《2022屆高考物理一輪復習 第五章 機械能及其守恒定律 第三節(jié) 機械能守恒定律課后達標 新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2022屆高考物理一輪復習 第五章 機械能及其守恒定律 第三節(jié) 機械能守恒定律課后達標 新人教版（8頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

1、2022屆高考物理一輪復習 第五章 機械能及其守恒定律 第三節(jié) 機械能守恒定律課后達標 新人教版 一、單項選擇題 1．據報道，在北京國家體育場“鳥巢”進行的2015年國際田聯(lián)世界田徑錦標賽女子撐桿跳決賽中，古巴選手席爾瓦以4米90的成績奪得冠軍．如果把撐桿跳全過程分成四個階段：a→b、b→c、c→d、d→e，如圖所示，則對這四個階段的描述正確的是(　　) A．a→b階段：人加速助跑，人和桿的機械能不變 B．b→c階段：桿彎曲、人上升，系統(tǒng)動能減少，重力勢能和彈性勢能增加 C．c→d階段：桿伸直、人上升，人的動能減少量等于重力勢能增加量 D．d→e階段：人過橫桿后下落，重力所做的

2、功等于人機械能的增加量 解析：選B.a→b階段：人加速助跑，人和桿的機械能增大，選項A錯誤；b→c階段：人與桿組成的系統(tǒng)機械能守恒，系統(tǒng)動能減少，重力勢能和彈性勢能增加，選項B正確；c→d階段：人與桿組成的系統(tǒng)機械能守恒，桿伸直、人上升，動能減少量與彈性勢能的減少量之和等于重力勢能的增加量，選項C錯誤；d→e階段：人過橫桿后下落，重力所做的功等于人重力勢能的減少量，選項D錯誤． 2. (2018·無錫模擬)如圖所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現將一小球從圖示位置靜止釋放，不計一切摩擦，則在小球從釋放到落至地面的過程中，下列說法正確的是(　　) A．斜劈對小球的彈力不做功

3、 B．斜劈與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒 C．斜劈的機械能守恒 D．小球重力勢能減少量等于斜劈動能的增加量 解析：選B.不計一切摩擦，小球下滑時，小球和斜劈組成的系統(tǒng)只有小球的重力做功，小球重力勢能減少量等于斜劈和小球的動能增加量，系統(tǒng)機械能守恒，B正確，C、D錯誤；斜劈對小球的彈力與小球位移間夾角大于90°，故彈力做負功，A錯誤． 3. (2018·蘭州模擬)如圖所示，可視為質點的小球A、B用不可伸長的細軟輕線連接，跨過固定在地面上半徑為R的光滑圓柱，A的質量為B的兩倍．當B位于地面時，A恰與圓柱軸心等高．將A由靜止釋放，B上升的最大高度是(　　) A．2R　 　 B．　 　

4、　 C.　 　 D． 解析：選C.設A、B的質量分別為2m、m，當A落到地面上時，B恰好運動到與圓柱軸心等高處，以A、B整體為研究對象，則A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒，故有2mgR－mgR＝(2m＋m)v2，A落到地面上以后，B仍以速度v豎直上拋，上升的高度為h＝，解得h＝R，故B上升的總高度為R＋h＝R，選項C正確． 4．靜止在地面上的物體在豎直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不計空氣阻力，在整個過程中，物體機械能隨時間變化關系正確的是(　　) 解析：選C.以地面為零勢能面，以豎直向上為正方向，則對于物體，在撤去外力前，有F－mg＝ma，h＝at2，某一時刻的機械能E＝

5、ΔE＝F·h，聯(lián)立以上各式得E＝·t2∝t2，撤去外力后，物體機械能守恒，故只有C正確． 5. 如圖所示，將質量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質量為m的環(huán)，環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑定滑輪與直桿的距離為d.現將環(huán)從與定滑輪等高的A處由靜止釋放，當環(huán)沿直桿下滑距離也為d時(圖中B處)，下列說法正確的是(重力加速度為g)(　　) A．環(huán)剛釋放時輕繩中的張力等于2mg B．環(huán)到達B處時，重物上升的高度為(－1)d C．環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比為 D．環(huán)減少的機械能大于重物增加的機械能 解析：選B.環(huán)釋放后重物加速上升，故繩中張力一定大于2mg

6、，A項錯誤；環(huán)到達B處時，繩與直桿間的夾角為45°，重物上升的高度h＝(－1)d，B項正確；如圖所示，將B處環(huán)速度v進行正交分解，重物上升的速度與其分速度v1大小相等，v1＝vcos 45°＝v，所以，環(huán)在B處的速度與重物上升的速度大小之比等于，C項錯誤；環(huán)和重物組成的系統(tǒng)機械能守恒，故D項錯誤． 6. 如圖所示，在高1.5 m的光滑平臺上有一個質量為2 kg的小球被一細線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質彈簧．當燒斷細線時，小球被彈出，小球落地時的速度方向與水平方向夾角為60°，則彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為(g＝10 m/s2)(　　) A．10 J B．15 J C．2

7、0 J D．25 J 解析：選A.由h＝gt2，tan 60°＝＝，可得v0＝ m/s，由小球被彈射過程中小球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒得，Ep＝mv＝10 J，A正確． 二、多項選擇題 7. 把質量是0.2 kg的小球放在豎立的彈簧上，并把球往下按至A的位置，如圖甲所示．迅速松手后，彈簧把球彈起，球升至最高位置C(圖丙)．途中經過位置B時彈簧正好處于自由狀態(tài)(圖乙)．已知B、A的高度差為0.1 m，C、B的高度差為 0.2 m，彈簧的質量和空氣阻力都可以忽略，重力加速度g＝10 m/s2.則下列說法正確的是(　　) A．小球從A上升至B的過程中，彈簧的彈性勢能一直減小，小球的

8、動能一直增加 B．小球從B上升到C的過程中，小球的動能一直減小，勢能一直增加 C．小球在位置A時，彈簧的彈性勢能為0.6 J D．小球從位置A上升至C的過程中，小球的最大動能為 0.4 J 解析：選BC.小球從A上升到B的過程中，彈簧的形變量越來越小，彈簧的彈性勢能一直減小，小球在A、B之間某處的合力為零，速度最大，對應動能最大，選項A錯誤；小球從B上升到C的過程中，只有重力做功，機械能守恒，動能減少，勢能增加，選項B正確；根據機械能守恒定律，小球在位置A時，彈簧的彈性勢能為Ep＝mghAC＝0.2×10×0.3 J＝0.6 J，選項C正確；小球在B點時的動能為Ek＝mghBC＝0.4

9、 J＜Ekm，選項D錯誤． 8. (2018·寧波調研)某娛樂項目中，參與者拋出一小球去撞擊觸發(fā)器，從而進入下一關．現在將這個娛樂項目進行簡化，假設參與者從觸發(fā)器的正下方以速率v豎直上拋一小球，小球恰好擊中觸發(fā)器．若參與者仍在剛才的拋出點，沿A、B、C、D四個不同的光滑軌道分別以速率v拋出小球，如圖所示．則小球能夠擊中觸發(fā)器的可能是(　　) 解析：選CD.豎直上拋時小球恰好擊中觸發(fā)器，則由－mgh＝0－mv2，h＝2R得v＝2.沿圖A中軌道以速率v拋出小球，小球沿光滑圓弧內表面做圓周運動，到達最高點的速率應大于或等于，所以小球不能到達圓弧最高點，即不能擊中觸發(fā)器．沿圖B中軌道以速

10、率v拋出小球，小球沿光滑斜面上滑一段后做斜拋運動，最高點具有水平方向的速度，所以也不能擊中觸發(fā)器．圖C及圖D中小球在軌道最高點速度均可以為零，由機械能守恒定律可知小球能夠擊中觸發(fā)器． 9. (2018·蘇北四市調研)如圖所示，固定在豎直面內的光滑圓環(huán)半徑為R，圓環(huán)上套有質量分別為m和2m的小球A、B(均可看做質點)，且小球A、B用一長為2R的輕質細桿相連，在小球B從最高點由靜止開始沿圓環(huán)下滑至最低點的過程中(已知重力加速度為g)，下列說法正確的是(　　) A．A球增加的機械能等于B球減少的機械能 B．A球增加的重力勢能等于B球減少的重力勢能 C．A球的最大速度為 D．細桿對A

11、球做的功為mgR 解析：選AD.系統(tǒng)機械能守恒的實質可以理解為是一種機械能的轉移，此題的情景就是A球增加的機械能等于B球減少的機械能，A對，B錯；根據機械能守恒定律有：2mg·2R－mg·2R＝×3mv2，所以A球的最大速度為 ，C錯；根據功能關系，細桿對A球做的功等于A球增加的機械能，即WA＝mv2＋mg·2R＝mgR，故D對． 10．(2018·浙江溫州中學高三模擬)如圖所示，在豎直平面內半徑為R的四分之一圓弧軌道AB、水平軌道BC與斜面CD平滑連接在一起，斜面足夠長．在圓弧軌道上靜止著N個半徑為r(r?R)的光滑小球(小球無明顯形變)，小球恰好將圓弧軌道鋪滿，從最高點A到最低點B依次

12、標記為1、2、3……N.現將圓弧軌道末端B處的阻擋物拿走，N個小球由靜止開始沿軌道運動，不計摩擦與空氣阻力，下列說法正確的是(　　) A．N個小球在運動過程中始終不會散開 B．第1個小球從A到B過程中機械能守恒 C．第1個小球到達B點前第N個小球做勻加速運動 D．第1個小球到達最低點的速度v< 解析：選AD.在下滑的過程中，水平面上的小球要做勻速運動，而曲面上的小球要做加速運動，則后面的小球對前面的小球有向前擠壓的作用，所以小球之間始終相互擠壓，沖上斜面后后面的小球把前面的小球往上壓，所以小球之間始終相互擠壓，故N個小球在運動過程中始終不會散開，故A正確；第一個小球在下落過程中受

13、到擠壓，所以有外力對小球做功，小球的機械能不守恒，故B錯誤；由于小球在下落過程中速度發(fā)生變化，相互間的擠壓力變化，所以第N個小球不可能做勻加速運動，故C錯誤；小球整體的重心運動到最低點的過程中，根據機械能守恒定律得：mv2＝mg·，解得：v＝；同樣對整體在AB段時，重心低于，所以第1個小球到達最低點的速度v<，故D正確． 三、非選擇題 11．(2015·高考福建卷) 如圖，質量為M的小車靜止在光滑水平面上，小車AB段是半徑為R的四分之一圓弧光滑軌道，BC段是長為L的水平粗糙軌道，兩段軌道相切于B點．一質量為m的滑塊在小車上從A點由靜止開始沿軌道滑下，重力加速度為g. (1)若固定小

14、車，求滑塊運動過程中對小車的最大壓力． (2)若不固定小車，滑塊仍從A點由靜止下滑，然后滑入BC軌道，最后從C點滑出小車．已知滑塊質量m＝，在任一時刻滑塊相對地面速度的水平分量是小車速度大小的2倍，滑塊與軌道BC間的動摩擦因數為μ，求： ①滑塊運動過程中，小車的最大速度大小vm； ②滑塊從B到C運動過程中，小車的位移大小s. 解析：(1)滑塊滑到B點時對小車壓力最大，從A到B機械能守恒 mgR＝mv 滑塊在B點處，由牛頓第二定律得 N－mg＝m 解得N＝3mg 由牛頓第三定律得N′＝3mg. (2)①滑塊下滑到達B點時，小車速度最大．由機械能守恒得 mgR＝Mv＋m(2v

15、m)2 解得vm＝ . ②設滑塊運動到C點時，小車速度大小為vC，由功能關系得 mgR－μmgL＝Mv＋m(2vC)2 設滑塊從B到C過程中，小車運動加速度大小為a，由牛頓第二定律得 μmg＝Ma 由運動學規(guī)律得 v－v＝－2as 解得s＝L. 答案：(1)3mg　(2)① ?、贚 12．如圖是阿毛同學的漫畫中出現的裝置，描述了一個“吃貨”用來做“糖炒栗子”的“萌”事兒：將板栗在地面小平臺上以一定的初速度經兩個四分之一圓弧銜接而成的軌道，從最高點P飛出進入炒鍋內，利用來回運動使其均勻受熱．我們用質量為m的小滑塊代替栗子，借用這套裝置來研究一些物理問題．設大小兩個四分之一圓弧

16、半徑分別為2R、R，小平臺和圓弧均光滑．將過鍋底的縱截面看做是由兩個斜面AB、CD和一段光滑圓弧組成．斜面與小滑塊間的動摩擦因數均為0.25，而且不隨溫度變化．兩斜面傾角均為θ＝37°，AB＝CD＝2R，A、D等高，D端固定一小擋板，小滑塊碰撞它不損失機械能．滑塊的運動始終在包括鍋底最低點的豎直平面內，重力加速度為g. (1)如果滑塊恰好能經P點飛出，為了使滑塊恰好沿AB斜面進入鍋內，應調節(jié)鍋底支架高度使斜面的A、D點離地高為多少？ (2)接(1)問，求滑塊在鍋內斜面上運動的總路程； (3)對滑塊的不同初速度，求其通過最高點P和小圓弧最低點Q時受壓力之差的最小值． 解析：(1)設滑

17、塊恰好經P點飛出時速度為vP，由牛頓第二定律有mg＝， 得vP＝ 到達A點時速度方向要沿著斜面AB，則 vy＝vPtan θ＝ 所以A、D點離地高度為h＝3R－＝R. (2)進入A點時滑塊的速度為v＝＝ 假設經過一個來回能夠回到A點，設回來時動能為Ek，則Ek＝mv2－4μmgcos θ·2R<0，所以滑塊不會滑到A點而飛出． 因mgsin θ>μmgcos θ，則根據動能定理得 mg·2Rsin θ－μmgcos θ·s＝0－mv2 得滑塊在鍋內斜面上運動的總路程s＝. (3)設滑塊的初速度和經過最高點時的速度分別為v1、v2 由牛頓第二定律，在Q點F1－mg＝ 在P點F2＋mg＝ 所以F1－F2＝2mg＋ 由機械能守恒有mv＝mv＋mg·3R 得v－v＝6gR為定值 代入v2的最小值(v2＝vP＝)得壓力差的最小值為9mg. 答案：(1)R　(2)　(3)9mg