2017_2018学年高中物理课时跟踪检测（十五）机械能守恒定律教科版.docx

课时跟踪检测（十五） 机械能守恒定律1关于机械能守恒，以下说法中正确的是()A机械能守恒的物体一定只受重力和弹力的作用B物体处于平衡状态时，机械能一定守恒C物体所受合外力不等于零时，机械能可能守恒D合外力做功时，物体的机械能一定不守恒解析：选C物体机械能守恒时还有可能受其他力的作用，但是其他力做功为零，故A错误。物体处于平衡状态时，机械能不一定守恒，例如物体匀速上升，动能不变，重力势能增大，B错误。物体所受合外力不等于零时，机械能可能守恒，例如自由下落的物体，C正确。自由落体运动中，合外力做正功，机械能守恒，D错。2(多选)下列几种情况，系统的机械能守恒的是()图1A图甲中，一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动B图乙中，运动员在蹦床上越跳越高C图丙中，小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连，小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D图丙中，如果小车振动时，木块相对小车有滑动解析：选AC图甲中，弹丸在碗内运动时，只有重力做功，系统机械能守恒，A正确。图乙中，运动员越跳越高，表明她不断做功，系统机械能不守恒，B错误。图丙中，若小车和木块间是静摩擦力，二者相对于地面的位移总是相同，小车和木块间的静摩擦力做功总是一正一负，数值相等，总功为零，系统中只有弹簧的弹力做功，系统机械能守恒；若木块相对小车滑动，滑动摩擦力做功，有内(热)能产生，系统机械能不守恒，C正确，D错误。3.如图2所示，距离地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在下落过程中，下列说法正确的是()图2A物体在c点比在a点具有的重力势能大B物体在c点比在a点具有的动能大C物体在a点比在b点具有的动能大D物体在a、b、c三点具有的动能一样大解析：选B物体在下落过程中，重力势能减小，动能增大，所以物体在a点的重力势能大于在c点的重力势能，在b、c点的动能大于在a点的动能，B正确。4.如图3所示，一固定在地面上的光滑斜面的顶端固定有一轻弹簧，地面上质量为m的物块(可视为质点)向右滑行并冲上斜面。设物块在斜面最低点A的速率为v，压缩弹簧至C点时弹簧最短，C点距地面高度为h，则物块运动到C点时弹簧的弹性势能为()图3AmghBmghmv2Cmghmv2 D.mv2mgh解析：选D由机械能守恒定律可得物块的动能转化为重力势能和弹簧的弹性势能，有mv2mghEp，故Epmv2mgh，故选D。5.如图4所示，一个小球套在竖直放置的光滑圆环上，小球从最高点向下滑动过程中，其线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图像可能是()图4解析：选A小球在下落的过程中，只有重力做功，机械能守恒，有：mv2mv02mgh则v2v022gh若v00，则v2与h成正比关系，若v00，则v2与h成一次函数关系，故A正确，B、C、D错误。6.两个质量不同的物块A和B分别从高度相同的、固定的、光滑的斜面和弧形曲面的顶点滑向底部，如图5所示，它们的初速度为零，下列说法中正确的是()图5A下滑过程中重力所做的功相等B它们到达底部时速率相等C它们到达底部时动能相等D物块A在最高点时的机械能大于它到达最低点时的机械能解析：选B由重力做功Wmgh知，由于h相等而m不同，则重力做功不同，故A错误；物块下滑过程中，只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律得：mghmv2Ek，物块到达底部时的速率v，h相同，故速率大小相等，但由于质量不等，故下滑到底部时的动能不相等，故B正确，C错误；由于只有重力做功，所以物体的机械能守恒，则物块A在最高点时的机械能和它到达最低点的机械能相等，故D错误。7.一根全长为l、粗细均匀的铁链，对称地挂在轻小光滑的定滑轮上，如图6所示，当受到轻微的扰动，铁链开始滑动，当铁链脱离滑轮瞬间，铁链速度大小为()图6A. B.C. D.解析：选A设铁链脱离滑轮瞬间链条的速度为v，则下落过程只有重力做功，机械能守恒。以铁链脱离瞬间在竖直方向时铁链的重心为参考面，则有2mv2，解得v，选项A正确。8.有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A、B分别套在水平杆与竖直杆上，A、B用一不可伸长的轻细绳相连，A、B质量相等，且可看做质点，如图7所示，开始时细绳水平伸直，A、B静止。由静止释放B后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60时，滑块B沿着竖直杆下滑的速度为v，则连接A、B的绳长为()图7A. B.C. D.解析：选D由运动的合成与分解可知滑块A和B在绳长方向的速度大小相等，有vAsin 60vBcos 60，解得vAv，将滑块A、B看成一系统，系统的机械能守恒，设滑块B下滑的高度为h，有mghmvA2mvB2，解得h，由几何关系可知绳子的长度为L2h，故选项D正确。9(多选)如图8为两个半径不同而内壁光滑的固定半圆轨道，质量相等的两个小球分别从与球心在同一水平高度的A、B两点由静止开始自由滑下，它们通过轨道最低点时，下列说法正确的是()图8A向心加速度相同 B对轨道的压力相等C机械能相等 D速度相同解析：选ABC设小球的质量为m，通过最低点时的速度大小为v，碗的半径为R，则根据机械能守恒定律mgRmv2，得v，由于两碗的半径不同，两球过最低点时的速度不同，D错。a2g，两球过最低点时的加速度相等，A对。由牛顿第二定律知Nmgm，Nmgm3mg，两球过最低点时对碗的压力大小相等，B对。两球的机械能都守恒，均等于它们在最高点的机械能，若取最高点所在水平面为参考平面，则两球的机械能都等于零，C对。10.如图9所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中()图9A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变解析：选B圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项A、D错误；弹簧长度为2L时，圆环下落的高度hL，根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势能增加了EpmghmgL，选项B正确；圆环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动，当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项C错误。11.如图10所示，用长为L的细线，一端系于悬点A，另一端拴住一质量为m的小球，先将小球拉至水平位置并使细线绷直，在悬点A的正下方O点钉有一小钉子，今将小球由静止释放，要使小球能在竖直平面内做完整圆周运动，OA的最小距离是多少？图10解析：设小球做完整圆周运动时其轨道半径为R，小球刚好过最高点的条件为mg解得v0小球由静止释放到运动至圆周的最高点过程中，只有重力做功，因而机械能守恒，取初位置所在平面为参考平面，如题图所示，由机械能守恒定律得0mv02mg(L2R)解得RL所以OA的最小距离为LRL。答案：L12如图11所示，滑块和小球的质量均为m，滑块可在水平光滑固定导轨上自由滑动，小球用长为l的轻绳悬于滑块上的O点。开始时轻绳处于水平拉直状态，小球和滑块均静止。现将小球由静止释放，当小球到达最低点时，滑块刚好被一表面涂有黏性物质的固定挡板粘住，在极短的时间内速度由减为零。小球继续向左摆动。求：图11(1)小球到达最低点时速度的大小；(2)小球继续向左摆动到达最高点时轻绳与竖直方向的夹角；(3)小球从释放到第一次到达最低点的过程中，绳的拉力对小球所做的功。解析：(1)小球下摆的过程中，小球和滑块组成的系统，