步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第五章 机械能守恒定律》第3讲 机械能守恒定律及其应用

步步高2016年高考物理人教版一轮复习《第五章 机械能守恒定律》第3讲 机械能守恒定律及其应用内容摘要：

1、第 3 讲机械能守恒定律及其应用1将质量为 100 物体从地面提升到 10 m 高处，在这个过程中，下列说法中正确的是(取 g10 m/s 2)()A重力做正功，重力势能增加 04 力做正功，重力势能减少 04 力做负功，重力势能增加 04 力做负功，重力势能减少 04 2如图 1 所示，a、b 两物块质量分别为 m、2m，用不计质量的细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦开始时，a、b 两物块距离地面高度相同，用手托住物块 b，然后突然由静止释放，直至 a、b 物块间高度差为 列说法正确的是()图 1A物块 a 的机械能守恒B物块 b 机械能减少了 块 b 重力势能的减少量等 2、于细绳拉力对它所做的功D物块 a 重力势能的增加量小于其动能增加量解析：物块 a 受重力、绳的拉力作用，其中拉力做正功，则 a 的机械能增加，选项 A 错误；物块 b 受重力、 绳的拉力作用，其中拉力做负功，则 b 的机械能减少；a、b 系统只有重力做功，其机械能守恒， 有(2m m )g (m2m) v ，2 2a即 v ；b 机械能减少了 E2 (2m)v 项 B 正确；a 的22 2a 23重力势能的增加量 选项 D 错误；根据动能定理， 对 b 有aW TW G 即 W T，选项 C 错误 12 2b 12 23如图 2 所示，一个物体以速度 向竖直墙壁，墙壁和物体间的弹簧被物体压缩， 3、在此过程中下列说法中正确的是()图 2A物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B物体向墙壁运动相同的位移，弹力做的功不相等C弹力做正功，弹簧的弹性势能减小D弹簧的弹力做负功，弹性势能增加解析物体对弹簧做功，物体的动能转化为弹簧的弹性势能，由 W 12以物体对弹簧做的功与弹簧压缩量的平方成正比，由于弹簧的弹力不断增大，物体向墙壁运动相同位移，弹力做功不相等答案图 3 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 ()图 3A乘客运动 4、的过程中，重力势能随时间的变化关系为 Ep1 乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为 m 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 析在最高点，根据牛顿第二定律可得， m ，受到座位的支持力 mgm ，B 项错误 ；由于乘客在竖直平面内做匀速 圆周运动，其 动能力势能发生变化，所以乘客在运动的过程中机械能不守恒，C 项错误；在时间 t 内转过的角度为 t，所以对应 t 时刻的重力势能为 Ep的机械能为 EE kE p A、D 两项正(1 12 (1 答案图 4 所示，劲度系数为 k 的轻质弹簧，一端系在竖直放置的半径为 R 的圆环顶点 P， 5、另一端系一质量为 m 的小球，小球穿在圆环上做无摩擦的运动设开始时小球置于 A 点，弹簧处于自然状态，当小球运动到 最低点时速率为 v，对圆环恰好没有压力下列分析正确的是()图 4A从 A 到 B 的过程中，小球的机械能守恒B从 A 到 B 的过程中，小球的机械能减少C小球过 B 点时，弹簧的弹力为 mg球过 B 点时，弹簧的弹力为 mg A 到 B 的过程中，因弹簧对小球做负功，小球的机械能将减少， 正确；在 B 点对小球 应用牛顿第二定律可得：F Bmgm ，解得mgm ，C 正确、 D 错误短跑运动员采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心如图 5 6、所示，假设质量为 m 的运动员，在起跑时前进的距离 s 内，重心上升高度为 h，获得的速度为 v，阻力做功为 重力对人做功 W 重 、地面对人做功 W 地 、运动员自身做功 W 人 ，则在此过程中，下列说法中不正确的是()图 5A地面对人做功 W 地 动员机械能增加了 动员的重力做功为 W 重 动员自身做功 W 人 阻12解析由动能定理可知 W 地 W 阻 W 重 W 人 中 W 重 2所以 W 地 阻 W 人 ，选项 A 不正确；运 动员机械能增加量12EW 地 W 阻 W 人 项 B 正确；重力做功 W 重 12项 C 正确；运动员自身做功 W 人 阻 W 地 ，选项 D 不正确12答案图 7、 6 所示，A、B 两物块质量均为 m，用一轻弹簧相连，将 A 用长度适当的轻绳悬挂于天花板上，轻绳为伸直状态，B 物块在力 F 的作用下处于静止状态，弹簧被压缩现将力 F 撤去，已知弹簧的弹性势能仅与形变量大小有关，且弹簧始终在弹性限度内，则下列说法正确的是()图 6A弹簧恢复原长时 B 的速度最大BA 一直保持静止C在 B 下降过程中弹簧弹性势能先减小，后增大DF 撤去之前，绳子的拉力不可能为 0解析由题干信息可知，在 B 下降过程中， B 和弹簧构成的系 统满足机械能守恒，弹簧弹性势能先减小，后增大， B 的动能先增大后减小，当弹簧向上的弹力大小等于 B 物体的重力时，B 的速度最大， 8、A 错、C 对；根据受力分析可知 A 一直保持静止，B 对 ；由于不知道 F 的大小以及弹簧的弹力，所以无法判定 F 撤去之前，绳子的拉力是否 为零， D 错答案图 7 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 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()图 7AA 处小球到达最低点时速度为 0BA 处小球机械能的减少量等于 B 处小球机械能的增加量CB 处小球向左摆动所能达到的最高位置应高于 A 处小球开始运动时的高度D当支架从左向右回摆时，A 处小球能回到起始高 9、度解析因 A 处小球质量大，位置高，所以图中所示三角支架处于不稳定状态，释放后支架就会向左摆动摆动过程中只有小球受到的重力做功，故系统的机械能守恒，B、D 正确；设支架边长是 L，则 A 处小球到最低点时小球下落的高度为 L，B 处小球上升的高度也是 L，但 A 处小球的 质量比 B 处小球的大，12 12故有 重力势能转化为小球的动能，因而此时 A 处小球的速度不为120，A 错误 ；当 A 处小球到达最低点时有向左运动的速度，还要继续向左摆， 此 B 处小球能达到的最高位置比 A 处小球的最高位置还要高，C 正确答案一小球从高处水平抛出，最初 2 s 内小球动能 时间 t 变化的图象如图8 10、 所示，不计空气阻力，取 g10 m/s 能确定的物理量是()图 8A小球的质量B小球的初速度C最初 2 s 内重力对小球做功的平均功率D小球抛出时的高度解析由 5 J 和机械能守恒：30 J5 J合12 20h g2220 m，解得：m kg， m/ s 内重力对小球12 12 18 5做功的平均功率 小球抛出 时的高度无法确定，故应选 10如图 9 所示，两个 竖 直圆弧轨道固定在同一水平地面上，半径 R 相同，34左侧轨道由金属凹槽制成，右侧轨道由金属圆管制成，均可视为光滑在两轨道右侧的正上方分别将金属小球 A 和 B 由静止释放，小球距离地面的高度分别为 列说法正确的是 ()图 9A若 11、使小球 A 沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为5使小球 B 沿轨道运动并且从最高点飞出，释放的最小高度为5当调整 使 A 球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处D适当调整 使 B 球从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处解析小球 A 从最高点飞出的最小速度 ，由机械能守恒，则 ，A 选项正确；小球 B 从最高点飞出的最小速12 2A 5，由机械能守恒， 释放的最小高度 R，B 选项错误；要使小球 A 或 B 从轨道最高点飞出后，恰好落在轨道右端口处，Rv 0t，R ，而 A 的最小速度 球不可能落在12 球可能，C 选项错误、D 选项正确答案地滑雪是人们喜爱的一项体育运动，一滑 12、雪坡 由 成，7的斜坡，半径为 R5 m 的圆弧面，圆弧面和斜面相切于B，与水平面相切于 C，如图 10 所示，直高度差 h8.8 m，运动员连同滑雪装备总质量为 80 点后飞落(不计空气阻力和摩擦阻力，g 取 10 m/s2，7 0.6，7求：图 10(1)运动员到达 C 点的速度大小；(2)运动员经过 C 点时轨道受到的压力大小解析 (1)由 AC 过程，应用机械能守恒定律得：mg(h h) 又 hR(137)，12 2v C14 m/s.(2)在 C 点，由牛顿第二定律得：FCmg C3 936 动员在 C 点时对轨道的压力大小 为 3 936 1)14 m/s(2)3 936 滑曲面轨 13、道置于高度为 H1.8 m 的平台上，其末端切线水平；另有一长木板两端分别搁在轨道末端点和水平地面间，构成倾角为 37的斜面，如图 11 所示一个可视作质点的质量为 m1 小球，从光滑曲面上由静止开始下滑(不计空气阻力，g 取 10 m/s2，370.6，7 11(1)若小球从高 h0.2 m 处下滑，则小球离开平台时速度 大小是多少。 (2)若小球下滑后正好落在木板的末端，则释放小球的高度 h 为多大。 (3)试推导小球下滑后第一次撞击木板时的动能与它下滑高度 h 的关系表达式，并在图 12 中作出 象图 12解析(1)小球从曲面上滑下，只有重力做功，由机械能守恒定律知：0得 m/s2 m/10)小球离开平台后做平抛运动，小球正好落在木板的末端，则 H 12v 1t 联立两式得：v 14 m/由 1得 0。