届高考物理一轮复习练习及解析练习十二势能机械能守恒定律

1、金典练习十二 势能重力做功机械能守恒定律选择题部分共10小题，每小题 6分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题 有多个选项正确.1.下列说法正确的是（）A.如果物体所受到的合外力为零，则其机械能一定守恒B.如果物体的合外力做的功为零，则其机械能一定守恒C.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一定守恒D.做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒解析：如果物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒.如在竖直方向上物体做匀速直线运动，其机械能不守恒.所以选项A、B错误.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒.选项C正确.做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒

2、，如自由落体运动；但有时也不守恒，如在水平面上拉着一个物 体加速运动，此时就不守恒 .选项D正确.答案：CD2 .第29届奥林匹克运动会于 2008年8月8日至8月24日在中华人民共和国首都北京举行.奥运会中的投掷的链球、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，如图所示，这些物体从被抛出到落地的过程中（）A.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解析：若不考虑空气阻力的作用，这些物体被抛出后机械能守恒；若考虑空气阻力的作用，这些物体被抛出后机械能一直减小，而动能在上升

3、的过程减小，下降的过程增加.选项D正确.答案：D3 .如图所示，甲球由轻绳系住，乙球由橡皮条系住，都从水平位置由静止开始释放，当两球到达悬点正下方K点时，橡皮条长度恰好与绳长相等，则在K点时两球速度大小的关系是 （）3M打¥舞门¥¥鼻¥小门¥/祝建“皿".A.v甲=v乙B.v甲v乙C.v乙v甲 D.v甲 v乙解析：甲球下摆的过程中机械能守恒，则有：12 e2mv 备=mgL解得：v甲=。2gL乙球下摆的过程橡皮条对其做负功、机械能不守恒，由动能定理得:122mv 2= mgL-W可得：v乙v甲.答案：C4 .如图所示，细绳跨过定滑车&

4、amp;悬挂两质量分别为M、m的物体A和B,且Mm.不计摩擦，则系统由静止开始运动的过程中（）A.A、B各自的机械能分别守恒B.A减少的机械能等于 B增加的机械能C.A减少的重力势能等于B增加的重力势能D.A和B组成的系统机械能守恒解析：释放后 A加速下降，B加速上升，两物体的机械能都不守恒，但 成的系统机械能守恒，即AEa= AEb答案：BD5 .如图所示，一均质杆长为 啦r,从图示位置由静止开始沿光滑面1 一是半径为r的4圆弧，BD为水平面.则当杆滑到BD位置时的速度大小为（A： ,'gr B. grC,2grD.2 , gr解析：虽然杆在下滑过程有转动发生，但初始位置静止，末状态

5、匀速平动， 过程无机械能损失，故有：12r2mv AEp = mg 2解得：v =啊.答案：B '6.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竖直，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球机械能的减少量等于B球机械能的增加量C.B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动的高度D.当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度解析：A、B两球及支架组成的系统机械能守恒，故选项 B、D正确；设A球能摆至

6、最低点， 且此时A、B两球的速度为v,由机械能守恒定律得:122mgLsin 0- mgLsin 0= 2 3mvLsin 0解得：v故选项A错误、C正确.答案：BCD7.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，槽的左侧有一竖直墙壁左端槽口 A的正上方由静止开始下落，与半圆形槽相切从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，小球与槽组成的系统机械A点进入槽内，则下列说法正确的是9.现让一小球自）恒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 守恒D.小球从下落至从右侧离开槽的过程机械能守恒(w m

7、 m m m m m m m台匕 目匕械能解析：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，半圆形槽固定不动，只有重力做功，机械能守恒.当小球向右上方滑动时，半圆形槽也向右移动，半圆形槽对小球做负功,答案：BC8.如图所示,以竖直向上的力做的功为（）k的弹簧相连，处于静止状态 .现对A施A由静止向下运动至最大速度时，重力小球的机械能不守恒.综合以上分析

8、可知选项B、C正确.质量分别是 mA和mB的A、B两物体，用劲度系数为F,并将其缓慢提起，当 B对地面恰无压力时撤去A.C.2 2mAgk2 mA(mA+ mB)g2 2B.詈D.2mB(mA+ mB)g解析：当A向下运动至平衡位置时速度最大，此时弹簧的压缩量xi=mg;当B恰好对地无压力时弹簧的 k伸长量X2=mBg.故知A从撤去F至速度达到最大的过程中，重力做的功 kWg= mAg(Xl+ X2)2mA(mA+ mB)g答案：C9.如图所示，半径为 R的圆筒固定在小车上，小车以速度v向右匀速运动,有一光滑小球相对静止在圆筒的最低点.当小车遇到障碍物突然停止时，小球在圆筒中上升的高度可能一

9、v . vA.等于W B.大于2gC.小于2gD.等于2R解析：当v>q频时，小球上升的高度 hm = 2R< 2gl;当丫<4赤时,升的高度hm2g;当V2gR< v<寸5加时，小球上升的高度 hm <二2gR障碍小球上答案：ACD10.如图所示，在一直立的光滑管内放置一轻质弹簧，上端7Y 八3：*kffh ,77771 y t *$*nr。点与管口 A的距离为2x0,质量B,压缩量为X0.不计空气阻力，则（）为m的小球从管口由静止下落，将弹簧压缩至最低点A.小球运动的最大速度等于2回B.小球运动的最大加速度为gC.弹簧的劲度系数为mgX 0D.弹簧的最大

10、弹性势能为 3mgx0解析：当小球处于平衡位置时，弹簧的压缩量x=mg,此时小球的速度最大，即vm>6GM =2成，选项A错误.当小球从弹簧上端释放向下压弹簧时，弹簧的最大形变量为2x=2mg,此时加速度向上且为g,故知弹K簧的压缩量为xo（xo>x）时，小球向上的加速度大于g,选项B错误.又由x0>x=mg,可得K>mg,选项C错误.小Kxo球从A-B的过程中，由机械能守恒定律知，在 B点时弹性势能 E弹=mg 3xo,选项D正确.答案：D非选择题部分共 3小题，共40分.11.（13分）如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的半圆形轨道ABC,其半径R=0.5 m,轨道

11、在C处与水平地面相切.在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度vo= 5 m/s,结果它沿 CBA运动，通过 A点，最后落在水平面上的 D点，求C、D间的距离s.重力加速度 g取10 m/s2.2006年高考 全国理综卷n 解析：设小物块的质量为m,过A处时的速度为v,由A运动到D经历的时间为t,则有：12122mvo= 2mv2+ 2mgR1 22R=2gt2s= vt联立解得：s= 1 m. 答案：1 m12.（13分）光滑的长轨道形状如图甲所示，底部为半圆形，其半径为R,固定平面内.A、B两质量相同的小环用长为R的轻杆连接在一起， 套在轨道上.将A、B图示位置静止释放，A环距离底端为2R

12、.不考虑轻杆和轨道的接触，即忽略系统机 损失，求：（1）A、B两环都未进入半圆形底部前，杆上的作用力（2）当A环下滑至轨道最低点时，A、B的速度大小.解析：（1）两环都未进入半圆形轨道前都做自由落体运动，杆上的作用力为零.（2）当A环到达轨道最低点时，B环也已进入半圆轨道（如图乙所示），由几何两环的速度大小相等，设为v,由机械能守恒定律得：1解得:答案:A、2 2mv2= mg 2R+ mg（2R+ Rsin 30 ）两环都未进入半圆形轨道前都做自由落体运动，杆上的作用力为零B的速度大小均为13.（14分）如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧静止放于光滑斜面上，其一 另一端恰好与水平线 AB平齐；长为L轻质细线一端固定在 。点，另一端系一质量为球，将细线拉至水平，此时小球在位置C.现由静止释放小球，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断，D点与x.试求:AB相距h;之后小球在运动过程中恰好与弹簧接触并沿斜面方向压缩弹簧，弹簧的最大压缩量为细绳所能承受的最大拉力F.（2）斜面的倾角 e弹簧所获得的最大弹性势能Ep.解析：（1）小球由C运动到D的过程机械能守恒，则有：12mgL= 2mv2解得：至I D点时小球的速度 vi= V2gL, v2在D点有：F - mg = m解得：F =3mg由牛顿第三定律知，细绳所能承受的最大拉力为3mg.小球