【三維設(shè)計(jì)】2014屆高三物理一輪 課時(shí)跟蹤檢測20 機(jī)械能守恒定律

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1、課時(shí)跟蹤檢測(二十)機(jī)械能守恒定律高考?？碱}型：選擇題計(jì)算題1. (2012南京模擬)自由下落的物體，其動(dòng)能與位移的關(guān)系如圖1所示。則圖中直線的斜率表示該物體的()A質(zhì)量B機(jī)械能C重力大小 D重力加速度 圖12.如圖2所示，豎立在水平面上的輕彈簧，下端固定，將一個(gè)金屬球放在彈簧頂端(球與彈簧不連接)，用力向下壓球，使彈簧被壓縮，并用細(xì)線把小球和地面拴牢(圖甲)。燒斷細(xì)線后，發(fā)現(xiàn)球被彈起且脫離彈簧后還能繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)(圖乙)。那么該球從細(xì)線被燒斷到剛脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過程中，下列說法正確的是() 圖2A彈簧的彈性勢能先減小后增大B球剛脫離彈簧時(shí)動(dòng)能最大C球在最低點(diǎn)所受的彈力等于重力D在某一階段內(nèi)，小球

2、的動(dòng)能減小而小球的機(jī)械能增加3.如圖3所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上，現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放，不計(jì)一切摩擦，則在小球從釋放到落至地面的過程中，下列說法正確的是()A斜劈對小球的彈力不做功B斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 圖3C斜劈的機(jī)械能守恒D小球機(jī)械能的減小量等于斜劈動(dòng)能的增大量4.如圖4所示，在高1.5 m的光滑平臺上有一個(gè)質(zhì)量為2 kg的小球被一細(xì)線拴在墻上，球與墻之間有一根被壓縮的輕質(zhì)彈簧。當(dāng)燒斷細(xì)線時(shí)，小球被彈出，小球落地時(shí)的速度方向與水平方向成60角，則彈簧被壓縮時(shí)具有的彈性勢能為(g10 m/s2)() 圖4A10 J B15 JC20 J D25 J5打開水龍頭

3、，水順流而下，仔細(xì)觀察將會發(fā)現(xiàn)連續(xù)的水流柱的直徑在流下的過程中，是逐漸減小的(即上粗下細(xì))，設(shè)水龍頭出口處半徑為1 cm，安裝在離接水盆75 cm高處，如果測得水在出口處的速度大小為1 m/s，g10 m/s2，不考慮空氣阻力，則水流柱落到盆中時(shí)的半徑為()A1 cm B0.75 cmC0.5 cm D0.25 cm6如圖5所示，質(zhì)量、初速度大小都相同的A、B、C三個(gè)小球，在同一水平面上，A球豎直上拋，B球以傾斜角斜向上拋，空氣阻力不計(jì)，C球沿傾角為的光滑斜面上滑，它們上升的最大高度分別為hA、hB、hC，則()圖5AhAhBhC BhAhBhC DhAhChB7(2012福建高考)如圖6所示

4、，表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪，小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)。初始時(shí)刻，A、B處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物塊()A速率的變化量不同 圖6B機(jī)械能的變化量不同C重力勢能的變化量相同D重力做功的平均功率相同8.如圖7所示，重10 N的滑塊在傾角為30的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧。滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開始彈回，返回b點(diǎn)離開彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab0.8 m，bc0.4 m，那么在整個(gè)過程中 ()A滑塊動(dòng)能的最大值是6 J 圖7B彈簧彈性勢能的最大值是6 JC從c到b彈簧的彈力對

5、滑塊做的功是6 JD滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過程機(jī)械能守恒9. (2012長沙一中月考)一個(gè)高爾夫球靜止于平坦的地面上，在t0時(shí)球被擊出，以初速度v031 m/s做斜拋運(yùn)動(dòng)，飛行中球的速率與時(shí)間的部分關(guān)系如圖8所示。若不計(jì)空氣阻力的影響，根據(jù)圖象提供的信息可以求出()A高爾夫球在何時(shí)離地最高 圖8B高爾夫球可上升的最大高度C高爾夫球的最大重力勢能D高爾夫球落地時(shí)離擊球點(diǎn)的距離10.(2012南京模擬)如圖9所示，圓心在O點(diǎn)、半徑為R的圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上，Oc與Oa的夾角為60，軌道最低點(diǎn)a與桌面相切。一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點(diǎn))，掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊

6、，開始時(shí)，m1位于c點(diǎn)，然后從靜止釋放，設(shè)輕繩足夠長，不計(jì)一切摩擦。則()A在m1由c下滑到a的過程中兩球速度大小始終相等 圖9B在m1由c下滑到a的過程中重力的功率先增大后減少C若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn)，則m12m2D若m1恰好能沿圓弧下滑到a點(diǎn)，則m13m211滑板運(yùn)動(dòng)已成為青少年所喜愛的一種體育運(yùn)動(dòng)，如圖10所示小明同學(xué)正在進(jìn)行滑板運(yùn)動(dòng)。圖中AB段路面是水平的，BCD是一段R20 m的拱起的圓弧路面，圓弧的最高點(diǎn)C比AB高出h1.25 m。已知人與滑板的總質(zhì)量為M60 kg。小明自A點(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，在AB路段他單腿用力蹬地，到達(dá)B點(diǎn)前停止蹬地，然后沖上圓弧路段，結(jié)果到達(dá)C點(diǎn)時(shí)恰好對

7、地面壓力為零，不計(jì)滑板與各路段之間的摩擦力及經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的能量損失(g取10 m/s2)。求：圖10(1)小明到達(dá)C點(diǎn)的速度；(2)小明在AB段所做的功。12(2013蘇州模擬)如圖11所示，水平地面與一半徑為l的豎直光滑圓弧軌道相接于B點(diǎn)，軌道上的C點(diǎn)位置處于圓心O的正下方。在距地面高度為l的水平平臺邊緣上的A點(diǎn)，質(zhì)量為m的小球以v0 的速度水平飛出，小球在空中運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí)，恰好沿圓弧軌道在該點(diǎn)的切線方向滑入軌道。小球運(yùn)動(dòng)過程中空氣阻力不計(jì)，重力加速度為g，試求：圖11(1)B點(diǎn)與拋出點(diǎn)A正下方的水平距離x；(2)圓弧BC段所對的圓心角；(3)小球滑到C點(diǎn)時(shí)，對圓軌道的壓力。答 案課時(shí)跟蹤檢測

8、(二十) 機(jī)械能守恒定律1選C由機(jī)械能守恒定律，Ekmgh，動(dòng)能Ek與位移h的關(guān)系圖線的斜率表示該物體的重力大小，選項(xiàng)C正確。2選D從細(xì)線被燒斷到球剛脫離彈簧的運(yùn)動(dòng)過程中，彈簧的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球的機(jī)械能，彈性勢能逐漸減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)彈簧彈力與球重力相等時(shí)，球的動(dòng)能最大，此后彈簧繼續(xù)對球做正功，但球的動(dòng)能減小，而球的機(jī)械能卻增大，所以選項(xiàng)D正確，B錯(cuò)誤；小球能繼續(xù)上升，說明在細(xì)線燒斷瞬間小球在最低點(diǎn)時(shí)受到的彈力大于球的重力，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。3選BD球有豎直方向的位移，所以斜劈對球做功。不計(jì)一切摩擦，小球下滑過程中，只有小球和斜劈組成的系統(tǒng)中動(dòng)能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，故選B、D。4

9、選A由hgt2，tan 60，可得v0 m/s。由小球被彈射過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒得，Epmv0210 J，故A正確。5選C由于不考慮空氣阻力，故整個(gè)水柱的機(jī)械能守恒，由機(jī)械能守恒定律得mv2mv02mgh，解得v4 m/s，水柱的體積不變，r2vtr02v0t， ，r0.5 cm。6選DA球和C球上升到最高點(diǎn)時(shí)速度均為零，而B球上升到最高點(diǎn)時(shí)仍有水平方向的速度，即仍有動(dòng)能。對A、C球的方程為mghmv02，得h對B球的方程為mgh2mvt2mv02，且vt0所以hh，故D正確。7選D由題意根據(jù)力的平衡有mAgmBgsin ，所以mAmBsin 。根據(jù)機(jī)械能守恒定律mghmv2

10、，得v，所以兩物塊落地速率相等，選項(xiàng)A錯(cuò)；因?yàn)閮晌飰K的機(jī)械能守恒，所以兩物塊的機(jī)械能變化量都為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)重力做功與重力勢能變化的關(guān)系，重力勢能的變化為EpWGmgh，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因?yàn)锳、B兩物塊都做勻變速運(yùn)動(dòng)，所以A重力的平均功率為mAg，B重力的平均功率mBgcos()，因?yàn)閙AmBsin ，所以，選項(xiàng)D正確。8選BCD滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn)，所以機(jī)械能守恒，D正確；以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，則a點(diǎn)的機(jī)械能為6 J，c點(diǎn)時(shí)的速度為0，重力勢能也為0，所以彈性勢能的最大值為6 J，從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功等于彈性勢能的減小量，故為6 J，所以B、C正確；由ac時(shí)，因重力勢能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能

11、，故A錯(cuò)。9選ABD因高爾夫球被擊出后機(jī)械能守恒，所以從題圖中得出，5 s末速率與初速率相等，說明高爾夫球落回到地面，在2.5 s時(shí)速率最小，為水平速度，離地最高，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解可以算出豎直方向的初速度，這樣就可以算出高爾夫球上升的最大高度，在水平方向高爾夫球勻速運(yùn)動(dòng)，可以求出射程，因高爾夫球的質(zhì)量未知，不能算出高爾夫球的最大重力勢能，C項(xiàng)錯(cuò)誤。10選BC小球m1沿繩的方向的分速度與m2的速度大小相等，A錯(cuò)誤；重力m1g的功率P1m1gv1豎，小球m1在豎直方向的分速度v1豎先增大后減小，故P1也先增大后減小，B正確；由m1和m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得：m1gR(1cos 60)m2g

12、R，故m12m2，C正確，D錯(cuò)誤。11解析：(1)人和滑板在半徑為R的圓周上做圓周運(yùn)動(dòng)，處于圓周軌道的最高點(diǎn)時(shí)所受重力提供向心力，設(shè)滑行到C點(diǎn)時(shí)的速度為vC，根據(jù)牛頓第二定律MgM得vC10 m/s。(2)人和滑板從水平面運(yùn)動(dòng)到C的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得MvB2MvC2Mgh解得vB15 m/s則WMvB26 750 J。答案：(1)10 m/s(2)6 750 J12解析：(1)設(shè)小球做平拋運(yùn)動(dòng)到達(dá)B點(diǎn)的時(shí)間為t，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，lgt2，xv0t，聯(lián)立解得x2l。(2)由小球到達(dá)B點(diǎn)時(shí)豎直分速度vy22gl，tan vy/v0，解得45。(3)小球從A運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)的過程中機(jī)械能守恒，設(shè)到達(dá)C點(diǎn)時(shí)速度大小為vC，有機(jī)械能守恒定律，mgl(11)mvC2mv02，設(shè)軌道對小球的支持力為F，有：Fmgm，解得：F(7 )mg，由牛頓第三定律可知，小球?qū)A軌道的壓力大小為F(7 )mg，方向豎直向下。答案：(1)2l(2)45(3)(7 )mg豎直向下6