 两物体具有相同的机械能，由机械能守恒可以确定落地前任意时刻两物体的机械能都相等， 故D是正确的.答案：BD9 .解析：小球P与

13、弹簧接触时，沿平行斜面方向受到小球Q对P的静电力、重力的分力、弹簧的弹力，开始时合力的方向沿斜面向下，速度先增加，后来随着弹簧压缩量变大，合力 的方向沿斜面向上，速度逐渐减小，A项正确；小球 P和弹簧组成的系统受到小球Q的静电力，且静电力做正功，所以系统机械能不守恒，B、D项错误；把弹簧、小球 P、Q看成一个系统，除重力外无外力对该系统做功，故系统的总能量守恒，C正确.答案：AC三、计算题（本题共3小题，共37分.解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）10 .解析：设细线断前一瞬间 A和B速度的大小为 v,

14、A沿斜面下毛t距离 x的过程中，A 的高度降低了 xsinQ, B的高度升高了 x.物块A和B组成的系统机械能守恒，物块 A机械能 的减少量等于物块 B机械能的增加量，即4mgxsin 0 2 4mv2= mgx+ ；mv2细线断后，物块 B做竖直上抛运动，物块 B机械能守恒，设物块 B继续上升的最大高度为 h,有 mgh=；mv2.精诚凝聚=A/=成就梦想 _HIII联立两式解得h=X，故物块B上升的最大高度为 H = x+h=x+X = 6x. 55 5答案：5x11 .解析：(1)物块在B点时,由牛顿第二定律得：F N mg= mv-B-, F n = 7mgR12EkB = 2mv b

15、 = 3mgR在物体从A点至B点的过程中，根据机械能守恒定律， 弹簧的弹性势能 Ep=EkB=3mgR.(2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有2 vc mg= m rEke = 2mv e2=2mgR物体从B点到C点只有重力和阻力做功，根据动能定理有:W 阻一 mg 2R= Eke EkB解得 W阻=0.5mgR所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为 W= 0.5mgR.(3)物体离开轨道后做平抛运动，仅有重力做功，根据机械能守恒定律有:Ek= EkC+ mg 2R= 2.5mgR答案：(1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR12 .解析：设mi滑至A点时的速度为vi,此时