2021版高考一轮总复习物理5-3机械能守恒定律及其应用

1、5-3机械能守恒定律及其应用时间：45分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。其中16为单选，710为多选)1自由下落的物体，其动能与位移的关系如图所示，则图中直线的斜率表示该物体的()A.质量B.机械能C.重力大小D.重力加速度2如图所示，质量均为m，半径均为R的两个完全相同的小球A、B在水平轨道上以某一初速度向右冲上倾角为的倾斜轨道，两轨道通过一小段圆弧平滑连接。若两小球运动过程中始终接触，不计摩擦阻力及弯道处的能量损失，在倾斜轨道上运动到最高点时两球机械能的差值为()A.0 BmgRsinC.2mgRsin D2mgR3如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧

2、的一端，弹簧的另一端固定于O点。将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，当小球运动到与O点正下方的竖直高度差为h的B点时，速度大小为v。已知重力加速度为g，下列说法正确的是()A.小球运动到B点时的动能等于mghB.小球由A点到B点重力势能减少mv2C.小球由A点到B点克服弹力做功为mghD.小球到达B点时弹簧的弹性势能为mghmv24如图所示，一轻质弹簧的下端固定在水平面上，弹簧处于原长状态，若在其上端轻放一个质量为m的物体甲(物体与弹簧不连接，重力加速度为g)，当甲下降高度为h时，其速度恰好变为零。若在轻弹簧上端轻放一质量为2m的物体乙，当乙下降高度h时，下列说法正确的是()A.乙

3、的速度也恰好为零B.乙下降h过程中乙的机械能先增大后减小C.乙下降h过程中乙与弹簧、地面组成的系统总势能一直增大D.乙的速度大小为5.如图所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施。管道除D点右侧水平部分粗糙外，其余部分均光滑。若挑战者自斜管上足够高的位置滑下，将无能量损失的连续滑入第一个、第二个圆管轨道A、B内部(圆管A比圆管B高)。某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过第一个圆管轨道A内部最高位置时，对管壁恰好无压力。则这名挑战者()A经过管道A最高点时的机械能大于经过管道B最低点时的机械能B.经过管道A最低点时的动能大于经过管道B最低点时的动能C.经过管道B最高点时对管外侧壁有压力D.不能经过

4、管道B的最高点6如图所示，物体B的质量是物体A质量的，在不计摩擦阻力的情况下，物体A自H高处由静止开始下落。以地面为参考平面，当物体A的动能与其重力势能相等时(物体B未到达滑轮处)，物体A距地面的高度是()A.H B.HC.H D.H7.如图所示，A、B两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连，A放在固定的光滑斜面上，B、C两小球在竖直方向上通过劲度系数为k的轻质弹簧相连，C球放在水平地面上。现用手控制住A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行。已知A的质量为4m，B、C的质量均为m，重力加速度为g，细线与滑轮之间的摩擦不计。开始时整个系统处于静止状态，释放A后，A

5、沿斜面下滑至速度最大时，C恰好离开地面。下列说法正确的是()A斜面倾角30B.A获得的最大速度为gC.C刚离开地面时，B的加速度为零D.从释放A到C刚离开地面的过程中，A、B两小球组成的系统机械能守恒8.一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲，到斜面上某一点后返回底端，斜面粗糙。滑块运动过程中加速度与时间关系图象如图所示。下列四幅图象分别表示滑块运动过程中位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep(以斜面底端为参考平面)随时间变化的关系图象，其中不正确的是()9.如图所示，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的光滑直杆上，光滑的轻小定滑轮与直杆的距

6、离为d，杆上的A点与定滑轮等高，杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放，不计一切摩擦阻力，下列说法正确的是()A环到达B处时，重物上升的高度hB.环到达B处时，环与重物的速度大小相等C.环从A到B，环减少的机械能等于重物增加的机械能D.环能下降的最大高度为d10如图所示，固定在竖直面内的光滑圆环半径为R，圆环上套有质量分别为m和2m的小球A、B(均可看成质点)，且小球A、B用一长为2R的轻质细杆相连，在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加速度为g)，下列说法正确的是()A.A球增加的机械能等于B球减少的机械能B.A球增加的重力势能等于B球减少的重力势能

7、C.A球的最大速度为 D.细杆对A球做的功为mgR二、非选择题(本题共2小题，共30分)11.(14分)如图所示，AB为光滑的水平面，BC是倾角为的足够长的光滑斜面，斜面体固定不动。AB、BC间用一小段光滑圆弧轨道相连。一条长为L的均匀柔软链条开始时静止的放在ABC面上，其一端D至B的距离为La。现自由释放链条，则：(1)链条下滑过程中，系统的机械能是否守恒？简述理由；(2)链条的D端滑到B点时，链条的速率为多大？12. (16分)如图所示，左侧竖直墙面上固定半径为R0.3 m的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。质量为ma100 g的小球a套在半圆环上，质量为mb3

8、6 g的滑块b套在直杆上，二者之间用长为l0.4 m的轻杆通过两铰链连接。现将a从圆环的最高处由静止释放，使a沿圆环自由下滑，不计一切摩擦，a、b均视为质点，重力加速度g10 m/s2。求：(1)小球a滑到与圆心O等高的P点时的向心力大小；(2)小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功。答案1C2C3D4D5C6B7AC8ABC9CD10AD11(1)链条在下滑过程中机械能守恒，因为斜面BC和AB面均光滑，链条下滑时只有重力做功，符合机械能守恒的条件。(2)设链条质量为m，可以认为始末状态的重力势能变化是由La段下降引起的，高度减少量hsinsin，该部分的质量为m(La)，由机械能守恒定律可得：(La)ghmv2，可解得：v。12(1)当a滑到与O同高度的P点时，a的速度v沿圆环切向向下，b的速度为零，由机械能守恒可得：magRmav2，解得：v。对小球a受力分析，由牛顿第二定律可得：F2mag2 N。(2)杆与圆环相切时，如图所示