2019年高中物理 4.5 機(jī)械能守恒定律課后知能檢測(cè) 教科版必修21物體在平衡力作用下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A機(jī)械能一定不變B物體的動(dòng)能保持不變，而勢(shì)能一定變化C若物體的勢(shì)能變化，則機(jī)械能一定變化D若物體的勢(shì)能變化，則機(jī)械能不一定有變化【解析】由于物體在平衡力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以物體的動(dòng)能不變，而勢(shì)能可能不變，也可能變化，當(dāng)物體的勢(shì)能變化時(shí)，機(jī)械能一定變化，當(dāng)物體的勢(shì)能不變時(shí)，機(jī)械能一定不變，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤【答案】C2游樂(lè)場(chǎng)中的一種滑梯如圖4513所示小朋友從軌道頂端由靜止開(kāi)始下滑，沿水平軌道滑動(dòng)了一段距離后停下來(lái)，則()圖4513A下滑過(guò)程中支持力對(duì)小朋友做功B下滑過(guò)程中小朋友的重力勢(shì)能增加C整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能守恒D在水平面滑動(dòng)過(guò)程中摩擦力對(duì)小朋友做負(fù)功【解析】小朋友在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受阻力作用，機(jī)械能不守恒，因此C錯(cuò)誤；在整個(gè)運(yùn)動(dòng)中支持力與運(yùn)動(dòng)方向垂直，因此對(duì)小朋友不做功，A錯(cuò)誤；下滑中小朋友的重力勢(shì)能減小，因此B錯(cuò)誤；而運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小朋友的機(jī)械能減少了，因此摩擦力做負(fù)功，所以D正確【答案】D3(多選)(xx山東高考)如圖4514所示，楔形木塊abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc與水平面的夾角相同，頂角b處安裝一定滑輪，質(zhì)量分別為M、m(M>m)的滑塊，通過(guò)不可伸長(zhǎng)的輕繩跨過(guò)定滑輪連接，輕繩與斜面平行兩滑塊由靜止釋放后，沿斜面做勻加速運(yùn)動(dòng)若不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦，在兩滑塊沿斜面運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中()圖4514A兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能守恒B重力對(duì)M做的功等于M動(dòng)能的增加C輕繩對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加D兩滑塊組成系統(tǒng)的機(jī)械能損失等于M克服摩擦力做的功【解析】這是系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化的綜合問(wèn)題，解題要點(diǎn)是分析各個(gè)力做的功與能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系除重力以外其他力對(duì)物體做的功等于物體機(jī)械能的變化，故M克服摩擦力做的功等于兩滑塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能的減少量，拉力對(duì)m做的功等于m機(jī)械能的增加量，選項(xiàng)C、D正確【答案】CD4(多選)(xx山東高考)將地面上靜止的貨物豎直向上吊起，貨物由地面運(yùn)動(dòng)至最高點(diǎn)的過(guò)程中，vt圖象如圖4515所示以下判斷正確的是()圖4515A前3 s內(nèi)貨物處于超重狀態(tài)B最后2 s內(nèi)貨物只受重力作用C前3 s內(nèi)與最后2 s內(nèi)貨物的平均速度相同D第3 s末至第5 s末的過(guò)程中，貨物的機(jī)械能守恒【解析】由vt圖象可知，貨物在前3 s內(nèi)具有向上的加速度，因此貨物處于超重狀態(tài)，選項(xiàng)A正確；最后2 s內(nèi)，貨物具有向下的加速度，其大小為a m/s23 m/s2g，因此貨物在這一段時(shí)間內(nèi)受重力和向上的拉力，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；貨物在前3 s內(nèi)的平均速度v1 m/s3 m/s，最后2 s內(nèi)的平均速度v2 m/s3 m/s，兩者速度相同，選項(xiàng)C正確；第3 s末至第5 s末的過(guò)程中，貨物在向上的拉力和向下的重力作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，拉力做正功，故機(jī)械能不守恒，選項(xiàng)D錯(cuò)誤【答案】AC5(xx重慶一中檢測(cè))將物體從地面豎直上拋，如果不計(jì)空氣阻力，物體能夠達(dá)到的最大高度為H.當(dāng)物體在上升過(guò)程中的某一位置，它的動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍，則這一位置的高度是()A2H/3BH/2CH/3DH/4【解析】物體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能守恒，設(shè)動(dòng)能是重力勢(shì)能的3倍時(shí)的高度為h，取地面為零勢(shì)能面，則有mgHEkmgh，即mgH4mgh，解得：hH/4，故D正確【答案】D6.如圖4516是為了檢驗(yàn)?zāi)撤N防護(hù)罩承受沖擊能力的裝置的一部分，M是半徑為R1.0 m、固定于豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，M的下端相切處放置豎直向上的彈簧槍?zhuān)砂l(fā)射速度不同的質(zhì)量m0.01 kg的小鋼珠假設(shè)某次發(fā)射的鋼珠沿軌道內(nèi)側(cè)恰好能經(jīng)過(guò)M的上端點(diǎn)水平飛出，取g10 m/s2，彈簧槍的長(zhǎng)度不計(jì)，則發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢(shì)能為()圖4516A0.10 JB0.15 JC0.20 JD0.25 J【解析】小鋼珠恰好經(jīng)過(guò)M的上端點(diǎn)有mgm，所以v m/s.根據(jù)機(jī)械能守恒定律得EpmgRmv20.15 J.【答案】B7如圖4517所示，一根跨越光滑定滑輪的輕繩，兩端各連有一雜技演員(可視為質(zhì)點(diǎn))，甲站于地面上，乙從圖示的位置由靜止開(kāi)始向下擺動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中繩始終處于伸直狀態(tài)，當(dāng)演員乙擺至最低點(diǎn)時(shí)，甲剛好對(duì)地面無(wú)壓力，則演員甲的質(zhì)量與演員乙的質(zhì)量之比為()圖4517A11B21C31D41【解析】設(shè)定滑輪到乙演員的距離為L(zhǎng)，那么當(dāng)乙擺至最低點(diǎn)時(shí)下降的高度為，根據(jù)機(jī)械能守恒定律可知m乙gm乙v2；又因當(dāng)演員乙擺至最低點(diǎn)時(shí)，甲剛好對(duì)地面無(wú)壓力，說(shuō)明繩子上的張力和甲演員的重力相等，所以m甲gm乙gm乙，聯(lián)立上面兩式可得演員甲的質(zhì)量與演員乙的質(zhì)量之比為21.B對(duì)【答案】B8(xx東城區(qū)高一期末)如圖4518所示，在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A，若將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，小球A能夠下降的最大高度為h.若將小球A換成質(zhì)量為2m的小球B，仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放，則小球B下降h時(shí)的速度為(重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力)()圖4518A.B.C.D0【解析】設(shè)小球A下降高度h時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep，由機(jī)械能守恒可知Epmgh.當(dāng)小球A換為質(zhì)量為2m的小球B時(shí)，設(shè)小球B下降h時(shí)速度為v，根據(jù)機(jī)械能守恒有2mgh2mv2Ep，解得v，B項(xiàng)正確【答案】B9(xx上海高考)如圖4519，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長(zhǎng)的細(xì)軟輕線連接，跨過(guò)固定在地面上半徑為R的光滑圓柱，A的質(zhì)量為B的兩倍當(dāng)B位于地面時(shí)，A恰與圓柱軸心等高將A由靜止釋放，B上升的最大高度是()圖4519A2RB5R/3 C4R/3D2R/3【解析】如圖所示，以AB為系統(tǒng)，以地面為零勢(shì)能面，設(shè)A質(zhì)量為2m，B質(zhì)量為m，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有：2mgRmgR3mv2，A落地后B將以v做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，即有mv2mgh，解得hR.則B上升的高度為RRR，故選項(xiàng)C正確【答案】C10如圖4520，把一根內(nèi)壁光滑的細(xì)圓管彎成3/4圓周形狀，且豎直放置，管口A豎直向上，管口B水平向左，一小球從管口A的正上方h1高處自由落下，經(jīng)細(xì)管恰能到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處若小球從A管口正上方h2高處自由落下，進(jìn)入A管口運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)后又從空中飛落進(jìn)A口，則h1h2為()圖4520A11B23C45D56【解析】當(dāng)小球從管口A的正上方h1高處自由落下，到達(dá)細(xì)管最高點(diǎn)B處時(shí)的速度為零，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有(取管口A的位置重力勢(shì)能為零)，mgh1mgR，解得h1R；當(dāng)從A管口正上方h2高處自由落下時(shí)，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律有RvBt，Rgt2，解得vB ，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgh2mgRmv，解得h25R/4，故h1h245.【答案】C11如圖4521所示，跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)一段加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出，經(jīng)3.0 s落到斜坡上的A點(diǎn)已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角37，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m50 kg.不計(jì)空氣阻力(取sin 370.60，cos 370.80，g10 m/s2)求：圖4521 (1)A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L.(2)運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度大小(3)運(yùn)動(dòng)員落到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能【解析】(1)運(yùn)動(dòng)員在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有hLsin gt2，得A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L75 m.(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)O點(diǎn)的速度為v0，運(yùn)動(dòng)員在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即Lcos v0t，得v020 m/s.(3)取A點(diǎn)所在水平面為零勢(shì)能面，由機(jī)械能守恒定律得運(yùn)動(dòng)員落到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能EkAmghmv32 500 J.【答案】(1)75 m(2)20 m/s(3)32 500 J12(xx九江高一期末)如圖4522所示，輕彈簧k一端與墻相連質(zhì)量為4 kg的木塊沿光滑的水平面以5 m/s的速度運(yùn)動(dòng)并壓縮彈簧k，求彈簧在被壓縮過(guò)程中的最大彈性勢(shì)能及木塊速度減為 3 m/s時(shí)的彈性勢(shì)能圖4522【解析】在木塊壓縮彈簧及彈簧把木塊彈開(kāi)的過(guò)程中，彈簧彈力做功，木塊的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化由于不存在其他力做功，故木塊和彈簧構(gòu)成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒當(dāng)木塊速度減為零時(shí)，彈簧壓縮量最大，彈性勢(shì)能最大，設(shè)彈簧的最大彈性勢(shì)能為Epm，則Epmmv452 J50 J.當(dāng)木塊速度v13 m/s時(shí)，彈簧的彈性勢(shì)能為Ep1則mvEp1mv所以Ep1mvmv32 J.【答案】50 J32 J