高三物理一轮复习课时规范练机械能守恒定律及其应用含解析

1、课时规范练17机械能守恒定律及其应用_课时规范练第32页基础巩固组 .1.（多选）（机械能守恒的判断）（2017吉林通榆县月考）如图所示，斜面置于光滑水平地面，其光 滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下毛t过程中，下列说法正确的是（）A.物体的重力势能减少，动能增加，机械能减少B.斜面的机械能不变C.斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D.物体和斜面组成的系统机械能守恒HKJad解析I物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不 垂直，弹力方向垂直于接触面，但与速度方向之间的夹角大于90。，所以斜面对物体的作用力对物体彳负功，C错误；对物体与斜面

2、组成的系统，只有物体的重力和物体与斜面间的弹力做 功,机械能守恒，D正确;物体在下滑过程中，斜面做加速运动，其机械能增加，B错误;物体由静止 开始下滑的过程其重力势能减少，动能增加，机械能减少，A正确。2.（机械能守恒的判断）（2017四川江阳区期末）在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30。处释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车,B静止,A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车运动;丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬

3、挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动。则关于这几个物理过程（空气阻力忽略不计，下列判断正确的是（）A.甲图中小球机械能守恒B.乙图中小球 A的机械能守恒C.丙图中两车组成的系统机械能守恒D. 丁图中小球的机械能守恒IUJa解析|题图甲过程中轻杆对小球不做功，小球的机械能守恒；题图乙过程中 A、B两球通过杆相互影响（例如开始时A球带动B球转动）,轻杆对A的弹力不沿杆的方向，会对小球做功，所以每 个小球的机械能不守恒，但把两个小球作为一个系统时机械能守恒；题图丙中绳子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功，但弹力突变有内能转化，机械能不守恒；题图丁过程中细绳也会 拉动小车运动，取地面为参考系，小球的轨

4、迹不是圆弧，细绳会对小球做功，小球的机械能不守 恒,把小球和小车当作一个系统，机械能才守恒。3.（多选）（单个物体的机械能守恒问题）如图所示，在地面上以速度vo抛出质量为m的物体抛出 后物体落到比地面低 h的海平面上。若以地面为零势能面，而且不计空气阻力，则下列说法正 确的是（）A.重力对物体做的功为 mghB.物体在海平面上的势能为mghr 3户C.物体在海平面上的动能为2 -mghD.物体在海平面上的机械能为Had重力对物体做的功只与初、末位置的高度差有关，为mgh,A正确;物体在海平面上的势能为-mgh,B错误；由动能定理11mgh= mv2-，到达海平面时动能为+mgh,C错误;物体只

5、有重力做功，机械能守恒，等于地面时的机械能,D正确。4 .（含弹簧类）如图所示，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,小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° ,则弹簧被压缩时具有的弹性势能为（g取10 m/s2）（）A.10 JB.15 JC.20 JD.25 J答案A解析由 mgh=2-0 得 v尸、1,即 vy= W m/s,落地时，tan 60m/s,由机械能守恒定律得Ep二，可求得Ep= 10 J,故A正确。5 .（含弹簧类）（2017黑龙江穆棱市期末）如图所示，固定的竖直光滑长

6、杆上套有质量为m的小圆环，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1,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为21（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 、门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BB圆环沿杆下滑的过程中，圆环与弹簧组成的系统动能、弹性势能、重力势能之和守恒，选项A、D错误;弹簧长度为21时，圆环下落的高度 卜二小1,根据机械能守恒定律，弹簧的弹性势 能增加了 AEp=mgh=,*mg1,选项B正确；圆

7、环释放后，圆环向下先做加速运动，后做减速运动, 当速度最大时，合力为零，下滑到最大距离时，具有向上的加速度，合力不为零，选项C错误。6 .（多选）（多物体的机械能守恒问题）（2017广东广少M模拟）轻绳一端通过光滑的定滑轮与物块P连接，另一端与套在光滑竖直杆上的圆环Q连接,Q从静止释放后，上升一定距离到达与定滑轮等高处，则在此过程中（）A.任意日刻P、Q两物体的速度大小满足vp<vqB.任意日刻Q受到的拉力大小与 P的重力大小相等C.物块P和圆环Q组成的系统机械能守恒D.当Q上升到与滑轮等高时，它的机械能最大？导学号06400310?答案|acd解析设绳与竖直杆的夹角为 由运动的合成与分

8、解知 VQCOS a=VP，可知在任意时刻 P、Q两物 体的速度大小满足 VP<VQ,选项A正确;从静止释放 Q后，物体P先加速下降，然后减速下降，由 牛顿第二定律 mpg-FT=mpap知Q受到的拉力大小与 P的重力并不是时刻大小相等 ，选项B错 误;由于物块P和圆环Q组成的系统在运动过程中只有重力做功 ，所以系统的机械能守恒，选 项C正确;在Q上升到与滑轮等高的过程中，绳子的拉力对圆环 Q一直做正功，以后圆环Q上 升过程，绳子的拉力对圆环 Q做负功，可知选项D正确。7 .（多选）（2018山东山师W中三模）如图所示，质量为m的a、b两球固定在轻杆的两端，杆可绕 。点在竖直面内无摩擦转

9、动，已知两物体距。点的距离L1>L 2,现在由图示位置静止释放，则在 a下降过程中（）A.a、b两球的角速度大小始终相等B.重力对b球做功的瞬时功率一直增大C.杆对a做负功1球机械能不守恒D.杆又b做负功,b球机械能守恒答案|ac解析|a、b两球同时绕O点转动，角速度大小始终相等，故A正确；刚开始,b的速度为0,重力对b球做功的瞬时功率为 0,在竖直位置，速度与重力方向垂直，重力对b球做功的瞬时功率为 0, 所以重力对b球做功的瞬时功率先增大后减小 ，故B错误;在a下降过程中，b球的动能增加， 重力势能增加，所以b球的机械能增加，根据重力之外的力做功量度物体机械能的变化，所以杆对b做正功

10、，球a和b系统机械能守恒，所以a机械能减小，所以杆对a做负功，故D错误,C正 确。8 .（非质点模型）（2017湖南衡阳模拟）木板固定在墙角处，与水平面夹角为打37。，木板上表面光滑,木板上开有一个孔洞，一根长为l、质量为m的软绳置于木板上，其上端刚好进入孔洞， 用细线将质量为m的物块与软绳连接，如图所示。物块由静止释放后向下运动，带动软绳向下运动，当软绳刚好全部离开木板（此时物块未到达地面）时,物块的速度为（已知重力加速度为g,sin 37° =0.6)(B.A.案C箪析I在下落过程中h'=0.5l-0.5lsin 37°，由几何关系可知= 0.21,C.D.，重

11、物的重心下降高度为1;而软绳重心的下降高度为故全过程中重力势能的减小量为AEp=mgl+ 0.2mgl= 1.2mgl;1根据机械能守恒定律可得；mv2= AEp解得v=Q用故C正确,A、B、D错误。9 .（多选）（非质点模型）（2017福建霞浦县月考）如图所示，在倾角0=30。的光滑固定斜面上，放 有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球 A和B,两球之间用一根长l= 0.2 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1 m。两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失 巧取10 m/s2。则下列说法正确的是（）A.整个下滑过程中B.整个下滑过程中A球机械能守恒

12、B球机械能不守恒C.整个下滑过程中A球机械能的增加量为D.整个下滑过程中B球机械能的增加量为案|BD箪析在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B球沿水平面滑行， 而A沿斜面Vt行时，杆的弹力对 A、B球做功，所以A、B球各自机械能不守恒，故A错误,B正m/s,系统下滑的整确;根据系统机械能守恒得mAg（h+lsin 0）+m Bgh=Z（mA+mB）v2,解得v=H12个过程中B球机械能的增加量为2mBv2-mBgh=3 J,故D正确;A球的机械能减小，C错误。能力提升组10 .（多选）（2017江西庐山区月考）如图所示，重10 N的滑块在倾角为30°的斜面上

13、，从a点由 静止下滑到b点接触到一个轻弹簧。 滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后 又回到a点，已知ab=0.8 m,bc=0.4 m,那么在整个过程中（）A.滑块滑到b点时动能最大B.滑块动能的最大值是 6 JC.从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD.滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒？导学号06400311?答案|CD丽滑块能回到原出发点，所以滑块和弹簧组成的系统机械能守恒，D项正确；以c点为参考点，则在a点滑块的机械能为 6 J,在c点时滑块的速度为 0,重力势能也为0,从c到b弹簧的弹力 对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故为6 J,所以C项正确；由a到c的过程中

14、，因重力势能不能全部转变为动能，动能的最大值在平衡位置，小于6 J,A、B项错误。11.（多选）如图所示，滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上，与光滑水平地面相距h,b放在地面上。a、b通过较链用刚性轻杆连接，由静止开始运动。不计摩擦，a、b可视为质点。则（）A. a落地前，轻杆对b 一直做正功B.a落地时速度大小为承心C.a下落过程中，其加速度大小始终不大于gD.a落地前，当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg答案|bd丽滑块b的初速度为零，末速度也为零，所以轻杆对b先做正功，后做负功，选项A错误；以滑1 块a、b及轻杆为研究对象，系统的机械能守恒，当a刚落地时，b的速度为零，则

15、mghd+0,即va=为”选项b正确；a、b的先后受力分析如图甲、乙所示。由a的受力情况可知，a下落过程中，其加速度大小先小于g后大于g,选项C错误;当a落地前b的加速度为零(即轻杆对b的作用力为零)时,b的机械能最大，a的机械能最小，这时b受 重力、支持力，且卜,片mg ,由牛顿第三定律可知,b对地面的压力大小为 mg,选项D正确。i2.(20i7四川成都七中二诊)如图所示质量分别为 m、2m的物体a、b通过轻绳和不计摩擦 的定滑轮相连，均处于静止状态。a与水平面上固定的劲度系数为k的轻质弹簧相连，Q点有一挡板，若有物体与其垂直相碰会以原速率弹回，现剪断a、b之间的绳子,a开始上下往复运动,

16、b下落至P点后，在P点有一个特殊的装置使b以落至P点前瞬间的速率水平向右运动，当b静止时，a恰好首次到达最低点，已知PQ长xo,重力加速度为g,b距P点高h,且仅经过P 点一次，b与水平面间的动摩擦因数为内a、b均可看作质点，弹簧在弹性限度范围内，试求：(1)物体a的最大速度；(2)物体b停止的位置与 P点的距离。J罔目口fH(1)2g-,卜(2)或 2xol解析(1)绳剪断前，系统静止，设弹簧伸长量为xi,对a有kxi+mg=F t,对 b 有 Ft= 2mg,mg则 kxi=mg ,xi= k o乎绳剪断后,a所受合外力为零时，速度最大，设弹簧压缩量为x2,对a有kx2=mg,x2= &q

17、uot;，由于1xi=x2，两个状态的弹性势能相等，则两个状态的动能和重力势能之和相等，mg(xi+x2)=2 mv2,解眄得 v= 2gM。(2)对b,整个运动过程由动能定理得2mgh-!i2mgx路=0,h解得b在水平面上滑行的路程x路=”。讨论:若b未到达挡板Q就在PQ上停止, h则物块b停止的位置与 P相距d=x路=口； 若b与挡板Q碰撞后，在PQ上运动到停止h.则物块b停止的位置与 P相距d=2xo-x路=2x0#13.(2017福建毕业班质检)如图所示，一根轻绳绕过光滑的轻质定滑轮 ，两端分别连接物块 A 和B,B的下面通过轻绳连接物块 C,A锁定在地面上。已知 B和C的质量均为 m,A的质量为3L。现解除对A的锁定，物块开始运g。求:?m,B和C之间的轻绳长度为 L,初始时C离地的高度也为动。设物块可视为质点，落地后不反弹。重力加速度大小为(1)A刚上升时的加速度大小 a；(2)A上升过程的最大速度大小vm；(3)A离地的最大高度 H。U 1¥Hf(1)7g (2)17(3) 7 L画(1)解除对A的锁定后,A加速上升,B和C加速下降，加速度a大小相