2020届高三高考物理复习专题突破机械能守恒定律应用

机械能守恒定律及应用1.(2019哈·尔滨六中检测)如下图，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，经过绳索连结在一同，圆环套在圆滑的竖直杆上，开始时连结圆环的绳索处于水平，长度l＝4m，现从静止开释圆环．不计定滑轮和空气的阻力，g取2，则A和B的质量关系为( )10m/s，若圆环降落h＝3m时的速度v＝5m/sM＝35B．M＝7A．m29m9M39M15C．m＝25D．m＝192.(2019

山·东烟台模拟

)如下图，可视为质点的小球

A和B用一根长为

0.2m

的轻杆相连，两球质量均为

1kg，开始时两小球置于圆滑的水平面上，并给两小球一个大小为

2m/s，方向水平向左的初速度，经过一段时间，两小球滑上一个倾角为30°的圆滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，重力加快度小为零的过程中，以下判断正确的选项是( )

g取

10m/s2，在两小球的速度减A．杆对小球A做负功B．小球A的机械能守恒C．杆对小球B做正功D．小球B速度为零时距水平面的高度为0.15m3.(2019

哈·尔滨模拟

)将质量分别为

m和

2m的两个小球

A和

B，用长为

2L

的轻杆相连，如下图，在杆的中点

O处有一固定水平转动轴，把杆置于水平川点后由静止自由开释，在摩擦)( )

B球顺时针转动到最低地点的过程中

(不计全部A．A、B两球的线速度大小一直不相等

B．重力对

B球做功的刹时功抢先增大后减小C．B球转动到最低地点时的速度大小为

23gL

D．杆对

B球做正功，

B球机械能不守恒4.(2019北·京模拟)将一个物体以初动能E0竖直向上抛出，落回地面时物体的动能为E0.设空气阻力恒定，假如将它以2初动能4E0竖直上抛，则它在上涨到最高点的过程中，重力势能变化了( )A．3E0B．2E0C．1.5E0D．E05.(2019无·锡模拟)如下图，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示地点静止开释，不计全部摩擦，则在小球从开释到落至地面的过程中，以下说法正确的选项是( )A．斜劈对小球的弹力不做功B．斜劈与小球构成的系统机械能守恒C．斜劈的机械能守恒D．小球重力势能减少许等于斜劈动能的增添量6.如下图，有一圆滑轨道ABC，AB部分为半径为R的1圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在竖直4轻杆的两头，轻杆长为R，不计小球大小．开始时a球处在圆弧上端A点，由静止开释小球和轻杆，使其沿圆滑轨道下滑，则以下说法正确的选项是( )A．a球下滑过程中机械能保持不变B．b球下滑过程中机械能保持不变C．a、b球滑到水平轨道上时速度大小为2gRD．从开释a、b球到a、b球滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为mgR27.(2019甘·肃兰州模拟)如下图，竖直面内圆滑的3圆形导轨固定在一水平川面上，半径为R.一个质量为m的小球4从距水平川面正上方h高处的P点由静止开始自由着落，恰巧从N点沿切线方向进入圆轨道．不考虑空气阻力，则以下说法正确的选项是()A．适合调整高度h，可使小球从轨道最高点M飞出后，恰巧落在轨道右端口N处B．若h＝2R，则小球在轨道最低点对轨道的压力为5mgC．只有h大于等于2.5R时，小球才能抵达圆轨道的最高点MD．若h＝R，则小球能上涨到圆轨道左边离地高度为R的地点，该过程重力做功为mgR8.(2019浙·江舟山模拟)如下图，一个小环沿竖直搁置的圆滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方v2随下滑高度h的变化图象可能是( )9.(2019山·东潍坊模拟)如下图，将一质量为m的小球从A点以初速度v斜向上抛出，小球先后经过B、C两点．已知B、C之间的竖直高度和C、A之间的竖直高度都为h，重力加快度为g，取A点所在的平面为参照平面，不考虑空气阻力，则( )A．小球在B点的机械能是C点机械能的两倍B．小球在B点的动能是C点动能的两倍12D．小球在C点的动能为12C．小球在B点的动能为mv＋2mgh2mv－mgh210.把质量是0.2kg的小球放在直立的弹簧上，并把球往下按至A的地点，如图甲所示．快速放手后，弹簧把球弹起，球升至最高地点C(图丙)．途中经过地点B时弹簧正利处于自由状态(图乙)．已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力都能够忽视，重力加快度g＝10m/s2.则以下说法正确的选项是()A．小球从A上涨至B的过程中，弹簧的弹性势能向来减小，小球的动能向来增添B．小球从B上涨到C的过程中，小球的动能向来减小，势能向来增添C．小球在地点A时，弹簧的弹性势能为0.6JD．小球从地点A上涨至C的过程中，小球的最大动能为0.4J11．(2019

·州高三模拟温

)如下图，在竖直平面内半径为

R的四分之一圆弧轨道

AB、水平轨道

BC

与斜面

CD

光滑连结在一同，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r(r?R)的圆滑小球轨道铺满，从最高点A到最低点B挨次标志为1、2、3、N.现将圆弧轨道尾端止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，以下说法正确的选项是( )

(小球无显然形变)，小球恰巧将圆弧B处的阻拦物拿走，N个小球由静A．N个小球在运动过程中一直不会散开B．第1个小球从A到B过程中机械能守恒C．第1个小球抵达B点前第N个小球做匀加快运动D．第1个小球抵达最低点的速度v<gR12.如下图，质量为m＝2kg的小球以初速度v0沿圆滑的水平面飞出后，恰巧无碰撞地从A点进入竖直平面内的圆滑圆弧轨道，此中B点为圆弧轨道的最低点，C点为圆弧轨道的最高点，圆弧AB对应的圆心角θ＝53°，圆半径R＝0.5m．若小球走开水平面运动到2A点所用时间t＝0.4s，求：(sin53＝°0.8，cos53＝°0.6，g取10m/s)小球沿水平面飞出的初速度v0的大小．抵达B点时，小球对圆弧轨道的压力大小．小球可否经过圆弧轨道的最高点C？说明原由．参照答案1.(2019哈·尔滨六中检测)如下图，物体A的质量为M，圆环B的质量为m，经过绳索连结在一同，圆环套在圆滑的竖直杆上，开始时连结圆环的绳索处于水平，长度l＝4m，现从静止开释圆环．不计定滑轮和空气的阻力，g取10m/s2，若圆环降落h＝3m时的速度v＝5m/s，则A和B的质量关系为( )M＝35B．M＝7A．m29m9M39M15C．m＝25D．m＝19【答案】Avh【分析】：圆环降落3m后的速度能够按如下图分解，故可得vA＝vcosθ＝h2＋l2，A、B和绳索当作一个整体，整体只有重力做功，机械能守恒，当圆环降落h＝3m时，依据机械能守恒可得mgh＝MghA＋1mv2＋1MvA2，此中hA22h2＋l2－l，联立可得Mm＝3529，故A正确．2.(2019山·东烟台模拟)如下图，可视为质点的小球A和B用一根长为0.2m的轻杆相连，两球质量均为1kg，开始时两小球置于圆滑的水平面上，并给两小球一个大小为2m/s，方向水平向左的初速度，经过一段时间，两小球滑上一个倾角为30°的圆滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，重力加快度g取10m/s2，在两小球的速度减小为零的过程中，以下判断正确的选项是( )A．杆对小球A做负功B．小球A的机械能守恒C．杆对小球B做正功D．小球B速度为零时距水平面的高度为0.15m【答案】D【分析】：因为两小球构成的系统机械能守恒，设两小球的速度减为零时，B小球上涨的高度为h，则由机械能守恒定律可得mgh＋mg(h＋Lsin30°)＝1·2mv02，此中L为轻杆的长度，v0为两小球的初速度，代入数据解得h＝0.15m，21选项D正确；在A球沿斜面上涨过程中，设杆对A球做的功为W，则由动能定理可得－mg(h＋Lsin30)°＋W＝0－2mv02，代入数据解得W＝0.5J，选项A、B错误；设杆对小球B做的功为W′，对小球B，由动能定理可知－mgh＋W′12＝0－mv0，代入数据解得W′＝－0.5J，选项C错误．23.(2019哈·尔滨模拟)将质量分别为m和2m的两个小球A和B，用长为2L的轻杆相连，如下图，在杆的中点O处有一固定水平转动轴，把杆置于水平川点后由静止自由开释，在B球顺时针转动到最低地点的过程中(不计全部摩擦)()A．A、B两球的线速度大小一直不相等B．重力对B球做功的刹时功抢先增大后减小2C．B球转动到最低地点时的速度大小为3gLD．杆对B球做正功，B球机械能不守恒【答案】BC【分析】：A、B两球用轻杆相连共轴转动，角速度大小一直相等，转动半径相等，所以两球的线速度大小也相等，选项A错误；杆在水平川点时，重力对B球做功的刹时功率为零，杆在竖直地点时，B球的重力方向和速度方向垂直，重力对B球做功的刹时功率也为零，但在其余地点重力对B球做功的刹时功率不为零，所以，重力对B球做功的刹时功抢先增大后减小，选项B正确；设B球转动到最低地点时速度为v，两球线速度大小相等，对A、B两球和杆构成的系统，由机械能守恒定律得12122gL，选项C正确；B球的重力势2mgL－mgL＝(2m)v＋mv，解得v＝322能减少了2mgL，动能增添了2B球做负功，选项D错误．3mgL，机械能减少了，所以杆对4.(2019北·京模拟)将一个物体以初动能E0竖直向上抛出，落回地面时物体的动能为E0.设空气阻力恒定，假如将它以2初动能4E0竖直上抛，则它在上涨到最高点的过程中，重力势能变化了()A．3E0B．2E0C．1.5E0D．E0【答案】A.【分析】：设动能为

E0，其初速度为

v0，上涨高度为

h；当动能为

4E0，则初速度为

2v0，上涨高度为

h′由.于在上涨过程中加快度相同，依据

v2＝2gh

可知，

h′＝4h依据动能定理设摩擦力大小为

f，则

f×2h＝E0，所以2

f×4h＝E0.所以在升到最高处其重力势能为

3E0，所以答案为

A.5.(2019无·锡模拟)如下图，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示地点静止开释，不计全部摩擦，则在小球从开释到落至地面的过程中，以下说法正确的选项是( )A．斜劈对小球的弹力不做功B．斜劈与小球构成的系统机械能守恒C．斜劈的机械能守恒D．小球重力势能减少许等于斜劈动能的增添量【答案】B.【分析】：不计全部摩擦，小球下滑时，小球和斜劈构成的系统只有小球的重力做功，小球重力势能减少许等于斜劈和小球的动能增添量，系统机械能守恒，B正确，C、D错误；斜劈对小球的弹力与小球位移间夹角大于90°，故弹力做负功，A错误．16.如下图，有一圆滑轨道ABC，AB部分为半径为R的4圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在竖直轻杆的两头，轻杆长为R，不计小球大小．开始时a球处在圆弧上端A点，由静止开释小球和轻杆，使其沿圆滑轨道下滑，则以下说法正确的选项是( )A．a球下滑过程中机械能保持不变B．b球下滑过程中机械能保持不变C．a、b球滑到水平轨道上时速度大小为2gRD．从开释a、b球到a、b球滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为mgR2【答案】：D【分析】：a、b球和轻杆构成的系统机械能守恒，A、B错误；由系统机械能守恒有12mgR＋2mgR＝×2mv，解得a、2b球滑到水平轨道上时速度大小为v＝3gR，C错误；从开释a、b球到a、b球滑到水平轨道上，对a球，由动能定理有W＋mgR＝1mv2，解得轻杆对a球做的功为W＝mgR，D正确．227.(2019甘·肃兰州模拟)如下图，竖直面内圆滑的3圆形导轨固定在一水平川面上，半径为R.一个质量为m的小球4从距水平川面正上方h高处的P点由静止开始自由着落，恰巧从N点沿切线方向进入圆轨道．不考虑空气阻力，则以下说法正确的选项是()A．适合调整高度h，可使小球从轨道最高点M飞出后，恰巧落在轨道右端口N处B．若h＝2R，则小球在轨道最低点对轨道的压力为5mgC．只有h大于等于2.5R时，小球才能抵达圆轨道的最高点MD．若h＝R，则小球能上涨到圆轨道左边离地高度为R的地点，该过程重力做功为mgR【答案】：BC12gR【分析】：若小球从M到N做平抛运动，则有R＝vMt，R＝2gt，可得vM＝2，而球抵达最高点M时速度起码v0212，由向心力公式应知足mg＝m，解得v0＝gR，故A错误；从P点到最低点过程由机械能守恒可得2mgR＝mvR2得FN－mg＝mv2，解得FN＝5mg，由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力为5mg，故B正确；由机械能守恒得mg(hR－2R)＝1mv02，代入v0＝gR解得h＝2.5R，故C正确；若h＝R，则小球能上涨到圆轨道左边离地高度为R的地点，2该过程重力做功为0，D错误．8.(2019浙·江舟山模拟)如下图，一个小环沿竖直搁置的圆滑圆环形轨道做圆周运动．小环从最高点A滑到最低点B的过程中，小环线速度大小的平方2)v随下滑高度h的变化图象可能是(【答案】：AB【分析】：对小环由机械能守恒定律得121222，当v0＝0时，B正确；当v0≠0时，Amgh＝mv－mv0，则v＝2gh＋v022正确．9.(2019山·东潍坊模拟)如下图，将一质量为m的小球从A点以初速度知B、C之间的竖直高度和C、A之间的竖直高度都为h，重力加快度为空气阻力，则( )

v斜向上抛出，小球先后经过B、C两点．已g，取A点所在的平面为参照平面，不考虑A．小球在B点的机械能是C点机械能的两倍B．小球在B点的动能是C点动能的两倍12D．小球在12C．小球在B点的动能为mv＋2mghC点的动能为mv－mgh22【答案】：D【分析】：不计空气阻力，小球在斜上抛运动过程中只受重力作用，运动过程中小球的机械能守恒，则小球在B点的机械能等于在C点的机械能，选项A错误；小球在B点的重力势能大于在C点重力势能，依据机械能守恒定律知，小球在B点的动能小于在C点的动能，选项B错误；小球由A到B过程中，依据机械能守恒定律有mg·2h＋EkB＝1mv2，解得小球在B点的动能为EkB＝1mv2－2mgh，选项C错误；小球由B到C过程中，依据机械能守恒定2212律有mg·2h＋EkB＝mgh＋EkC，解得小球在C点的动能为EkC＝EkB＋mgh＝2mv－mgh，选项D正确．10.把质量是0.2kg的小球放在直立的弹簧上，并把球往下按至A的地点，如图甲所示．快速放手后，弹簧把球弹起，球升至最高地点C(图丙)．途中经过地点B时弹簧正利处于自由状态(图乙)．已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力都能够忽视，重力加快度g＝10m/s2.则以下说法正确的选项是()A．小球从A上涨至B的过程中，弹簧的弹性势能向来减小，小球的动能向来增添B．小球从B上涨到C的过程中，小球的动能向来减小，势能向来增添C．小球在地点A时，弹簧的弹性势能为0.6JD．小球从地点A上涨至C的过程中，小球的最大动能为0.4J【答案】BC.【分析】：小球从A上涨到B的过程中，弹簧的形变量愈来愈小，弹簧的弹性势能向来减小，小球在A、B之间某处的协力为零，速度最大，对应动能最大，选项A错误；小球从B上涨到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒，动能减少，势能增添，选项B正确；依据机械能守恒定律，小球在地点A时，弹簧的弹性势能为Ep＝mghAC＝0.2×10×0.3J＝0.6J，选项C正确；小球在B点时的动能为Ek＝mghBC＝0.4J＜Ekm，选项D错误．11．(2019·州高三模拟温)如下图，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD光滑连结在一同，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r(r?R)的圆滑小球(小球无显然形变)，小球恰巧将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B挨次标志为1、2、3、N.现将圆弧轨道尾端B处的阻拦物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，以下说法正确的选项是( )A．N个小球在运动过程中一直不会散开B．第1个小球从A到B过程中机械能守恒C．第1个小球抵达B点前第N个小球做匀加快运动D．第1个小球抵达最低点的速度v<gR【答案】AD.【分析】：在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加快运动，则后边的小球对前面的小球有向前挤压的作用，所以小球之间一直互相挤压，冲上斜面后后边的小球把前面的小球往上压，所以小球之间一直互相挤压，故N个小球在运动过程中一直不会散开，故A正确；第一个小球在着落过程