（测控导航）高考物理一轮 第五章《机械能》第3课时基础知能提升训练题 新人教版

第课时机械能机械能守恒定律【测控导航】知识点题号1.机械能及机械能守恒定律的理解1、2、5、72.机械能守恒定律的应用6、8、103.力学综合问题中机械能守恒定律的应用3、4、9、11、121~4题为单选题;5~10题为多选题1.物体做自由落体运动,Ek表示其动能,Ep表示其势能,h表示其下落的距离,t、v分别表示其下落的时间和速度,以水平面为零势能面,能正确反映各物理量之间关系的是(D)解析:设物体最初离地面的高度为H,物体做自由落体运动,经过时间t后,v=gt,则Ek=12mv2=mg22t2,选项A、B均错;由机械能守恒可知,Ek=E总-E2.(2012年上海卷)质量相等的均质柔软细绳A、B平放于水平地面,绳A较长.分别捏住两绳中点缓慢提起,直至全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为hA、hB,上述过程中克服重力做功分别为WA、WB.若(D)A.hA=hB,则一定有WA=WBB.hA>hB,则可能有WA<WBC.hA<hB,则可能有WA=WBD.hA>hB,则一定有WA>WB解析:分别捏住两绳中点缓慢提起,直至全部离开地面,由于绳A较长,hA>hB,A重力势能增加较多,则一定有WA>WB,选项D正确.3.(2012崇明二模)如图所示,小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下,从B端水平飞出,撞击到一个与地面成θ=37°的斜面上,撞击点为C.已知斜面上端与曲面末端B相连.若AB的高度差为h,BC间的高度差为H,则h与H的比值hH等于(不计空气阻力,sin37°=0.6,cos37°(C)A.34 B.43 C.4解析:由机械能守恒定律,mgh=12mv2,解得小球从B点平抛的初速度v=2gh.平抛水平位移,x=vt,H=12tan37°=H/x,联立解得:hH=44.(2012年上海卷)如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍.当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高.将A由静止释放,B上升的最大高度是(C)A.2R B.5R/3 C.4R/3 D.2R/3解析:将A由静止释放,由机械能守恒定律,2mgR-mgR=12·3mv2,解得A落地时两者的速度v=23gR解决多个物体组成的系统机械能守恒时,一般来说,单个物体机械能不守恒,对系统灵活选用机械能守恒定律的表达式ΔEA增=ΔEB减或ΔEp减=ΔEk增,可快速解题.5.关于重力势能,下列说法中正确的是(AB)A.重力势能是地球与物体所组成的系统共有B.重力势能为负值,表示物体的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少C.卫星绕地球做椭圆运动,当由近地点向远地点运动时,其重力势能减小D.只要物体在水平面以下,其重力势能为负值解析:由重力势能的系统性可知,选项A正确;物体在参考平面时重力势能为零,高于参考平面时重力势能为正,低于参考平面时,重力势能为负,其“正、负”表示大小,选项B正确;卫星由近地点到远地点的过程中,克服重力做功,重力势能增大,选项C错误;参考平面的选取是任意的,水平面不一定是参考平面,选项D错误.6.如图所示,小球自a点由静止自由下落,落到b点时与弹簧接触,到c点时弹簧被压缩到最短,若不计弹簧质量和空气阻力,在小球由a→b→c的过程中(BC)A.小球的机械能守恒B.小球的机械能减小C.小球和弹簧组成的系统机械能守恒D.小球的动能减小解析:由题意知,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,在小球由a→b→c的过程中,开始时小球受到的重力大于弹力,因此小球的动能增大,当弹簧的弹力等于重力时,动能最大,然后小球继续向下运动,直至弹簧被压缩到最短,此时小球的动能为零,弹簧的弹性势能最大.7.被誉为“豪小子”的休斯敦火箭队7号华裔球员林书豪准备投二分球前先屈腿下蹲再竖直向上跃起,已知林书豪的质量为m,双脚离开地面时的速度为v,从开始下蹲至跃起过程中重心上升的高度为h,则下列说法中正确的是(AC)A.从地面跃起过程中,地面支持力对他所做的功为0B.从地面跃起过程中,地面支持力对他所做的功为12mv2C.离开地面后,他在上升过程和下落过程中都处于失重状态D.从下蹲到离开地面上升过程中,他的机械能守恒解析:从地面跃起过程中,地面支持力的位移为零,对他所做的功为0,选项A正确,B错误;离开地面后,他在上升过程和下落过程中加速度方向向下,都处于失重状态,选项C正确;从下蹲到离开地面上升过程中,他的机械能增大,选项D错误.8.(2012年广东卷)如图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小.某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B点时,下列表述正确的有(BC)A.N小于滑块重力 B.N大于滑块重力C.N越大表明h越大 D.N越大表明h越小解析:滑块滑至B点,加速度向上,滑道对滑块支持力大于重力,N大于滑块重力,选项B正确,A错误;由机械能守恒定律可知,h越大,滑块滑至B点速度越大,向心加速度越大,滑道支持力越大,所以N越大表明滑块滑至B点时加速度a越大,速度越大,h越大,选项C正确,D错误.9.(2012武汉模拟)如图所示,半径为R的1/4光滑圆弧槽固定在小车上,有一小球静止在圆弧槽的最低点.小车和小球一起以速度v向右匀速运动,当小车遇到障碍物突然停止后,小球上升的高度可能(AC)A.等于v2/2g B.大于v2/2gC.小于v2/2g D.与小车的速度v无关解析:如果v较小,小车停止运动后,小球还没有跑出圆弧槽,则根据机械能守恒定律有12mv2=mgh,可得h=v2/2g,选项A正确;如果v较大,小车停止运动后,小球能够跑出圆弧槽,那么小球出了圆弧槽后将做斜抛运动,当小球到达最高点时,其还有水平方向上的速度,所以12mv2>mgh,可得h<v2/2g,选项C正确.本题答案为AC.10.(2012杭州质检)某空降兵从飞机上跳下,他从跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的vt图像如图所示,则下列说法中正确的是(AC)A.0~10s内空降兵和伞整体所受重力大于空气阻力B.第10s末空降兵打开降落伞,此后做匀减速运动至第15s末C.10~15s内空降兵竖直方向的加速度方向向上,大小在逐渐减小D.15s后空降兵保持匀速下落,此过程中机械能守恒解析:由图像可知,0~10s内向下做加速运动,说明整体所受重力大于空气阻力,选项A正确;第10s末空降兵打开降落伞,由图像可知,做减速运动,说明加速度方向向上;vt图像斜率越来越小,说明加速度逐渐减小,第15s末以后做匀速直线运动,选项B错误,选项C正确;15s后空降兵保持匀速下落,此过程中机械能减少,选项D错误.11.(2013成都高新区月考)如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的光滑半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:(1)物体运动到B后一瞬间对导轨的压力;(2)弹簧开始时的弹性势能.解析:(1)物体通过C点时,有mg=mv2R,得出v=gR从B到C的过程中机械能守恒,有12mvB2=1物体通过半圆形导轨的B点时,有N-mg=mv得出N=6mg由牛顿第三定律可知物体运动到B后一瞬间对导轨的压力为6mg.(2)从开始到C的过程中机械能守恒,有Ep=mg·2R+12mv2,得出Ep=5答案:(1)6mg(2)5212.(2013泸州市一诊)如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k=16N/m的轻质弹簧相连,A放在水平地面上,B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在倾角θ=30°的固定光滑斜面上,用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细绳竖直,cd段的细绳与斜面平行.开始时整个系统处于静止状态,释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度.已知A、B的质量均为m=0.2kg,重力加速度取g=10m/s2,细绳与滑轮之间的摩擦不计,求:(1)从释放C到A刚离开地面时,物体B上升的高度;(2)物体C的质量;(3)释放C到A刚离开地面时,在此过程中细绳拉力对C物体做的功.解析:(1)设开始时弹簧压缩的长度为xB得:kxB=mg设当物体A刚离开地面时,弹簧的伸长量为xA,得:kxA=mg当物体A刚离开地面时,物体B上升的距离为hh=xA+xB解得:h=2mgk=(2)物体A刚离开地面时,物体B获得最大速度vm,加速度为0,设C的质量为M,对B有:T-mg-kxA=0对C有:Mgsinθ-T=0解得:Mgsinθ-2mg=0解得:M=4m=0.8kg.(3)由于xA=xB,物体B开始运动到达最大速度的过程中