高考物理复习 金版教程 第5章第3单元 机械能守恒定律练习.doc

限时规范特训(时间：45分钟分值：100分)1如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()a物体的重力势能减少，动能增加b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解析：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，且夹角大于90，所以物体克服弹力做功，物体的机械能减少，但动能增加，重力势能减少，故a项正确，b、c项错误对物体与斜面组成的系统内，只有动能和重力势能之间的转化，故系统机械能守恒，d项正确答案：ad2如图所示，质量均为m的a、b两个小球，用长为2l的轻质杆相连接，在竖直平面内，绕固定轴o沿顺时针方向自由转动(转动轴在杆的中点), 不计一切摩擦，某时刻a、b球恰好在如图所示的位置，a、b球的线速度大小均为v，下列说法正确的是()a运动过程中b球机械能守恒b运动过程中b球速度大小不变cb球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量保持不变db球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量不断改变解析：以a、b球为系统，两球在运动过程中，只有重力做功(轻杆对两球做功的和为零)，两球的机械能守恒以过o点的水平面为重力势能的参考平面时，系统的总机械能为e2mv2mv2.假设a球下降h，则b球上升h，此时两球的速度大小是v，由机械能守恒定律知mv2mv22mghmgh，得到vv，故运动过程中b球速度大小不变当单独分析b球时，b球在运动到最高点之前，动能保持不变，重力势能在不断增加由几何知识可得单位时间内机械能的变化量 是不断改变的，b、d正确答案：bd32012湖南长沙一中月考一个高尔夫球静止于平坦的地面上，在t0时球被击出，以初速度v031 m/s做斜抛运动，飞行中球的速率与时间的部分关系如图所示若不计空气阻力的影响，根据图象提供的信息可以求出()a高尔夫球在何时离地最高b高尔夫球可上升的最大高度c高尔夫球的最大重力势能d高尔夫球落地时离击球点的距离解析：本题借助vt图线，考查了机械能因高尔夫球被击出后机械能守恒，所以从题图中得出，5 s末速率与初速率相等，说明高尔夫球落回到地面，在2.5 s速率最小，为水平速度，离地最高，根据运动的合成与分解可以算出竖直方向的初速度，这样就可以算出高尔夫球上升的最大高度和运动的时间，在水平方向高尔夫球匀速运动，可以求出射程，因高尔夫球的质量未知，不能算出高尔夫球的最大重力势能，c项错误答案：abd4小明和小强在操场上一起踢足球，足球质量为m.如图所示，小明将足球以速度v从地面上的a点踢起 ，当足球到达离地面高度为h的b点位置时，取b处为零势能参考面 ，不计空气阻力则下列说法中正确的是()a小明对足球做的功等于mv2mghb小明对足球做的功等于mghc足球在a点处的机械能为mv2d足球在b点处的动能为mv2mgh解析：小明对足球做的功wmv2，a、b项错误；足球在a处的机械能为mv2mgh，c项错误；由机械能守恒知，b处动能为mv2mgh，d项正确答案：d5如图所示，a、b质量均为m，轻质小滑轮距光滑水平杆高度为h，开始时轻质细绳与杆夹角45.释放b后，a、b同时开始运动，小滑轮绕轴无摩擦转动则在a、b开始运动以后，下列说法正确的是()aa、b速度同时达到最大值b轻质细绳一直对b做负功ca能获得的最大动能为(1)mghdb将在竖直方向做简谐运动解析：a的速度最大，动能最大，此时b的速度为零由机械能守恒定律，得： ekmg(h)(1)mgh.a错c对当与a连接的细绳运动越过竖直方向后，轻质细绳对b做正功，b将在竖直方向做机械振动但由于细绳拉力大小不与b对其平衡位置位移大小成正比，所以b、d均错答案：c6如图所示，固定在竖直平面内的光滑3/4圆弧轨道abcd，其a点与圆心等高，d点为轨道最高点，ac为圆弧的一条水平直径，ae为水平面现使小球自a点正上方o点处静止释放，小球从a点进入圆轨道后能通过轨道最高点d.则()a小球通过d点时速度可能为零b小球通过d点后，一 定会落到水平面ae上c小球通过d点后，一定会再次落到圆轨道上do点可能与d点等高解析：由竖直面内圆周运动规律可知：小球既然能通过最高点则过最高点时速度不可能为零，其临界速度为v，其中r为光滑圆弧轨道的半径由机械能守恒可得mghmgrmv2，小球要通过最高点d，至少应从hr处开始下落，因此ad错误；若小球刚好可以通过d点，则离开d点后做平抛运动，当下落r高度时，需要时间为t，其水平位移为svtr，大于圆轨道的半径，故小球一定不会落到圆轨道上，只能落在水平面ae上，c错误；b正确答案：b7. 2012金考卷发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后使其沿椭圆轨道2运行，最后将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于q点，轨道2、3相切于p点，如图所示当卫星分析都在轨道1、2、3上正常运行时，则以下说法正确的是()a卫星在轨道3上的运行速率大于7.9 km/sb卫星在轨道3上的机械能小于它在轨道1上的机械能c卫星在轨道2上，p点的机械能大于q点的机械能d卫星在轨道1上的机械能小于在轨道2上的机械能解析：由gm得v，且v7.9 km/s为卫星在最低轨道的运行速度，可见a错；向更高的轨道发射需要更大的机械能，b错、d正确；同一轨道运行时只有万有引力做功其机械能守恒，c错答案：d8如图所示，质量为m的小球(可看作质点)在竖直放置的半径为r的固定光滑圆环轨道内运动若小球通过最高点时的速率为v0，下列说法中正确的是()a小球在最高点时只受到重力作用b小球在最高点对圆环的压力大小为2mgc小球绕圆环一周的时间等于2r/v0d小球经过任一直径两端位置时的动能之和是一个恒定值解析：最高点处nmg，因此nmg；最高点速率最小，因此周期一定小于2r/v0；小球到任意位置的机械能都相等，任意两个位置的机械能之和恒定，不妨设圆心等高处为重力势能参考平面，则任一直径两端位置势能之和恒定为零，因此动能之和也恒定答案：d92011年7月16日，第14届世界游泳锦标赛在上海开幕同日产生了首枚金牌，在女子三米板个人决赛中，吴敏霞尽显强大实力，以356.40分夺取金牌，这已经是中国队在世界游泳锦标赛上连续第六次拿到该项冠军，如图为吴敏霞空中完美动作若吴敏霞的质量为m，她入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为f，在水中下降高度h的过程中，她在水中(g为当地重力加速度)()a动能减少了fhb重力势能减少了mghc机械能减少了(fmg)hd机械能减少了fh解析：本题考查动能定理根据动能定理可知合力做功等于动能变化量，选项a错误；重力做功等于重力势能减少量，选项b正确；机械能减少量等于克服阻力所做的功，即为efh，选项c错误、d正确答案：bd10.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与地面相垂直，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 ()aa球到达最低点时速度恰好为零b该系统顺时针摆动过程a球势能逐渐减小b球势能逐渐增加c该系统顺时针摆动过程b球达到的最高位置高于a球开始运动时的高度d当支架逆时针摆动时，a球不可能回到起始高度解析：顺时针摆动角度大于60，oa会超过竖直位置继续顺时针摆动一定角度答案：c11如图所示，光滑弧形轨道与半径为r的光滑圆轨道相连，固定在同一个竖直面内将一只质量为m的小球由圆弧轨道上离水平面某一高度处无初速释放为使小球在沿圆轨道运动时始终不离开轨道，这个高度h的取值范围如何？解析：可能做完整的圆周运动，在圆轨道最高点重力提供向心力mg，由机械能守恒得 mghmg2rmv2得h2.5r.也可能不超过与圆心等高处，由机械能守恒得mghmgr 得hr，综上得hr或h2.5r.答案：hr或h2.5r.12如图所示为荡秋千的示意图，最初人直立站在踏板上，两绳与竖直方向的夹角均为，人的重心到悬点o的距离为l1；从a点向最低点b运动的过程中，人由直立状态变为自然下蹲，在b点人的重心到悬点o的距离为l2；在最低点处，人突然由下蹲状态变成直立状态(人的重心到悬点o的距离恢复为l1)，且保持该状态到最高点c.设人的质量为m，不计踏板和绳的质量，不计一切摩擦和空气阻力求：(1)人第一次到达最低点b还处于下蹲状态时，从身上掉下一件物品，问物品落地点到最低点的距离为多少？假设人在最低点时离地面高度为h.(2)人第一次到达最高点c时，绳与竖直方向的夹角为多大？(可用反三角函数表示；解答本问时不考虑超重和失重)解析：(1)人从a点到b点(还处于下蹲状态)的过程中，设b点此时的速度为v根据机械能守恒得mg(l2l1cos) mv2物品落地的时间为t，有hgt2物品落地点的水平位移xvt解得x2则该点离最低点b的距离 s.(2)人从b点保持直立状态到达c点的过程中，根据机械能守恒定律mv2mgl1(1cos)解得arccos( cos)答案：(1) (2)arccos(cos)13如图所示，在光滑平台上，有一劲度系数为k的轻质弹簧，其一端固定在固定挡板上，另一端连接一质量为m的物体a.有一细