高考物理一轮复习练习：机械能守恒定律及其应用

机械能守恒定律及其应用练习

一、选择题

1.如图所示，“娃娃机”是指将商品陈列在一个

透明的箱内，其上有一个可控制的抓取玩具的机器手臂的机器，使

用者要凭自己的技术操控手臂，以取到自己想要的玩具.不计空气

阻力，关于“娃娃机”，下列说法正确的是（）

A•玩具从机器手臂处自由下落时，玩具的机械能守恒

B•机器手臂抓到玩具匀速水平移动时，玩具的动能增加

C•机器手臂抓到玩具匀速上升时，玩具的机械能守恒

D•机器手臂抓到玩具加速上升时，机械爪做的功等于玩具重

力势能的变化量

2•如图O所示，a、b两小球通过轻质细线连接跨在

光滑轻质定滑轮（视为质点）上.开始时，a球放在水平地面上，连接

b球的细线伸直并水平.现由静止释放b球，当连接b球的细线摆到

竖直位置时，a球对地面的压力恰好为0.则a、b两球的质量之比为

（）

A-3：1B.2：1

C-3：2D.1：1

3•（多选）如图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点无初速度释放，让小球自由摆下.不计空气阻力.在小球由

A点摆向最低点B的过程中，下列说法正确的是（）

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•小球和弹簧组成的系统机械能守恒

4•在如图所示的物理过程示意图中，甲图一端固定有小球的轻

杆，从右偏上30°角无初速度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，无初速度释放后绕通过直角顶点的固定

轴O无摩擦转动；丙图为轻绳一端连着一小球，从右偏上30°角处

无初速度释放；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，

把用细绳悬挂的小球从图示位置无初速度释放，小球开始摆动，则

关于这几个物理过程（空气阻力忽略不计），下列判断中正确的是

（）

A.甲图中小球机械能守恒

B•乙图中小球A机械能守恒

c•丙图中小球机械能守恒

D•丁图中小球机械能守恒

5•如图B所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，

AB竖直放置，AC水平放置，两个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球的机械能增大

C•M和N组成的系统机械能守恒

D•绳的拉力对N做负功

6•物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下

落的距离，以水平地面为零势能面，不计一切阻力.下列图像能正

确反映各物理量之间关系的是（）

7.（多选）从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能

Ek与重力势能Ep之和.取地面为重力势能零点，该物体的E总和Ep

随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.由图

中数据可得（）

A.物体的质量为2kg

B•h=0时，物体的速率为20m/s

C-h=2m时，物体的动能Ek=40J

D•从地面至h=4m,物体的动能减少100J

8•(多选)如图甲，光滑圆轨道固定在竖直面内，小球沿轨道始

终做完整的圆周运动.已知小球在最低点时对轨道的压力大小为N,

动能为Ek.改变小球在最低点的动能，小球对轨道压力N的大小随之

改变.小球的N—Ek图线如图乙，其左端点坐标为([1],[2]),其延

长线与坐标轴的交点分别为(0,a)、(-b,0).重力加速度为g.则

()

A.小球的质量为fB.圆轨道的半径为?

da

C•图乙[1]处应为5bD.图乙⑵处应为6a

9•(多选)如图一质量为m的小球套在光滑竖

直杆上，轻质弹簧一端与小球相连，另一端固定于O点.现将小球

从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB

长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等，A、B两点间的

距离为h.重力加速度为g,在小球由A到B的过程中，下列说法正

确的是()

A•弹簧处于OA、OB两位置时的弹性势能不相等

B•小球在B点时的动能为mgh

C•小球的加速度等于重力加速度g的位置只有一个

D•在弹簧与杆垂直时，小球机械能最小

D〜彳

10•如图才所示，光滑圆形轨道竖直固定在倾角

a=30°的光滑斜面上，B点为圆与斜面相切的点，C为圆轨道上与

圆心等高的点，D点为圆形轨道的最高点.一质量为m=0.5kg的小

球，从与D等高的A点无初速度释放，小球可以无能量损失的通过

B点进入圆轨道，当地重力加速度g取10mg.在小球运动的过程中,

下列说法正确的是（）

A•小球可以通过D点

B•小球到最高点时速度为零

C•小球对C点的压力大小为10N

D•由于圆轨道的半径未知，无法计算出小球对C点的压力大

小

11•（多选）如图皿皿U皿所示，物体A、B通过细绳及轻质弹

簧连接在光滑轻滑轮两侧，物体A、B的质量都为m.现用手托着物

体A使弹簧处于原长，细绳刚好竖直伸直，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，与地面即将接触时速度

大小为v,此时物体B对地面恰好无压力.若物体A落地后不反弹,

重力加速度为g.则下列说法中正确的是（）

A•弹簧的劲度系数为平

B•A落地时弹簧的弹性势能等于mgh—；mv2

C•与地面即将接触时A的加速度大小为g,方向竖直向上

D•物体A落地后B能上升到的最大高度为h

12.如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半

圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并

从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径

有关，此距离最大时，对应的轨道半径为(重力加速度为g)()

77

V2V/

A.77~B.^~

16g8g

丫2y2

C.尸D.7-

4g2g

二、非选择题

13•如图是一个设计“过山车”的实验装置的原理示意图，斜

面AB与竖直面内的圆形轨道在B点平滑连接，斜面AB和圆形轨

道都是光滑的，圆形轨道半径为R,一个质量为m的小车(可视为质

点)在A点由静止释放沿斜面滑下，小车恰能通过圆形轨道的最高点

C.已知重力加速度为g.求：

(1)小车在C点的速度大小；

(2)A点距水平地面的高度h；

(3)小车运动到B点时小车对轨道的压力大小.

B

14•如图，所示，在倾角为30°的光滑固定斜面体

上，一劲度系数为k=200N/m的轻质弹簧一端连接固定挡板C,另

一端连接一质量为m=4kg的物体A,一轻细绳通过轻质光滑定滑

轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳

与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B使细绳刚好没有拉力,

然后由静止释放，g取10m/s2,求：

(1)弹簧恢复原长时细绳上的拉力大小;

(2)物体A沿斜面向上运动多远时获得最大速度;

(3)物体A的最大速度的大小.

15.如图所示，鼓形轮的半径为R,可绕固定

的光滑水平轴O转动.在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,

杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为2R.在轮上绕

有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物.重物由静止下落，带动鼓形

轮转动.重物落地后鼓

形轮匀速转动，转动的角速度为⑴.绳与轮之间无相对滑动，忽

略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g.求:

(1)重物落地后，小球线速度的大小v；

(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用

力的大小F；

(3)重物下落的高度h.

16•质量均为m的物体A和B分别系在一根不计质量的细绳两

端，绳子跨过固定在倾角为30°的斜面顶端的轻定滑轮上，斜面固

定在水平地面上，开始时把物体B拉到斜面底端，这时物体A离地

面的高度为0.8m,如图所示.若摩擦力均不计，从静止开始放手让

它们运动.(斜面足够长，g取lOm/s?)求：

(1)物体A着地时的速度;

(2)B沿斜面上滑的最大距离.

答案：

1.A2