（新课标）河南省2015高考物理总复习 第5章 第3讲 机械能守恒定律及其应用课时限时检测

（新课标）河南省2015高考物理总复习 第5章 第3讲 机械能守恒定律及其应用课时限时检测内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (时间：45 分钟满分：100 分)题号知识点易 中 难机械能守恒的判断 1、2 7单个物体 5 10多个物体 6、8弹簧类 3、4 11综合问题 9 12一、选择题(本题共 10 小题，每小题 7 分，共 70 分在每小题给出的四个选项中，1 6 题只有一个选项正确，7 10 题有多个选项正确，全部选对的得 7 分，选对但不全的得 4 分，有选错或不选的得 0 分)1下列说法正确的是()A如果物体所受到的合外力为零，则其机械能一定守恒B如果物体所受到的合外力做的功为零，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 2、物体，其机械能不守恒【解析】物体受到的合外力为零，机械能不一定守恒，如在竖直方向上物体做匀速直线运动，其机械能不守恒所以选项 A、B 错误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 错误【答案】313(2014威海模拟)如图 53 13 所示，a、b 两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，b 球质量大于 a 球质量两球间用一条细线连接，开始线处于松弛状态现同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计下列说法不正确的是()A下落过程中两球间的距离保持不变B下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧 3、为止C下落过程中，a、b 两球都处于失重状态D整个下落过程中，系统的机械能守恒【解析】两球同时释放后，均做自由落体运动，加速度均为 g，故两球均处于失重状态，且机械能守恒，两球间距也保持不变，A、C、D 均正确，B 错误【答案】(2014南通模拟)如图 5 314 所示，A、B 两球质量相等，A 球用不能伸长的轻绳系于 O 点， B 球用轻弹簧系于 O点，O 与 O点在同一水平面上，分别将 A、B 球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则()图 5314光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 4、 两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B两球到达各自悬点的正下方时，A 球动能较大C两球到达各自悬点的正下方时，B 球动能较大D两球到达各自悬点的正下方时，两球受到向上的拉力一样大【解析】两球由水平位置下降到竖直位置，重力势能减少量相同，但 B 球重力势能减少量有一部分转化为弹簧的弹性势能，由系统机械能守恒定律可知，A 球在悬点正下方的动能大，B 正确，A 、C 错误；在最低点，由 Fmgm 及 vA知，F A 错答案】(2014山东省实验中学检测)如图 5315 所示，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出， 5、刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力下列说法中正确的是()图 5315A弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能B弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能C小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒D小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关【解析】小球从抛出到弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹力做功，因此小球和弹簧系统的机械能守恒，即 p，由此得到 选项 A 正确，B、0 12 20错误；斜上抛运动可分解为竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动，在竖直方向上有2ghv 为 水平方向的夹角)，解得 ，由此可知，选项 D 错误202【答案】3165 (2014浙江嘉兴模拟)如图 5 6、316 所示是全球最高的(高度 208 米)北京朝阳公园摩天轮，一质量为 m 的乘客坐在摩天轮中以速率 v 在竖直平面内做半径为 R 的匀速圆周运动，假设 t0 时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是( )A乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为 Ep t)客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为 m 乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为 E 客运动的过程中，机械能随时间的变化关系为 E t)12 析】在最高点，根据牛顿第二定律可得，m ，受到座位的支持力为mgm ，B 项错误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能以乘客在运动的过程中机械能不 7、守恒，C 项错误；在时间 t 内转过的弧度为t，所以对应 t 时刻的重力势能为 Ept)A 项错误，总的机械能为 EE kE pvR t)，D 项正确12 案】317内壁光滑的环形凹槽半径为 R，固定在竖直平面内，一根长度为 R 的轻杆，一端固2定有质量为 m 的小球甲，另一端固定有质量为 2m 的小球乙现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点(如图 5317 所示)，由静止释放后()A下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B下滑过程中甲球减少的重力势能总是等于乙球增加的重力势能C甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D杆从右向左滑回时，乙球一定不能回到凹槽的最低点【解析】环形槽光滑，甲 8、、乙组成的系统在运动过程中只有重力做功，故系统机械能守恒，下滑过程中甲减少的机械能总是等于乙增加的机械能，甲、乙系统减少的重力势能等于系统增加的动能；甲减少的重力势能等于乙增加的势能与甲、乙增加的动能之和；由于乙的质量较大，系统的重心偏向乙一端，由机械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低点，杆从右向左滑回时乙一定会回到槽的最低点【答案】318(2013郑州一中检测)如图 53 18 所示，光滑细杆 C 在 A 点连接，直放置，平放置，两相同的中心有小孔的小球 M、N，分别套在 ，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放 M、N ，在运动过程中下列说法中正确的是()AM 球的机械能守恒BM 球的机 9、械能减小C M 和 N 组成的系统的机械能守恒D绳的拉力对 N 做负功光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 【解析】由于杆 C 光滑，所以 M 下降，N 向左运动，绳子对 N 做正功，对 的动能增加，机械能增加，M 的机械能减少，对 M、N 系统，杆对 M、N 均不做功，系统机械能守恒，故 B、C 两项正确【答案】319如图 53 19 所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架在 A 处固定质量为 2m 的小球，B 处固定质量为 m 的小球，支架悬挂在 O 点，可绕过 O 点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动开始时 地面相垂直放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是( ) 10、AA 球到达最低点时速度为零BA 球机械能减少量等于 B 球机械能增加量C B 球向左摆动所能达到的最高位置应高于 A 球开始运动时的高度D当支架从左向右摆回时，A 球能回到起始高度【解析】因 A 处小球质量大、位置高，图中三角形框架处于不稳定状态，释放后支架就会向左摆动摆动过程中只有小球受的重力做功，故系统的机械能守恒，选项 B、 球到达最低点时，若设支架边长是 L，A 球下落的高度便是 L，有 L)的重力12 12势能转化为支架的动能，因而此时 A 球速度不为零，选项 A 错当 A 球到达最低点时有向左运动的速度，还要继续左摆，B 球仍要继续上升，因此 B 球能达到的最高位置比 A 球的最 11、高位置要高，C 选项正确【答案】320(2014成都彭州中学模拟)如图 53 20 所示，物体 A、B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体 A、B 的质量分别为 m、2m，开始时细绳伸直，用手托着物体 A 使弹簧处于原长且 A 与地面的距离为 h，物体 B 静止在地面上放手后物体 A 下落，与地面即将接触时速度为 v，此时物体 B 对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是()A物体 A 下落过程中的任意时刻，加速度不会为零B此时弹簧的弹性势能等于 时物体 B 处于平衡状态D此过程中物体 A 的机械能变化量为 析】对物体 A 进行受力分析可知，当弹簧的弹力大小为 ，物体 A 的加速度为零，A 12、 错误；由题意和功能关系知弹簧的弹性势能为 Ep 错误；当物12光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，说明弹簧的弹力大小为 2时 B 所受合外力为零，恰好处于平衡状态，C 正确；弹簧的弹性势能的增加量等于物体 A 的机械能的减少量(12D 正确【答案】321如图 53 21 所示为竖直平面内的直角坐标系一个质量为 m 的质点，在力 F 和重力的作用下，从坐标原点 O 由静止开始沿直线 向下运动，直线 y 轴负方向成 角( 90 )不计空气阻力，重力加速度为 g，则以下说法正确的是()A当 Fmg 时，质点的机械能守恒B当 F 时，质点的机械能守恒C当 F 时，质点的机械能可能减小也可能增大 13、D当 F 时，质点的机械能可能减小也可能增大【解析】如图为力的矢量三角形图示，若 F ，则力 F 可能为 b 方向或 c 方向，故力 可能与运动方向成钝角，除重力外的力 F 对质点可能做正功，也可能做负功，故质点机械能可能增大，也可能减小，C 对，A 错；当 F ，即力 F 为 a 方向时，力 F 垂直质点运动方向，故只有重力对质点做功，机械能守恒，B 对，D 错【答案】选择题(本题共 2 小题，共 30 分计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)322(14 分)(2014 海南国兴中学模拟)半径 Rm 的光滑圆环固定在竖直平面内，轻质弹簧的一端固定在环的最高点 A 处，另一端系一个质量 m小球，小球套在圆环上，已知弹簧的原长为 m，劲度系数 kN/322 所示的位置由静止开始释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点 C，在 C 点时弹簧的弹性势能J( g 取 10 m/求：(1)小球经过 C 点时的速度 大小；(2)小球经过 C 点时对环的作用力的大小和方向【解析】由题图知初始时刻弹簧处于原长nts。