【2019最新】精选高考物理总复习练习：第16课机械能守恒定律Word版含解析

1、【 2019最新】精选高考物理总复习练习：第16课机械能守恒定律 Word 版含解析1判断机械能是否守恒a通过分析各力做功情况判断单个物体的机械能是否守恒(1)(2015 天津理综， 6 分) 如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为 m 的圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为 L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L( 未超过弹性限度 ) ，则在圆环下滑到最大距离的过程中()A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变答案： B解析：

2、圆环与弹簧组成的系统机械能守恒，即圆环的重力势能、动能与弹簧的弹性势能之和保持不变，故D 项错误。在圆环下落过程中弹簧的弹性势能增加，则圆环的机械能减少，故A 项错误。圆环欢迎下载。下滑到最大距离时速度为零，但是加速度不为零，即合力不为零，故 C 项错误。根据几何关系可得此时圆环的重力势能减少了 mgL，而圆环的动能变化量为 0，根据机械能守恒定律知弹簧的弹性势能增加了 mgL，故 B项正确。(2)( 多选 )(2017宜昌模拟， 6 分) 如图所示，一轻弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O 在同一水平面且使弹簧保持原长的A 点无初速度地释放，让小球自由摆下，不计空气阻力，在小

3、球由 A 点摆向最低点 B 的过程中，下列说法中正确的是()A小球的机械能守恒B小球的机械能减少C小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D小球与弹簧组成的系统机械能守恒答案： BD解析：小球由A 点下摆到 B 点的过程中，弹簧被拉长，弹簧的弹力对小球做了负功，所以小球的机械能减少，故A 项错误， B 项正确。在此过程中，由于只有重力和弹簧的弹力做功，所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒，即小球减少的重力势能等于小球获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和，故 C项错误， D项正确。b通过分析外力做功情况判断多个物体组成的系统机械能是否守恒【2019最新】精选高考物理总复习练习：第16课机械能守恒定律W

4、ord版含解析(3)( 多选 )(2017 天门模拟， 6 分) 如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 连接，另一端与物体 A 相连，物体 A 置于光滑水平桌面上， A 右端连接一细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B 相连。开始时托住 B，让 A 处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至 B 获得最大速度，下列有关该过程的分析正确的是 ( ) AB 物体受到细线的拉力保持不变BA 物体与 B 物体组成的系统机械能不守恒CB 物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量D当弹簧的拉力等于B 物体的重力时， A 物体的动能最大答案： BD解析：以 A、B 组成的系统为研究对象，有 mBgk

5、x (mAmB)a，由于弹簧的伸长量 x 逐渐变大，从开始到 B 速度达到最大的过程中 B 加速度逐渐减小，又由 mBgFTmBa可知，此过程中细线的拉力逐渐增大，是变力，故 A 项错误。 A 物体、弹簧与 B 物体组成的系统机械能守恒，而 A 物体与 B 物体组成的系统机械能不守恒，故 B 项正确。 B 物体机械能的减少量等于 A 物体机械能的增加量与弹簧弹性势能的增加量之和，所以 B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量，故C项错误。当弹簧的拉力等于B 物体的重力时， B物体的加速度为零，速度最大，A物体的动能最大，故D项正确。3 / 93 / 92机械能守恒定律的应用a单个物体机械

6、能守恒的应用(4)(2016 全国， 12 分) 如图所示，在竖直平面内由圆弧 AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点 B 平滑连接。 AB弧的半径为R，BC 弧的半径为。一小球在 A 点正上方与 A 相距处由静止开始自由下落，经 A 点沿圆弧轨道运动。求小球在 B、A 两点的动能之比；通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。答案： 5(5 分)小球恰好可以沿轨道运动到C点(7 分)解析：设小球质量为 m，小球在 A 点的动能为 EkA，由机械能守恒可得，对小球从静止释放到 A 点有 EkAmg(2 分)从静止释放到 B 点有 EkBmg(2 分)故5 (1 分)若小球恰能沿轨道运动到C

7、 点，则小球将在C 点不受轨道的弹力，且由重力提供做圆周运动的向心力，设此时小球在最高点的速度大小为 vC，根据牛顿运动定律有mgm ,f(R,2)(2分)【2019最新】精选高考物理总复习练习：第16课机械能守恒定律Word版含解析动能为 EkCmv(2 分)联立以上两式可得EkCmg(1 分)故要想小球到达C 点，则小球运动到C点的动能不能小于EkCmg又由机械能守恒知，小球经过A 点时的动能等于小球在C 点的动能。 (1 分)本题中，由于求出的小球在A 点的动能恰好为mg，故小球运动到C点的动能也恰好为R4mg，刚好满足运动到 C 点的条件，所以小球恰好可以沿轨道运动到C点。(1 分)(

8、5) (2018新编， 6 分) 如图所示，粗细均匀、两端开口的U 形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流动，不计一切摩擦，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为()A. B. C. D.12gh答案： A解析：当两液面高度相等时，减少的重力势能转化为整个液体的动能，根据机械能守恒定律有mg·hmv2，解得 v，故 A 项正确。b含弹簧的连接体中机械能守恒的应用5 / 95 / 9(6)( 多选 )(2017 江苏单科， 4 分) 如图所示，三个小球A、B、C 的质量均为 m，A 与 B、C 间通过铰链用轻杆连接，杆长为L，B、C 置于

9、水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长。现A 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角 由 60°变为 120°， A、B、C 在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为 g，则此下降过程中 ()AA 的动能达到最大前， B 受到地面的支持力小于mgBA 的动能最大时， B 受到地面的支持力等于mgC弹簧的弹性势能最大时，A 的加速度方向竖直向下D弹簧的弹性势能最大值为mgL答案： AB解析：当 A 的动能达到最大时， A 的加速度等于零，设轻杆的支持力为 T，与水平方向的角度为 1，由共点力的平衡有 2Tsin 1mg，解得 Tsin 1mg。对

10、B 进行分析， B 受到重力、支持力、弹簧的拉力和沿杆斜向下的压力。在竖直方向上受力平衡，有 N Tsin 1mg，将式代入得 N mg。当 A 的动能达到最大之前，A 有竖直向下的加速度，即 2Tsin 1mg<0，所以由式知此时 B 受到的支持力 N<mg，故 A 项、B 项均正确。弹簧的弹性势能最大时， A 的速度已经由最大减为零， A 的加速度竖直向上，故 C 项错误。此时 B、C 的速度也等于零，整体动能与初始时相等，根据机械【2019最新】精选高考物理总复习练习：第16课机械能守恒定律Word版含解析能守恒定律可知，弹性势能的增大量等于重力势能的减小量，故当A 速度为零

11、时，下降到最低点，此时弹性势能最大，等于重力势能的减小量· mgL，故 D项错误。c不含弹簧的连接体中机械能守恒的应用(7)( 多选 )(2018改编， 6 分) 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，光滑的轻质小定滑轮与直杆的距离为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hd2B环到达 B 处时，环的速度为（322）gdC环从 A 到 B，环减少的重力势能等于环增加的动能和重物增加的重力

12、势能之和D环能下降的最大高度为d答案： BD解析：根据几何关系可看出，环从A 下滑至 B 点时，重物上升的高度 hdd，故 A 项错误。环到达 B 处时，将环的速度沿绳方向和垂直于绳子方向分解，在沿绳方向上的分速度等于重物的速度，即7 / 97 / 9v 环cos 45° v物。根据系统机械能守恒定律，从A 到B 对环和重物有mgd2mghmv· 2mv，解得环的速度v 环，故B 项正确。环下滑过程中系统无摩擦力做功，故环与重物组成的系统机械能守恒，即环减少的重力势能等于环和重物增加的动能以及重物增加的重力势能之和，故 C 项错误。环下滑到最大高度 H 时环和重物的速度均为

13、 0，此时重物上升的最大高度为 d，根据机械能守恒有mgH2mg(d) 0，可解得 Hd，故 D项正确。(8)(2017 泰州模拟， 6 分) 如图所示，质量分别为 mA和 mB的 A、B两小球，分别用细线悬挂在天花板上，小球之间用轻绳相连。平衡时，两球恰好处于同一高度，细线与竖直方向间夹角分别为1 与 2( 1>2) ，此时细线的拉力分别为 FA 和 FB，两球的重力势能分别为 EpA和 EpB。突然剪断 A、B 间的轻绳，两球摆动的最大速度分别为 vA 和 vB，则 ()AFA一定大于 FB B mA一定大于 mBCvA 一定大于 vB D EpA一定大于 EpB答案： C解析：未剪断轻绳时两球都处于平衡状态，设两球间的轻绳的拉力大小为 T。A 球的受力分析如图所示，则有 TmAgtan 1，FA。同理，对 B 球有 TmBgtan 2，FB，解得 mAgtan 1mBgtan 2，因 1>2，解得 mA<mB，FA<FB，故 A 项、 B 项均错误。两球【2019最新】精选高考物理总复习练习：第16课机械能守恒定律Wor