【优化方案】高考物理一轮复习 第五章第三节 机械能守恒定律课时作业（含试题）.doc

【优化方案】2014届高考物理一轮复习 第五章第三节 机械能守恒定律课时作业（含2013试题）人教版一、选择题1(2013天津市河西区高三质量调查)质量为m的滑块，沿高为h，长为l的粗糙斜面匀速下滑，在滑块从斜面顶端滑到底端的过程中，下列说法中正确的是()a滑块的机械能减少了mghb重力对滑块所做的功等于mghc滑块势能的变化量等于mghd滑块动能的变化量等于mgh解析：选abc.滑块匀速下滑，滑块的动能不变，则机械能减小量等于重力势能的减少量，重力做功与路径无关，重力的功wmgh，重力势能减少mgh，机械能就减少mgh，a、b、c正确，d错误2如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间，用一根长为l的轻杆连接(杆的质量可不计)，而小球可绕穿过轻杆中心o的水平轴无摩擦转动，现让轻杆处于水平位置，然后无初速度释放，重球b向下，轻球a向上，产生转动，在杆转至竖直的过程中()ab球的重力势能减小，动能增加ba球的重力势能增加，动能减小ca球和b球的总机械能守恒da球和b球的总机械能不守恒解析：选ac.两球组成的系统，在运动中除动能和势能外没有其他形式的能转化，所以系统的机械能守恒3.(2013佛山模拟)在一次课外趣味游戏中，有四位同学分别将四个质量不同的光滑小球沿竖直放置的内壁光滑的半球形碗的碗口内侧同时由静止释放，碗口水平，如图所示他们分别记下了这四个小球下滑速率为v时的位置，则这些位置应该在同一个()a球面b抛物面c水平面 d椭圆面解析：选c.因半球形碗的内壁光滑，所以小球下滑过程中机械能守恒，取小球速率为v时所在的平面为零势能面，则根据机械能守恒定律得mghmv2，因为速率v相等，所以高度相等，与小球的质量无关，即这些位置应该在同一个水平面上，c正确4(2013江苏启东中学质检)如图所示，a、b两球质量相等，a球用不能伸长的轻绳系于o点，b球用轻弹簧系于o点，o与o点在同一水平面上，分别将a、b球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()a两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等b两球到达各自悬点的正下方时，a球动能较大c两球到达各自悬点的正下方时，b球动能较大d两球到达各自悬点的正下方时，a球受到向上的拉力较大解析：选bd.整个过程中两球减少的重力势能相等，a球减少的重力势能完全转化为a球的动能，b球减少的重力势能转化为b球的动能和弹簧的弹性势能，所以a球的动能大于b球的动能，所以b正确；在o点正下方位置根据牛顿第二定律，小球所受拉力与重力的合力提供向心力，则a球受到的拉力较大，所以d正确5.(2013苏、锡、常、镇四市联考)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：选bd.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6(2013东北地区名校联考)如图所示，一物体以速度v0冲向光滑斜面ab，并能沿斜面升高h，下列说法正确的是()a若把斜面从c点锯断，由机械能守恒定律知，物体冲出c点后仍能升高hb若把斜面弯成如图所示的半圆弧形，物体仍能沿ab升高hc若把斜面从c点锯断或弯成如图所示的半圆弧形，物体都不能升高h，因为物体的机械能不守恒d若把斜面从c点锯断或弯成如图所示的半圆弧形，物体都不能升高h，但物体的机械能仍守恒解析：选d.若把斜面从c点锯断，物体到达最高点时水平速度不为零，由机械能守恒定律知，物体冲出c点后不能升高h；若把斜面弯成如题图所示的半圆弧形，物体在升高h之前已经脱离轨道物体在这两种情况下机械能均守恒7(2013盐城第一次调研)如图所示，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力下列说法中正确的是()a弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能b小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒c小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关d小球从抛出点运动到圆筒口的时间与小球抛出时的角度无关解析：选a.小球从抛出到弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹力做功，小球与弹簧组成的系统的机械能守恒即mvmghep，所以epek0，故a对，b错斜上抛运动可分解为竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动，所以h(为v0与水平方向的夹角)，即v0，知c错；由0v0singt，t知d错8(2013江西六所重点中学联考)面积很大的水池，水深为h，水面上浮着一正方体木块，木块边长为a，密度为水的1/2，质量为m.开始时，木块静止，有一半没入水中，如图所示现用力将木块缓慢地压到池底在这一过程中()a木块的机械能减少了mgb水池中水的机械能不变c水池中水的机械能增加了2mgd水池中水的机械能增加了2mg解析：选ad.用力将木块缓慢地压到池底的过程中，木块下降的深度为h，所以木块的机械能减少了mg，a对；因水池面积很大，可忽略因木块压入水中所引起的水深变化，木块刚好完全没入水中时，图中原来处于划斜线区域的水被排开，结果等效于使这部分水平铺于水面，这部分水的质量为m，上升的高度为a，其势能的增加量为e水1mghmg(ha)mga；木块从刚好完全没入水中到压入池底的过程中，等效成等体积的水上升到木块刚好完全没入水中的位置，这部分水的质量为2m，上升的高度为ha，势能的增加量为e水22mg(ha)，所以水池中水的机械能增加了e水e水1e水22mg，d对9(2013保定廊坊联考)“六十甲子”是古人发明用来计时的方法，也是一种表示自然界五行之气循环流转的直观表示法某学校物理兴趣小组用空心透明粗糙塑料管制作了如图所示的竖直“60”造型两个“0”字形圆的半径均为r，让一质量为m、直径略小于管径的小球从入口a处无初速度放入，b、c、d是轨道上的三点，e为出口，其高度低于入口a.已知bc是“0”字形的一条竖直方向的直径，d点是左侧“0”字形上的一点，与圆心等高，a比c高r，当地的重力加速度为g，则小球在整个运动过程中，下列说法正确的是()a如果是光滑小球，在d点处，塑料管的左侧对小球的压力为4mgb如果是光滑小球，小球一定能从e点射出c如果是不光滑小球，且能通过c点，此处塑料管对小球的作用力小于mgd如果是不光滑小球，小球不可能停在b点解析：选abc.光滑小球从a到d机械能守恒：mg2rmv，d点由牛顿第二定律，fn4mg，a对；e高度低于a，由机械能守恒mghaemv，故ve0，则光滑小球一定从e射出，b对；在ac过程中，若小球光滑：mgrmv，mgfn得fnmg，若小球不光滑则vcvc，fnmg，则c正确；若小球不光滑，当mghabwff0时小球可能停在b点，d错二、非选择题10(2011高考上海卷)以初速为v0，射程为s的平抛运动轨迹制成一光滑轨道，一物体由静止开始从轨道顶端滑下，当其到达轨道底部时，物体的速率为_，其水平方向的速度大小为_解析：在平抛运动中由sv0t、hgt2可得h.物体沿轨道下滑时机械能守恒，mghmv2，解之有v.由于曲线运动中瞬时速度的方向沿运动轨迹的切线方向，而轨道形状与平抛运动轨迹相同，故可知物体在轨道底端时速度方向与以v0平抛的物体末速度同向，则有，解之有vx.答案：11(2010高考江苏卷)在游乐节目中，选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上，小明和小阳观看后对此进行了讨论如图所示，他们将选手简化为质量m60 kg的质点，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角53，绳的悬挂点o距水面的高度为h3 m，不考虑空气阻力和绳的质量，浮台露出水面的高度不计，水足够深取重力加速度g10 m/s2，sin530.8，cos530.6.(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小f；(2)若绳长l2 m，选手摆到最高点时松手落入水中设水对选手的平均浮力ff1800 n，平均阻力ff2700 n，求选手落入水中的深度d；(3)若选手摆到最低点时松手，小明认为绳越长，在浮台上的落点距岸边越远；小阳却认为绳越短，落点距岸边越远请通过推算说明你的观点解析：(1)由机械能守恒定律得mgl(1cos)mv2选手做圆周运动，有fmgm解得f(32cos)mg且选手对绳的拉力ff则f1080 n.(2)由动能定理得mg(hlcosd)(ff1ff2)d0则d解得d1.2 m.(3)选手从最低点做平抛运动，则有xvt，hlgt2联立式解得x2当l时，x有最大值，解得l1.5 m因此，两人的看法均不正确当绳长越接近1.5 m时，落点距岸边越远答案：(1)1080 n(2)1.2 m(3)见解析12(创新题)如图所示，一轻绳绕过无摩擦的两个轻质小定滑轮o1、o2和质量mbm的小球连接，另一端与套在光滑直杆上质量mam的小物块连接，已知直杆两端固定，与两定滑轮在同一竖直平面内，与水平面的夹角60，直杆上c点与两定滑轮均在同一高度，c点到定滑轮o1的距离为l，重力加速度为g，设直杆足够长，小球运动过程中不会与其他物体相碰现将小物块从c点由静止释放，试求：(1)小球下降到最低点时，小物块的机械能(取c点