【名师一号】高考物理一轮 53机械能守恒定律双基练 新人教版.doc

2014名师一号高考物理一轮双基练：5-3机械能守恒定律a级双基达标1关于机械能是否守恒的叙述，正确的是()a做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒b做加速运动的物体机械能不可能守恒c合外力对物体做功为零时，机械能一定守恒d只有重力对物体做功时，物体机械能一定守恒解析只有重力做功或弹簧弹力做功，其他力不做功或做功等于零时，物体的机械能守恒，d项正确答案d2(2013河北唐山一中月考)奥运会中的投掷链球、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，如练图531所示，若不考虑空气阻力，这些物体从被抛出到落地的过程中()练图531a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答案d3.练图532伽利略曾设计如练图532所示的一个实验，将摆球拉至m点放开，摆球会达到同一水平高度上的n点如果在e或f处放钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些点下落，它同样会达到原水平高度上的m点这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小()a只与斜面的倾角有关 b只与斜面的长度有关c只与下滑的高度有关 d只与物体的质量有关解析伽利略设计的实验表明在空气阻力忽略的情况下物体机械能守恒，所以对于物体由静止沿不同角度的光滑斜面下滑时末动能与开始的重力势能相等，mghmv2，v，因此末速度大小只与下滑的高度有关，选项c正确答案c4.练图533(多选题)半径为r的圆桶固定在小车上，有一光滑小球静止在圆桶的最低点，如练图533所示小车以速度v向右匀速运动当小车遇到障碍物突然停止，小球在圆桶中上升的高度可能为()a等于 b大于c小于 d等于2r解析由动能定理得mv2mgh，得a项正确；能通过圆桶的最高点，高度等于2r，d项对；在到达最高点前脱离圆周做斜抛运动最大高度小于，因这时有动能，b项错、c项对答案acd5.练图534(多选题)如练图534所示，一轻弹簧固定于o点，另一端系一重物，将重物从与悬点o在同一水平面且弹簧保持原长的a点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由a点摆向最低点的过程中，以下四个选项中正确的是()a重物的机械能守恒b重物的机械能减少c重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变d重物与弹簧组成的系统机械能守恒解析重物由a点下摆到b点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对重物做了负功，所以重物的机械能减少，故a项错、b项正确；此过程中，由于有重力和弹簧的弹力做功，所以重物与弹簧所组成的系统机械能守恒，即重物减少的重力势能等于重物获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和，故c项错、d项正确答案bd6.练图535(2013四川自贡一诊)如练图535所示，一直角斜面体固定在水平地面上，左侧斜面倾角为60，右侧斜面倾角为30，a、b两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上，两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态，不考虑所有的摩擦，滑轮两边的轻绳都平行于斜面若剪断轻绳，让物体从静止开始沿斜面滑下，下列叙述错误的是()a着地瞬间两物体的速度大小相等b着地瞬间两物体的机械能相等c着地瞬间两物体所受重力的功率相等d两物体的质量之比为ma：mb1：解析根据初始时刻两物体处于平衡状态，由平衡条件可知，magsin60mbgsin30，由此可得，两物体的质量之比为ma：mb1：；由机械能守恒定律可知，着地瞬间两物体的速度大小相等，选项a、d叙述正确；着地瞬间，a物体重力功率pamagvsin60，b物体重力功率pbmbgvsin30，两物体所受重力的功率相等，选项c叙述正确；由于两物体质量不等，初始状态两物体的机械能不等，所以着地瞬间两物体的机械能不相等，选项b叙述错误答案b7(多选题)如练图536所示，一个小环套在竖直放置的光滑圆环形轨道上做圆周运动小环从最高点a滑到最低点b的过程中，其线速度大小的平方v2随下落高度h变化的图象可能是下图所示四个图中的()练图536解析如果小环从最高点a开始滑动时有初速度v0，下滑过程中用机械能守恒得：mvmghmv2，所以v2v2gh，a项正确；如小环在a点的速度为0，同理可得：v22gh，b项正确，c、d项均错误答案ab8.练图537(2013广东汕头金山中学测试)如练图537所示，物体a的质量为m，圆环b的质量为m，通过绳子连接在一起，圆环套在光滑的竖直杆上，开始时连接圆环的绳子处于水平，长度l4 m，现从静止释放圆环不计定滑轮和空气的阻力，取g10 m/s2，求：(1)为使圆环能下降h3 m，两个物体的质量应满足什么关系？(2)若圆环下降h3 m时的速度v5 m/s，则两个物体的质量有何关系？(3)不管两个物体的质量为多大，圆环下降h3 m时的速度不可能超过多大？解析(1)若圆环恰好能下降h3 m，由机械能守恒定律得mghmgha，h2l2(lha)2，解得两个物体的质量应满足关系m3m.(2)若圆环下降h3 m时的速度v5 m/s，由机械能守恒定律得mghmghamv2mv，如练答图531所示，a、b的速度关系为vavcosv.解得两个物体的质量关系为.练答图531(3)b的质量比a的大得越多，圆环下降h3 m时的速度越大，当mm时可认为b下落过程机械能守恒，有mghmv.解得圆环的最大速度vm m/s7.8 m/s.即圆环下降h3 m时的速度不可能超过7.8 m/s.答案(1)m3m(2)(3)7.8 m/sb级能力提升1如练图538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(g10 m/s2)()练图538a10 j b15 jc20 j d25 j解析由hgt2和vygt得：vy m/s，落地时，tan60，可得v0 m/s，由机械能守恒得：epmv，可求得ep10 j，故a项正确答案a2如练图539所示，一均质杆长为r，从图示位置由静止开始沿光滑面abd滑动，ab是半径为r的圆弧，bd为水平面则当杆滑到bd位置时的速度大小为()练图539a. b.c. d2解析由机械能守恒定律得：mgmv2，解得v，故b项对答案b3如练图5310所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道ab和圆轨道bc组成，小球从轨道ab上高h处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过圆轨道最高点c时对轨道的压力为f，并得到如练图5310所示的压力f随高度h的变化关系图象(小球在轨道连接处无机械能损失，g10 m/s2)求：练图5310(1)小球从h3r处滑下，它经过最低点b时的向心加速度的大小；(2)小球的质量和圆轨道的半径解析(1)由机械能守恒得mghmv，向心加速度a6g60 m/s2.(2)由机械能守恒得mghmg2rmv，由牛顿第二定律得mgfm，解得fh5mg，根据图象代入数据得：m0.1 kg，r0.2 m.答案(1)60 m/s2(2)0.1 kg0.2 m4(2013山东省日照市一中第三次质量检测)如练图5311所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在a点，弹簧处于自然状态时其右端位于b点水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道mnp，其形状为半径r0.8 m的圆环剪去了左上角135的圆弧，mn为其竖直直径，p点到桌面的竖直距离也是r.用质量m10.4 kg的物块将弹簧缓慢压缩到c点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在b点用同种材料、质量为m20.2 kg的物块将弹簧也缓慢压缩到c点释放，物块过b点后其位移与时间的关系为x6t2t2，物块从桌面右边缘d点飞离桌面后，由p点沿圆轨道切线落入圆轨道g10 m/s2，求：练图5311(1)bp间的水平距离；(2)判断m2能否沿圆轨道到达m点；(3)物块将弹簧缓慢压缩到c点时弹性势能ep；(4)释放后m2运动过程中克服摩擦力做的功解析(1)设物块由d点以初速度vd做平抛，落到p点时其竖直速度为vy，有v2gr，且tan45，解得vd4 m/s.设平抛运动时间为t，水平位移为x1，有rgt2，x1vdt，解得x11.6 m.由题意可知物块过b点后做初速度为v06 m/s，加速度大小a4 m/s2的匀减速运动减速到vd，bd间位移为x2，有vv2ax2，所以bp水平间距为xx1x24.1 m.(2)若物块能沿轨道到达m点，其速度为vm，有m2vm2v