第五章 机械能课时跟踪检测(十八)机械能守恒定律及其应用

第五章 机械能课时跟踪检测(十八)机械能守恒定律及其应用内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 (十八) 机械能守恒定律及其应用对点训练：对重力势能、弹性势能、机械能的理解1(多选)(2015滁州模拟)关于重力势能，下列说法中正确的是( )A重力势能是地球与物体所组成的系统共有的B重力势能为负值，表示物体的重力势能比在参考平面上具有的重力势能少C卫星绕地球做椭圆运动，当由近地点向远地点运动时，其重力势能减小D只要物体在水平面以下， 所示，在光滑水平面上有一物体，它的左端连接着一轻弹簧，弹簧的另一端固定在墙上，在力 F 作用下物体处于静止状态，当撤去力 F 后，物体将向右运动，在物体向右运动的过程中，下列说法正确的是() 图 1A弹簧的弹性势能逐渐减少B物体 2、的机械能不变C弹簧的弹性势能先增加后减少D弹簧的弹性势能先减少后增加3(多选)(2015山师大附中期中)如图 2 所示，质量分别为 M、m 的两个小球置于高低不同的两个平台上，a、b、c 分别为不同高度的参考平面，下列说法正确的是() 图 2A若以 c 为参考平面，M 的机械能大B若以 b 为参考平面，M 的机械能大C若以 a 为参考平面，无法确定 M、m 机械能的大小D无论如何选择参考平面，总是 M 的机械能大对点训练：单个物体的机械能守恒问题4(2015佛山调研)在一次课外趣味游戏中，有四位同学分别将四个质量不同的光滑小球沿竖直放置的内壁光滑的半球形碗的碗口内侧同时由静止释放，碗口水平，如 3、图 3 所示。 他们分别记下了这四个小球下滑速率为 v 时的位置，则这些位置应该在同一个() 图 3A球面 B抛物面高中物理资源下载平台世昌的博客 水平面 D椭圆面5(多选)(2015湖北省重点中学高三联考)如图 4 所示，在地面上以速度 出质量为m 的物体，抛出后物体落在比地面低 h 的海平面上，若以地面为零势能面，且不计空气阻力，则( ) 图 4A物体在海平面的重力势能为 力对物体做的功为 体在海平面上的机械能为 体在海平面上的动能为 2014福建高考)如图 5，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。 质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。 4、现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块() 图 5A最大速度相同 B最大加速度相同C上升的最大高度不同 D重力势能的变化量不同对点训练：多个物体的机械能守恒问题7(多选) 如图 6 所示，质量分别为 m 和 2m 的两个小球 A 和 B，中间用轻质杆相连，在杆的中点 O 处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在 B 球顺时针摆动到最低位置的过程中(不计一切摩擦)( ) 图 6高中物理资源下载平台世昌的博客 B 球的重力势能减少，动能增加，B 球和地球组成的系统机械能守恒BA 球的重 5、力势能增加，动能也增加， A 球和地球组成的系统机械能不守恒CA 球、B 球和地球组成的系统机械能守恒DA 球、B 球和地球组成的系统机械能不守恒8如图 7 所示，在倾角 30的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为 1 2 和 B，两球之间用一根长 L0.2 m 的轻杆相连，小球 B 距水平面的高度 h0.1 m。 两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g 取 10 m/下列说法中正确的是() 图 7A整个下滑过程中 A 球机械能守恒B整个下滑过程中 B 球机械能守恒C整个下滑过程中 A 球机械能的增加量为 个下滑过程中 B 球机械能的增加量为 2012上海高考)如图 8 6、 所示，可视为质点的小球 A、B 用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为 R 的光滑圆柱，A 的质量为 B 的两倍。 当 B 位于地面时，A 恰与圆柱轴心等高。 将 A 由静止释放，B 上升的最大高度是( )图 8A2R B5 D4关机械能守恒定律的综合问题10(2014全国卷)如图 9，一质量为 M 的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为 m 的小环 (可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下。 重力加速度大小为 g。 当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为() 高中物理资源下载平台世昌的博客 BMgg5102015雅安模拟)如图 10 所示，质量为 m 的小球 7、从四分之一光滑圆弧轨道顶端静止释放，从轨道末端 O 点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的 P 点。 以 O 为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程 y6x 2(单位：m)，小球质量m0.4 弧轨道半径 R m，g 取 10 m/：图 10(1)小球对圆弧轨道末端的压力大小；(2)小球从 O 点到 P 点所需的时间 (结果可保留根号)。 12(2014福建高考)图 11 为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的 轨道与四分之一光滑圆弧轨道 B 点水平相切。 点 A 距水面的高度为 H，圆弧轨道 半径为 R，圆心 O 恰在水面。 一质量为 m 的游客(视为 8、质点)可从轨道 任意位置滑下，不计空气阻力。 图 11(1)若游客从 A 点由静止开始滑下，到 B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面 D 点，R ，求游客滑到 B 点时的速度 f；高中物理资源下载平台世昌的博客 (2)若游客从 某处滑下，恰好停在 B 点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到 P 点后滑离轨道，求 P 点离水面的高度 h。 (提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为 F 向 m )案1选 力势能是物体与地球的相互作用所具有的能量，其为负值表示物体在所选的参考面以下，不一定在水平面以下，A 、B 均正确，D 错误；卫星由近地点向远地点运动时，万有引力做负功，重力势 9、能增加，C 错误。 2选 D因弹簧左端固定在墙上，右端与物体连接，故撤去 F 后，弹簧先伸长到原长后，再被物体拉伸，其弹性势能先减少后增加，物体的机械能先增大后减小，故 D 正确，A、B 、 C 均错误。 3选 以 b 为参考平面，M 的机械能为零，m 的机械能为负值，M 的机械能大，B 正确；若以 c 为参考平面，则 ，E pmm，因不知 M、m 的大小关系，故无法比较 M、m 的机械能大小，若以 a 为参考平面，同样无法比较 M、m 的机械能大小，故 A、D 错误，C 正确。 4选 C因半球形碗的内壁光滑，所以小球下滑过程中机械能守恒，取小球速率为 根据机械能守恒定律得 为速率 以12高度相等， 10、与小球的质量无关，即这些位置应该在同一个水平面上，C 正确。 5选 地面为零势能面，海平面在地面以下 h 处，高度为h，所以物体在海平面的重力势能是 错。 重力做功和路径无关，和初末位置高度差有关，从地面到海平面，位移竖直向下为 h，重力也向下，重力对物体做功 对。 从地面到海平面过程只有重力做功，机械能守恒，在海平面机械能等于在地面机械能，在地面重力势能为 0，动能为 械能为 E0 错。 海平面机械能同样12 12 12E 海平面重力势能为 以 E k(，得动能12 12高中物理资源下载平台世昌的博客 对。 126选 C整个过程中，物块达到平衡位置时速度最大，物块质量越大，其平衡位置越靠近最低点，则由 11、最低点到平衡位置过程中，回复力对质量较大的物块做功较小，又 Ek质量较大的物块在平衡位置速度较小， A 项错；撤去外力瞬间，物块的加速度最12大，由牛顿第二定律可知，两物块的最大加速度不同，B 项错；撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，即具有相同的弹性势能，从撤去外力到物块速度第一次减为零，系统的机械能分别守恒，由机械能守恒定律可知，物块的重力势能的变化量等于弹簧弹性势能的变化量，所以重力势能的变化量相同，D 项错；因为两物块质量不同，物块的初始高度相同，由 Ep知，两物块上升的最大高度不同，C 项对。 7选 球在上摆过程中，重力势能增加，动能也增加，机械能增加，B 项正确；由于 A 球、B 球 12、和地球组成的系统只有重力做功，故系统的机械能守恒，C 项正确，D 项错误；B 球部分机械能转化给 A 球，所以 B 球和地球组成系统的机械能一定减少，A 项错误。 8选 D在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在 A 沿斜面滑行时，杆的弹力对 A、B 球做功，所以 A、B 球各自机械能不守恒，故 A、B 错误；根据系统机械能守恒得：m Ag(hL )m (mAm B)2解得：v m/s，系统下滑的整个过程中 B 球机械能的增加量为 m J，故236 12 23D 正确；A 球的机械能减小， C 错误。 9选 C设 A、B 的质量分别为 2m、m ，当 A 落到地面上时，B 恰 13、好运动到与圆柱轴心等高处，以 A、B 整体为研究对象，则 A、B 组成的系统机械能守恒，故有2(2mm)v 2，A 落到地面上以后，B 仍以速度 升的高度为12h ，解得 h R，故 B 上升的总高度为 Rh R，选项 C 正确。 3 4310选 C根据机械能守恒定律、牛顿第二定律、牛顿第三定律和平衡条件解题。 设高中物理资源下载平台世昌的博客 ，质量为 m 的小环滑下过程中遵守机械能守恒定律，所以 R。 小12环滑到大环的最低点时的速度为 v2 ，根据牛顿第二定律得 FN，所以在最N5根据牛顿第三定律知，小环对大环的压NF N5向向下。 对大环，据平衡条件，轻杆对大环的拉力T据牛顿第三定律，大环对轻杆拉力的大小为TT5选项 C 正确，选项 A、B、D 错误。 11解析：(1)对小球，从释放到 O 点过程中由机械能守恒： m/s5 m/10。