2019届高考物理一轮复习第五章能量和运动课时作业16机械能守恒定律.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课时作业（十六）机械能守恒定律 基础小题练 1 (2018 山东泰安高三上学期期中 )下列几种运动中，机械能一定守恒的是 ( ) A做匀速直线运动的物体 B做匀变速直线运动的物体 C做平抛运动的物体 D做匀速圆周运动的物体 【解析】 只有做平抛运动的物体机械能才一定守恒 【答案】 C 2 (2018 四川南充市高三质检 )长为 L 的均匀链条，放在光滑的水平桌面上，且使其长度的 14垂在桌边，如图所示，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为 ( ) A. 32gL B 154gL C. 1516gL D 78gL 【解析】 链条下滑时，

2、因桌面光滑，没有摩擦力做功，整根链条总的机械能守恒，设整根链条质量为 m，由机械能守恒定律得 34mg38L14mg34L12mv2 解得 v 1516gL，故选 C. 【答案】 C 3.如图所示，长度为 l 的细线，一端固定于 O 点，另一端拴一小球，先将细线拉直呈水平状态，使小球位于 P 点，然后无初速度释放小球，当小球运动到最低点时，细线遇到在 O点正下方水平固定着的钉子 K，不计任何阻力，若要求小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动，则 K 与 O 点的距离可能是 ( ) 【 精品教育资源文库 】 A.45l B 34l C.12l D 13l 【解析】 设 K 与 O 点的距离为

3、x，则根据机械能守恒有 mgl 12mv20，若恰能完成完整的圆周运动，则 12mv20 mg2( l x) 12mv2，且 mg mv2l x，整理得 x35l，因此 K 与 O 点的距离至少为 35l，因此 A、 B 正确， C、 D 错误 【答案】 AB 4.(2018 陕西西安七十中高三期中 )如图所示， A、 B 两小球由绕过轻质定滑轮的细线相连， A 放在固定的光滑斜面上， B、 C 两小球在竖直方向上通过劲度系数为 k 的轻 质弹簧相连， C 球放在水平地面上现用手控制住 A，并使细线刚刚拉直但无拉力作用，并保证滑轮左侧细线竖直、右侧细线与斜面平行已知 A 的质量为 4m， B、

4、 C 的质量均为 m，重力加速度为 g，细线与滑轮之间的摩擦不计，开始时整个系统处于静止状态释放 A 后， A 沿斜面下滑至速度最大时 C 恰好离开地面下列说法正确的是 ( ) A斜面倾角 60 B A 获得最大速度为 2g m5k C C 刚离开地面时， B 的加速度最大 D从释放 A 到 C 刚离开地面的过程中， A、 B 两小球组成的系统机械能一直守恒 【解析】 刚开始时，对于 B 球有： mg kx1， x1 mgk ，当 A 达到最大速度时有： 4mgsin T， T 2mg，所以 30 ， A 错；由于此时 C 恰好离开地面，所以对于 C 有： mg kx2，x2 mgk ， x1

5、 x2，在此过程中，弹簧弹性势能不变，故 A、 B、 C 及弹簧组成的系统机械能守【 精品教育资源文库 】 恒： 4mg(x1 x2)sin mg(x1 x2) 12(4m m)v2， v 2g m5k， B 对；刚开始时， B 的加速度最大， C 错；从释放 A 到 C 刚离开地面此过程中，弹簧对 B 做功，故 A、 B 组成的系统机械能不守恒， D 错 【答案】 B 5由光滑细管组成的轨道如图所示，其中 AB 段和 BC 段是半径为 R 的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内一质量为 m 的小球，从距离水平地面高为 H 的管口 D 处静止释放，最后能够从 A 端水平抛出落到地面上下列说法正

6、确的是 ( ) A小球落到地面时相对于 A 点的水平位移为 2 RH 2R2 B小球落到地面时相对于 A 点的水平位移为 2 2RH 4R2 C小球能从细管 A 端水平抛出的条件是 H 2R D小球能从细管 A 端水平抛出的最小高度 Hmin 52R 【解析】 设小球从 A 端水平抛出的速度为 vA，由机械能守恒得 mgH mg2 R 12mv2A，得 vA 2gH 4gR，设空中运动时间为 t，由 2R 12gt2，得 t 2 Rg，水平位移 s 水 vAt2gH 4gR2 Rg 2 2RH 4R2，故 B 正确， A 错误；小球能从 细管 A 端水平抛出的条件是 D 点应比 A 点高，即

7、H 2R， C 正确， D 错误 【答案】 BC 6.如图所示， B 是质量为 2m 的物块，其内壁为半径为 R 的光滑半球形， B 放在光滑的水平桌面上 A 是质量为 m 的细长直杆，光滑套管 D 被固定在竖直方向， A 可以自由上下运动，物块 C 的质量为 m，紧靠 B 放置初始时， A 被握住，使其下端正好与 B 的半球面的上边缘接触然后从静止开始释放 A， A、 B、 C 便开始运动重力加速度大小为 g.则 ( ) A A 的下端运动到 B 内壁的最低点时竖直方向的速度为零 【 精品教育资源文库 】 B A 的下端运动到 B 内壁的最低点时， B、 C 水平方向的速度相等，均为 2R

8、g3 C A 的下端运动到 B 内壁的最低点时， B、 C 速度均为零 D在 B 内壁左侧 A 的下端能上升到的最高点距离 B 内壁最低点的高度为 2R3 【解析】 A 的下端运动到 B 内壁的最低点时， A 在竖直方向的速度为 0， B、 C 水平方向的速度相等， A 正确；由机械能守恒定律得 mgR 123 mv2，所以 vB vC 2Rg3 ， B 正确，C 错误； A 的下端上升到所能达到的最高点时， A 在竖直方向的速度为 0， B 的水平速度 亦为零，由机械能守恒定律得 122 mv2B mgh，解得 h 2R3 ， D 正确 【答案】 ABD 创新导向练 7就地取材 机械能守恒的

9、实际应用 如图所示，两块三角形的木板 B、 C 竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在 A 处，底边向两边分开一个锥体置于 A 处，放手之后，奇特的现象发生了，锥体自动地沿木板滚上了 B、 C 板的高处，不计一切阻力下列说法正确的是 ( ) A锥体在滚动过程中重心逐渐升高 B锥体在滚动过程中重心保持不变 C锥体在 滚动过程中机械能逐渐增大 D锥体在滚动过程中机械能保持不变 【解析】 因为锥体在自动地沿木板滚上 B、 C 板的高处的过程中，只有重力做功，锥体的重力势能转化为动能，但锥体的机械能守恒，随着锥体运动的速度增大，动能增大，重力势能减小，高度虽然逐渐上升，但重心逐渐降低， D 正确 【答案

10、】 D 8体育运动 荡秋千中的机械能守恒 如图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员 (可视为质点 )， a 站于地【 精品教育资源文库 】 面， b 从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员 b 摆至最低点时， a 刚好对地面无 压力，则演员 a 质量与演员 b 质量之比为 ( ) A 1 1 B 2 1 C.3 1 D 4 1 【解析】 设 b 摆至最低点时的速度为 v，由机械能守恒定律可得： mgl(1 cos 60) 12mv2，解得 v gl.设 b 摆至最低点时绳子的拉力为 FT，由圆周运动知识得： FT mbg mbv2l，解得 FT 2

11、mbg，对演员 a 有 FT mag，所以，演员 a 质量与演员 b 质量之比为 2 1. 【答案】 B 9体育运动 巧用物理规律进行杂技表演 2014 年春晚中 开心麻花团队打造的创意形体秀魔幻三兄弟给观众留下了很深的印象，该剧采用了 “ 斜躺 ” 的表演方式，三位演员躺在倾角为 30 的斜面上完成一系列动作，摄像机垂直于斜面拍摄，让观众产生演员在竖直墙面前表演的错觉如图所示，演员甲被演员乙和演员丙 “ 竖直向上 ” 抛出，到最高点后恰好悬停在 “ 空中 ” ，已知演员甲的质量 m60 kg，该过程中观众看到演员甲上升的 “ 高度 ” 为 0.8 m设演员甲和斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力

12、，重力加速度 g 10 m/s2，不计空气阻力则该过程中，下列说法不正确的是 ( ) A演员甲被 抛出的初速度为 4 m/s B演员甲运动的时间为 0.4 s C演员甲的重力势能增加了 480 J D演员乙和演员丙对甲做的功为 480 J 【解析】 因为演员甲到达最高点后，恰好悬停，则有 mgsin 30 mg cos 30 ，向上滑动的过程中，加速度 a mgsin 30 mg cos 30m 2gsin 30 10 m/s2.根据 0 v20 2ax 得，初速度 v0 2ax 4 m/s，故 A 的说法正确演员甲的运动时间 t 0 v0a 0.4 s，故 B 的说法正确演员甲的重力势能增加

13、量 Ep mgxsin 30 240 J，故 C 的说法错误，演员乙和演员丙对甲做的功 W 12mv20 480 J，故 D 的说法正确 【 精品教育资源文库 】 【答案】 C 10趣味物理 直线运动与平抛运动相结合问题 如图所示，固定在地面上的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为 r 的相同小球，各球编号如图斜面与水平轨道 OA 平滑连接， OA 长度为 6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开 A 点后均做平抛运动，不计 一切摩擦则在各小球运动过程中，下列说法正确的是 ( ) A球 1 的机械能守恒 B球 6 在 OA 段机械能增大 C球 6 的水平射程最大 D有三个球落点位置相

14、同 【解析】 6 个小球全在斜面上时，加速度相同，相互之间没有作用力，每个小球机械能守恒球 6 加速距离最小，球 6 刚运动到 OA 段时，球 5、 4、 3、 2、 1 仍在斜面上加速，对球 6 有向左的作用力，对球 6 做正功，故球 6 机械能增加， B 正确；而依次滑到 OA 段的小球对其右上侧的小球有沿斜面向上的作用力，并对其右上侧的小球做负功，只要有小球运动到 OA 段，球 2 与球 1 之间产 生作用力，球 2 对球 1 做负功，故球 1 的机械能减少， A 错误；当 6、 5、 4 三个小球在 OA 段的时候速度相等，球 6 离开 OA 后，球 4 继续对球 5 做正功，所以球 5 离开 OA 时速度大于球 6 的速度，同理，球 4 离开 OA 时的速度大于球 5 的速度，所以球 6 离开 OA 时的水平速度最小，水平射程最小，故 C 错误； 3、 2、 1 三个小球到 OA 时，斜面上已经没有小球，故这三个小球之间没有相互作用的弹力，离开 OA 的速度相等，水平射程相同，落地点相同， D 正确 【答案】 BD 综合提升练 11如图所示，两个半径均为 R 的四分之一圆弧构成的光滑细圆管轨道 ABC 竖直放置，且固定在光滑水平面上，圆心连线 O1O2水平轻