高考物理教师备选题库 第3讲 机械能守恒定律

高考物理教师备选题库 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 教师备选题库1(2012攀枝花模拟)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/)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 C由于重力的方向和物体上升的位移方向相反，故重力做负功，物体的重力势能增加。 由 W0 4 J 得，重力势能增加 04 J，故 C 正确。 2.(2012大理模拟)如图 1 所示，将一个内外侧面均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一坚直墙壁。 现让一小球自左端槽口 A 点的正上方由静止开始下 2、落，从 下列说法正确的是()图 1A小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B小球从 A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态C小球从 A 点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D小球从下落到从右侧离开槽的过程机械能守恒解析：选 C小球从 A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但是实际上没有动，整个系统只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒。 而小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒。 小球从开始下落至到达槽最低点前，小球先失重，后超 3、重。 当小球向右上方滑动时，半圆形槽也向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒。 综合以上分析可知选项 C 正确。 3如图 2 甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t0 时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。 通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 ，则()图 2At 1 时刻小球动能最大Bt 2 时刻小球动能最大Ct 2t 3 这段时间内，小球的动能先增加后减少Dt 2t 3 这段时间内，小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能解析：选 C0t 1 时 4、间内，小球做自由落体运动，故弹簧弹力为零； t1t 2 时间内，小球压缩弹簧，当弹力等于重力时，小球速度最大，在此时刻之前，小球做加速度减小的加速运动，之后做加速度增加的减速运动，t 2 时刻减速到零；t 2t 3 时间内，小球向上先加速运动后减速运动；故 A、B、C 三选项中，只有 C 项正确。 t2t 3 时间内弹簧减少的弹性势能等于小球增加的动能和重力势能之和，故 D 项错误。 4(2013浙江嘉兴模拟)如图 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 5、势能为零，那么，下列说法正确的是()图 3A乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为 Ep1t)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 t)12 最高点，根据牛顿第二定律可得， Nm ，受到座位的支持 m ，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 t)，总的机械能为 EE kE pvR t)，A、D 两项正确。 12 2012河北唐山)如图 4 所示，在光滑固 6、定的曲面上，放有两个质量分别为 1 2 可视为质点的小球 A 和 B，两球之间用一根轻质弹簧相连，用手拿着 A 如图所示竖直放置，距离 L0.2 m，小球 B 刚刚与曲面接触且距水平面的高度 h0.1 m。 此时弹簧的弹性势能 J，自由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上，以后一直沿光滑地面运动，不计一切碰撞时机械能的损失，g 取 10 m/下列说法中正确的是()图 4A下滑的整个过程中弹簧和 A 球组成的系统机械能守恒B下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守恒CB 球刚到地面时，速度是 m/弹簧处于原长时，以地面为参考平面，两球在光滑水平面上运动时的机械能为 6 于弹簧和 B 之 7、间有作用力，弹簧和 A 球组成的系统机械能不守恒，A 项错；由于没有摩擦，系统只有弹簧弹力和重力做功，则 B 项正确；因为弹簧作用于B，并对 B 做功， B 的机械能不守恒，而 m/s 是根据机械能守恒求解出的，所以 C 项错；2根据系统机械能守恒，到地面时的机械能与刚释放时的机械能相等，又弹簧处于原长，则Em h) p6 J，D 项对。 6. (2012福建三明市 5 月质检) 为了研究过山车的原理，物理兴趣小组提出了下列设想：如图 5 所示，取一个与水平方向夹角为 30，长 L0.8 m 的倾斜轨道 过水平轨道竖直圆轨道相连，出口为水平轨道 个轨道都是光滑的。 其中 道以微小圆弧相接，竖直圆轨 8、道的半径 R0.6 m。 现使一个质量 m0.1 小物块从 A 点开始以初速度 倾斜轨道滑下，g 取 10 m/：图 5光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)若 .0 m/s，则小物块到达 B 点时的速度为多大。 (2)若 .0 m/s，小物块到达竖直圆轨道的最高点时对轨道的压力为多大。 (3)为了使小物块在竖直圆轨道上运动时能够不脱离轨道，v 0 大小应满足什么条件。 解析：(1)设到达 B 点的速度为 据机械能守恒定律 (均以 零势能参考平面)0 12 20 12 2v B m/s 33(2)设小物块到达最高点速度为 v，从 A 滑到最高点的过程中 3012 20 R 12最高点处：F N 9、mgm N根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力为。 (3)当 物块能做完整的竖直圆周运动在最高点处：F N0(v ) 可得：v 0 m/物块能沿轨道滑回 轨，则小物块沿竖直圆轨上升的最大高度hR012 20由可得：v 02 m/v 0 m/s 或 m/1) m/s(2)N(3)v 0 m/s 或 m/27(2011北京高考)如图 6 所示，长度为 l 的轻绳上端固定在 O 点，下端系一质量为m 的小球( 小球的大小可以忽略)。 光世昌老师高中物理精品资源免费下载地址 (1)在水平拉力 F 的作用下，轻绳与竖直方向的夹角为 ，小球保持静止。 画出此时小球的受力图，并求力 F 的大小；(2)由图示位置静止释放小球，求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力。 不计空气阻力。 解析： (1)受力分析如图所示。 据平衡条件，有 F 由得拉力大小 F。 (2)运动中只有重力做功，系统机械能守恒，有 ) 球速度大小v 2 对最低点的小球，根据牛顿第二定律mgmgm 2)案：(1)见解析图(2) 2)，方向竖直向上2。