《（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時檢測（二十九）機(jī)械能守恒定律（重點(diǎn)突破課）（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時檢測（二十九）機(jī)械能守恒定律（重點(diǎn)突破課）（含解析）（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、（通用版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 課時檢測（二十九）機(jī)械能守恒定律（重點(diǎn)突破課）（含解析） 1.(2019·無錫模擬)如圖所示，斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平地面上，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(jī)械能守恒 C．斜劈的機(jī)械能守恒 D．小球重力勢能的減少量等于斜劈動能的增加量 解析：選B　小球的位移方向豎直向下，斜劈對小球的彈力做負(fù)功，小球?qū)π迸膹椓ψ稣?，斜劈的機(jī)械能增大，小球的機(jī)械能減少，但斜劈與小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，小球重力勢能的減少量等于小球

2、和斜劈動能的增加量之和，故B正確，A、C、D錯誤。 2.如圖所示，由光滑細(xì)管組成的軌道固定在豎直平面內(nèi)，AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，CD段為平滑的彎管。一小球從管口D處由靜止釋放(小球的直徑略小于細(xì)管軌道的內(nèi)徑)，最后能夠從A端水平拋出落到地面上。關(guān)于管口D距離地面的高度必須滿足的條件是(　　) A．等于2R　　　　　　　　 　B．大于2R C．大于2R且小于R D．大于R 解析：選B　細(xì)管軌道可以提供支持力，所以到達(dá)A點(diǎn)的速度大于零即可，即mgH－mg·2R>0，解得H>2R，故B正確。 3.(2019·貴陽模擬)如圖所示，一質(zhì)量為m的小球固定于輕質(zhì)彈簧的一端，彈簧

3、的另一端固定于O點(diǎn)。將小球拉至A點(diǎn)，彈簧恰好無形變，由靜止釋放小球，當(dāng)小球運(yùn)動到O點(diǎn)正下方與A點(diǎn)的豎直高度差為h的B點(diǎn)時，速度大小為v。已知重力加速度為g，下列說法正確的是(　　) A．小球運(yùn)動到B點(diǎn)時的動能等于mgh B．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)重力勢能減少mv2 C．小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)克服彈力做功為mgh D．小球到達(dá)B點(diǎn)時彈簧的彈性勢能為mgh－mv2 解析：選D　小球由A點(diǎn)到B點(diǎn)的過程中，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，彈簧由原長到發(fā)生伸長的形變，小球動能增加量小于重力勢能減少量，即mv2

4、＋Ep，B項錯誤；彈簧彈性勢能增加量等于小球重力勢能減少量與動能增加量之差，即mgh－mv2，D項正確；小球克服彈力所做的功等于彈簧彈性勢能增加量，即mgh－mv2，C項錯誤。 4.如圖所示，豎直平面內(nèi)的半圓形光滑軌道，其半徑為R，小球A、B質(zhì)量分別為mA、mB，A和B之間用一根長為l(lmB，B在右側(cè)上升的最大高度與A的起始高度相同 C．在A下滑過程中桿對A做負(fù)功，對B做正功 D．A在下滑過程中減少的重力勢能等于A與

5、B增加的動能 解析：選C　選軌道最低點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒條件可知A和B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，如果B在右側(cè)上升的最大高度與A的起始高度相同，則有mAgh－mBgh＝0，則有mA＝mB，故選項A、B錯誤；A下滑、B上升過程中B機(jī)械能增加，則A機(jī)械能減少，說明桿對A做負(fù)功，對B做正功，故選項C正確；A下滑過程中減少的重力勢能等于B上升過程中增加的重力勢能和A與B增加的動能之和，故選項D錯誤。 5.將一小球從高處水平拋出，最初2 s內(nèi)小球動能Ek隨時間t變化的圖像如圖所示，不計空氣阻力，g取10 m/s2。根據(jù)圖像信息，不能確定的物理量是(　　) A．小球的質(zhì)量 B．小球的初速度

6、 C．最初2 s內(nèi)重力對小球做功的平均功率 D．小球拋出時距離地面的高度 解析：選D　由機(jī)械能守恒定律可得Ek＝Ek0＋mgh，又因為h＝gt2，所以Ek＝Ek0＋mg2t2。由題圖可知，當(dāng)t＝0時，Ek0＝mv02＝5 J，當(dāng)t＝2 s時，Ek＝Ek0＋2mg2＝30 J，解得m＝0.125 kg，v0＝4 m/s。t＝2 s時，由動能定理得WG＝ΔEk＝25 J，故＝＝12.5 W。根據(jù)題圖，無法確定小球拋出時距離地面的高度。綜上所述，D正確。 6.(多選)(2019·舟山模擬)如圖所示，一小環(huán)沿豎直放置的光滑圓環(huán)形軌道做圓周運(yùn)動。小環(huán)從最高點(diǎn)A滑到最低點(diǎn)B的過程中，小環(huán)線速度大小的

7、平方v2隨下落高度h的變化圖像可能是(　　) 解析：選AB　對小環(huán)由機(jī)械能守恒定律得mgh＝mv2－mv02，則v2＝2gh＋v02，當(dāng)v0＝0時，B正確；當(dāng)v0≠0時，A正確。 7．(多選)(2019·溫州中學(xué)模擬)如圖所示，在豎直平面內(nèi)半徑為R的四分之一圓弧軌道AB、水平軌道BC與斜面直軌道CD平滑連接在一起，斜面直軌道足夠長。在圓弧軌道上靜止著N個半徑為r(r?R)的光滑小球(小球無明顯形變)，小球恰好將圓弧軌道鋪滿，從最高點(diǎn)A到最低點(diǎn)B依次標(biāo)記為1、2、3、…、N。現(xiàn)將圓弧軌道末端B處的阻擋物拿走，N個小球由靜止開始沿軌道運(yùn)動，不計摩擦與空氣阻力，下列說法正確的是(　　)

8、 A．N個小球在運(yùn)動過程中始終不會散開 B．第1個小球從A到B過程中機(jī)械能守恒 C．第1個小球到達(dá)B點(diǎn)前第N個小球做勻加速運(yùn)動 D．第1個小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度v< 解析：選AD　在下滑的過程中，水平面上的小球要做勻速運(yùn)動，而圓弧軌道上的小球要做加速運(yùn)動，則后面的小球?qū)η懊娴男∏蛴邢蚯皵D壓的作用，所以小球之間始終相互擠壓，沖上斜面直軌道后后面的小球把前面的小球往上壓，所以小球之間始終相互擠壓，故N個小球在運(yùn)動過程中始終不會散開，故A正確；第1個小球在下落過程中受到擠壓，所以有外力對小球做功，小球的機(jī)械能不守恒，故B錯誤；由于小球在下落過程中速度發(fā)生變化，相互間的擠壓力變化，所以第N個小球

9、不可能做勻加速運(yùn)動，故C錯誤；若小球整體的重心高度為，在運(yùn)動到最低點(diǎn)的過程中，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：mv2＝mg·，解得：v＝；同樣對整體在AB段時，重心低于，所以第1個小球到達(dá)最低點(diǎn)的速度v<，故D正確。 8.(多選)如圖所示，輕彈簧一端固定在O1點(diǎn)，另一端系一小球，小球穿在固定于豎直面內(nèi)、圓心為O2的光滑圓環(huán)上，O1在O2的正上方，C是O1O2的連線和圓環(huán)的交點(diǎn)，將小球從圓環(huán)上的A點(diǎn)無初速度釋放后，發(fā)現(xiàn)小球通過了C點(diǎn)，最終在A、B之間做往復(fù)運(yùn)動。已知小球在A點(diǎn)時彈簧被拉長，在C點(diǎn)時彈簧被壓縮，不計空氣阻力，則下列判斷正確的是(　　) A．彈簧在A點(diǎn)的伸長量一定大于彈簧在C點(diǎn)的壓縮量

10、B．小球從A至C一直做加速運(yùn)動，從C至B一直做減速運(yùn)動 C．彈簧處于原長時，小球的速度最大 D．小球機(jī)械能最大的位置有兩處 解析：選AD　因只有重力和系統(tǒng)內(nèi)彈力做功，故小球和彈簧組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒，小球在A點(diǎn)的動能和重力勢能均最小，故小球在A點(diǎn)的彈性勢能必大于在C點(diǎn)的彈性勢能，所以彈簧在A點(diǎn)的伸長量一定大于彈簧在C點(diǎn)的壓縮量，故選項A正確；小球從A至C，在切線方向先做加速運(yùn)動再做減速運(yùn)動，當(dāng)切線方向合力為零(此時彈簧仍處于伸長狀態(tài))時，速度最大，故選項B、C錯誤；當(dāng)彈簧處于原長時，彈性勢能為零，小球機(jī)械能最大，由題意知，A、B相對于O1O2對稱，顯然，此位置在A、C與B、C之間各有一處

11、，故選項D正確。 9.(2019·濟(jì)南質(zhì)檢)如圖所示，跨過同一高度處的定滑輪的細(xì)線連接著質(zhì)量相同的物體A和B，A套在光滑水平桿上，定滑輪離水平桿的高度h＝0.2 m，開始時讓連著A的細(xì)線與水平桿的夾角θ1＝37°，由靜止釋放B，當(dāng)細(xì)線與水平桿的夾角θ2＝53°時，A的速度為多大？在以后的運(yùn)動過程中，A所獲得的最大速度為多大？(設(shè)B不會碰到水平桿，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，取g＝10 m/s2) 解析：A、B組成的系統(tǒng)只有動能和重力勢能的轉(zhuǎn)化，機(jī)械能守恒。設(shè)θ2＝53°時，A、B的速度分別為vA、vB，B下降的高度為h1，則有mgh1＝mvA2＋mvB2 其中h1＝－

12、 vAcos θ2＝vB 代入數(shù)據(jù)解得vA≈1.1 m/s。 由于細(xì)線的拉力對A做正功，使A加速至左滑輪正下方時速度最大，此時B的速度為零，設(shè)整個過程B下降高度為h2，則由機(jī)械能守恒定律得mgh2＝mvmA2 其中h2＝－h(huán) 代入數(shù)據(jù)解得vmA≈1.6 m/s。 答案：1.1 m/s　1.6 m/s 10．(2019·蘭州檢測)如圖所示，豎直平面內(nèi)固定著由兩個半徑均為R的四分之一圓弧構(gòu)成的細(xì)管道ABC，圓心連線O1O2水平。輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端靠著質(zhì)量為m的小球(小球的直徑略小于管道內(nèi)徑)，長為R的薄板DE置于水平面上，薄板的左端D到管道右端C的水平距離為R。開始時彈

13、簧處于鎖定狀態(tài)，具有一定的彈性勢能，重力加速度為g。解除鎖定，小球離開彈簧后進(jìn)入管道，最后從C點(diǎn)拋出(不計一切摩擦)，小球經(jīng)C點(diǎn)時對軌道外側(cè)的彈力的大小為mg。 (1)求彈簧鎖定時具有的彈性勢能Ep； (2)試通過計算判斷小球能否落在薄板DE上。 解析：(1)從解除彈簧鎖定到小球運(yùn)動到C點(diǎn)的過程，彈簧和小球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，設(shè)小球到達(dá)C點(diǎn)的速度大小為v1，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得 Ep＝2mgR＋mv12 由題意知，小球經(jīng)C點(diǎn)時所受的彈力的大小為mg，方向向下， 根據(jù)向心力公式得 mg＋mg＝ 解得v1＝，Ep＝3mgR。 (2)小球離開C點(diǎn)后做平拋運(yùn)動，設(shè)從拋出到落到

14、水平面上的時間為t，根據(jù)平拋運(yùn)動規(guī)律有 2R＝gt2，s＝v1t 解得s＝2R>2R 所以小球不能落在薄板DE上。 答案：(1)3mgR　(2)小球不能落在薄板DE上 11.(2016·全國卷Ⅱ)輕質(zhì)彈簧原長為2l，將彈簧豎直放置在地面上，在其頂端將一質(zhì)量為5m的物體由靜止釋放，當(dāng)彈簧被壓縮到最短時，彈簧長度為l?，F(xiàn)將該彈簧水平放置，一端固定在A點(diǎn)，另一端與物塊P接觸但不連接。AB是長度為5l的水平軌道，B端與半徑為l的光滑半圓軌道BCD相切，半圓的直徑BD豎直，如圖所示。物塊P與AB間的動摩擦因數(shù)μ＝0.5。用外力推動物塊P，將彈簧壓縮至長度l，然后放開，P開始沿軌道運(yùn)動。重力加速

15、度大小為g。 (1)若P的質(zhì)量為m，求P到達(dá)B點(diǎn)時速度的大小，以及它離開圓軌道后落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離； (2)若P能滑上圓軌道，且仍能沿圓軌道滑下，求P的質(zhì)量的取值范圍。 解析：(1)依題意，當(dāng)彈簧豎直放置，長度被壓縮至l時，質(zhì)量為5m的物體的動能為零，其重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能。由機(jī)械能守恒定律，彈簧長度為l時的彈性勢能為 Ep＝5mgl① 設(shè)P的質(zhì)量為M，到達(dá)B點(diǎn)時的速度大小為vB，由能量守恒定律得 Ep＝MvB2＋μMg·4l② 聯(lián)立①②式，取M＝m并代入題給數(shù)據(jù)得 vB＝③ 若P能沿圓軌道運(yùn)動到D點(diǎn)，其到達(dá)D點(diǎn)時的向心力不能小于重力，即P此時的速度大

16、小v應(yīng)滿足 －mg≥0④ 設(shè)P滑到D點(diǎn)時的速度為vD，由機(jī)械能守恒定律得 mvB2＝mvD2＋mg·2l⑤ 聯(lián)立③⑤式得 vD＝⑥ vD滿足④式要求，故P能運(yùn)動到D點(diǎn)，并從D點(diǎn)以速度vD水平射出。設(shè)P落回到軌道AB所需的時間為t，由運(yùn)動學(xué)公式得 2l＝gt2⑦ P落回到AB上的位置與B點(diǎn)之間的距離為 s＝vDt⑧ 聯(lián)立⑥⑦⑧式得 s＝2l。⑨ (2)為使P能滑上圓軌道，它到達(dá)B點(diǎn)時的速度不能小于零。由①②式可知 5mgl＞μMg·4l⑩ 要使P仍能沿圓軌道滑回，P在圓軌道的上升高度不能超過半圓軌道的中點(diǎn)C。由機(jī)械能守恒定律有 MvB2≤Mgl? 聯(lián)立①②⑩?式得 m≤M＜m。? 答案：(1)　2l　(2)m≤M＜m