高考物理课下限时集训 第3讲 机械能守恒定律

高考物理课下限时集训 第3讲 机械能守恒定律内容摘要：

1、光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 课下限时集训(时间：40 分钟满分：100 分)一、选择题(本题共 8 小题，每小题 8 分，共 64 分)1如图 1 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弹簧的弹性势能逐渐增加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解析：选 D开始时弹簧处于压缩状态，撤去力 F 后，物体先向右加速运动后向右减速运动，弹簧先恢复原长后又逐渐伸长，所以弹簧的弹性势能先减少再 2、增加，D 正确。 2(2013广东佛山模拟)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，如图 2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 2A球面 B抛物面C水平面 D椭圆面解析：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 v 时所在的平面为零势能面，则根据机械能守恒定律得 为速率 v 相等，12所以高度相等，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。 3(2012德州模拟)如图 3 所示，现有两个完全相同的可视为质点的物块都从 3、静止开始运动，一个自由下落，一个沿光滑的固定斜面下滑，最终它们都到达同一水平面上，空气阻力忽略不计，则()光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 重力做的功相等，重力做功的平均功率相等B它们到达水平面上时的动能相等C重力做功的瞬时功率相等D它们的机械能都是守恒的解析：选 物体从同一高度下落，根据机械能守恒定律知，它们到达水平面上时的动能相等，自由下落的物体先着地，重力做功的平均功率大，而着地时重力做功的瞬时功率等于重力与重力方向上的速度的乘积，故重力做功的瞬时功率不相等，选 ，固定在竖直平面内，一根长度为 R 的轻杆，一端2固定有质量 m 的小球甲，另一端固定有质量为 2m 的小球乙。 现将两小 4、球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点如图 4 所示，由静止释放后()图 4A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：选 A环形槽光滑，甲、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 5、槽的最低点。 5如图 5 所示，质量、初速度大小都相同的 A、B、C 三个小球，在同一水平面上，A 球竖直上抛，B 球以倾斜角 斜向上抛，空气阻力不计，C 球沿倾角为 的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为 hA、h B、h C，则( )图 5Ah Ah Bh C Bh Ah Dh Ah C DA 球和 C 球上升到最高点时速度均为零，而 B 球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能。 对 A、C 球的方程为 0得 h ， 球： 且 012 2t 12 20所以 h h，故 D 正确。 2013莆田一中段考)如图 6 所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为 m 的圆环，圆环与竖直放置的轻弹簧 6、一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的 A 点，弹簧处于原长h。 让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度刚好为零，则在圆环下滑过程中()图 6A圆环机械能守恒B弹簧的弹性势能一定先增大后减小C弹簧的弹性势能变化了 簧的弹性势能最大时圆环的动能最大解析：选 C下滑过程中圆环、地球和弹簧组成的系统机械能守恒，故 A 错；在圆环下滑过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小再增大，故 B 错；圆环初、末状态的动能都为零，则减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能，故 C 对， D 错。 7如图 7 所示，重 10 N 的滑块在倾角为 30的斜面上，从 a 点由静止下滑，到 b 点接触到一个轻弹簧。 滑块压缩弹簧到 c 点开始 7、弹回，返回 b 点离开弹簧，最后又回到 a 点，已知 .8 m，0.4 m，那么在整个过程中下列说法正确的 ()图 7A滑块动能的最大值是 6 簧弹性势能的最大值是 6 从 c 到 b 弹簧的弹力对滑块做的功是 6 块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒解析：选 块能回到原出发点，所以机械能守恒，D 正确；以 c 点为参考点，则 a 点的机械能为 6 J，c 点时的速度为 0，重力势能也为 0，所以弹性势能的最大值为 6 J，从 c 到 b 弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量，故为 6 J，所以 B、C 正确；由 ac 时，因重力势能不能全部转变为动能，故 A 错。 8(2012广西柳州市 8、联考)如图 8 所示，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球 A 和物块 B，跨过固定于斜面体顶端的小滑轮 O，倾角为 30的斜面体置于水平地面上。 m，B 的质量为 4m。 开始时，用手托住 A，使 绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力) ，平行于斜面，此时 B 静止不动。 将 A 由静止释放，在其下摆过程中，斜面体始终保持静止，下列判断中正确的是()图 8A物块 B 受到的摩擦力先减小后增大B地面对斜面体的摩擦力方向一直向右C小球 A 的机械能守恒D小球 A 的机械能不守恒， A、B 系统的机械能守恒解析：选 题时需要判断 B 物块在整个过程中是否发生了运动。 当 A 球未释放时 B 物块静止，则此时 B 9、 受沿斜面向上的摩擦力 mg2为静摩擦力。 假设在 A 球运动的过程中 B 未动，则 A 球下落的过程中机械能守恒，v ，12 2 球进行受力分析可得，在最低点时 FTm ，F T3 球运动至最低点时绳时 4说明 A 球在运动的过程中不能拉动 B 物块，故小球 A 的机械能守恒，C 正确，D 错误；斜面体对 B 物块的静摩擦力方向先沿斜面向上，后沿斜面向下，故先减小后增大，A 正确；小球下降时有沿着绳子方向的加速度，根据整体法可判断出地面对斜面体的摩擦力方向一直向右，故 B 正确。 二、非选择题(本题共 2 小题，共 36 分)9. (16 分) 如图 9 所示，半径 R0.9 m 的四分之一圆弧 10、形光滑轨道竖直放置，圆弧最低点 B 与长为 L 1 m 的水平面相切于 B 点，地面高 h0.8 m，质量 m1.0 小滑块从圆弧顶点 D 由静止释放，已知滑块与水平面间的动摩擦因数 不计空气阻力，光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 10 m/s 2)求：图 9(1)小滑块刚到达圆弧轨道的 B 点时对轨道的压力；(2)小滑块落地点距 C 点的距离。 解析：(1)设小滑块运动到 B 点的速度为 弧轨道对小滑块的支持力为 机械能守恒定律得：12 2Nm 解得小滑块在 B 点所受支持力 0 滑块在 B 点时对轨道的压力为 30 N(2)设小滑块运动到 C 点的速度为 动能定理得： 点的速度 m/ 11、点运动到地面做平抛运动水平方向：xv h 点的距离s m1.8 答案：(1)30 N (2)1.8 20 分)(2013十堰模拟)如图 10 所示，粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的 S 形轨道。 光滑半圆轨道半径为 R，两个光滑半圆轨道连接处 间留有很小空隙，光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，间距离可忽略。 粗糙弧形轨道最高点 A 与水平面上 B 点之间的高度为 h。 从 A 点静止释放一个可视为质点的小球，小球沿翘尾巴的 S 形轨道运动后从E 点水平飞出，落到水平地面上，落点到与 E 点在同一竖直线上 B 点的距离为 s。 已知小球质量 m，不计空气阻力，求：图 10(1)小球从 E 点水平飞出时的速度大小；(2)小球运动到半圆轨道的 B 点时对轨道的压力；(3)小球沿翘尾巴 S 形轨道运动时克服摩擦力做的功。 解析：(1)小球从 E 点水平飞出做平抛运动，设小球从 E 点水平飞出时的速度大小为平抛运动规律，sv R )小球从 B 点运动到 E 点的过程，机械能守恒 R B 12 2v 82 点由牛顿第二定律 F9mg 点时对轨道的压力为F9，方向竖直向下。 )设小球沿翘尾巴的 S 形轨道运动时克服摩擦力做的功为 W，则mg(h4R )W h 4R)1) (2)9，方向竖直向下(3)mg(h4R) gR。