2018届高考物理一轮复习专题机械能守恒定律及其应用专项练习

1、机械能守恒定律及其应用一、选择题（16 题为单项选择题，710 题为多项选择题）1 关于机械能守恒，下列说法中正确的是（）A. 物体做匀速运动，其机械能一定守恒B. 物体所受合力不为零，其机械能一定不守恒C. 物体所受合力做功不为零，其机械能一定不守恒D.物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动，其机械能减少2.如图 1 所示， 在轻弹簧的下端悬挂一个质量为m的小球A,将小球A从弹簧原长位置由静止释放，小球A能够下降的最大高度为h。若将小球A换为质量为 3m的小球B,仍从3. （2016 前黄中学）一轻绳系住一质量为m的小球悬挂在O点，在最低点先给小球一水平初速度，小球恰能在竖直平

2、面内绕O点做圆周运动，若在水平半径OP的中点A处钉一枚光滑的钉子，仍在最低点给小球同样的初速度，则小球向上通过P点后将绕A点做圆周运动，则到达最高点N时，绳子的拉力大小为（）弹簧原长位置由静止释放，重力加速度为g,不计空气阻力，则小球B下降h时的速度为C2gh图 14九42A. 0B.2mgC.3mgD. 4mg4.将一小球从高处水平抛出，最初2 s 内小球动能 云随时间t变化的图象如图 3 所示,不计空气阻力，g取 10 m/s2。根据图象信息，不能确定的物理量是（）A. 小球的质量B. 小球的初速度C. 最初 2 s 内重力对小球做功的平均功率D. 小球抛出时的高度5如图 4 所示，倾角0

3、= 30的光滑斜面固定在水平地面上，斜面顶端固定一光滑的小定滑轮，质量分别为m和 2m的两小物块A B用轻绳连接，其中B被垂直斜面的挡板挡 住而静止在斜面上，定滑轮与A之间的绳子水平，已知绳子开始时刚好拉直，且A与定滑轮之间的距离为I。现使A由静止下落，在A向下运动至0点正下方的过程中，下列说法正确 的是（）A 物块B始终处于静止状态B.物块A运动到最低点时的速度大小为2glC. 物块 A 运动到最低点时的速度方向为水平向左D. 绳子拉力对物块 B 做正功6.如图 5 所示，可视为质点的小球A和B用一根长为 0.2 m 的轻杆相连，两球质量相等，开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个2

4、 m/s 的初速度，经一段时间两小2球滑上一个倾角为 30的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g取 10 m/s，在3A.杆对小球 A 做负功B.小球 A 的机械能守恒C.杆对小球 B 做正功D.小球B速度为零时距水平面的高度为0.15 m7如图 6 所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是（）图 6A. 甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒B.乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，B机械能守恒C.丙图中，斜面光滑，物体在推力F 作用下沿斜面向下运动的过程中，物体机械能守恒D. 丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒& （2016 浙江

5、舟山模拟）如图 7 所示，一个小环沿竖直放置的光滑圆环形轨道做圆周运动。小环从最高点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方v2随下落高度h的变化图象可能是（）图 7两小球的速度减小为零的过程中,49. （2016 金陵中学）一钢球从某高度自由下落到一放在水平地面的弹簧上，从钢球与弹簧接触到压缩到最短的过程中，弹簧的弹力F、钢球的加速度a重力所做的功WG以及小球的机械能E与弹簧压缩量x的变化图线如下图（不考虑空间阻力），选小球与弹簧开始接触 点为原点，建立图示坐标系，并规定向下为正方向，则下述选项中的图象符合实际的是（ ）510.2022 年第 24 届冬季奥林匹克运动会将在北京举行，跳台

6、滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图 9 所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O点由静止开始，在不借助其他外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40 m，斜坡与水平面的夹角0= 30，运动员的质量 作 50 kg，重力加速度g= 10 m/s2,忽略空气阻力。下列 说法正确的是（）A. 运动员从O点运动到B点的整个过程中机械能守恒B. 运动员到达A点时的速度为 20 m/sC. 运动员到达B点时的动能为 10 kJD. 运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为，3 s二、非选择题11.质量分别为m

7、和 2m的两个小球P和Q中间用轻质杆固定连接，杆长为L,在离P球 3 处有一个光滑固定轴O如图 10 所示。现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时3图 96针摆动到最低位置时，求：图 10(1) 小球P的速度大小；(2) 在此过程中小球P机械能的变化量。12.如图 11 所示，质量为 3 kg 小球A和质量为 5 kg 的B通过一压缩弹簧锁定在一起， 静止于光滑平台上，解除锁定，两小球在弹力作用下分离，A球分离后向左运动恰好通过半径 R= 0.5 m 的光滑半圆轨道的最高点，B球分离后 从平台上以速度VB=3 m/s 水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为a的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下

8、滑，已知斜面顶端2与平台的高度差h= 0.8 m ,g= 10 m/s，求：图 11(1)A、B两球刚分离时A的速度大小;(2)弹簧锁定时的弹性势能;(3)斜面的倾角a。7参考答案1.解析 物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应的增加或减少，选项A 错误；物体仅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，选项B、C 错误；物体沿竖直方向向下做加速度为 5 m/s2的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力的作 用，此力对物体做负 功，物体的机械能减少，故选项D 正确。答案 D2. 解析 根据系统机械能守

9、恒得，对A下降h的过程有mg*日，对B下降h的过程有123mgh= Ep+ 23mv，解得v=答案 A3. 解析恰能做圆周运动，2mvmg=点,解得v=gR。由机械能守恒定律可知1212mR= ?mv 2mv,解得初速度vo= 5gR,根据机械能守恒，在最高点N的速度为v，则：31,2_mgR= mv 一mv222/2根据向心力公式：T+mg= *厂，2联立得T= 3mg故选项 C 正确。答案 C4. 解析 由机械能守恒定律可得 E=Eo+mgh又h=|gt2,所以 E=E0,可见杆对小球A做正功，选项 A、B 错误；由于系统机械能守恒，故小球A增加 的机械能等于小球B减小的机械能，杆对小球B

10、做负功，选项 C 错误。答案 D选项结论分析Ax物体压缩弹簧的过程中，物体所受重力和弹簧的弹力都 对其做功，所以A机械能不守恒BV物体沿斜面下滑过程中，除重力做功外，其他，力做功的代数和始终为零，所以B机械能守恒Cx物体下滑过程中，除重力外还有推力F对其做功，所以物体机械能不守恒DV物体沿斜面下滑过程中，只有重力对其做功，所以物体 机械能守恒7.解析弄清楚机械能守恒的条件是分析此问题的关键。表解如下:答案 BD1 18.解析 对小环由机械能守恒定律得mgh=mV mV,贝Uv2= 2gh+v0,当vo= 0 时，B9正确；当vo0时，A 正确。答案 AB9.解析由于向下为正方向，而弹簧中的弹力

11、方向向上,A 错误；对小球受力分析易10B 正确；根据重力做功的计算式WG=mgx可知，C 正确；小球和弹簧整体的机械能守答案 BC10.解析由题意可得，运动员从O点运动到B点的整个过程机械能守恒，选项A 正由机械能守恒和平抛运动规律可知运动员到达B点时的竖直方向分速度为v=v0 2tan 0=40# m/s，则运动员到达B点时的动能大于 10 kJ，选项 C 错误；设运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为t，则v=gt,t= 孚 s，选项 D 错误。3答案 AB11.解析（1）两球和杆组成的系统机械能守恒，设小球Q摆到最低位置时P球的速度为v,由于P Q两球的角速度相等，Q球运动半径是P球运动半径的两倍，故Q球的速度为2v。由机械能守恒定律得21.2 22mg-3L-mg-L= mv+ ? 2m(2v), 解得v= W。小球P机械能增加量 E=mg-#L+ *mv=4mgL答案 亠等（2）增加了 mgL12.解析（1）小球A恰好通过半径R= 0.5 m 的光滑半圆轨道的最高点，设在最高点速度为Vo,2v0在最咼点有nAg=RAR,物体沿光滑半圆轨道上滑到最高点的过程中机械能守恒,1212、mg 2 R+ 2mv0= mvA,联立解得VA=5 m/s。（2）根