高中物理第七章机械能守恒定律专题培优练五动能定理与机械能守恒定律应用含解析新人教版必修

感谢聆听动能定理与机械能守恒定律的应用1．(多项选择)滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动，当它回到出发点时速率变为v2，且v2<v1。若滑块向上运动的位移中点为A，取斜面底端重力势能为零，则()A．上涨机会械能减小，下降机会械能增大B．上涨机会械能减小，下降机会械能也减小C．上涨过程中动能和势能相等的地点在A点上方D．上涨过程中动能和势能相等的地点在A点下方剖析：选BC由v2<v1可知，斜面与滑块间有摩擦，不论上涨仍是下降时，都有机械能损失，故B正确。动能和势能相等时，因为连续上涨要战胜摩擦阻力，增加的重力势能小于此时的重力势能，则该点位于A点上方，故C正确。2.(多项选择)以以下列图，一个质量是25kg的少儿从高为2m的滑梯顶端由静止滑下，滑终究端时的速度为2m/s(g取10m/s2)。对于力对少儿做的功，以下结果正确的选项是()A．重力做的功为500JB．合外力做功为50JC．战胜阻力做功为50JD．支持力做功为450J剖析：选AB重力做功与路径没关，WG＝mgh＝25×10×2J＝500J，A项正确；合外力做功有W＝Ek＝mv2＝×25×22J＝50J，B项正确；W＝WG＋W阻＝50J，因此W阻＝－450J，即战胜阻力做功为450J，C项错误；支持力向来与速度垂直，不做功，D项错误。3．[多项选择]一物体从高为h处自由着落，不计空气阻力，落至某一地点时其动能与重力势能恰巧相等(取地面为零势能面)()A．此时物体所处的高度为B．此时物体的速度为感谢聆听感谢聆听C．物体着落的时间为D．此时物体的机械能可能小于mgh剖析：选ABC物体着落过程中机械能守恒，D错误；由mgh＝mgh′＋mv2＝2mgh′，解得h′＝，A正确；由mv2＝mgh，解得v＝，B正确；由t＝，解得t＝，C正确。4.(多项选择)以以下列图，竖直弹簧下端与地面固定，上端拴接一小球，小球在竖直力F作用下，将弹簧压缩。若将力F撤去，小球将向上弹起，直到速度变为零为止。在小球上涨过程中()A．小球动能先增大后减小B．小球动能与弹簧弹性势能之和先减小后增大C．小球动能与弹簧弹性势能之和不断减小D．小球动能减小为零时，重力势能最大剖析：选ACD撤去力F时，弹力大于重力，小球所受合外力向上，加快度向上，小球向上做加快运动，当弹力减小到与重力平衡时，加快度为零，速度最大，此后，弹力小于重力，合外力向下，加快度向下，小球向上做减速运动，直至速度减为零，故整个过程中小球动能先增大后减小，选项A正确；因上涨过程中，重力向来对小球做负功，因此，小球的动能与弹簧弹性势能之和不断减小，选项B错误，C正确；由以上剖析可知，小球速度减为零时，上涨至最大高度，即重力势能最大，应选项D正确。5．小球从必然高度处由静止着落，与地面碰撞后回到原高度再次着落，重复上述运动。取小球的落地点为原点成立坐标系，竖直向上为正方向。以下速度v和地点x的关系图像中，能描绘该过程的是()感谢聆听感谢聆听剖析：选A由题意知在运动过程中小球机械能守恒，设机械能为E，小球离地面高度为x时速度为v，则有mgx＋mv2＝E，可变形为x＝－＋，由此方程可知图像为张口向左、极点在的抛物线，应选项A正确。6.以以下列图，在距地面h高度处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体，不计空气阻力，物体在着落过程中，以下说法正确的选项是()A．物体在c点比在a点拥有的机械能大B．物体在b点比在c点拥有的动能大C．物体在a、b、c三点拥有的动能同样大D．物体在a、b、c三点拥有的机械能相等剖析：选D物体在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，在任何一个地点物体的机械能都是同样的，应选项A错误，D正确；物体在着落过程中，重力势能转变为动能，Eka＜Ekb＜Ekc，应选项B、C均错误。7.以以下列图，静止的物体沿不同样的圆滑轨道由同一地点滑到水平桌面上。轨道高度为H，桌面距地面高度为h，物体质量为m，重力加快度为g，则以下说法正确的选项是()A．物体沿竖直轨道下滑到桌面上，重力势能减少最少感谢聆听感谢聆听B．物体沿曲线轨道下滑到桌面上，重力势能减少最多C．以桌面为参照平面，物体重力势能减少mgHD．以地面为参照平面，物体重力势能减少mg(H＋h)剖析：选C重力做功与运动路径没关，物体滑到桌面上，重力做功为mgH，物体的重力势能减少mgH，A、B、D错误，C正确。8.(多项选择)以以下列图，在地面上以速度v0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。若以地面为参照平面，且不计空气阻力，则以下选项正确的选项是()A．物体落到海平面时的重力势能为mghB．重力对物体做的功为mghC．物体在海平面上的动能为mv02D．物体在海平面上的机械能为mv02剖析：选BD以地面为零势能面，海平面比地面低h，因此物体在海平面时的重力势能为－mgh，故A错误；重力做功与运动路径没关，只与始、末地点的高度差相关，抛出点与海平面的高度差为h，并且重力做正功，因此整个过程重力对物体做功为mgh，故B正确；由动能定理W＝Ek2－Ek1，有Ek2＝Ek1＋W＝mv02＋mgh，故C错误；整个过程机械能守恒，即初、末状态的机械能相等，以地面为零势能面，抛出时的机械能为mv02，因此物体在海平面时的机械能也为mv02，故D正确。9．(多项选择)如图甲所示，为测定物体冲上粗拙斜面能达到的最大位移x与斜面倾角θ的关系，将某一物体每次以不变的初速率v0沿足够长的斜面向上推出，调节斜面与水平方向的夹角θ，实验测得x与斜面倾角θ的关系如图乙所示，g取10m/s2，依照图像可求出()感谢聆听感谢聆听A．物体的初速率v0＝3m/sB．物体与斜面间的动摩擦因数μ＝0.75C．取不同样的倾角θ，物体在斜面上能达到的位移x的最小值xmin＝1.44mD．当θ＝30°时，物体达到最大位移后将沿斜面下滑剖析：选BC由题图可知，当夹角θ＝0时，位移为2.40m；而当夹角为90°时，位移为1.80m；2则由竖直上抛运动规律可知：v0＝2gh，夹角为0时，由动能定理可得：－μmgx＝0－mv02，解得μ＝＝0.75，故B正确。2由－mgxsinθ－μmgcosθ·x＝0－mv0，当θ＋α＝90°时，sin(θ＋α)＝1，此时位移最小，x＝1.44m，故C正确。若θ＝30°时，物体碰到的重力的分力为mgsin30°＝mg；摩擦力f＝μmgcos30°＝0.75×mg×＝mg；一般以为最大静摩擦力等于滑动摩擦力；故物体达到最高点后，不会下滑，故D错误。10．(多项选择)(全国卷Ⅱ)如图，小球套在圆滑的竖直杆上，轻弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连。现将小球从M点由静止释放，它在下降的过程中经过了N点。已知在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM<∠OMN<。在小球从M点运动到N点的过程中，()A．弹力对小球先做正功后做负功感谢聆听感谢聆听B．有两个时刻小球的加快度等于重力加快度C．弹簧长度最短时，弹力对小球做功的功率为零D．小球抵达N点时的动能等于其在M、N两点的重力势能差剖析：选BCD在M、N两点处，弹簧对小球的弹力大小相等，且∠ONM＜∠OMN＜，则小球在M点时弹簧处于压缩状态，在N点时弹簧处于拉伸状态，小球从M点运动到N点的过程中，弹簧长度先缩短，当弹簧与竖直杆垂直时弹簧达到最短，这个过程中弹力对小球做负功，尔后弹簧再伸长，弹力对小球开始做正功，当弹簧达到自然伸长状态时，弹力为零，再随着弹簧的伸长弹力对小球做负功，故整个过程中，弹力对小球先做负功，再做正功，后再做负功，选项A错误。在弹簧与杆垂直时及弹簧处于自然伸长状态时，小球加快度等于重力加快度，选项B正确。弹簧与杆垂直时，弹力方向与小球的速度方向垂直，则弹力对小球做功的功率为零，选项C正确。由机械能守恒定律知，在M、N两点弹簧弹性势能相等，在N点动能等于从M点到N点重力势能的减小值，选项D正确。杂技演员甲的质量为M＝80kg，乙的质量为m＝60kg。跳板轴间圆滑，质量不计。甲、乙一同表演节目。以以下列图。开始时，乙站在B端，A端离地面m，且OA＝OB。甲先从离地面H＝6m的高处自由跳着落在A端。当A端落地时，乙在B端恰巧被弹起。假定甲碰到A端时，因为甲的技艺高明，没有能量损失。剖析过程假定甲、乙可看做质点。(取g＝10m/s2)问：(1)当A端落地时，甲、乙两人速度大小各为多少？(2)若乙在B端的上涨能够看作是竖直方向，则乙走开B端还能够被弹起多高？剖析：(1)甲跳下直到B端弹起到最高点的过程中，甲、乙机械能守恒，有MgH＝Mv甲2＋mv乙2＋mgh而v甲＝v乙，h＝1m联立可解得v甲＝v乙＝2m/s。乙上涨到最高点的过程中，机械能守恒，有：感谢聆听感谢聆听122mv乙＝mgh1，解得h1＝3m。答案：(1)2m/s2m/s(2)3m滑板运动是一项惊险刺激的运动，深受青少年的喜爱。以以下列图是滑板运动的轨道，AB和CD是一段圆弧形轨道，BC是一段长7m的水平轨道。一运动员从AB轨道上的P点以6m/s的速度下滑，经BC轨道后冲上CD轨道，到Q点时速度减为零。已知运动员与滑板的总质量为50kg，h＝1.4m，H＝1.8m，不计圆弧轨道上的摩擦(g取10m/s2)。求