2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(xùn)練20 機械能守恒定律及應(yīng)用

2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時跟蹤訓(xùn)練20 機械能守恒定律及應(yīng)用一、選擇題1(xx·南京模擬)自由下落的物體，其動能與位移的關(guān)系如圖所示，則圖中直線的斜率表示該物體的()A質(zhì)量 B機械能C重力大小 D重力加速度解析：由機械能守恒定律，Ekmgh，動能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C正確答案：C2(xx·安慶模擬)如圖是被譽為“豪小子”的華裔球員林書豪在NBA賽場上投二分球時的照片現(xiàn)假設(shè)林書豪準備投二分球前先屈腿下蹲再豎直向上躍起，已知林書豪的質(zhì)量為m，雙腳離開地面時的速度為v，從開始下蹲到躍起過程中重心上升的高度為h，則下列說法正確的是()A從地面躍起過程中，地面對他所做的功為0B從地面躍起過程中，地面對他所做的功為mv2mghC從下蹲到離開地面上升過程中，他的機械能守恒D離開地面后，他在上升過程中處于超重狀態(tài)，在下落過程中處于失重狀態(tài)解析：球員從地面躍起的過程中，地面對腳的支持力作用點位移為零，支持力不做功，A正確，B錯誤；林書豪從地面上升過程中，消耗自身能量，其機械能增大，C錯誤；離開地面后，林書豪上升和下降過程中，加速度均豎直向下，處于失重狀態(tài)，D錯誤答案：A3(多選)圖甲中彈丸以一定的初始速度在光滑碗內(nèi)做復(fù)雜的曲線運動，圖乙中的運動員在蹦床上越跳越高下列說法中正確的是()A圖甲彈丸在上升的過程中，機械能逐漸增大B圖甲彈丸在上升的過程中，機械能保持不變C圖乙中的運動員多次跳躍后，機械能增大D圖乙中的運動員多次跳躍后，機械能不變解析：彈丸在光滑的碗內(nèi)上升過程中，只有重力做功，其機械能保持不變，A錯誤，B正確；運動員在蹦床上越跳越高，其機械能逐漸增大，C正確，D錯誤答案：BC4如圖所示，一輕質(zhì)彈簧下端固定，直立于水平地面上，將質(zhì)量為m的物體A從離彈簧頂端正上方h高處由靜止釋放，當物體A下降到最低點P時，其速度變?yōu)榱?，此時彈簧的壓縮量為x0；若將質(zhì)量為2m的物體B從離彈簧頂端正上方h高處由靜止釋放，當物體B也下降到P處時，其速度為()A. B.C. D.解析：物體與彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機械能守恒物體從釋放到下降到P處，對質(zhì)量為m的物體A有mg(hx0)Ep彈，對質(zhì)量為2m的物體B有2mg(hx0)Ep彈×2mv2.聯(lián)立解得v，D正確答案：D5(多選)(xx·武漢摸底)如圖所示，放置在豎直平面內(nèi)的光滑桿AB，是按照從高度為h處以初速度v0平拋的運動軌跡制成的，A端為拋出點，B端為落地點現(xiàn)將一小球套于其上，由靜止開始從軌道A端滑下已知重力加速度為g，當小球到達軌道B端時()A小球的速率為B小球的速率為C小球在水平方向的速度大小為v0D小球在水平方向的速度大小為解析：由機械能守恒定律，mghmv2，解得小球到達軌道B端時速率為v，選項A錯誤B正確設(shè)軌道在B點切線方向與水平方向的夾角為，則有cos，cos.小球在水平方向的速度大小為v1cos，選項D正確C錯誤答案：BD6(多選)如圖所示，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)機械能守恒C斜劈的機械能守恒D小球機械能的減小量等于斜劈動能的增大量解析：球有豎直方向的位移，所以斜劈對球做功不計一切摩擦，小球下滑過程中，只有小球和斜劈組成的系統(tǒng)中動能和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，系統(tǒng)機械能守恒，故選B、D.答案：BD7如下圖所示，質(zhì)量、初速度大小都相同的A、B、C三個小球，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，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()AhAhBhC BhAhB<hCChAhB>hC DhAhC>hB解析：A球和C球上升到最高點時速度均為零，而B球上升到最高點時仍有水平方向的速度，即仍有動能對A、C球的方程為mghmv得h，對B球：mghmvmv，且vt0所以h<h，故D正確答案：D8.如右圖所示，固定的傾斜光滑桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與豎直放置的輕彈簧一端相連，彈簧的另一端固定在地面上的A點，彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時速度剛好為零，則在圓環(huán)下滑過程中()A圓環(huán)機械能守恒B彈簧的彈性勢能一定先增大后減小C彈簧的彈性勢能變化了mghD彈簧的彈性勢能最大時圓環(huán)的動能最大解析：下滑過程中圓環(huán)、地球和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，故A錯；在圓環(huán)下滑過程中，彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大，故B錯；圓環(huán)初、末狀態(tài)的動能都為零，則減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能，故C對，D錯答案：C9如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一固定軌道，其中AB是長為R的粗糙水平直軌道，BCD是圓心為O、半徑為R的3/4光滑圓弧軌道，兩軌道相切于B點在推力作用下，質(zhì)量為m的小滑塊從A點由靜止開始做勻加速直線運動，到達B點時即撤去推力，小滑塊恰好能沿圓軌道經(jīng)過最高點C.重力加速度大小為g.(以AB面為零重力勢能面)則小滑塊()A經(jīng)B點時加速度為零B在AB段運動的加速度為2.5gC在C點時合外力的瞬時功率為mgD上滑時動能與重力勢能相等的位置在OD下方解析：小滑塊經(jīng)過B點時具有向心加速度，A錯誤；小滑塊在C點時合外力豎直向下，速度沿水平方向，其瞬時功率為零，C錯誤；由mgm，mvmg·2Rmv，可得：vB，由v2axAB，可得a2.5g，B正確；由mvmg·2Rmv2mgh，得：hR>R，故D錯誤答案：B10.(多選)(xx·江南十校聯(lián)考)如圖所示，A、B兩物塊由繞過輕質(zhì)定滑輪的細線相連，A放在固定的光滑斜面上，B和物塊C在豎直方向上通過勁度系數(shù)為k的輕質(zhì)彈簧相連，C放在水平地面上現(xiàn)用手控制住A，并使細線剛剛拉直但無拉力作用，并保證滑輪左側(cè)細線豎直、右側(cè)細線與斜面平行已知A的質(zhì)量為5m，B的質(zhì)量為2m，C的質(zhì)量為m，重力加速度為g，細線與滑輪之間的摩擦不計，開始時整個系統(tǒng)處于靜止狀態(tài)釋放A后，A沿斜面下滑至速度最大時C恰好離開地面下列說法正確的是()A斜面傾角30°BA獲得最大速度為 CC剛離開地面時，B的加速度為零D從釋放A到C剛離開地面的過程中，A、B、C以及彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒解析：釋放A之前，彈簧處于壓縮態(tài)，形變量x1，釋放A后，當A的速度最大時，A的加速度為0，即5mgsinF拉，此時C恰好離開地面，彈簧處于伸長狀態(tài)，且彈力Fmg，對物體B：F拉2mgF3mg，則sin0.6，37°，選項A錯誤，選項C正確；對A、B、C組成的系統(tǒng)，在從釋放A到C剛離開地面的過程中，只有重力和彈力做功，機械能守恒，選項D正確，C剛離開地面時，彈簧伸長x2，則A沿斜面下滑xx1x2，由機械能守恒定律：5mgxsin2mgxEp×5mv2×2mv2，選項B錯誤答案：CD二、非選擇題11(xx·煙臺市期末考試)下圖為某小型企業(yè)的一道工序示意圖，圖中一樓為原料車間，二樓為生產(chǎn)車間為了節(jié)約能源，技術(shù)人員設(shè)計了一個滑輪裝置用來運送原料和成品，在二樓生產(chǎn)的成品裝入A箱，在一樓將原料裝入B箱，而后由靜止釋放A箱，若A箱與成品的總質(zhì)量為M，B箱與原料的總質(zhì)量為m(m<M)，這樣在A箱下落的同時會將B箱拉到二樓生產(chǎn)車間，當B箱到達二樓平臺時可被工人接住，若B箱到達二樓平臺時沒有被工人接住的話，它可以繼續(xù)上升h高度速度才能減小到零不計繩與滑輪間的摩擦及空氣阻力，重力加速度為g，求：(1)一樓與二樓的高度差H；(2)在AB箱同時運動的過程中繩對B箱的拉力大小解析：(1)對M、m組成的系統(tǒng)：MgHmgH(Mm)v2對m：mghmv2解得：H(2)對M：MgFma對m：Fmgma解得：F答案：(1)(2)12(xx·江蘇省揚州市期中)某同學(xué)玩“彈珠游戲”裝置如圖所示，S形管道BC由兩個半徑為R的1/4圓形管道拼接而成，管道內(nèi)直徑略大于小球直徑，且遠小于R，忽略一切摩擦，用質(zhì)量為m的小球?qū)椈蓧嚎s到A位置，由靜止釋放，小球到達管道最高點C時對管道恰好無作用力，求：(1)小球到達最高點C的速度大??；(2)若改用同樣大小質(zhì)量為2m的小球做游戲，其他條件不變，求小球能到達的最大高度；(3)若改用同樣大小質(zhì)量為m/4的小球做游戲，其他條件不變，求小球落地點到B點的距離解析：(1)由于小球到達管道最高點C時對管道恰好無作用力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式有：mgm，解得小球到達最高點C的速度大小為：vC.(2)由于忽略一切摩擦，因此小球與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒，因此根據(jù)機械能守恒定律可知，彈簧彈性勢能為：Epmv2mgRmgR改用質(zhì)量為2m的小球時，因為EpmgR4mgR，所以小球不能到達C點，設(shè)此時小球能到達的最大高度為h，根據(jù)機械能守恒定律有：Ep2mgh，解得：hR.(3)改用質(zhì)量為m/4的小球時，小球能通過最高點C后做平拋運動，設(shè)此時離開C點時的速度為v，根據(jù)機械能守恒定律有：Ep·v2mgR根據(jù)平拋運動規(guī)律可知，此時小球離開C點后做平拋運動的水平射程：xv .聯(lián)立以上各式解得：x8R根據(jù)圖中幾何關(guān)系可知，小球落地點到B點的距離為：dx2R10R.答案：(1)(2)R(3)10R