XX专用高考物理一轮复习第五章机械能课时机械能守恒定律理解和应用加练半小时

XX专用高考物理一轮复习第五章机械能课机遇械能守恒定律理解和应用加练半小时XX专用高考物理一轮复习第五章机械能课机遇械能守恒定律理解和应用加练半小时XX专用高考物理一轮复习第五章机械能课机遇械能守恒定律理解和应用加练半小时40机械能守恒定律的理解和应用[方法点拨](1)单物体多过程机械能守恒问题：划分物体运动阶段，研究每个阶段中的运动性质，判断机械能可否守恒；(2)多物体的机械能守恒：一般采纳ΔEp＝－ΔEk形式，不用选择零势能面．

1．(多项选择)如图1所示，轻质弹簧的一端与内壁圆滑的试管底部连接，另一端连接一质量为m的小球，小球的直径略小于试管的内径，开始时试管水平放置，小球静止，弹簧处于原长．若缓慢增大试管的倾角θ至试管竖直，弹簧向来在弹性限度内，在整个过程中，以下说法正确的选项是()

图1A．弹簧的弹性势能必然逐渐增大B．弹簧的弹性势能可能先增大后减小C．小球重力势能必然逐渐增大D．小球重力势能可能先增大后减小2．(2018·湖北黄冈模拟)如图2所示，将小球a从地面以初速度v0竖直上抛的同时，将另一起样质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在eq\f(h,2)处相遇(不计空气阻力)．则()

图2A．两球同时落地B．相遇时两球速度大小相等C．从开始运动到相遇，球a动能的减少量等于球b动能的增加量D．相遇后的任意时辰，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等3.(2017·齐鲁名校联考)如图3所示，物体A、B经过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体A、B的质量分别为2m、m，开始时细绳挺直，用手托着物体A使弹簧处于原长且A与地面的距离为h，物体B静止在地面上．放手后物体A下落，与地面立刻接触时速度为v，此时物体B对地面恰好无压力，则以下说法中正确的选项是(不计所有阻力)()

图3A．物体A下落过程中的某一时辰，物体A的加速度为零B．此时弹簧的弹性势能等于2mgh－mv2C．此时物体B处于超重状态D．弹簧劲度系数为eq\f(2mg,h)4.(2017·山东菏泽一模)如图4所示，内壁圆滑的圆形轨道固定在竖直平面内，轨道内甲、乙两小球固定在轻杆的两端，甲球质量小于乙球质量，开始时乙球位于轨道的最低点，现由静止释放轻杆，以下说法正确的选项是()

图4A．甲球下滑过程中，轻杆对其做正功B．甲球滑回时必然能回到初始地址C．甲球可沿轨道下滑到最低点D．在甲球滑回过程中杆对甲球做的功大于杆对乙球做的功5．(多项选择)(2017·广东深圳一模)如图5所示，物块A和圆环B用绕过定滑轮的轻绳连接在一起，圆环B套在圆滑的竖直固定杆上，开始时连接B的绳子处于水平．零时辰由静止释放B，经时间t，B下降h，此时，速度达到最大．不计滑轮摩擦和空气的阻力，则()

图5A．t时辰B的速度大于A的速度B．t时辰B碰到的合力等于零C．0～t过程A的机械能增加量大于B的机械能减小量D．0～t过程A的重力势能增加量大于B的重力势能减小量6．(2018·四川德阳三校联合测试)一小球以初速度v0竖直上抛，它能到达的最大高度为H，如图6的几种情况中，小球不可以能达到高度H的是(忽略空气阻力)()

图6A．以初速度v0沿圆滑斜面向上运动(图甲)B．以初速度v0沿圆滑的抛物线轨道，从最低点向上运动(图乙)C．以初速度v0沿半径为R的圆滑圆轨道，从最低点向上运动(图丙，H>R>eq\f(H,2))D．以初速度v0沿半径为R的圆滑圆轨道，从最低点向上运动(图丁，R>H)7．(2017·湖北黄冈中学模拟)一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在圆滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图7甲所示．若将一个质量为m的小球分别拴在链条左端和右端，如图乙、丙所示．拘束链条的挡板圆滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚走开桌面时，关于它们的速度(设甲、乙、丙三图中三根链条的速度分别为va、vb、vc)关系，以下判断中正确的选项是()

图7A．va＝vb＝vcB．va<vb<vcC．vc>va>vbD．va>vb>vc8．(2017·山东青岛二中模拟)如图8所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与一个质量为m的小球相连，处于静止状态．现用力F将小球缓慢上移，直到弹簧恢复原长，尔后撤掉该力，使小球从静止开始下落．小球下落过程中的最大速度为v，不计空气阻力，重力加速度为g.以下说法正确的选项是()

图8A．小球的速度最大时弹簧的弹性势能为零B．撤掉力F后，小球从静止下落到速度最大过程中，小球战胜弹簧弹力所的功为eq\f(m2g2,k)－eq\f(1,2)mv2C．弹簧的弹性势能最大时小球的加速度为零D．小球缓慢上移过程中，力F做功为mv29．如图9所示，在竖直平面的xOy坐标系内，一根长为l的不可以伸长的细绳，一端固定在拉力传感器A上，另一端系一质量为m的小球．x轴上的P点固定一个表面圆滑的小钉，P点与传感器A相距eq\f(3l,4).现拉小球使细绳绷直并处在水平川址，尔后由静止释放小球，当细绳碰到钉子后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动．已知小球经过最低点时拉力传感器的示数为6mg，重力加速度为g，不计空气阻力，求：

图9(1)小球经过最低点时的速度大小v及传感器A与坐标原点O之间的距离h；(2)若小球绕P点一周(不计绳长变化)，再次经过最低点时绳子恰好断开，请确定小球经过y轴的坐标地址．

10．(2017·广东东莞模拟)如图10所示，半径为R＝1.5m的圆滑圆弧支架竖直放置，圆心角θ＝60°，支架的底部CD离地面足够高，圆心O在C点的正上方，右侧边缘P点固定一个圆滑小轮，可视为质点的小球A、B分别系在足够长的超出小轮的轻绳两端，两球的质量分别为mA＝0.3kg、mBA球从紧靠小轮P处由静止释放，g＝10m/s2，求：

图10(1)A球从P处运动到C点时辰的速度大小；(2)若A球运动到C点时辰，轻绳突然断裂，今后时开始，需经过多长时间两球重力功率的大小相等？(计算结果可用根式表示)

答案精析1．AD[缓慢增大试管的倾角θ至试管竖直，弹簧所受压力逐渐增大，弹簧的压缩量逐渐增大，弹性势能必然逐渐增大，选项A正确，B错误；设弹簧原长为l0，地面为重力势能零势能面，倾角为θ时小球重力势能Ep＝mg(l0－eq\f(mgsinθ,k))sinθ，当sinθ＝eq\f(kl0,2mg)时，该重力势能函数表达式有最大值，若eq\f(kl0,2mg)＜1，则在达到竖直地址从前，重力势能有最大值，所以选项C错误，D正确．]2．C3．B[物体B对地面恰好无压力，此时细绳的拉力FT＝mg，弹簧的弹力也为mg，A下落过程中，A所受的合力素来不为零，依照牛顿第二定律，物体A的加速度不可以能为零，故A错误；物体A与弹簧组成的系统机械能守恒，故有2mgh＝Ep＋eq\f(1,2)×2mv2，解得弹簧的弹性势能为Ep＝2mgh－mv2，故B正确；B素来处于静止状态，受力平衡，C错误；A与地面立刻接触时，对B物体有kh＝mg，则k＝eq\f(mg,h)，故D错误．]4．B5．AB[t时辰B的速度可以分解为沿绳子方向的分速度与垂直于绳子方向的分速度，其中沿绳子方向的分速度与A的速度大小相等，故A正确；当B刚释放的刹时，绳子的拉力方向与杆垂直，B所受的合力等于mg，B向下先做加速运动，当绳子在竖直方向上的分力等于B的重力时，B的速度最大，加速度等于0，所以B碰到的合力等于0，故B正确；0～t过程A与B组成的系统机械能守恒，所以A的机械能增加量等于B的机械能减小量，故C错误；0～t过程A与B组成的系统的机械能守恒，B减少的重力势能转变成A的重力势能和A、B的动能，所以0～t过程A的重力势能增加量小于B的重力势能减小量，故D错误．]6．C7．C[链条释放此后到走开桌面，由于桌面无摩擦，机械能守恒，对三次释放，选桌面下方L处为零势能面，释放后重力势能减少量分别为ΔEp1＝eq\f(3,8)mgL，ΔEp2＝eq\f(3,8)mgL，ΔEp3＝eq\f(7,8)mgL，由机械能守恒定律有ΔEp1＝eq\f(1,2)mva2，ΔEp2＝eq\f(1,2)(2m)vb2，ΔEp3＝eq\f(1,2)(2m)vc2，解得va2＝eq\f(3,4)gL，vb2＝eq\f(3,8)gL，vc2＝eq\f(7,8)gL，即vc2>v>vb2，所以vc>va>vb，应选C.]

8．B[以下列图，最后小球上下做简谐运动，在平衡地址处速度最大．小球在平衡地址时的速度最大，此时弹簧弹力等于重力，所以弹性势能不为零，A项错误；小球在平衡地址时mg＝kx，有x＝eq\f(mg,k)，从静止到平衡地址mgx＝eq\f(1,2)mv2＋Ep，则小球战胜弹簧弹力做的功为Ep＝eq\f(m2g2,k)－eq\f(1,2)mv2，B项正确；小球在最低点时弹簧的弹性势能最大，由简谐运动的对称性可知此时小球的加速度大小为g，方向竖直向上，C项错误；小球上升过程，弹力做正功，拉力F做正功，重力势能增加，动能不变，有Ep＋WF＝mgx，则WF＝eq\f(1,2)mv2，D项错误．]9．(1)eq\f(\r(5gl),2)eq\f(3l,8)(2)(0，－eq\f(67l,160))剖析(1)小球在最低点时F－mg＝meq\f(v2,R)由题意可知R＝eq\f(l,4)，F＝6mg联立解得v＝eq\f(\r(5gl),2)依照机械能守恒定律得mg(h＋eq\f(l,4))＝eq\f(1,2)mv2解得h＝eq\f(3l,8)(2)xOP＝eq\r(\f(3l,4)2－h2)＝eq\f(3\r(3)l,8)绳子断开后小球做平抛运动，故xOP＝vty＝eq\f(1,2)gt2解得y＝eq\f(27l,160)小球经过y轴时的纵坐标为－(eq\f(27l,160)＋eq\f(l,4))＝－eq\f(67l,160)即小球经过y轴的坐标为(0，－eq\f(67l,160))10．(1)2m/s(2)eq\f(\r(3),40)s剖析(1)A、B组成的系统机械能守恒，eq\f(1,2)mA