2019-2020年高考物理一輪總復習 5.3機械能守恒定律及其應用限時規(guī)范特訓一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分)1. xx南寧模擬以下說法中哪些是正確的()A. 物體做勻速運動，它的機械能一定守恒B. 物體所受合力的功為零，它的機械能一定守恒C. 物體所受合力不等于零，它的機械能可能守恒D. 物體所受合力等于零，它的機械能一定守恒解析：物體做勻速運動動能不變，但是高度可以改變，即重力勢能改變，A、D錯誤；合力的功為零，只是動能不變，B錯誤；物體所受合力不等于零，例如只在重力作用下的運動，機械能守恒，C正確。答案：C2. xx廣東羅定高三聯(lián)考如圖所示，滑雪運動員沿傾角為30的滑雪道勻速下滑()A. 運動員的重力勢能逐漸增加 B. 運動員的機械能逐漸增加C. 運動員的機械能保持不變 D. 運動員受到的合力不做功解析：運動員勻速下滑時，其高度逐漸降低，重力勢能逐漸減小，動能不變，機械能逐漸減小，選項A、B、C錯誤；運動員的動能不變，根據(jù)動能定理，其合外力不做功，選項D正確。答案：D3. xx無錫模擬 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. 小球重力勢能減小量等于斜劈動能的增加量解析：不計一切摩擦，小球下滑時，小球和斜劈組成的系統(tǒng)只有小球重力做功，系統(tǒng)機械能守恒，小球重力勢能減小量等于斜劈和小球動能的增量之和，A、C、D錯。故選B。答案：B4. 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?，F(xiàn)假設林書豪準備投二分球前先曲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：從地面躍起過程中，地面對他有支持力但沒有位移，所以地面對他不做功，故A對，B錯。從下蹲到離開地面上升時，消耗體內(nèi)化學能從而使他具有一定的動能，機械能增加，故C錯。離開地面后無論上升還是下落都處于失重狀態(tài)，D錯。答案：A5. 如圖所示，一很長的、不可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b，a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊。不計空氣阻力，從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為()A. hB. 1.5hC. 2h D. 2.5h解析：在b球落地前，a、b球組成的系統(tǒng)機械能守恒，且a、b兩球速度大小相等，根據(jù)機械能守恒定律可知：3mghmgh(m3m)v2，v，b球落地時，a球高度為h，之后a球向上做豎直上拋運動，在這個過程中機械能守恒，mv2mgh，h，所以a球可能達到的最大高度為1.5h，B正確。答案：B6. xx邯鄲模擬(多選)如圖所示，A、B兩球質(zhì)量相等，A球用不能伸長的輕繩系于O點，B球用輕彈簧系于O點，O與O點在同一水平面上，分別將A、B球拉到與懸點等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由靜止開始釋放，當兩球達到各自懸點的正下方時，兩球仍處在同一水平面上，則()A. 兩球到達各自懸點的正下方時，兩球動能相等B. 兩球到達各自懸點的正下方時，A球動能較大C. 兩球到達各自懸點的正下方時，B球動能較大D. 兩球到達各自懸點的正下方時，A球受到向上的拉力較大解析：整個過程中兩球減少的重力勢能相等，A球減少的重力勢能完全轉(zhuǎn)化為A球的動能，B球減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為B球的動能和彈簧的彈性勢能，所以A球的動能大于B球的動能，所以B正確；在懸點正下方位置根據(jù)牛頓第二定律，小球所受拉力與重力的合力提供向心力，則A球受到的拉力較大，所以D正確。答案：BD7. xx杭州名校質(zhì)檢(多選)如圖所示，物體A、B通過細繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè)，物體A、B的質(zhì)量分別為m、2m，開始時細繩伸直，用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h，物體B靜止在地面上，放手后物體A下落，與地面即將接觸時速度恰為零，此時物體B對地面恰好無壓力，則下列說法中正確的是()A. 此時物體A的加速度大小為g，方向豎直向上B. 此時彈簧的彈性勢能等于mghC. 此時物體B將向上運動D. 此過程中物體A的機械能減少量為mgh解析：物體B對地面恰好無壓力說明彈簧中拉力為2mg，對A，由牛頓第二定律，2mgmgma，解得此時物體A的加速度大小為g，方向豎直向上，選項A正確；對A、B和彈簧組成的系統(tǒng)，由機械能守恒定律，此時彈簧的彈性勢能等于mgh，選項B正確；此時物體B處于靜止狀態(tài)，選項C錯誤；由能量守恒定律，此過程中物體A的機械能減少量為mgh，選項D正確。答案：ABD8. xx柳州聯(lián)考 (多選)如圖所示，一根不可伸長的輕繩兩端分別系著小球A和物塊B，跨過固定于斜面體頂端的小滑輪O，傾角為30的斜面體置于水平地面上。A的質(zhì)量為m，B的質(zhì)量為4m。開始時，用手托住A，使OA段繩恰處于水平伸直狀態(tài)(繩中無拉力)，OB繩平行于斜面，此時B靜止不動。將A由靜止釋放，在其下擺過程中，斜面體始終保持靜止，下列判斷中正確的是()A. 物塊B受到的摩擦力先減小后增大B. 地面對斜面體的摩擦力方向一直向右C. 小球A的機械能守恒D. 小球A的機械能不守恒，A、B系統(tǒng)的機械能守恒解析： 當A球未釋放時B物塊靜止，則此時B受沿斜面向上的摩擦力Ff4mgsin2mg，為靜摩擦力。假設在A球運動的過程中B未動，則A球下落的過程中機械能守恒，mgRmv2，v，對A球進行受力分析可得，在最低點時FTmgm，F(xiàn)T3mg，A球運動至最低點時繩子拉力最大，此時FT3mg<Ff4mgsin4 mg，說明A球在運動的過程中不能拉動B物塊，故小球A的機械能守恒，C正確，D錯誤；斜面體對B物塊的靜摩擦力方向先沿斜面向上，后沿斜面向下，故先減小后增大，A正確；小球下降時有沿著繩子方向的加速度，根據(jù)整體法可判斷出地面對斜面體的摩擦力方向一直向右，B正確。答案：ABC9. xx濟南模擬 (多選)如圖所示，將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端，輕繩的另一端系一質(zhì)量為m的環(huán)，環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上，光滑的輕小定滑輪與直桿的距離為d，桿上的A點與定滑輪等高，桿上的B點在A點下方距離為d處?，F(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放，不計一切摩擦阻力，下列說法正確的是()A. 環(huán)到達B處時，重物上升的高度hB. 環(huán)到達B處時，環(huán)與重物的速度大小相等C. 環(huán)從A到B，環(huán)減少的機械能等于重物增加的機械能D. 環(huán)能下降的最大高度為d解析：環(huán)到達B處時，重物上升的高度為dd(1)d，A錯誤；環(huán)到達B處時，環(huán)沿繩方向的分速度與重物速度大小相等，B錯誤；因環(huán)與重物組成的系統(tǒng)機械能守恒，故C正確；由mgH2mg(d)0可解得：Hd，D正確。答案：CD10. xx武漢摸底(多選)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：BD二、非選擇題(本題共2小題，共40分)11. (18分) 如圖所示是一個橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長的細線兩端分別系物體A、B，且mA2mB，從圖示位置由靜止開始釋放A物體，當物體B到達半圓頂點時，求繩的張力對物體B所做的功。解析：物體B到達半圓頂點時，系統(tǒng)重力勢能的減少量為EpmAgmBgR，系統(tǒng)動能的增加量為Ek(mAmB)v2，由EpEk得v2(1)gR。對B由動能定理得：WmBgRmBv2繩的張力對物體B做的功WmBv2mBgRmBgR。答案：mBgR12. (22分)xx泰安模擬 如圖所示，半徑分別為R和r的甲、乙兩個光滑的圓形軌道安置在同一豎直平面上，軌道之間有一條水平軌道CD相通，一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過動摩擦因數(shù)為的CD段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道。若小球在兩圓軌道的最高點對軌道的壓力都恰好為零，試求CD段的長度。解析：設小球通過C點時的速度為vC，通過甲軌道最高點的速度為v1，根據(jù)小球?qū)壍缐毫榱?，有mgm取軌道最低點所在水平面為參考平面，由機械能守恒定律有mvmg2Rmv聯(lián)立式，可得vC設小球通過D點的速度為vD，通過乙軌道最高點的速度為v2，則有：mgm取軌道最低點所在水平面為參考平面，由機械能守恒定律有：mvmg2rmv聯(lián)立式，可得vD設CD段長度為l，對小球通過CD段的過程，由動能定理有：mglmvmv聯(lián)立解得：l。答案：