《（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第三講 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用練習(xí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（新課標(biāo)）2020年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 第五章 第三講 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用練習(xí)（含解析）（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 [A組·基礎(chǔ)題] 1. 如圖所示為跳傘愛(ài)好者表演高樓跳傘的情形，他們從樓頂跳下后，在距地面一定高度處打開(kāi)傘包，最終安全著陸，則跳傘者( A ) A．機(jī)械能一直減小　　　 B．機(jī)械能一直增大 C．動(dòng)能一直減小 D．重力勢(shì)能一直增大 2. 質(zhì)量均為m，半徑均為R的兩個(gè)完全相同的小球A、B在水平軌道上以某一初速度向右沖上傾角為θ的傾斜軌道，兩軌道通過(guò)一小段圓弧平滑連接．若兩小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中始終接觸，不計(jì)摩擦阻力及彎道處的能量損失，在傾斜軌道上運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)兩球機(jī)械能的差值為( C ) A．0　　　　　　　　　 B．mgRsin θ C．2mgRsin θ

2、 D．2mgR 3. (2016·全國(guó)卷Ⅱ)小球P和Q用不可伸長(zhǎng)的輕繩懸掛在天花板上，P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量，懸掛P球的繩比懸掛Q球的繩短．將兩球拉起，使兩繩均被水平拉直，如圖所示．將兩球由靜止釋放．在各自軌跡的最低點(diǎn)( C ) A．P球的速度一定大于Q球的速度 B．P球的動(dòng)能一定小于Q球的動(dòng)能 C．P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力 D．P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度 4．如圖所示，在下列不同情形中將光滑小球以相同速率v射出，忽略空氣阻力，結(jié)果只有一種情形小球不能到達(dá)天花板，則該情形是( B ) A．A　　　 B．B C．C　　　 D．D 5

3、．(多選) 如圖所示，一輕質(zhì)彈簧豎直固定在水平地面上，O點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)時(shí)上端的位置，一個(gè)質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)由靜止釋放落到彈簧上，物體壓縮彈簧到最低點(diǎn)B后向上運(yùn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，不計(jì)物體與彈簧碰撞時(shí)的動(dòng)能損失，彈簧一直在彈性限度范圍內(nèi)，重力加速度為g，則以下說(shuō)法正確的是( CD ) A．物體落到O點(diǎn)后，立即做減速運(yùn)動(dòng) B．物體從O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，物體機(jī)械能守恒 C．在整個(gè)過(guò)程中，物體與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D．物體在最低點(diǎn)時(shí)的加速度大于g 6．(多選) (2019·景德鎮(zhèn)一中月考)如圖所示，一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端各系一個(gè)小球a和b，跨在兩根固定在同一高度的光滑水平細(xì)桿

4、上，a球置于地面上，質(zhì)量為m的b球從水平位置靜止釋放．當(dāng)b球第一次經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱悖铝薪Y(jié)論正確的是( BD ) A．a(chǎn)球的質(zhì)量為2m B．a(chǎn)球的質(zhì)量為3m C．b球首次擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力對(duì)小球做功的功率一直增大 D．b球首次擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力對(duì)b球做功的功率先增大后減小 解析：b球在擺動(dòng)過(guò)程中，a球不動(dòng)，b球做圓周運(yùn)動(dòng)，則繩子拉力對(duì)b球不做功，b球的機(jī)械能守恒，則有：mbgL＝mbv2；當(dāng)b球擺過(guò)的角度為90°時(shí)，a球?qū)Φ孛鎵毫偤脼榱?，說(shuō)明此時(shí)繩子張力為：T＝mag；b通過(guò)最低點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓運(yùn)動(dòng)定律和向心力公式得：mag－mbg＝mb，解得

5、：ma＝3mb，故A錯(cuò)誤、B正確．在開(kāi)始時(shí)b球的速度為零，則重力的瞬時(shí)功率為零；當(dāng)?shù)竭_(dá)最低點(diǎn)時(shí)，速度方向與重力垂直，則重力的功率也為零，可知b球首次擺動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中，重力對(duì)b球做功的功率先增大后減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確． 7．(多選) 如圖所示，某極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者(可視為質(zhì)點(diǎn))嘗試一種特殊的高空運(yùn)動(dòng)．他身系一定長(zhǎng)度的彈性輕繩，從距水面高度大于彈性輕繩原長(zhǎng)的P點(diǎn)以水平初速度v0跳出．他運(yùn)動(dòng)到圖中a點(diǎn)時(shí)彈性輕繩剛好拉直，此時(shí)速度與豎直方向的夾角為θ，輕繩與豎直方向的夾角為β，b為運(yùn)動(dòng)過(guò)程的最低點(diǎn)(圖中未畫(huà)出)，在他運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過(guò)程中未觸及水面，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是( B

6、D ) A．極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者從P點(diǎn)到b點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒 B．極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者從P點(diǎn)到a點(diǎn)時(shí)間的表達(dá)式為t＝ C．極限運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者到達(dá)a點(diǎn)時(shí)，tan θ＝tan β D．彈性輕繩原長(zhǎng)的表達(dá)式為l＝ [B組·能力題] 8．(多選) (2019哈爾濱六中月考)如圖所示，在距水平地面高為0.4 m處，水平固定一根長(zhǎng)直光滑桿，在桿上P點(diǎn)固定一光滑的輕質(zhì)定滑輪，滑輪可繞水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，在P點(diǎn)的右邊，桿上套有一質(zhì)量m ＝ 2 kg的滑塊A.半徑R＝0.3 m的光滑半圓形細(xì)軌道豎直地固定在地面上，其圓心O在P點(diǎn)的正下方，在軌道上套有一質(zhì)量m ＝ 2 kg的小球B.用一條不可伸長(zhǎng)的柔軟細(xì)繩，

7、通過(guò)定滑輪將小球與滑塊連接起來(lái)．桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi)，滑塊、小球均可看作質(zhì)點(diǎn)，且不計(jì)滑輪大小的影響，取g＝10 m/s2.現(xiàn)給滑塊A一個(gè)水平向右的恒力F ＝ 60 N，則( ABC ) A．把小球B從地面拉到P的正下方時(shí)力F 做功為24 J B．小球B運(yùn)動(dòng)到C處時(shí)滑塊A的速度大小為0 C．小球B被拉到與滑塊A速度大小相等時(shí)，sin∠OPB＝ D．把小球B從地面拉到P的正下方時(shí)小球B的機(jī)械能增加了6 J 解析：設(shè)PO＝H.由幾何知識(shí)得，PB＝＝＝0.5 m，PC＝H－R＝0.1 m．F做的功為W＝F(PB－PC)＝40×(0.5－0.1)＝24 J，A正確；當(dāng)B球到達(dá)

8、C處時(shí)，已無(wú)沿繩的分速度，所以此時(shí)滑塊A的速度為零，選項(xiàng)B正確；當(dāng)繩與軌道相切時(shí)滑塊A與B球速度相等，由幾何知識(shí)得：sin ∠OPB＝＝，C正確．由功能關(guān)系，可知，把小球B從地面拉到半圓形軌道頂點(diǎn)C處時(shí)小球B的機(jī)械能增加量為ΔE＝W＝24 J，D錯(cuò)誤． 9．(多選) (2018·深圳寶安區(qū)聯(lián)考)如圖所示，一輕質(zhì)彈簧固定在光滑桿的下端，彈簧的中心軸線與桿重合，桿與水平面間的夾角始終為60°，質(zhì)量為m的小球套在桿上，從距離彈簧上端O點(diǎn)2x0的A點(diǎn)靜止釋放，將彈簧壓至最低點(diǎn)B，壓縮量為x0 ，不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是( CD ) A．小球從接觸彈簧到將彈簧壓至最低點(diǎn)B的

9、過(guò)程中，其加速度一直減小 B．小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能可能為mgx0 C．彈簧勁度系數(shù)大于 D．彈簧最大彈性勢(shì)能為mgx0 解析：小球從接觸彈簧到將彈簧壓至最低點(diǎn)B的過(guò)程中，彈簧對(duì)小球的彈力逐漸增大，開(kāi)始時(shí)彈簧的彈力小于小球的重力沿桿向下的分力，小球做加速運(yùn)動(dòng)，隨著彈力的增大，合力減小，加速度減小，后來(lái)，彈簧的彈力等于小球的重力沿桿向下的分力，最后，彈簧的彈力大于小球的重力沿桿向下的分力，隨著彈力的增大，合力沿桿向上增大，則加速度增大，所以小球的加速度先減小后增大，A錯(cuò)誤；小球滑到O點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能為Ek＝2mgx0 sin 60°＝mgx0，小球的合力為零時(shí)動(dòng)能最大，此時(shí)彈簧處于壓縮狀態(tài)，

10、位置在O點(diǎn)下方，所以小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最大動(dòng)能大于mgx0，不可能為mgx0，B錯(cuò)誤；在速度最大的位置有 mgsin 60°＝kx，得 k＝，因?yàn)閤＜x0，所以k＞，C正確；對(duì)小球從A到B的過(guò)程，對(duì)系統(tǒng)，由機(jī)械能守恒定律得：彈簧最大彈性勢(shì)能 Epm＝3mgx0 sin 60°＝mgx0，D正確． 10．(多選) (2019·江西豐城九中段考)如圖所示，豎直面內(nèi)半徑為R的光滑半圓形軌道與水平光滑軌道相切于D點(diǎn)．a(chǎn)、b、c三個(gè)質(zhì)量相同的物體由水平部分分別向半環(huán)滑去，最后重新落回到水平面上時(shí)的落點(diǎn)到切點(diǎn)D的距離依次為AD＜2R，BD＝2R，CD＞2R.設(shè)三個(gè)物體離開(kāi)半圓形軌道在空中飛行時(shí)間依次為ta、

11、tb、tc，三個(gè)物體到達(dá)地面的動(dòng)能分別為Ea、Eb、Ec，則下面判斷正確的是( AC ) A．Ea＜Eb B．Eb＞Ec C．tb＝tc　 D．ta＝tb 解析：物體若從圓環(huán)最高點(diǎn)離開(kāi)半環(huán)在空中做平拋運(yùn)動(dòng)，豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，則有：2R＝gt2，則得：t＝，物體恰好到達(dá)圓環(huán)最高點(diǎn)時(shí)，有：mg＝，則通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)時(shí)最小速度為：v＝，所以物體從圓環(huán)最高點(diǎn)離開(kāi)后平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移最小值為：x＝vt＝2R，由題知：AD＜2R，BD＝2R，CD＞2R，說(shuō)明b、c通過(guò)最高點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，a沒(méi)有到達(dá)最高點(diǎn)，則知tb＝tc＝，ta≠tb＝tc；對(duì)于a、b兩物塊，通過(guò)D點(diǎn)時(shí)，a的速度比b的小

12、，由機(jī)械能守恒可得：Ea＜Eb.對(duì)于b、c兩物塊，由x＝vt知，t相同，c的水平位移大，通過(guò)圓軌道最高點(diǎn)時(shí)的速度大，由機(jī)械能守恒定律可知，Ec＞Eb，故選項(xiàng)A、C正確． 11. 如圖所示，在同一豎直平面內(nèi)，一輕質(zhì)彈簧一端固定，另一自由端恰好與水平線AB平齊，靜止放于傾角為53°的光滑斜面上．一長(zhǎng)為L(zhǎng)＝9 cm的輕質(zhì)細(xì)繩一端固定在O點(diǎn)，另一端系一質(zhì)量為m＝1 kg的小球，將細(xì)繩拉至水平，使小球從位置C由靜止釋放，小球到達(dá)最低點(diǎn)D時(shí)，細(xì)繩剛好被拉斷．之后小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恰好沿斜面方向?qū)椈蓧嚎s，最大壓縮量為x＝5 cm.(g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：

13、 (1)細(xì)繩受到的拉力的最大值； (2)D點(diǎn)到水平線AB的高度h； (3)彈簧所獲得的最大彈性勢(shì)能Ep. 解析：(1)小球由C到D，由機(jī)械能守恒定律得 mgL＝mv 解得v1＝① 在D點(diǎn)，由牛頓第二定律得F－mg＝m② 由①②解得F＝30 N 由牛頓第三定律知細(xì)繩所能承受的最大拉力為30 N. (2)由D到A，小球做平拋運(yùn)動(dòng)有 v＝2gh③ tan 53°＝④ 聯(lián)立解得h＝16 cm. (3)小球從C點(diǎn)到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中，小球與彈簧系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，即Ep＝mg(L＋h＋xsin 53°)，代入數(shù)據(jù)解得Ep＝2.9 J. 答案：(1)30 N　(2)16 cm　(3)2.9 J 6