高三物理一轮复习第3讲机械能守恒定律及其应用2

1、第五章第3讲机械能守恒定律及其应用2（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.在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选又的得7分，选对但不全的得 4分，有选错白勺得0分.）.下列说法正确的是（）A.如果物体所受到的合外力为零，则其机械能一定守恒.如果物体所受到的合外力做的功为零，则其机械能一定守恒C.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一定守恒D.做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒 2. a 图 5-3- 12（2013届宝鸡模拟）如图5312所示，a、b两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，b球质量大于a球质量

2、.两球间用一条细线连接，开始线处于松弛状态.现同时释放 两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计.下列说法正确的是（）A.下落过程中两球间的距离保持不变.下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧为止C.下落过程中，a、b两球都处于失重状态D.整个下落过程中，系统的机械能守恒（2013届南通模拟）如图5313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 （）图 5-3-13A

3、.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（2013届延安模拟）如图5314所示是全球最高的（高度208米）北京朝阳公园摩R的匀速圆周运动,天轮，一质量为 m的乘客坐在摩天轮中以速率 v在竖直平面内做半径为假设t = 0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是A.乘客运动的过程中,B.乘客运动的过程中,C.乘客运动的过程中,D.乘客运动的过程中,5.图 5-3-14重力势能随时间的变化关系为在最高点受到座位的支持力为机械能守恒，且机械能

4、为机械能随时间的变化关系为MB图 5-3-15V.、b= mgR1 cos 尚2VmR- mgE= 1mV2E= 1mV+ mg - cos )2R（2013届西安一中检测）如图5315所示，光滑细杆 AB AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两相同的中心有小孔的小球M N,分别套在 AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M N,在运动过程中下列说法中正确的是（）A.M球的机械能守恒B.M球的机械能减小C.M和N组成的系统的机械能守恒D.绳的拉力对N做负功6.（2013届山东省实验中学检测）如图53 16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

5、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图 5-3-16A.弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能B.弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能C.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D.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关内壁光滑的环形凹槽半径为R固定在竖直平面内，一根长度为 R的轻杆，一端固定有质量m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙.现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点（如图5317所示），由静止释放后（）A.下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能

6、B.下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C.甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D.杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点8. （2013届西安一中模拟）如图53 18所示，一质量为 m的滑块以初速度V0从固定 于地面上的斜面底端 A开始冲上斜面，到达某一高度后返回A,斜面与滑块之间有摩擦.下列各项分别表示它在斜面上运动的速度V、加速度a、势能日和机械能E随时间的变化图象，可能正确的是（）9.图 5-3-19如图5 319所示为竖直平面内的直角坐标系.一个质量为 m的质点，在力F和重力 的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线 OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成0角（0 V

7、b可知，FaFb, D正确.【答案】BD2 v .【解析】在最图点，根据牛顿第二定律可得，mg- N= mR,受到座位的支持力为 N2 v = mg- mR, B项错误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能发生变化，所以乘客在运动的过程中机械能不守恒，C项错误；在时间t内转过的弧度为 白，所以对应t时刻的重力势能为 Ep=mgR1 - cos），总的机械能为 E= E+b=；mV+mgR TOC o 1-5 h z R2cos Rt） , A D两项正确.【答案】AD.【解析】由于杆AB AC光滑，所以 M下降，N向左运动，绳子对 N做正功，对 M做负功，N的动能增加，机械

8、能增加， M的机械能减少，对 M N系统，杆对 M N均不做功， 系统机械能守恒，故 B C两项正确.【答案】BC.【解析】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，因此小1球和弹簧系统的机械能守恒， 即2mV=mgh Ep,由此得到bvmVi,选项A正确，B、C错误； 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，在竖直方向上有2gh= v2sin 2 0 （ 0为V0与水平方向的夹角），解得V0= 2g? 由此可知，选项 D错误.sin 0【答案】A.【解析】环形槽光滑，甲、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增

9、加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点.【答案】A.【解析】由牛顿第二定律可知，滑块上滑阶段有mgjin 0 + Ff= ma,下滑阶段有 mgin 0 - Ff= ma,因此选项B错误；v0和v0时，速度图象的斜率 不同，故选项A错误；由于摩擦力始终做负功，机械能一直减小，故选项 D错误；重力势能 先增大后减小，且上滑阶段加速度大，势能变化快，下滑阶段加速度小，势能变化慢，故选 项C可能正确.【答案】C

10、.【解析】如图为力的矢量三角形图示，若F=mgan 0 ,则力F可能为b方向或c方向，故力F的方向可能与运动方向成锐角，也可能与运动方向成钝角， 除重力外的力F对质点可能做正功，也可能做负功，故质点机械能可能增大，也可能减小，C对A错；当F=mg,in 0 ,即力F为a方向时，力F垂直质点运动方向， 故只有重力对质点做功， 机械能守恒，B对D错.【答案】 BC.【解析】 对物体A进行受力分析可知，当弓t簧的弹力大小为 mg时，物体A的加速 度为零，A错误；由题意和功能关系知弹簧的弹性势能为 &=mg*m4, B错误；当物体B 对地面恰好无压力时，说明弹簧的弹力大小为 2mg此时B所受合外力为零

11、，恰好处于平衡 TOC o 1-5 h z 12八，状态，C正确；弹簧的弹性势能的增加量等于物体A的机械能的减少量(mg-m2), D错误.【答案】C.【解析】由题图知初始时刻弹簧处于原长.(1)小球从B到C,根据机械能守恒定律有12mg R+ Rcos 60) = &c+ 2mv代入数据求出Vc= 3 m/s.(2)小球经过C点时受到三个力作用，即重力 G弹簧弹力F、环的彳用力Fn,设环对小球的作用力方向向上，根据牛顿第二定律有2VcF+ Fn- mg= m|RF= kxx= R2VcL所以 Fn= m-+ mg- F3.2 N ,方向竖直向下.Fn= 3.2 N ,方向竖直向上根据牛顿第三定律得出，小球对环的作用力大小为【答案】(1)3 m/s (2)3.2 N ,方向竖直向下12.【解析】 (1)由于不计机械能损失，因