高考物理复习练习机械能守恒定律及其应用基础课时.docx

1、高考物理复习练习机械能守恒定律及其应用基础课时限时规范训练(单独成册)基础巩固题组(20分钟，50分)1(多选)下列说法正确的是()A如果物体所受到的合力为零，则其机械能一定守恒B如果物体所受到的合力做的功为零，则其机械能一定守恒C物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，其机械能一定守恒D做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒解析：选CD.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中，只有重力做功，所以机械能守恒，选项C正确；做匀加速运动的物体，其机械能可能守恒，如自由落体运动，选项D正确2(多选)如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()A物体的

2、重力势能减少，动能增加B斜面体的机械能不变C斜面体对物体的弹力垂直于接触面，不对物体做功D物体和斜面体组成的系统机械能守恒解析：选AD.物体下滑过程中重力势能减少，动能增加，A正确；地面光滑，斜面体会向右运动，动能增加，机械能增加，B错误；斜面体对物体的弹力垂直于接触面，与物体的位移并不垂直，弹力对物体做负功，C错误；物体与斜面体组成的系统机械能守恒，D正确3如图所示，质量均为m，半径均为R的两个完全相同的小球A、B，在水平轨道上以某一初速度向右冲上倾角为的倾斜轨道，两轨道通过一小段圆弧平滑连接若两小球运动过程中始终接触，不计摩擦阻力及弯道处的能量损失，在倾斜轨道上运动到最高点时两球机械能的差

3、值为()A0 BmgRsin C2mgRsin D2mgR解析：选C.两球运动到最高点时速度为零，则两球机械能的差值等于重力势能的差值，为：Emg2Rsin 2mgRsin ，故C正确4如图所示，不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于水平地面上；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧现将b球释放，则b球着地瞬间a球的速度大小为()A. BC. D2解析：选A.在b球落地前，a、b两球组成的系统机械能守恒，且a、b两球速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律有：3mghmgh(3mm)v2，解得：v，故A正确5如图所示，轻质细绳的下端系一质量

4、为m的小球，绳的上端固定于O点现将小球拉至水平位置，使绳处于水平拉直状态后松手，小球由静止开始运动在小球摆动过程中绳突然被拉断，绳断时与竖直方向的夹角为，已知绳能承受的最大拉力为F，则cos 值应为()Acos Bcos Ccos Dcos 解析：选D.设绳长为L，小球运动到绳与竖直方向夹角为时，受力情况如图，建立图示坐标系，小球运动过程中机械能守恒，有mgLcos mv2，在角时沿y轴方向，由牛顿第二定律得Fmgcos m，由以上两式联立可解得cos ，故选项D正确6如图所示，将一质量为m0.1 kg的小球自水平平台右端O点以初速度v0水平抛出，小球飞离平台后由A点沿切线落入竖直光滑圆轨道A

5、BC，并沿轨道恰好通过最高点C，圆轨道ABC的形状为半径R2.5 m的圆截去了左上角127的圆弧，CB为其竖直直径(sin 530.8，cos 530.6，重力加速度g取10 m/s2，空气阻力不计)，求： (1)小球经过C点速度vC的大小；(2)小球运动到轨道最低点B时轨道对小球的支持力大小；(3)平台末端O点到A点的竖直高度H.解析：(1)小球恰好运动到C点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律知mgm解得vC5 m/s.(2)从B点到C点，由机械能守恒定律有mvmg2Rmv在B点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有FNmgm联立解得vB5 m/s，FN6.0 N.(3)从A到B由机械能守恒定

6、律有mvmgR(1cos 53)mv所以vA m/s在A点对小球进行速度的分解如图所示，有vyvAsin 53所以H3.36 m.答案：(1)5 m/s(2)6.0 N(3)3.36 m能力提升题组(25分钟，50分)1一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为()A2mg B3mgC4mg D5mg解析：选C.小球恰好能通过轨道2的最高点B时，有mgm，小球在轨道1上经过A处时，有Fmgm，根据机械能守恒定律，

7、有1.6mgRmvmv，解得F4mg，由牛顿第三定律可知，小球对轨道的压力FF4mg，选项C正确2如图所示，可视为质点的小球A和B用一根长为0.2 m的轻杆相连，两球质量相等，开始时两小球置于光滑的水平面上，并给两小球一个2 m/s的初速度，经一段时间两小球滑上一个倾角为30的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是()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0.15 m解析：选D.由题意可知，A、B两球在上升中受重力做功而做减速运动；假设没有杆连接，则A上升到斜面时，B还在

8、水平面上运动，即A在斜面上做减速运动，B在水平面上做匀速运动，因有杆存在，所以是B推着A上升，因此杆对A做正功，故A错误；因杆对A球做正功，故A球的机械能不守恒，故B错误；由以上分析可知，杆对球B做负功，故C错误；设小球B速度为零时距水平面的高度为h，根据系统机械能守恒，可得：mghmg(hLsin 30)2mv2，解得：h0.15 m，故D正确3(多选)如图所示，质量均为m的两个物体A和B，其中物体A置于光滑水平台上，物体B穿在光滑竖直杆上，杆与平台有一定的距离，A、B两物体通过不可伸长的细轻绳连接跨过台面边缘的光滑小定滑轮，细线保持与台面平行现由静止释放两物体，当物体B下落h时，B物体的速

9、度为2v，A物体的速度为v.关于此过程下列说法正确的是()A该过程中B物体的机械能损失了mghB该过程中绳对物体A做功为mv2C物体A在水平面上滑动的距离为hD该过程中绳对系统做功mv2解析：选AB.在图中的虚线对应的位置，将物体B的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如图所示：物体A、B沿着绳子的分速度相等，故sin ，解得30，该过程中A、B系统机械能守恒，则mghm(2v)2mv2，物体B的机械能减少量为EBmghm(2v)2，解得EBmgh，故选项A正确；根据动能定理，该过程中绳对物体A做功为WTmv20mv2，故选项B正确；结合几何关系，物体A滑动的距离x(2)h，故C错误；由于

10、绳子不可伸长，故不能储存弹性势能，绳子对两个物体做功的代数和为零，该过程中绳对系统做功为零，故选项D错误4(多选)如图所示，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平滑连接在一起，斜面足够长在圆弧轨道上静止着N个半径为r(rR)的光滑小球(小球无明显形变)，小球恰好将圆弧轨道铺满，从最高点A到最低点B依次标记为1、2、3N.现将圆弧轨道末端B处的阻挡物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，下列说法正确的是()AN个小球在运动过程中始终不会散开B第1个小球从A到B过程中机械能守恒C第1个小球到达B点前第N个小球做匀加速运动D第1个小球到达最低点的速度v

11、 解析：选AD.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速运动，则后面的小球对前面的小球有向前挤压的作用，所以小球之间始终相互挤压，冲上斜面后后面的小球把前面的小球往上压，所以小球之间始终相互挤压，故N个小球在运动过程中始终不会散开，故A正确；第一个小球在下落过程中受到挤压，所以有外力对小球做功，小球的机械能不守恒，故B错误；由于小球在下落过程中速度发生变化，同时相互间的挤压力变化，所以第N个小球不可能做匀加速运动，故C错误；小球整体的重心运动到最低点的过程中，根据机械能守恒定律得：mv2mg，解得：v；但对N个小球的整体来说初状态下呈圆弧分布在AB段时，重心低于，所以

12、第1个小球到达最低点的速度v，故D正确5如图所示，竖直光滑杆固定不动，弹簧下端固定，将滑块向下压缩弹簧至离地高度h0.1 m处，滑块与弹簧不拴接，现由静止释放滑块，通过传感器测量到滑块的速度和离地高度h，并作出其Ekh图象，其中高度从0.2 m上升到0.35 m范围内图象为直线，其余部分为曲线，以地面为零势能面，g取10 m/s2，由图象可知()A轻弹簧原长为0.3 mB小滑块的质量为0.1 kgC弹簧最大弹性势能为0.5 JD小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小为0.4 J解析：选C.在Ekh图象中，图线的斜率表示滑块所受的合外力，由于高度从0.2 m上升到0.35 m范围内图象为直线，

13、其余部分为曲线，说明滑块从0.2 m上升到0.35 m范围内所受作用力为恒力，所以从h0.2 m，滑块与弹簧分离，故A错误；在从0.2 m上升到0.35 m范围内，图线的斜率绝对值为kmg2 N，解得m0.2 kg，故B错误；由机械能守恒定律得，当滑块上升至最大高度时，增加的重力势能即为弹簧最大弹性势能，即Epmmgh0.210(0.350.1)J0.5 J，故C正确；在滑块整个运动过程中，系统机械能守恒，其动能、重力势能和弹性势能之间相互转化系统总机械能E总Epmmghm0.2100.35 J0.7 J由图象可知，Ekm0.32 J时，小滑块的重力势能与弹簧的弹性势能之和最小，其值为：EEp

14、mEkm0.7 J0.32 J0.38 J，故D错误6如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB与水平面BC平滑连接于B点，BC右端连接内、外壁光滑、半径r0.2 m的四分之一细圆管CD，管口D端正下方直立一根劲度系数为k100 N/m的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D端平齐一个质量为1.0 kg的小滑块(可视为质点)放在曲面AB上，现从距BC的高度为h0.6 m处由静止释放小滑块，它与BC间的动摩擦因数0.5，小滑块进入管口C端时，它对上管壁有FN2.5mg的相互作用力，通过CD后，在压缩弹簧过程中小滑块速度最大时弹簧的弹性势能为Ep0.5 J取重力加速度g10 m/s2.求：(1)小滑

15、块在C处受到的向心力大小；(2)在压缩弹簧过程中小滑块的最大动能Ekm；(3)小滑块最终停止的位置解析：(1)小滑块进入管口C端时它与圆管外管壁有大小为FN2.5mg的相互作用力，故小滑块在C点受到的向心力大小为F向2.5mgmg35 N.(2)在压缩弹簧过程中小滑块速度最大时，所受合力为零设此时小滑块离D端的距离为x0，则有kx0mg解得x00.1 m在C点合外力提供向心力，有F向m得v7 m2/s2小滑块从C点运动到速度最大位置的过程中，由机械能守恒定律得mg(rx0)mvEkmEp联立解得Ekmmg(rx0)mvEp6 J.(3)小滑块从A点运动到C点过程，由动能定理得mghmgsmv解得B、C