【三维设计】高三物理备考复习 第五章 第3单元 机械能守恒定律课下综合提升 新人教版（广东专版）.doc

【三维设计】2013高三物理备考复习 第五章 第3单元 机械能守恒定律课下综合提升 新人教版（广东专版）1(双选)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如果物体所受到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：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，如自由落体运动，选项d正确。答案：cd2.如图1所示，在水平桌面上的a点有一个质量为m的物体，以初速度v0被抛出，不计空气阻力，当它到达b点时，其动能为()图1a.mv02mghb.mv02mgh1cmghmgh2d.mv02mgh2解析：由机械能守恒，mgh1mv2mv02，到达b点的动能mv2mgh1mv02，b正确。答案：b3.如图2所示，a、b两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高。b球质量大于a球质量。两球间用一条细线连接，开始线处于松弛状态。现同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计。下列说法错误的是()图2a下落过程中两球间的距离保持不变b下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧为止c下落过程中，a、b两球都处于失重状态d整个下落过程中，系统的机械能守恒解析：两球同时释放后，均做自由落体运动，加速度均为g，故两球均处于失重状态，机械能守恒，两球间距保持不变，a、c、d均正确，b错误。答案：b4.(双选)质量为m1、m2的两个物体，静止在光滑的水平面上，质量为m的人站在m1上用恒力f拉绳子，经过一段时间后，两物体速度的大小分别为v1、v2，位移分别为s1、s2，如图3所示，则这段时间内人做功为()图3afs2bf(s1s2)c.m2v22 d.m2v22(mm1)v12解析：人做功转化为两个物体的动能以及人的动能。故人做功为f(s1s2)m2v22(m1m)v12，选项b、d正确。答案：bd5.内壁光滑的环形凹槽半径为r，固定在竖直平面内，一根长度为r的轻杆，一端固定有质量m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙。现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点(如图4所示)，由静止释放后()图4a下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能b下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能c甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点d杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点解析：环形槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点。答案：a6.(双选)如图5所示是北京朝阳公园摩天轮，一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为r的匀速圆周运动，假设t0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是()图5a乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为epmgr(1cost)b乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为mmgc乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为emv2d乘客运动的过程中，机械能随时间的变化关系为emv2mgr(1cost)解析：在最高点，根据牛顿第二定律可得，mgfnm，受到座位的支持力为fnmgm，b项错误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能发生变化，所以乘客在运动的过程中机械能不守恒，c项错误；在时间t内转过的弧度为t，所以对应t时刻的重力势能为epmgr(1cost)，总的机械能为eekepmv2mgr(1cost)，a、d两项正确。答案：ad7. (双选)如图6所示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的质点，在力f和重力的作用下，从坐标原点o由静止开始沿直线oa斜向下运动，直线oa与y轴负方向成角(90)。不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是()图6a当fmgtan时，质点的机械能守恒b当fmgsin时，质点的机械能守恒 c当fmgtan时，质点的机械能可能减小也可能增大d当fmgsin时，质点的机械能可能减小也可能增大解析：如图为力的矢量三角形图示，若fmgtan，则f力可能为b方向或c方向，故力f的方向可能与运动方向成锐角，也可能与运动方向成钝角，除重力外的力f对质点可能做正功，也可能做负功，故质点机械能可能增大，也可能减小，c对a错；当fmgsin，即力f为a方向时，力f垂直质点运动方向，故只有重力对质点做功，机械能守恒，b对d错。答案：bc8如图7所示，质量、初速度大小都相同的a、b、c三个小球，在同一水平面上，a球竖直上抛，b球以倾斜角斜向上抛，空气阻力不计，c球沿倾角为的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为ha、hb、hc，则()图7ahahbhc bhahbhc dhahchb解析：a球和c球上升到最高点时速度均为零，而b球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能。对a、c球的方程为mghmv02得h，对b球：mghmvt2mv02，且vt0所以hh，故d正确。答案：d9.如图8所示，重10 n的滑块在倾角为30的斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧。滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab0.8 m，bc0.4 m，那么在整个过程中下列判断错误的是 ()图8a滑块动能的最大值是6 jb弹簧弹性势能的最大值是6 jc从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 jd滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒解析：滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，d正确；以c点为参考点，则a点的机械能为6 j，c点时的速度为0，重力势能也为0，所以弹性势能的最大值为6 j，从c到b弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为6 j，所以b、c正确。由ac时，因重力势能不能全部转变为动能，故a错。答案：a10.如图9所示，倾角为30、高为l的固定斜面底端与水平面平滑相连，质量分别为3m、m的两个小球a、b用一根长为l的轻绳连接，a球置于斜面顶端，现由静止释放a、b两球，球b与弧形挡板碰撞过程中无机械能损失，且碰后只能沿斜面下滑，它们最终均滑至水平面上。重力加速度为g，不计一切摩擦。则下列说法错误的是()图9a小球a下滑过程中，小球a、b系统的重力对系统做正功，系统的重力势能减小ba球刚滑至水平面时，速度大小为c小球b升高l/2时，重力对小球a做功的功率大于重力对小球b做功的功率d小球b从刚开始上升到开始进入斜面过程中，绳的拉力对小球b做功为解析：小球a下滑过程中，b球的重力对b球做负功，a球的重力对a球做正功，但由系统的动能增大可知，系统的重力势能减小，故小球a、b系统的重力对系统做正功，a项正确；对a、b系统利用机械能守恒可知，a球从开始滑动到刚滑至水平面过程中，有3mglmg4mv2，故v，b项正确；小球b升高l/2时，因两球的速度大小相等，而a球沿斜面向下的分力为1.5mg，故此时重力对小球a做功的功率大于重力对小球b做功的功率，c项正确，小球b从刚开始上升到开始进入斜面过程中，有3mgmgl4mv2，故v，对b球利用动能定理又有：mv2wmgl，故w，d项错误。答案：d11.如图10所示，半径r0.9 m的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点b与长为l1 m的水平面相切于b点，bc离地面高h0.8 m，质量m1.0 kg的小滑块从圆弧顶点d由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数0.1，(不计空气阻力，取g10 m/s2)求：图10 (1)小滑块刚到达圆弧轨道的b点时对轨道的压力；(2)小滑块落地点距c点的距离。解析：(1)设小滑块运动到b点的速度为vb，圆弧轨道对小滑块的支持力为fn，由机械能守恒定律得：mgrmvb2由牛顿第二定律得：fnmgm联立解得小滑块在b点所受支持力fn30 n由牛顿第三定律得，小滑块在b点时对轨道的压力为30 n(2)设小滑块运动到c点的速度为vc，由动能定理得：mgrmglmvc2解得小滑块在c点的速度vc4 m/s小滑块从c点运动到地面做平抛运动水平方向：xvct竖直方向：hgt2滑块落地点距c点的距离s0.8 m1.8 m答案：(1)30 n(2)1.8 m12山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。一滑雪道abc的底部是一段半径为r的圆弧，圆弧的末端c的切线沿水平方向，c点到地面之间是一悬崖峭壁，如图11所示。已知ac间的高度差为h，运动员连同滑雪装备总质量为m，开始时运动员从a点由静止下滑，滑到c点后被水平抛出，当抛出时间为t时，迎面遭遇一股强风，最终运动员落到了与起点a高度差为h的水平雪地上，落地时速度大小为v，不计遭遇强风前的空气阻力和雪道的摩擦阻力，重力加速度为g。求：图11(1)运动员到达c点所受的支持力的大