2019届高考物理一轮复习第五章机械能其守恒定律第三节机械能守恒定律课后达标新人教版

第三节机械能守恒定律(建议用时：

60分钟)一、单项选择题1．据报导，在北京国家体育场“鸟巢”进行的

2015年国际田联世界田径锦标赛女子撑杆跳决赛中，古巴选手席尔瓦以

4米

90的成绩夺得冠军．假如把撑杆跳全过程分红四个阶段：a→b、b→c、c→d、d→e，如下图，则对这四个阶段的描绘正确的选项是

(

)A．a→b阶段：人加快助跑，人和杆的机械能不变B．b→c阶段：杆曲折、人上涨，系统动能减少，重力势能和弹性势能增添C．c→d阶段：杆挺直、人上涨，人的动能减少许等于重力势能增添量D．d→e阶段：人过横杆后着落，重力所做的功等于人机械能的增添量分析：选B.a→b阶段：人加快助跑，人和杆的机械能增大，选项A错误；b→c阶段：人与杆构成的系统机械能守恒，系统动能减少，重力势能和弹性势能增添，选项B正确；c→d阶段：人与杆构成的系统机械能守恒，杆挺直、人上涨，动能减少许与弹性势能的减少许之和等于重力势能的增添量，选项C错误；d→e阶段：人过横杆后着落，重力所做的功等于人重力势能的减少许，选项D错误．2.(2018·无锡模拟)如下图，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，示地点静止开释，不计全部摩擦，则在小球从开释到落至地面的过程中，

现将一小球从图以下说法正确的选项是(

)A．斜劈对小球的弹力不做功B．斜劈与小球构成的系统机械能守恒C．斜劈的机械能守恒D．小球重力势能减少许等于斜劈动能的增添量分析：选B.不计全部摩擦，小球下滑时，小球和斜劈构成的系统只有小球的重力做功，小球重力势能减少许等于斜劈和小球的动能增添量，系统机械能守恒，B正确，C、D错误；斜劈对小球的弹力与小球位移间夹角大于90°，故弹力做负功，A错误．3.(2018·兰州模拟)如下图，可视为质点的小球、B用不行伸长的金饰轻线连结，跨A过固定在地面上半径为R的圆滑圆柱，A的质量为B的两倍．当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高．将A由静止开释，B上涨的最大高度是()5A．2RB．34R2RC.3D．3分析：选C.设A、B的质量分别为2m、m，当A落到地面上时，B恰巧运动到与圆柱轴1心等高处，以A、B整体为研究对象，则A、B构成的系统机械能守恒，故有2mgR－mgR＝2(2m2v竖直上抛，上涨的高度为v21＋m)v，A落到地面上此后，B仍以速度h＝，解得h＝R，故23g4B上涨的总高度为R＋h＝3R，选项C正确．4．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上涨，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个过程中，物体机械能随时间变化关系正确的选项是( )分析：选C.以地面为零势能面，以竖直向上为正方向，则关于物体，在撤去外力前，12，某一时刻的机械能E＝E＝F·h，联立以上各式得E＝Fa22有F－mg＝ma，h＝at·t∝t，22撤去外力后，物体机械能守恒，故只有C正确．5.如下图，将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m的环，环套在竖直固定的圆滑直杆上，圆滑定滑轮与直杆的距离为d.现将环从与定滑轮等高的A处由静止开释，当环沿直杆下滑距离也为d时(图中B处)，以下说法正确的选项是(重力加快度为g)( )2A．环刚开释时轻绳中的张力等于2mgB．环抵达B处时，重物上涨的高度为(2－1)dC．环在B处的速度与重物上涨的速度大小之比为D．环减少的机械能大于重物增添的机械能

22分析：选B.环开释后重物加快上涨，故绳中张力必定大于2mg，A项错误；环抵达B处时，绳与直杆间的夹角为45°，重物上涨的高度h＝(2－1)d，B项正确；如下图，将B处环速度v进行正交分解，重物上涨的速度与其分速度v大小相等，v＝vcos45°＝2v，11因此，环在B处的速度与重物上涨的速度大小之比等于2，C项错误；环和重物构成的系统机械能守恒，故D项错误．6.如下图，在高1.5m的圆滑平台上有一个质量为2kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧．当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向夹角为60°，则弹簧被压缩时拥有的弹性势能为(g＝10m/s2)( )A．10JB．15JC．20JD．25J12vygt分析：选A.由h＝2gt，tan60°＝v0＝v0，可得v0＝10m/s，由小球被弹射过程中小球和弹簧构成的系统机械能守恒得，p＝12，A正确．0＝10JE2mv二、多项选择题7.把质量是0.2kg的小球放在直立的弹簧上，并把球往下按至A的地点，如图甲所示．迅3速放手后，弹簧把球弹起，球升至最高地点C(图丙)．途中经过地点B时弹簧正利处于自由状态(图乙)．已知B、A的高度差为0.1m，C、B的高度差为0.2m，弹簧的质量和空气阻力都能够忽视，重力加快度g＝10m/s2.则以下说法正确的选项是( )A．小球从A上涨至B的过程中，弹簧的弹性势能向来减小，小球的动能向来增添B．小球从B上涨到C的过程中，小球的动能向来减小，势能向来增添C．小球在地点A时，弹簧的弹性势能为0.6JD．小球从地点A上涨至C的过程中，小球的最大动能为0.4J分析：选BC.小球从A上涨到B的过程中，弹簧的形变量愈来愈小，弹簧的弹性势能一直减小，小球在A、B之间某处的协力为零，速度最大，对应动能最大，选项A错误；小球从B上涨到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒，动能减少，势能增添，选项B正确；依据机械能守恒定律，小球在地点A时，弹簧的弹性势能为Ep＝mghAC＝0.2×10×0.3J＝0.6J，选项C正确；小球在B点时的动能为Ek＝mghBC＝0.4J＜Ekm，选项D错误．8.(2018·宁波调研)某娱乐项目中，参加者抛出一小球去撞击触发器，进而进入下一关．现在将这个娱乐项目进行简化，假定参加者从触发器的正下方以速率v竖直上抛一小球，小球恰巧击中触发器．若参加者仍在方才的抛出点，沿A、B、C、D四个不一样的圆滑轨道分别以速率v抛出小球，如下图．则小球能够击中触发器的可能是( )12分析：选CD.竖直上抛时小球恰巧击中触发器，则由－mgh＝0－2mv，h＝2R得v＝2gR.沿图A中轨道以速率v抛出小球，小球沿圆滑圆弧内表面做圆周运动，抵达最高点的速率应大于或等于gR，因此小球不可以抵达圆弧最高点，即不可以击中触发器．沿图B中轨道以速率抛出小球，小球沿圆滑斜面上滑一段后做斜抛运动，最高点拥有水平方向的速度，因此也不可以击中触发器．图C及图D中小球在轨道最高点速度均能够为零，由机械能守恒定律可知小球能够击中触发器．9.4(2018·苏北四市调研)如下图，固定在竖直面内的圆滑圆环半径为R，圆环上套有质量分别为m和2m的小球A、B(均可看做质点)，且小球A、B用一长为2R的轻质细杆相连，在小球B从最高点由静止开始沿圆环下滑至最低点的过程中(已知重力加快度为g)，以下说法正确的选项是( )A．A球增添的机械能等于B球减少的机械能B．A球增添的重力势能等于B球减少的重力势能2gRC．A球的最大速度为38D．细杆对A球做的功为3mgR分析：选AD.系统机械能守恒的实质能够理解为是一种机械能的转移，本题的情形就是A球增添的机械能等于B球减少的机械能，A对，B错；依据机械能守恒定律有：2mg·2R－12，因此A球的最大速度为4gRA球做的·2＝×3，C错；依据功能关系，细杆对mgR2mv3128功等于A球增添的机械能，即WA＝2mv＋mg·2R＝3mgR，故D对．10．(2018·浙江温州中学高三模拟)如下图，在竖直平面内半径为R的四分之一圆弧轨道AB、水平轨道BC与斜面CD光滑连结在一同，斜面足够长．在圆弧轨道上静止着N个半径为r(?)的圆滑小球(小球无显然形变)，小球恰巧将圆弧轨道铺满，从最高点A到最rR低点B挨次标志为1、2、3N.现将圆弧轨道尾端B处的阻拦物拿走，N个小球由静止开始沿轨道运动，不计摩擦与空气阻力，以下说法正确的选项是( )A．N个小球在运动过程中一直不会散开B．第1个小球从A到B过程中机械能守恒C．第1个小球抵达B点前第N个小球做匀加快运动D．第1个小球抵达最低点的速度v<gR分析：选AD.在下滑的过程中，水平面上的小球要做匀速运动，而曲面上的小球要做加速运动，则后边的小球对前面的小球有向前挤压的作用，因此小球之间一直互相挤压，冲上斜面后后边的小球把前面的小球往上压，因此小球之间一直互相挤压，故N个小球在运动过程中一直不会散开，故A正确；第一个小球在着落过程中遇到挤压，因此有外力对小球做功，5小球的机械能不守恒，故B错误；因为小球在着落过程中速度发生变化，互相间的挤压力变化，因此第N个小球不行能做匀加快运动，故C错误；小球整体的重心运动到最低点的过程12R；相同对整体在AB段时，重心中，依据机械能守恒定律得：＝·，解得：＝2mvmg2vgRRv<gR，故D正确．低于2，因此第1个小球抵达最低点的速度三、非选择题11．(2015·高考福建卷)如图，质量为M的小车静止在圆滑水平面上，小车AB段是半径为R的四分之一圆弧光滑轨道，段是长为L的水平粗拙轨道，两段轨道相切于B点．一质量为的滑块在小车BCm上从A点由静止开始沿轨道滑下，重力加快度为g.若固定小车，求滑块运动过程中对小车的最大压力．若不固定小车，滑块仍从A点由静止下滑，而后滑入BC轨道，最后从C点滑出小车．已M知滑块质量m＝2，在任一时刻滑块相对地面速度的水平重量是小车速度大小的2倍，滑块与轨道BC间的动摩擦因数为μ，求：①滑块运动过程中，小车的最大速度大小vm；②滑块从B到C运动过程中，小车的位移大小s.分析：(1)滑块滑到B点时对小车压力最大，从A到B机械能守恒＝12BmgR2mv滑块在B点处，由牛顿第二定律得2vBN－mg＝mR解得N＝3mg由牛顿第三定律得N′＝3mg.①滑块下滑抵达B点时，小车速度最大．由机械能守恒得1212mm解得v＝gR.m3②设滑块运动到C点时，小车速度大小为vC，由功能关系得61212mgR－μmgL＝2MvC＋2m(2vC)设滑块从B到C过程中，小车运动加快度大小为a，由牛顿第二定律得μmg＝Ma由运动学规律得22vC－vm＝－2as1解得s＝3L.答案：(1)3mggR1(2)①②33L12．如图是阿毛同学的漫画中出现的装置，描绘了一个“吃货”用来做“糖炒栗子”的“萌”事儿：将板栗在地面小平台上以必定的初速度经两个四分之一圆弧连接而成的轨道，从最高点P飞出进入炒锅内，利用往返运动使其平均受热．我们用质量为m的小滑块取代栗子，借用这套装置来研究一些物理问题．设大小两个四分之一圆弧半径分别为2R、R，小平台和圆弧均圆滑．将过锅底的纵截面看做是由两个斜面AB、CD和一段圆滑圆弧构成．斜面与小滑块间的动摩擦因数均为0.25，并且不随温度变化．两斜面倾角均为θ＝37°，AB＝CD＝2R，A、D等高，D端固定一小挡板，小滑块碰撞它不损失时械能．滑块的运动一直在包括锅底最低点的竖直平面内，重力加快度为g.假如滑块恰巧能经P点飞出，为了使滑块恰巧沿AB斜面进入锅内，应调理锅底支架高度使斜面的A、D点离地高为多少？接(1)问，求滑块在锅内斜面上运动的总行程；(3)对滑块的不一样初速度，求其经过最高点P和小圆弧最低点Q时受压力之差的最小值．2分析：(1)设滑块恰巧经P点飞出时速度为v，由牛顿第二定律有mvP2RP得vP＝2gR抵达A点时速度方向要沿着斜面AB，则vy＝vPtan32gRθ＝42vy39因此A、D点离地高度为h＝3R－2g＝16R.vP5(2)进入A点时滑块的速度为v＝cosθ＝42gR7假定经过一个往返能够回到A点，设回来时动能为Ek，则Ek＝12mv2－4μmgcosθ·2R<0，因此滑块不会滑到A点而飞出．因mgsinθ>μ