2019版高考物理一轮复习第五章机械能及其守恒定律课后分级演练16机械能守恒定律及其应用.docx.pdf
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1、课后分级演练(十六)机械能守恒定律及其应用 【A级一一基础练】 1. (2017 ?双鸭山一中测试) 如图所示,质量相同的可视为质点 的甲、乙两小球,甲从竖直固定的扌光滑圆弧轨道顶端由静止滑下, 轨道半径为笊圆弧底端切线水平,乙从高为朮的光滑斜面顶端由静止 滑下. 下列判断 正确的是() A.两小球到达底端时速度相同 B.两小球由静止运动到底端的过程中重力做功不相同 C.两小球到达底端时动能相同 D.两小球到达底端时,甲小球重力做功的瞬时功率大于乙小球重力做功的瞬时功率 解析:C根据机械能守恒定律可得两小球到达底端时速度大小v=R,但方向不同 , 所以选项 A错误;两小球由静止运动到底端的过程
2、屮重力做功相同,则两小球到达底端时动能相同,所 以选项C正确,B错误;两小球到达底端时,甲小球重力做功的瞬时功率为零,乙小球重力做 功的瞬时功率大于零,所以选项0错误. 2. (2017 ?上海交大附中月考)如图所示,一个半径为爪质量为刃的 均匀薄圆盘处在竖直平面内,可绕过其圆心。的水平转动轴无摩擦转动,现 在其右侧挖去圆心与转轴0等高、直径为斤的一个圆,然后从图示位置将其 静止释放,则下列说法正确的是() A.剩余部分不能绕0点做360。转动,在转动过程中具有的最大动能为*/ 前 B.剩余部分不能绕。点做360。转动,在转动过程中具有的最大动能为+前 C.剩余部分能绕。点做360。转动,在转
3、动过程中具有的最大动能为如 D.剩余部分能绕。点做360。转动,在转动过程中具有的最大动能为壬如 解析:A依题意知在薄圆盘右侧挖去的圆心与转轴0等高、直径为斤的 一个圆的质量为风+,根据对称性可在其左侧对称挖去一个同样大小的圆(如 图所示),余下部分的薄圆盘的重心仍在圆心0,故当圆心“在最低点时, 系统 的重力势能最小,动能最大,根据机械能守恒定律可得:亦=品,当圆心 。转到 右侧与0等高时,薄圆盘将停止转动, 故剩余部分只能绕0点做180。转动,所以只 有选项A正 确. 3. (2017 ?沈阳高三联考)将一质量为/ 的小球套在一光滑的、与水 平 面夹角为。(。45)的固定杆上,小球与一原长
4、为厶的轻质弹性绳相连 接,弹性绳的一端固定在水平面上,将小球从离地面厶髙处由静止释放,刚 释放时,弹性绳长为乙如图所示. 小球滑到底端时速度恰好为零,则小球运动过程中, 下列说法 屮正确的是() A.小球的机械能守恒 B.弹性绳的弹性势能将一直增大 C.小球到达底端时,弹性绳的弹性势能为加屛(cot Q1) D.小球和弹性绳组成的系统机械能守恒 解析:D在小球下滑过程中,小球和弹性绳的机械能守恒,则A错误,D正确;弹性 绳的弹性势能先不变后增大,选项B错误;由机械能守恒定律知,弹性绳的弹性势能增加了 mgL ,选项C错误. 4.(多选)如图,轻弹簧竖立在地面上,正上方有一钢球,从力处自由 O一
5、人 下落,落到处时开始与弹簧接触,此时向下压缩弹赞,小球运动到C处.B 时,弹簧对小球的弹力与小球的重力平衡. 小球运动到处时,到达最低Z?c 点. 不计 空气阻力,以下描述正确的有7-D ( ) B.小球由向 Q运动的过程屮,处于失重状态,小球的机械能减少 C.小球由向C运动的过程中,处于超重状态,小球的动能增加 解析:BD小球由 / 向运动的过程中,做自由落体运动,加速度等于竖直向下的重力加速 度g,处于完全失重状态,此过程中只有重力做功,小球的机械能守恒,A错误;小球由向C 运动的过程中,重力大于弹簧的弹力,加速度向下,小球处于失重状态,小球和弹簧组成的系 统机械能守恒,弹簧的弹性势能增
6、加,小球的重力势能减少,由于小球向下加速运动,小球的 动能还是增大的,B正确,C错误;小球由C向运动的过程屮,弹簧的弹力大于小球的重 力,加速度方向向上,处于超重状态,弹赞继续被圧缩,弹性势能继续增大, 小球的机械能继续 减小,D正确. 故答案为B、D. 5.(多选)如图所示,有一光滑轨道肋C,初部分为半径为 斤的+圆弧,虑部分水平,质量均为加的小球日、力固定在竖直 轻杆的两端,轻杆长为朮,不计小球大小. 开始时日球处在圆弧 上端/I点,由静止释放小球和轻杆,使其沿光滑轨道下滑, 下列 说法正确的是() A.小球由昇向运动的过程中, 处于完全失重状态,小球的机械能减少 D.小球由C向运动的过程
7、中 , 处于超重状态,小球的机械能减少 m A.球下滑过程中机械能保持不变 B.日、方两球和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能保持不变 c.臼、方滑到水平轨道上时速度为7矗 D.从释放到臼、方滑到水平轨道上,整个过程中轻杆对臼球做的功为譽 解析:BD由机械能守恒的条件得,臼球机械能不守恒,臼、系统机械能守恒,所以A 错误, B正确 . 对臼、方系统由机械能守恒定律得:mgR+ 2mgR= 2 Xniv , 解得v=p3gR, C 错误. 对臼由动能定理得:mgR+ W=mv,解得, D正确. 6.如图,可视为质点的小球久用不可伸长的细软轻线连接,跨过固 定在地面上半径为斤的光滑圆柱,月的质量为的
8、两倍. 当位于地面时, / 恰与圆柱轴心等高 . 将/! 由静止释放,上升的最大高度是() B. 5M3 C. 4/ “3 解析:C设力刚落到地面时的速度为r,则根据机械能守恒定律可得2n】gR-1昭 R=g 1 D X2/77K+-/77K ,设力落地后再上升的高度为力,则有严/ = 妙,解得力=, 上升的最大 4 髙度为H= R+ h=qR,即C正确. 7.(多选)(2015 ?新课标全国II)如图,滑块日、力的质量均为加 日套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距力,力放在地面上. 日、b 通过较链用刚性轻杆连接,由静止开始运动. 不计摩擦,日、方可视为质 点,重力加速度大小为则() A.臼
9、落地前,轻杆对方一直做正功 B.日落地时速度大小为Q簸 C.曰下落过程中,其加速度大小始终不大于g D.臼落地前,当臼的机械能最小时,方对地面的压力大小为恥 解析:BD因为杆对滑块方的限制,臼落地时方的速度为零,所以方的运动为先加速后减速, 杆对b的作用力对方做的功即为方所受合外力做的总功,由动能定理可知,杆对b 先做正功后做负功,故A错. 对白丄组成的系统应用机械能守恒定律有: 嘟=屛 心=畅 1, 故B正 确. 杆对臼的作用效果为先推后拉,杆对臼的作用力为拉力吋,臼下落过程中的加速度大小会大 于g,即C错. 由功能关系可知,当杆对自的推力减为零的时刻,即为自的机械 A. 2R D. 2於3
10、 能最小的时刻,此时杆对$和的作用力均为零,故对地面的压力大小为禺D正确 . 8.如图所示,在下列不同情形屮将光滑小球以相同速率卩射出,忽略空气阻力,结果 只有一种情形小球不能到达天花板,则该情形是() B. B C. C 解析:B由题意,忽略空气阻力,没有能量的消耗,小球的机械能 守恒,将光滑小球以相同速率y射出:小球沿竖直方向向上运动,动能转化为重力势能,速度足 够大,就会有 足够的动能转化为重力势能,就会到达天花板;同理,小球沿斜面向上运动,同样 会到达天 花板;小球在管道里运动时类似于用杆支撑,故只要竖直上抛能到达最高点,则在管道 里面 即可到达最高点; 只有物体斜抛时, 由于竖直分速
11、度小于川的竖直速度,水平方向速度保 持不变,则由机械能守恒定律可知,小球无法到达最高点. 综合考虑,本题选B. 9.(多选)(2017 ?河北保定调研)如图所示,内壁光滑半径大小为R 的圆轨道竖直固定在桌面上,一个质量为m的小球静止在轨道底部A 点. 现 用小锤沿水平方向快速击打小球,击打后迅速移开,使小球沿轨道在竖直面 内运动 . 当小球回到力点时,再次用小锤沿运动方向击打小球,通过两次击 打,小球才能运动到圆轨道的最高点. 已知小球在运动过程屮始终未脫离轨 道,在第一次击打过程屮小锤对小球做功乩第二次击打过程中小锤对小球做功设先后两次击 打过程屮小锤对小球做功全部用来增加小球的动能,则卡的
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