2020版高考物理一轮总复习第六章第3课时机械能守恒定律及其应用基次时限时规范训练含解析新人教版.doc
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1、机械能守恒定律及其应用基础巩固题组(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物体的重力势能减少,动能增加B斜面体的机械能不变C斜面
2、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值为()A0BmgRsin C2mgRsin D
3、2mgR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为m的小球,绳的上端固定于O点现将小球拉至水平位置
4、,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ABC,并沿轨道恰好通过最高点C,圆轨道ABC的形状
5、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由机械能守恒定律有mvmgR(1cos 53)mv所以vA m/
6、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,有1.6mgRmvmv,解得F4mg,由牛顿第三定
7、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还在水平面上运动,即A在斜面上做减速运动,B在水平面上
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