2018年高考物理复习课时作业(二十) 机械能守恒定律及其应用

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高考物理总复习 6专题六机械能守恒定律专题六机械能守恒定律(讲解部分)

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圆弧轨道,最高点O处固定一个竖直弹性挡板(可以把小球弹回且不损失能量,图中没有画出),D为CDO轨道的中点。BC段是水平粗糙轨道,与圆弧形轨道平滑连接。现让一个质量为m=1 kg的小球从A点的正上方距水平线 OA高H处的P点自由落下,已知BC段水平轨道长L=2 m,与小球之间的动摩擦因数μ=0.2。则(取g=10 m/s2)
③ Fl 。
b.当恒力F的方向与位移l的方向成某一角度α时,力F对物体所做的功为W=
④ Fl cos α 。即力对物体所做的功,等于力的大小、位移的大小、力与
位移的夹角的余弦这三者的乘积。
5.功是标量,但有正负。 6.正功和负功的判定 (1)根据力和位移的方向的夹角判断,此法常用于判断质点做直线运动时恒力的功。恒力做功的公式W=Fx cos α,90°<α≤180°做负功,0≤α <90°做正功,α=90°不做功。 (2)根据力和瞬时速度方向的夹角判断,此法常用于判断质点做曲线运动时变力的功。设力的方向和瞬时速度方向夹角为θ,当0°≤θ<90°时力做正功, 当90°<θ≤180°时力做负功,当θ=90°时,力做的功为零。 (3)从能量的转化角度来进行判断。若有能量转化,则应有力做功。此法常用于判断两个相联系的物体。一个系统机械能增加(或减少),一定是除重力和系统内弹力外,有其他力对系统做正功(或负功)。
(2)a-t图像:由公式Δv=at可知,a-t图线与横轴围成的面积表示物体速度的变化量。 (3)F-x图像:由公式W=Fx可知,F-x图线与横轴围成的面积表示力所做的功。 (4)P-t图像:由公式W=Pt可知,P-t图线与横轴围成的面积表示力所做的功。
例2 (2018湖北黄石调研)用传感器研究质量为2 kg的物体由静止开始做直线运动的规律时,在计算机上得到0~6 s内物体的加速度随时间变化的关系如图所示。下列说法正确的是 ( )

高考物理一轮复习课时分层提升练二十机械能守恒定律及其应用(含解析)-人教版高三全册物理试题

机械能守恒定律与其应用(建议用时45分钟)1.如果把撑杆跳全过程分成四个阶段:a→b、b→c、c→d、d→e,如下列图,如此对这四个阶段的描述正确的答案是( )A.a→b阶段:人加速助跑,人和杆的机械能不变B.b→c阶段:杆弯曲、人上升,系统动能减少,重力势能和弹性势能增加C.c→d阶段:杆伸直、人上升,人的动能减少量等于重力势能增加量D.d→e阶段:人过横杆后下落,重力所做的功等于人机械能的增加量【解析】选B。

a→b阶段:人加速助跑,人和杆的机械能增大,选项A错误;b→c阶段:人与杆组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加,选项B正确;c→d阶段:人与杆组成的系统机械能守恒,杆伸直、人上升,动能减少量与弹性势能的减少量之和等于重力势能的增加量,选项C错误;d→e阶段:人过横杆后下落,重力所做的功等于人重力势能的减少量,选项D错误。

2.如下列图,质量均为m,半径均为R的两个完全一样的小球A、B,在水平轨道上以某一初速度向右冲上倾角为θ的倾斜轨道,两轨道通过一小段圆弧平滑连接。

假设两小球运动过程中始终接触,不计摩擦阻力与弯道处的能量损失,在倾斜轨道上运动到最高点时两球机械能的差值为( )A.0B.mgRsinθC.2mgRsinθD.2mgR【解析】选C。

两球运动到最高点时速度相等,动能相等,如此两球机械能的差值等于重力势能的差值,ΔE=mg·2Rsinθ=2mgRsinθ,故C正确。

3.如下列图,倾角θ=30°的光滑斜面固定在水平地面上,斜面顶端固定一光滑的小定滑轮,质量分别为m和2m的两个小物块A、B用轻绳连接,其中B被垂直斜面的挡板挡住而静止在斜面上,定滑轮与A之间的绳子水平,绳子开始时刚好拉直,且A与定滑轮之间的距离为l。

现使A 由静止下落,在A向下运动至O点正下方的过程中,如下说法正确的答案是( )A.物块B始终处于静止状态B.物块A运动到最低点时的速度大小为C.物块A运动到最低点时的速度方向为水平向左D.绳子拉力对物块B做正功【解析】选D。

高考物理一轮复习考点15 功能关系机械能守恒定律及其应用练习(含解析)-人教版高三全册物理试题

考点15 功能关系机械能守恒定律与其应用题组一根底小题1．如下关于功和能的说法正确的答案是( )A ．作用力做正功，反作用力一定做负功B ．物体在合外力作用下做变速运动，动能一定发生变化C ．假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，物体的机械能也可能守恒D ．竖直向上运动的物体重力势能一定增加，动能一定减少答案 C解析当作用力做正功时，反作用力也可能做正功，如反冲运动中的物体，故A 错误；物体在合外力作用下做变速运动，动能不一定发生变化，比如匀速圆周运动，故B 错误；假设物体除受重力外，还受到其他力作用时，当其他的力做的功等于零时，物体的机械能也守恒，故C 正确；竖直向上运动的物体重力势能一定增加，假设同时物体受到的向上的拉力做正功，如此物体动能不一定减少，故D 错误。

2.如下列图，运动员把质量为m 的足球从水平地面踢出，足球在空中达到的最大高度为h ，在最高点时的速度为v ，不计空气阻力，重力加速度为g ，如此运动员踢球时对足球做的功为( )A.12mv 2 B ．mgh C ．mgh ＋12mv 2 D ．mgh ＋mv 2答案 C解析足球被踢起后在运动过程中，只受到重力作用，只有重力做功，足球的机械能守恒，足球到达最高点时，其机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，由机械能守恒定律得，足球刚被踢起时的机械能为E ＝mgh ＋12mv 2，足球获得的机械能等于运动员对足球所做的功，因此运动员对足球所做的功为W ＝mgh ＋12mv 2，故A 、B 、D 错误，C 正确。

3.如下列图，一辆小车在牵引力作用下沿弧形路面匀速率上行，小车与路面间的阻力大小恒定，如此上行过程中( )A ．小车处于平衡状态，所受合外力为零B ．小车受到的牵引力逐渐增大C ．小车受到的牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量D ．小车重力的功率逐渐增大答案 C解析小车做匀速圆周运动，合力充当向心力，不为零，故A 错误；对小车受力分析，牵引力F ＝f ＋mg sin θ，阻力大小恒定，θ变小，所以F 变小，故B 错误；由功能关系得：小车受到的牵引力对小车做的功等于小车重力势能的增加量和因摩擦生成的热量，即牵引力对小车做的功一定大于小车重力势能的增加量，故C 正确；小车重力的功率P ＝mgv sin θ，θ变小，P 减小，故D 错误。

高考物理一轮复习第5章机械能及其守恒律第3讲机械能守恒律及其用课时作业

取夺市安慰阳光实验学校第3讲机械能守恒定律及其应用时间：60分钟满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分。

其中1～6题为单选，7～10题为多选)1．如图所示，光滑细杆AB、AC在A点连接，AB竖直放置，AC水平放置，两个相同的中心有小孔的小球M、N，分别套在AB和AC上，并用一细绳相连，细绳恰好被拉直，现由静止释放M、N，在运动过程中，下列说法中正确的是( )A．M球的机械能守恒B．M球的机械能增大C．M和N组成的系统机械能守恒D．绳的拉力对N做负功答案C解析细杆光滑，故M、N组成的系统机械能守恒，N的机械能增加，绳的拉力对N做正功、对M做负功，M的机械能减少，故C正确，A、B、D错误。

2.一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力为( )A．2mg B．3mgC．4mg D．5mg答案C解析小球恰好能通过轨道2的最高点B时，有mg＝mv2B1.8R，小球在轨道1上经过其最高点A时，有F＋mg＝mv2AR，根据机械能守恒，有1.6mgR＝12mv2A－12mv2B，解得F＝4mg，根据牛顿第三定律，小球在轨道1上经过其最高点A时对轨道的压力为4mg，C项正确。

3.如图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点。

将小球拉至A点，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，当小球运动到O点正下方与A点的竖直高度差为h的B点时，速度大小为v。

已知重力加速度为g，下列说法正确的是( )A．小球运动到B点时的动能等于mghB．小球由A点到B点重力势能减少12mv2C ．小球由A 点到B 点克服弹力做功为mghD ．小球到达B 点时弹簧的弹性势能为mgh －12mv 2答案 D解析小球由A 点到B 点的过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，弹簧由原长到发生伸长的形变，小球动能增加量小于重力势能减少量，A 项错误；小球重力势能减少量等于小球动能增加量与弹簧弹性势能增加量之和，B项错误；弹簧弹性势能增加量等于小球重力势能减少量与动能增加量之差，即mgh －12mv 2，D 项正确；小球克服弹力所做的功等于弹簧弹性势能增加量，C 项错误。

第六章第3讲机械能守恒定律及其应用--2025版高考总复习物理

[基础落实练]1．关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法正确的是()A．只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B．当有其他外力作用时，只要合力为零，机械能守恒C．当有除重力或系统内弹力以外的其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D．炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒解析：机械能守恒的条件是“只有重力或系统内弹力做功”而不是“只有重力和弹力作用”，“做功”和“作用”是两个不同的概念，A项错误；物体受其他外力作用且合力为零时，机械能可以不守恒，如拉一物体匀速上升，合力为零，物体的动能不变，重力势能增加，故机械能增加，B项错误；在炮弹爆炸过程中产生的内能转化为机械能，机械能不守恒，D 项错误。

答案：C2．某同学将手中的弹簧笔竖直向下按压在水平桌面上，如图1所示，当他突然松手后弹簧笔将竖直向上弹起，其上升过程中的E kh图像如图2所示，则下列判断正确的是()A．弹簧原长为h1B．弹簧最大弹性势能大小为E kmC．O到h3之间弹簧的弹力先增加再减小D．h1到h2之间弹簧笔的弹性势能和动能之和减小解析：弹簧笔竖直向上弹起过程，所受重力保持不变，弹簧弹力减小，当二力平衡时，加速度为零，速度达到最大，动能最大，此时弹簧还有一定的形变量，不是原长，所以弹簧最大弹性势能大于E km，故A、B、C错误；运动过程中，对系统来说，只有重力和弹簧弹力做功，所以系统机械能守恒，h1到h2之间弹簧笔的弹性势能和动能之和减小，重力势能增加，故D正确。

答案：D3．(2022·湖北卷)如图所示，质量分别为m和2m的小物块P和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，P通过一根水平轻绳连接到墙上。

P的下表面光滑，Q与地面间的动摩擦因数为μ，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。

用水平拉力将Q 向右缓慢拉开一段距离，撤去拉力后，Q 恰好能保持静止。

弹簧形变始终在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k ，重力加速度大小为g 。

精选全程复习构想2018高考物理一轮复习第五章机械能3机械能守恒定律及其应用课时作业新人教版

机械能守恒定律及其应用
3：1 B．：1
．：2：1
解析：开始抛出时：mgh＝2·
v＝g h－h1＝－v20＋v2y，解得
．取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为
，与半径为R的光滑的半圆形轨道为最低点，D为最高点．为使一质量为)
如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，
由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是
．物体的重力势能减少，动能增加
如图，从竖直面上大圆(直径为
光滑轨道，端点都在大圆上，同一物体由静止开始，从A
30°、足够长的光滑斜面对接在一起并固定在地面上，顶端
2m和m的A、B两物体分别放在左、
两物体连接，B与右边斜面的底端挡板
平滑连接．已知重力加速度g＝10 m/s，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8.
点时对轨道的压力大小．
＝6 m，求小物块通过C点时对轨道的压力大小．若小物块恰好能通过C点，求MN的长度L′.
根据平抛运动的规律有v0＝v A cos37°
点时的速度大小v＝5 m/s
点时的动能；
点时所受的弹力；
弹簧锁定时弹簧的弹性势能E p满足什么条件，从C点抛出的小球才能击中薄板解除锁定后，小球运动到C点的过程，弹簧和小球组成的系统机械能守恒。

高考物理第一轮复习限时规范训练：机械能守恒定律及其应用(解析版)

一轮复习限时规范训练机械能守恒定律及其应用一、选择题：在每小题给出的四个选项中，第1～4题只有一项符合题目要求，第5～7题有多项符合题目要求．1、关于机械能守恒，下列说法中正确的是( )A．物体做匀速运动，其机械能肯定守恒B．物体所受合力不为零，其机械能肯定不守恒C．物体所受合力做功不为零，其机械能肯定不守恒D．物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动，其机械能削减答案:D解析:物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应的增加或削减，选项A错误；物体仅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，选项B、C错误；物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动时，物体肯定受到一个与运动方向相反的力的作用，此力对物体做负功，物体的机械能削减，故选项D正确．2．如图所示，表面光滑的固定斜面顶端安装肯定滑轮，小物块A，B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)．初始时刻，A，B处于同一高度并恰好处于静止状态．剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑，则从剪断轻绳到物块着地，两物块( )A．速率的改变量不同B．机械能的改变量不同C．重力势能的改变量相同D．重力做功的平均功率相同答案:D解析:由题意依据力的平衡有m A g＝m B g sin θ，所以m A＝m B sin θ.依据机械能守恒定律mgh＝12mv2，得v＝2gh，所以两物块落地速率相等，选项A错误；因为两物块的机械能守恒，所以两物块的机械能改变量都为零，选项B错误；依据重力做功与重力势能改变的关系，重力势能的改变为ΔE p＝－W G＝－mgh，所以E p A＝m A gh＝m B gh sin θ，E p B＝m B gh，选项C错误；因为A、B两物块都做匀变速运动，所以A重力的平均功率为P A＝m A g·v2，B重力的平均功率P B＝m B g·v2sin θ，因为m A＝m B sin θ，所以PA＝P B，选项D正确．3．静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力．不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间改变关系是( )A B C D答案:C解析:物体受恒力加速上升时，恒力做正功，物体的机械能增大，又因为恒力做功为W＝F·12at2，与时间成二次函数关系，选项A、B两项错误；撤去恒力后，物体只受重力作用，所以机械能守恒，D项错误，C项正确．4．如图所示，粗细匀称、两端开口的U形管内装有同种液体，起先时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流淌，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为( )A．18gh B．16ghC．14gh D．12gh答案:A解析:设管子的横截面积为S ，液体的密度为ρ.打开阀门后，液体起先运动，不计液体产生的摩擦阻力，液体机械能守恒，液体削减的重力势能转化为动能，两边液面相平常，相当于右管12h 高的液体移到左管中，重心下降的高度为12h ，由机械能守恒定律得ρ·12hS ·g ·12h ＝12ρ·4hS ·v 2，解得，v ＝gh8.选项A 正确．5．如图所示，一质量为m 的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O 点，另一端与该小球相连．现将小球从A 点由静止释放，沿竖直杆运动到B 点，已知OA 长度小于OB 长度，弹簧处于OA ，OB 两位置时弹力大小相等．在小球由A 到B 的过程中( )A ．加速度等于重力加速度g 的位置有两个B ．弹簧弹力的功率为零的位置有两个C ．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功D ．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离答案:AC解析:在运动过程中A 点为压缩状态，B 点为伸长状态，则由A 到B 有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直，加速度为g ；当弹簧与杆垂直时小球加速度为g .则有两处加速度为g ，故A 项正确；在A 点速度为零，弹簧弹力功率为0，弹簧与杆垂直时弹力的功率为0，有一位置的弹力为0，其功率为0，共3处，故B 项错误；因A 点与B 点弹簧的弹性势能相同，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功，故C 项正确；因小球对弹簧做负功时弹力大，则弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离大于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离，故D 项错误．6．如图所示，滑块A ，B 的质量均为m ，A 套在固定竖直杆上，A ，B 通过转轴用长度为L 的刚性轻杆连接，B 放在水平面上并紧靠竖直杆，A ，B均静止．由于微小扰动，B起先沿水平面对右运动．不计一切摩擦，滑块A，B视为质点．在A下滑的过程中，下列说法中正确的是( ) A．A，B组成的系统机械能守恒B．在A落地之前轻杆对B始终做正功C．A运动到最低点时的速度为2gLD．当A的机械能最小时，B对水平地面的压力大小为2mg答案:AC解析:A，B组成的系统中只有动能和势能相互转化，故A、B组成的系统机械能守恒，选项A正确；分析B的受力状况和运动状况：B先受到竖直杆向右的推力，使其向右做加速运动，当B的速度达到肯定值时，杆对B有向左的拉力作用，使B向右做减速运动，当A落地时，B的速度减小为零，所以杆对B先做正功，后做负功，选项B错误；由于A、B组成的系统机械能守恒，且A到达最低点时B的速度为零，依据机械能守恒定律可知选项C正确；B先做加速运动后做减速运动，当B的速度最大时其加速度为零，此时杆的弹力为零，故B对水平面的压力大小为mg，由于A、B组成的系统机械能守恒，故此时A机械能最小，选项D错误．7．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．现用手限制住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，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，起先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．下列说法错误的是( )A．斜面倾角α＝60°B．A获得的最大速度为2g m 5kC．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守恒答案:ACD解析:释放A 后，A 沿斜面下滑至速度最大时C 恰好离开地面，此时细线中拉力等于4mg sin α，弹簧的弹力等于mg ，则有4mg sin α＝mg ＋mg ，解得斜面倾角α＝30°，选项A 错误；释放A 前，弹簧的压缩量为x ＝mg k ，A 沿斜面下滑至速度最大时弹簧的伸长量为x ′＝mg k，由机械能守恒定律得4mg ·2x sin α－mg ·2x ＝12·4mv 2＋12mv 2，解得A 获得的最大速度为v ＝2g m 5k，选项B 正确；C 刚离开地面时，B 的加速度为零，选项C 错误；从释放A 到C 刚离开地面的过程中，A ，B 两小球、地球、弹簧组成的系统机械能守恒，选项D 错误．二、非选择题8．如图所示，跨过同一高度处的定滑轮的细线连接着质量相同的物体A 和B ，A 套在光滑水平杆上，定滑轮离水平杆的高度h ＝0.2 m ，起先时让连着A 的细线与水平杆的夹角θ1＝37°，由静止释放B ，当细线与水平杆的夹角θ2＝53°时，A 的速度为多大？在以后的运动过程中，A 所获得的最大速度为多大？(设B 不会遇到水平杆，sin 37°＝0.6，sin 53°＝0.8，取g ＝10 m/s 2) 解：设绳与水平杆夹角θ2＝53°时，A 的速度为v A ，B 的速度为v B ，此过程中B 下降的高度为h 1，则有mgh 1＝12mv 2A ＋12mv 2B ，其中h 1＝h sin θ1－hsin θ2，v A cos θ2＝v B ，代入数据，解以上关系式得v A ≈1.1 m/s.A 沿着杆滑到左侧滑轮正下方的过程，绳子拉力对A 做正功，A 做加速运动，此后绳子拉力对A 做负功，A 做减速运动．故当θ1＝90°时，A 的速度最大，设为v A m ，此时B 下降到最低点，B 的速度为零，此过程中B 下降的高度为h 2，则有mgh 2＝12mv 2A m ，其中h 2＝h sin θ1－h ，代入数据解得v A m ＝1.63 m/s. 9．如图所示，水平地面与一半径为l 的竖直光滑圆弧轨道相接于B 点，轨道上的C 点位置处于圆心O 的正下方．在距地面高度为l 的水平平台边缘上的A 点，质量为m 的小球以v 0＝2gl 的速度水平飞出，小球在空中运动至B 点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道．小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g ，试求：(1)B 点与抛出点A 正下方的水平距离x ；(2)圆弧BC 段所对的圆心角θ；(3)小球滑到C 点时，对圆轨道的压力．解：(1)设小球做平抛运动到达B 点的时间为t ，由平抛运动规律得l ＝12gt 2，x ＝v 0t 联立解得x ＝2l .(2)由小球到达B 点时竖直分速度v 2y ＝2gl ，tan θ＝v y v 0，解得θ＝45°. (3)小球从A 运动到C 点的过程中机械能守恒，设到达C 点时速度大小为v C ，由机械能守恒定律有mgl ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫1＋1－22＝12mv 2C －12mv 20 设轨道对小球的支持力为F ，有F －mg ＝m v 2C l解得F ＝(7－2)mg由牛顿第三定律可知，小球对圆轨道的压力大小为F ′＝(7－2)mg ，方向竖直向下．10．如图所示，在竖直空间有直角坐标系xOy ，其中x 轴水平，一长为2l 的细绳一端系一小球，另一端固定在y 轴上的P 点，P 点坐标为(0，l )，将小球拉至细绳呈水平状态，然后由静止释放小球，若小钉可在x 正半轴上移动，细绳承受的最大拉力为9mg ，为使小球下落后可绕钉子在竖直平面内做圆周运动到最高点，求钉子的坐标范围．解：当小球恰过圆周运动的最高点时，钉子在x 轴正半轴的最左侧，则有mg ＝m v 21r 1 小球由静止到圆周的最高点这一过程，依据机械能守恒定律有mg (l －r 1)＝12mv 21 x 1＝2l －r 12－l 2解得x 1＝73l 当小球处于圆周的最低点，且细绳张力恰达到最大值时，钉子在x 轴正半轴的最右侧，则有F max －mg ＝m v 22r 2小球由静止到圆周的最低点这一过程，依据机械能守恒定律有 mg (l ＋r 2)＝12mv 22x 2＝2l －r 22－l 2解得x 2＝43l 因而钉子在x 轴正半轴上的范围为73l ≤x ≤43l .。

2018年全国各地高考模拟试题《机械能守恒定律》计算题汇编(含答案解析)

2018年全国各地高考模拟试题《机械能守恒定律》试题汇编（含答案解析）1．（2018•化州市一模）如图所示，半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内，轨道的上端点B和圆心0的连线与水平方向的夹角θ=30°．下端点C 为轨道的最低点且与粗糙水平面相切，一质量m=0．lkg的小物块（可视为质点）从空中的A点以v0=2m/s的速度被水平拋出，恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道，经过C点后沿水平面向右运动至D点时停止运动，已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1，g 取10m/s2．求：（1）求小物块从A点运动至B点的时间．（2）求小物块经过圆弧轨道上的C点时，对轨道的压力．（3）求C、D两点间的水平距离L．2．（2018•全国二模）一辆卡车以速度v=72km/h通过减速带，司机利用搁置在仪表盘上的车载仪时仪记录器材前轮和后轮先后与减速带撞击的声音的时间间隔来测量声速，车载仪位于前轮轴的正上方，在前轮通过减速带时开始记时，在t1=0.006秒第一次接收到声音信号，在t2=0.313秒第二次接收到声音信号。

已知汽车前后轮轴之间的距离L=5.86米，求声音在空气中的速度秒v0（不考虑除空气外其他介质对声音传播的影响，结论保留三位有效数字）。

3．（2018•内江一模）如图所示，质量M=0.4kg的长薄板BC静置于倾角为37°的光滑斜面上，在距上端B水平距离为1.2m的A处，有一个质量m=0.1kg的小物体，以一定的初速度水平抛出，恰好以平行于斜面的速度落在薄板BC上的B端点，并在薄板上开始向下运动，当小物体落在薄板BC上的B端时，薄板无初速度释放并开始沿斜面向下运动，当小物块运动到薄板的最下端C点时，与薄板BC的速度恰好相等，小物块与薄板之间的动摩擦因数为0.5，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2，求：（1）小物体在A点的初速度；（2）薄板BC的长度。

2018版高考物理一轮总复习课件：6-3机械能守恒定律及其应用精品

(1)细绳所能承受的最大拉力F； (2)斜面倾角θ的正切值； (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.
【解析】 (1)小球由C运动到D的过程机械能守恒，则： mgL＝12mv21 解得v1＝ 2gL 在D点由牛顿第二定律得F－mg＝mvL21 解得F＝3mg 由牛顿第三定律知，细绳所能承受的最大拉力为3mg.
A．a落地前，轻杆对b一直做正功 B．a落地时速度大小为 2gh C．a下落过程中，其加速度大小始终不大于g D．a落地前，当a的机械能最小时，b对地面的压力大小为mg
【解析】滑块b的初速度为零，末速度也为零，所以b的运动为先加速后减
速，所以轻杆对b先做正功，后做负功，选项A错误；以滑块a、b及轻杆为研究对
例 2 (2017届广州二模)如右图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧静止放于光滑斜面上，其一端固定，另一端恰好与水平线AB平齐；长为L的轻质绳一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，将细绳拉至水平，此时小球在位置C.现由静止释放小球，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断，D点与AB相距h；之后小球在运动过程中恰好与弹簧接触并沿斜面方向压缩弹簧，弹簧的最大压缩量为x.试求：
表达式
E1＝E2，Ek1＋Ep1＝Ek2＋Ep2 ΔEk＝___－__Δ_E_p__
ΔEA减＝__Δ_E_B_增______
加深理解判断物体机械能是否守恒的两个角度
1．第一个角度，根据守恒表达式，如果E1＝E2，则物体的机械能守恒． 2．第二个角度，根据守恒条件，具体情况如下： (1)如果物体只受重力，则机械能守恒． (2)物体还受其他力，但其他力对物体不做功或做功代数和为零，则机械能守恒．
加深理解发生形变的物体不一定具有弹性势能，只有发生弹性形变的物体才具有弹性势能．

机械能守恒定律及其应用-高考物理复习

机械能守恒定律及其应用
学习目标
1.理解重力势能和弹性势能，知道机械能守恒的条件。 2.会判断研究对象在某一过程机械能是否守恒。 3.会用机械能守恒定律解决单个物体或系统的机械能守
恒问题。
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CONTENTS
01 夯实必备知识 02 研透核心考点 03 提升素养能力
目录
1
夯实必备知识
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夯实必备知识
判断中正确的是( AD )
A.甲图中小球机械能守恒
B.乙图中小球机械能守恒
C.丙图中物体A的机械能守恒
D.丁图中A、B组成的系统机械能守恒
图1
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研透核心考点
解析甲图过程中轻杆对小球不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒，故A 正确；乙图过程中小球在绳子绷紧的瞬间有动能损失，机械能不守恒，故B错误；丙图中重力和系统内弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A 的机械能不守恒，故C错误；丁图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B组成的系统机械能守恒，故D正确。
图3
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研透核心考点
解析如图所示，设小环下降的高度为h，大圆环的半径
为R，小环到P点的距离为L，根据机械能守恒定律得 mgh＝12mv2 解得 v＝ 2gh，故 B 错误；
由几何关系可得 h＝Lsin θ
sin θ＝2LR
联立可得 h＝2LR2 ，则 v＝L
g R
故 C 正确，A、D 错误。
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研透核心考点
解析小球从半圆形槽的最低点运动到半圆形槽右侧的过程中，小球对半圆形槽的力使半圆形槽向右运动，半圆形槽对小球的支持力对小球做负功，小球的机械能不守恒，A、D错误；小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽静止，则只有重力做功，小球的机械能守恒，B正确；小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与半圆形槽组成的系统只有重力做功，机械能守恒，C正确。

高考物理一轮复习第六单元机械能第3讲机械能守恒定律及其应用练习(含解析)新人教版

第3讲机械能守恒定律及其应用1 重力做功与重力势能(1)重力做功的特点:重力做功与路径无关,只与初、末位置的高度差有关。

(2)重力做功与重力势能变化的关系①定性关系:重力对物体做正功,重力势能就减少;重力对物体做负功,重力势能就增加。

②定量关系:物体从位置A到位置B的过程中,重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量,即W G=-ΔE p。

③重力势能的变化量是绝对的,与参考面的选取无关。

湖南长沙雅礼中学月考)(多选)质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动h高度,下列说法正确的是()。

A.物体的重力势能减少2mghB.物体的机械能保持不变C.物体的动能增加2mghD.物体的机械能增加mgh【答案】CD2 弹性势能(1)定义:发生弹性形变的物体的各部分之间,由于有弹力的相互作用而具有的势能。

(2)大小:弹簧的弹性势能的大小与形变量及劲度系数有关,弹簧的形变量越大,劲度系数越大,弹簧的弹性势能越大。

(3)弹力做功与弹性势能变化的关系:类似于重力做功与重力势能变化的关系,用公式可表示为W=-ΔE p。

【温馨提示】弹性势能是由物体的相对位置决定的。

同一根弹簧的伸长量和压缩量相同时,弹簧的弹性势能相同。

(2018江苏南京10月模拟)如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端固定连接一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是()。

A.弹簧的弹性势能逐渐减少B.弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧的弹性势能先增加再减少D.弹簧的弹性势能先减少再增加【答案】D3 机械能守恒定律(1)内容:在只有重力或弹力做功的系统内,动能与势能可以互相转化,而总的机械能保持不变。

(2)机械能守恒定律的三种表达形式及应用①守恒观点:a.表达式,E k1+E p1=E k2+E p2或E1=E2。

b.意义,系统初状态的机械能等于末状态的机械能。

2018年高考模拟理综物理选编机械能守恒定律及其应用-解析版

乐陵一中机械能守恒定律及其应用一、单选题（本大题共5小题，共30分）1.如图所示，小车静止在光滑水平面上，AB是小车内半圆弧轨道的水平直径，现将一小球从距A点正上方h高处由静止释放，小球由A点沿切线方向经半圆轨道后从B点冲出，在空中能上升的最大高度为0.8h，不计空气阻力．下列说法正确的是（）A. 在相互作用过程中，小球和小车组成的系统动量守恒B. 小球离开小车后做竖直上抛运动C. 小球离开小车后做斜上抛运动D. 小球第二次冲出轨道后在空中能上升的最大高度为0.6h【答案】B【解析】解：A、小球与小车组成的系统在水平方向不受外力，水平方向系统动量守恒，但系统所受的合外力不为零，所以系统动量不守恒，故A错误；BC、小球与小车组成的系统在水平方向动量守恒，可知系统水平方向的总动量保持为零．小球由B点离开小车时系统水平方向动量为零，小球与小车水平方向速度为零，所以小球离开小车后做竖直上抛运动，故B正确，C错误；D、小球第一次车中运动过程中，由动能定理得：mg（h-0.8h）-W f=0，W f为小球克服摩擦力做功大小，解得：W f=0.2mgh，即小球第一次在车中滚动损失的机械能为0.2mgh，由于小球第二次在车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功小于0.2mgh，机械能损失小于0.2mgh，因此小球再次离开小车时，能上升的高度大于0.8h-0.2h=0.6h，故D错误；故选：B水平地面光滑，系统水平方向不受外力，系统的水平动量守恒，则小球离开小车后做竖直上抛运动，下来时还会落回小车中，根据动能定理求出小球在小车中滚动时摩擦力做功，第二次小球在小车中滚动时，对应位置处速度变小，因此小车给小球的弹力变小，摩擦力变小，摩擦力做功变小，据此分析．本题考查了动量守恒定律的应用，分析清楚小球与小车的运动过程是解题的关键，要知道系统水平方向动量是守恒，但总动量并守恒．应用动量守恒定律与能量守恒定律可以解题．2.一物体沿竖直方向运动，以竖直向上为正方向，其运动的v-t图象如图所示．下列说法正确的是（）A. 0～t1时间内物体处于失重状态B. t1～t2时间内物体机械能守恒C. t2～t3时间内物体向下运动D. 0～t2时间内物体机械能一直增大【答案】D【解析】解：A、以竖直向上为正方向，在v-t图象中，斜率代表加速度，可知0～t1时间内物体向上做加速运动，加速度的方向向上，处于超重状态。

机械能守恒定律

机械能守恒定律机械能守恒定律力学中的重要定律。

物质系统内只有保守内力作功，非保守内力（如摩擦力）和一切外力所作的总功为零时，系统内各物体的动能和势能可以互相转换，但它们的总量保持不变。

说明：（1）根据质点系的动能定理，我们有W外+W内保+W内非=Ek2-Ek1，由于保守内力所作的功可以表示为势能增量的负值，即W内保=-（Ep2-Ep1），这样就可得W外+W内非=（Ek2+Ep2）-（Ek1+Ep1），W外+W内非=E2-E1。

此式表示，质点系在运动过程中，它所受外力的功与系统内非保守力的功之总和，等于它的机械能的增量。

当W外=0、W内非=0时，就有系统机械能保持不变的守恒定律E2=E1=常量。

（2）机械能守恒定律是牛顿运动定律的一个推论，因此只有在惯性系中成立。

当W外=0，W内非=0以及Fi外=0的条件下，系统的机械能守恒在所有惯性系中绝对成立。

而当Fi外≠0，但W外=0，W内非=0时，系统的机械能守恒只对某个特定的惯性系成立。

（3）在中学物理中，保守力遇到最多的是重力和弹力。

因此，如果物体系各物体只有重力和弹力对它们做功，而无其他力做功时，系统机械能守恒。

这一守恒是运动变化中的守恒，是转化中的守恒，总量的守恒，但就系统内各物体而言，其动能和势能各自并不是不变的，而是互相转化的。

机械能守恒定律是对一个过程而言的，在只涉及重力及弹力作功的过程中，机械能守恒定律应用时，只考虑初始状态和终了状态的动能和势能，而不考虑运动的各个过程的详细情况。

因此，如果不要求了解过程的具体情况，用机械能守恒定律来分析某些力学过程，比用其他方法简便得多。

（4）一个不受外界作用的系统叫做封闭系统或孤立系统。

对于封闭系统，外力的功当然为零。

如果系统状态发生变化时，有非保守内力做功，它的机械能就不守恒。

但在这种情况下，对更广泛的物理现象，包括电磁、热、化学以及原子内部的变化等研究表明，如果扩大能量的范围，引入更多的能量概念，如电磁能、内能、化学能或原子核能，即能证明：一个封闭系统经历任何变化时，该系统的所有能量的总和是不改变的，它只是从一种形式的能量转化为另一种形式的能量，或从系统的此一物体传递给彼一物体。

(新课标)高考物理一轮复习课时作业23 机械能守恒定律(含解析)新人教版-新人教版高三全册物理试题

机械能守恒定律一、选择题1．(2018·南充模拟)以下运动中物体的机械能一定守恒的是( ) A ．物体做匀速直线运动B ．物体从高处以g4的加速度竖直下落C ．不计空气阻力，细绳一端拴一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动D ．物体做匀变速曲线运动答案 C解析 A 项，物体做匀速直线运动时动能不变，而重力势能可能变化，所以机械能不一定守恒，故A 项错误．B 项，物体从高处以g4的加速度竖直下落时，必定受到向上的阻力，物体的机械能不守恒，故B 项错误．C 项，不计空气阻力，细绳一端拴一小球，使小球在竖直平面内做圆周运动，细绳的拉力对小球不做功，只有重力做功，机械能守恒，故C 项正确．D 项，物体做匀变速曲线运动时可能有除重力以外的力做功，机械能不一定守恒，故D 项错误． 2.如下列图，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上，现将一小球从图示位置静止释放，不计一切摩擦，如此在小球从释放到落至地面的过程中，如下说法正确的答案是( )A ．斜劈对小球的弹力不做功B ．斜劈与小球组成的系统机械能守恒C ．斜劈的机械能守恒D ．小球重力势能减少量等于斜劈动能的增加量答案 B解析不计一切摩擦，小球下滑时，小球和斜劈组成的系统只有小球的重力做功，系统机械能守恒，B 项正确，C 、D 两项错误；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 项错误．3．(多项选择)人站在h 高处的平台上，水平抛出一个质量为m 的物体，物体落地时的速度为v ，以地面为重力势能的零点，不计空气阻力，如此有( )A ．人对小球做的功是12mv2B ．人对小球做的功是12mv 2－mghC ．小球落地时的机械能是12mv2D ．小球落地时的机械能是12mv 2－mgh答案 BC解析 A 项，人对小球做的功等于小球获得的初动能，根据对从开始抛到落地的过程，运用动能定理得：W ＋mgh ＝12mv 2，所以人对小球做的功是W ＝12mv 2－mgh ，故A 项错误，B 项正确；C 项，以地面为重力势能的零点，小球落地的机械能等于落地时的动能加重力势能，小球落地时的重力势能是零，机械能为12mv 2，故C 项正确，D 项错误．4．(2018·西宁一模)(多项选择)某娱乐项目中，参与者抛出一小球去撞击触发器，从而进入下一关．现在将这个娱乐项目进展简化，假设参与者从触发器的正下方以v 的速率竖直上抛一小球，小球恰好击中触发器．假设参与者仍在刚刚的抛出点，沿A 、B 、C 、D 四个不同的光滑轨道分别以速率v 抛出小球，如下列图．如此小球能够击中触发器的可能是( )答案 CD解析小球以v 竖直上抛的最大高度为h ，到达最大高度时速度为0，A 项，小球不能上升到最高点就做斜抛运动了，不能击中触发器，故A 项错误；B 项，小球离开斜面后做斜抛运动了，不能击中触发器，故B 项错误；C 项，根据机械能守恒定律可知，小球上升到最高点时速度刚好等于零，可以击中触发器，故C 项正确；D 项，在双轨中做圆周运动时到达最高点的速度可以为零，所以小球可以上升到最高点并击中触发器，故D 项正确．5．(2018·大连模拟)如下列图，长为2L 的轻弹簧AB 两端等高的固定在竖直墙面上，弹簧刚好处于原长，现在其中点O 处轻轻地挂上一个质量为m 的物体P 后，物体向下运动，当它运动到最低点时，弹簧与竖直方向的夹角为θ，重力加速度为g ，如下说法正确的答案是( )A ．向下运动的过程中，物体的加速度先增大后减小B ．向下运动的过程中，物体的机械能先增大后减小C ．物体在最低点时，弹簧的弹性势能为mgLtanθD ．物体在最低点时，弹簧中的弹力为mg2cosθ答案 C解析物块向下运动，弹簧弹力增大，所受合外力减小，加速度减小，方向向下，当加速度为零时，重力和弹簧弹力的合力相等速度最大，物块继续向下运动弹簧弹力增大，合力增大，加速度增大方向向上，到达最低点时速度为零，故加速度先减小后增大，故A 项错误；物体向下运动的过程中，弹簧弹力向上，位移向下，做负功，根据W 除重＝ΔE 可知机械能一直减小，故B 项错误；根据机械能守恒定律，物体在最低点时，速度为零，动能为零，物块减小的重力势能转化为弹簧的弹性势能，由几何关系得物块下降的高度h ＝L tanθ，故弹簧的弹性势能为ΔE 弹＝mgh ＝mgLtanθ，故C 项正确；当加速度为零时，重力和弹簧弹力的合力相等，物块继续向下运动弹簧弹力增大，弹簧弹力的合力大于重力，如此有：F 弹cos θ>mg2，解得：F 弹>mg 2cosθ，故D 项错误．6.(2018·安徽三模)(多项选择)如下列图，竖直平面内有一固定的光滑轨道ABCD ，其中倾角为θ＝37°的斜面AB 与半径为R 的圆弧轨道平滑相切于B 点，CD 为竖直直径，O 为圆心．质量为m 的小球(可视为质点)从与B 点高度差为h 的位置A 点沿斜面由静止释放．重力加速度大小为g ，sin37°＝06，cos37°＝0.8，如此如下说法正确的答案是( )A ．当h ＝2R 时，小球过C 点时对轨道的压力大小为275mgB ．当h ＝2R 时，小球会从D 点离开圆弧轨道做平抛运动C ．当h ＝3R 时，小球运动到D 点时对轨道的压力大小为1.4mg D ．调整h 的值，小球能从D 点离开圆弧轨道，并能恰好落在B 点答案 AC解析 A 项，当h ＝2R 时，从A 点到C 点的过程，根据机械能守恒：mg(h ＋R －Rcosθ)＝12mv C 2过C 点时有：F N －mg ＝m v C2R解得：F N ＝275mg根据牛顿第三定律可知，小球过C 点压力大小为275mg ，A 项正确；B 项，假设小球恰好从D 点离开圆弧轨道，如此有：mg ＝mv 02R ，mg(h 0－R －Rcosθ)＝12mv 02解得：v 0＝gRh 0＝2.3R ＞2R ，所以当h ＝2R 时，小球在运动到D 点前已经脱离轨道，不会从D 点离开做平抛运动，B 项错误；C 项，由机械能守恒可得：mg(3R ＋R －Rcosθ)＝mg2R ＋12mvD 2，求得：v D ＝ 2.4gR ，由牛顿第二运动定律可得：F N ＋mg ＝m v D2R ，解得：F N ＝1.4mg ，C 项正确；D 项，假设小球以速度v 0从D 点离开后做平抛运动，R ＋Rcosθ＝12gt 02，得：t 0＝6R 10g，且x ＝v 0t 0＝6R 10>0.6R ，D 项错误．7．(2018·银川三模)蹦床是一项运动员利用从蹦床反弹的竞技运动，在某次“蹦床〞娱乐活动中，从小朋友下落到离地面高h 1处开始计时，其动能E k 与离地高度h 的关系如图2所示．在h 1～h 2阶段图像为直线，其余局部为曲线，h 3对应图像的最高点，小朋友的质量为m ，重力加速度为g ，不计空气阻力和一切摩擦．如下有关说法正确的答案是( )A ．整个过程中小朋友的机械能守恒B ．从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，其加速度先增大后减小C ．小朋友处于h ＝h 4高度时，蹦床的弹性势能为E p ＝mg(h 2－h 4)D ．小朋友从h 1下降到h 5过程中，蹦床的最大弹性势能为E pm ＝mgh 1答案 C解析A项，小朋友接触蹦床后，蹦床对小朋友的弹力做功，所以整个过程中小朋友的机械能不守恒，故A项错误；B项，从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中，蹦床对小朋友的弹力先小于重力，后大于重力，随着弹力的增大，合力先减小后反向增大，所以加速度先减小后增大，故B项错；C项，由图知，小朋友在h2处和h4处动能相等，根据蹦床和小朋友组成的系统机械能守恒得：小朋友处于h＝h4高度时，蹦床的弹性势能为E p＝mg(h2－h4)，故C项正确；D项，小朋友从h1下降到h5过程中，蹦床的最大弹性势能为E pm ＝mg(h1－h5)，故D项错误．8．(2018·潍坊三模)(多项选择)如下列图，光滑长铁链由假设干节组成，全长为L，圆形管状轨道半径为R，L＞2πR，R远大于一节铁链的高度和长度．铁链靠惯性通过轨道继续前进，如下判断正确的答案是( )A．在第一节完成圆周运动的过程中，第一节铁链机械能守恒B．每节铁链通过最高点的速度依次减小C．第一节与最后一节到达最高点的速度大小相等D．第一节回到最低点至最后一节进入轨道的过程中铁链的速度保持不变答案CD解析A项，在第一节沿圆周向上运动的过程中受到第二节的推力，而沿圆周向下运动的过程中又受到拉力，所以在第一节完成圆周运动的过程中，第一节铁链机械能不守恒．故A 项错误；B、D两项，从第一节铁链进入圆轨道，到第一节铁链回到最低点的过程中，铁链整体是重力势能不断增加，如此整体的速度逐渐减小；最后一节进入轨道后，整体的重力势能逐渐减小，如此速度逐渐增大；在第一节回到最低点至最后一节进入轨道的过程中铁链整体的重力势能不变，所以速度保持不变．故B项错误，D项正确；C项，第一节与最后一节到达最高点时，整体的重力势能是相等的，所以整体的速度大小也相等．故C项正确．9.(2018·辽宁二模)如下列图，光滑水平面与光滑半球面相连，O点为球心，一轻绳跨过光滑小滑轮连接物块A、B，A、B质量相等可视为质点，开始时A、B静止，轻绳水平伸直，B 与O点等高，释放后，当B和球心O连线与竖直方向夹角为30°时，B下滑速度为v，此时A仍在水平面上，重力加速度为g，如此球面半径为( )A.7v 24gB.7〔2＋3〕v 24g C.73v 24gD.7v243g答案 D解析滑块A 和滑块B 系统机械能守恒，故： mgRcos30°＝12mv A 2＋12mv B 2，将B 的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解，如下列图：滑块A 、B 沿着绳子的分速度相等，故： v A ＝v B cos30°，其中：v B ＝v ，联立解得： R ＝7v243g.10.如下列图，有一光滑轨道ABC ，AB 局部为半径是R 的14圆弧，BC 局部水平，质量均为m的小球a 、b 固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R ，不计小球大小．开始时a 球处在圆弧上端A 点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，如下说法正确的答案是( )A ．a 球下滑过程中机械能保持不变B ．a 、b 滑到水平轨道上时速度为2gRC ．从释放到a 、b 滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为mgR2D ．从释放到a 、b 滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对b 球做的功为mgR2答案 C解析 A 项，下滑过程中，对两个球组成的系统，只有重力做功，故机械能守恒，而单个球机械能均不守恒，故A 项错误；B 项，下滑的整个过程中，根据机械能守恒定律，有：mgR ＋mg(2R)＝12×2mv 2；解得：v ＝3gR ；故B 项错误；C 项，对a 球由动能定理可知：W ＋mgR ＝12mv 2；解得：W ＝32mgR －mgR ＝12mgR ；故C 项正确；D 项，对b 球由动能定理可知：W ＋2mgR ＝12mv 2；解得：W ＝32mgR －2mgR ＝－12mgR ；故D 项错误．11．(2018·大连模拟)(多项选择)如下列图，由长为L 的轻杆构成的等边三角形支架位于竖直平面内，其中两个端点分别固定质量均为m 的小球A 、B ，系统可绕O 点在竖直面内转动，初始位置OA 水平．由静止释放，重力加速度为g ，不计一切摩擦与空气阻力．如此( )A ．系统在运动过程中机械能守恒B ．B 球运动至最低点时，系统重力势能最小C ．A 球运动至最低点过程中，动能一直在增大D ．摆动过程中，小球B 的最大动能为34mgL 答案 AD解析 A 项，系统在运动过程中，只有重力做功，故机械能守恒，故A 项正确；B 、C 两项，系统重心在A 、B 连线的中点位置，故AB 连线水平时，系统重力势能最小，动能最大；故A 球运动至最低点过程中，动能先增加，后减小，故B 、C 两项错误；D 项，故AB 连线水平时，系统动能最大，此时A 球到图中B 球位置，故根据机械能守恒定律，有： mg ·32L ＝2×12mv 2，解得：12mv 2＝34mgL ，故D 项正确．12.(2018·江苏二模)(多项选择)如下列图，在半径为r 的轴上悬挂一个质量为M 的水桶，轴上分布着6根手柄，柄端有6个质量为m 的小球．球离轴心的距离为R ，轮轴、绳(极细)与手柄的质量以与摩擦均不计．现将水桶从某一高度释放使整个装置转动，当转动n 周时，如此( )A ．水桶的速度是小球转动线速度的rR 倍B ．水桶的瞬时速度为4πnr 3Mg Mr 2＋6mR2 C ．每个小球获得的动能为E k ＝2πnr 3mMgMr 2＋6mR 2D ．水桶减小的机械能为2πnrMg 答案 AB解析 A 项，轮轴和手柄具有一样角速度ω，故水桶下落速度为ωr，小球速度大小为ωR；故A 项正确；B 、C 两项，装置转动过程只有重力做功，机械能守恒；故有：Mg·2πnr＝12M (ωr)2＋6×12m (ωR)2；所以，角速度ω＝4πnMgrMr 2＋6mR2，那么，水桶的瞬时速度为ωr＝4πnM gr 3Mr 2＋6mR2，小球的速度为ωR＝4πnMgrR 2Mr 2＋6mR 2，故每个小球获得的动能为12m (ωR)2＝2πnMmgrR 2Mr 2＋6mR2；故B 项正确，C 项错误；D 项，水桶减小的重力势能为2πnrMg；水桶的动能增加，故D 项错误．二、非选择题13.如下列图，在倾角为30°的光滑斜面体上，一劲度系数为k ＝200 N/m 的轻质弹簧一端连接固定挡板C ，另一端连接一质量为m ＝4 kg 的物体A ，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A 上，另一端与质量也为m 的物体B 相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，用手托住物体B 使细绳刚好没有拉力，然后由静止释放，求：(1)弹簧恢复原长时细绳上的拉力；(2)物体A 沿斜面向上运动多远时获得最大速度； (3)物体A 的最大速度大小．答案 (1)30 N (2)20 cm (3)1 m/s解析 (1)弹簧恢复原长时，物体A 、B 的加速度大小一样，对B 分析：mg －T ＝ma ，对A 分析：T －mgsin30°＝ma ，代入数据解得：T ＝30 N. (2)初始位置，弹簧的压缩量为： x 1＝mgsin30°k＝10 cm ，当物体A 速度最大时，即物体A 的加速度为0，对物体A 分析有： mg ＝kx 2＋mgsin30°，弹簧的伸长量为：x 2＝10 cm ，所以物体A 沿斜面上升的距离为： x ＝x 1＋x 2＝20 cm.(3)因为x 1＝x 2，所以弹簧的弹性势能没有改变，由系统机械能守恒得： mg(x 1＋x 2)－mg(x 1＋x 2)sin30°＝12·2m ·v 2，解得：v ＝1 m/s.14.(2018·江苏)如下列图，钉子A 、B 相距5l ，处于同一高度．细线的一端系有质量为M 的小物块，另一端绕过A 固定于B.质量为m 的小球固定在细线上C 点，B 、C 间的线长为3l.用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC 与水平方向的夹角为53°.松手后，小球运动到与A 、B 一样高度时的速度恰好为零，然后向下运动．忽略一切摩擦，重力加速度为g ，取sin53°＝0.8，cos53°＝0.6.求：(1)小球受到手的拉力大小F ； (2)物块和小球的质量之比M∶m；(3)小球向下运动到最低点时，物块M 所受的拉力大小T.解析 (1)松手前小球受力分析如下列图，由平衡得：T 1sin53°＝T 2cos53° F ＋mg ＝T 1cos53°＋T 2sin53° 且T 1＝Mg联立解得：F ＝53Mg －mg(2)小球运动到与A 、B 一样高度过程中，小球上升高度为：h 1＝3lsin53° 物块下降高度为：h 2＝4l －2l ＝2l整个过程系统机械能守恒，如此有：mgh 1＝Mgh 2 联立解得：M m ＝65(3)根据机械能守恒定律可知，小球向下运动到最低点即为小球回到起始点，设此时AC 方向拉力为T ，由牛顿第二定律得：对物块：Mg －T ＝Ma对小球：沿AC 方向与物块的加速度一样 T －mgcos53°＝ma 解得：T ＝4855mg.。

高三物理一轮复习课时作业11：机械能守恒定律及其应用

基础课3 机械能守恒定律及其应用(时间：40分钟)A级：保分练1.(多选)下列关于机械能是否守恒的论述正确的是()A.做变速曲线运动的物体，机械能可能守恒B.沿水平面运动的物体，机械能一定守恒C.合外力对物体做功等于零时，物体的机械能一定守恒D.只有重力对物体做功时，机械能一定守恒解析判断机械能是否守恒，就要依据机械能守恒的条件来分析。

要看是不是只有重力(或系统内弹簧的弹力)做功，而不是看物体如何运动。

物体做变速曲线运动，机械能可能守恒，如平抛运动，选项A正确；沿水平面运动的物体，重力势能不变，如果不是匀速，动能发生变化，机械能就不守恒，选项B错误；合外力做功为零，只是动能不变，势能的变化情况不能确定，机械能不一定守恒，如物体匀速下落，机械能减少，选项C错误；只有重力对物体做功时，机械能一定守恒，选项D正确。

答案AD2.在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小()A.一样大B.水平抛的最大C.斜向上抛的最大D.斜向下抛的最大解析不计空气阻力，小球在空中只受重力作用，机械能守恒。

抛出时高度、速度大小相等，落地时速度大小一定相等。

答案 A3. (2018·湖南郴州一中模拟)(多选)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离。

假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()图1A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加C.蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中，重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关解析在运动员到达最低点前，运动员一直向下运动，根据重力势能的定义可知重力势能始终减小，故选项A正确；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力方向向上，而运动员向下运动，所以弹力做负功，弹性势能增加，故选项B正确；对于运动员、地球和蹦极绳所组成的系统，蹦极过程中只有重力和弹力做功，所以系统机械能守恒，故选项C正确；重力做功是重力势能转化的量度，即W G＝－ΔE p，而蹦极过程中重力做功与重力势能零点的选取无关，所以重力势能的改变量与重力势能零点的选取无关，故选项D错误。

高考物理一轮复习课件时作业机械能守恒定律及其应用

作业要求
要求学生独立完成课后作业，并按时提交。对于计算题，要求学生写出详细的解题过程和步骤，以便老师批改和指导。同时，鼓励学生相互讨论和交流解题思路和方法，促进共同进步。
谢谢您的聆听
THANKS
解释蹦床运动员在空中运动时的能量转化
蹦床运动员在空中运动时，其重力势能和动能相互转化，但总的机械能保持不变。
阐述滚摆实验中的能量转化
滚摆上升时，动能转化为重力势能；下降时，重力势能转化为动能。在整个过程中，总的机械能保持不变。
提高对生活中物理现象认识能力
观察和分析生活中的机械能守恒现象
通过观察和思考，发现生活中更多的机械能守恒现象，并运用所学知识进行分析和解释。
重力势能和动能的转化
在自由落体运动中，物体的重力势能不断转化为动能，但总的机械能保持不变。
自由落体运动的实例分析
如小球从光滑斜面顶端由静止下滑，不计空气阻力，小球在运动过程中机械能守恒。
弹性碰撞中机械能守恒
弹性碰撞的定义和条件
两个物体在碰撞前后动能守恒、动量守恒，且碰撞过程中没有能量损失的碰
实验装置
包括打点计时器、纸带、重锤、铁架台、毫米刻度尺等。
实验操作过程演示
01
02
03
安装实验装置
将打点计时器固定在铁架台上，接通电源，将纸带穿过打点计时器，下端系上重锤。
进行实验
释放重锤，让其自由下落，同时打点计时器在纸带上打出一系列的点。
数据采集
使用毫米刻度尺测量纸带上各点到第一个点的距离，记录数据。
生活中常见机械能守恒现象举例
荡秋千
荡秋千时，人在秋千上往复摆动，不考虑空气阻力的情况下，机械能守恒。
蹦床运动
运动员在空中做蹦床运动时，若不计空气阻力，其机械能守恒。

2019高考物理一轮复习课时作业(二十)机械能守恒定律及其应用-word文档资料

课时作业(二十) 机械能守恒定律及其应用班级：____________ 姓名：____________1.如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，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由静止释放，B上升的最大高度是( )第1题图A．2R B．5R/3 C．4R/3 D．2R/32．(多选)质量为m的物体，受水平力F的作用，在粗糙的水平面上运动，下列说法中正确的是( )A．如果物体做加速直线运动，F一定做正功B．如果物体做减速直线运动，F一定做负功C．如果物体做减速直线运动，F可能做正功D．如果物体做匀速直线运动，F一定做正功3．(多选)如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的两个小球A 和B，支架的两直角边的长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动．开始时OB边处于水平位置，由静止释放，则下列正确的是( )第3题图A．B球转到最低点时，B球的速度到达最大B．A球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45°C．A、B两球的最大速度之比v A∶v B＝1∶2D．A球速度最大时，两小球的总重力势能最小4．倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止，如图，则( )第4题图A．当传送带向上匀速运行时，物体克服重力和摩擦力做功B．当传送带向下匀速运行时，只有重力对物体做功C．当传送带向上匀加速运行时，摩擦力对物体做正功D．不论传送带向什么方向运行，摩擦力都做负功5．如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，静止斜靠在光滑斜面上，另一自由端恰好与水平线AB齐平，一长为L的轻质细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点到AB的距离为2L.现将细线拉至水平，小球从位置C由静止释放，到达O点正下方时，细线刚好被拉断．当小球运动到A点时恰好能沿斜面方向压缩弹簧，不计碰撞时的机械能损失，弹簧的最大压缩量为22L(在弹性限度内)，求：(1) 细线所能承受的最大拉力F；(2) 斜面的倾角θ；(3) 弹簧所获得的最大弹性势能E p.第5题图6.如图，倾角为θ的光滑斜面固定在地面上，长为l、质量为m，质量分布均匀的软绳置于斜面上，其上端与斜面顶端齐平．用细线将质量为m的物块与软绳连接，物块由静止释放后向下运动，直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未达到地面)．(1) 则在此过程中，软绳重力势能的变化量；(2) 软绳离开斜面时，小物块的速度．第6题图7．如图所示，在竖直平面内固定一个四分之三圆管轨道．质量为1 kg的小球从轨道顶端A点无初速释放，然后从轨道底端B点水平飞出落在某一坡面上，坡面呈抛物线形状，且坡面的抛物线方程为y＝x2.已知圆管轨＝道的半径为R，B点离地面O点的高度也为R(R＝0.4 m)，小球运动到B点时速度水平，大小为5m/s(重力加速度为g＝10 m/s2) 求：(1)小球到达B点时对轨道的作用力是多少？及从A运动到B的过程中克服阻力所做的功；(2)小球从B点水平飞出到落至坡面经历的时间．第7题图8．如图，光滑斜面的倾角为θ，竖直的光滑细杆到定滑轮的距离为a，斜面上的物体M和穿过细杆的m通过跨过定滑轮的轻绳相连，开始保持两物体静止，连接m的轻绳处于水平状态，放手后两物体从静止开始运动，求m下降距离为b时两物体的速度大小．第8题图。

2018年高考物理一轮复习课时作业：必修2 第五章第三

一、单项选择题1.(2017·江苏镇江模拟)如图所示为跳伞爱好者表演高楼跳伞的情形，他们从楼顶跳下后，在距地面一定高度处打开伞包，最终安全着陆，则跳伞者( )A ．机械能一直减小B ．机械能一直增大C ．动能一直减小D ．重力势能一直增大解析：打开伞包后，跳伞者先减速后匀速，动能先减少后不变，C 错误；跳伞者高度下降，重力势能减小，D 错误；空气阻力一直做负功，机械能一直减小，A 正确，B 错误．答案：A2.(2016·唐山二模)质量均为m ，半径均为R 的两个完全相同的小球A 、B 在水平轨道上以某一初速度向右冲上倾角为θ的倾斜轨道，两轨道通过一小段圆弧平滑连接．若两小球运动过程中始终接触，不计摩擦阻力及弯道处的能量损失，在倾斜轨道上运动到最高点时两球机械能的差值为( )A ．0B ．mgR sin θC ．2mgR sin θD ．2mgR解析：两球运动到最高点时速度相等，动能相等，则两球机械能的差值等于重力势能的差值，为：ΔE ＝mg ·2R sin θ＝2mgR sin θ，故选C.答案：C3.(2016·高考全国卷Ⅱ)小球P 和Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于Q 球的质量，悬挂P 球的绳比悬挂Q 球的绳短．将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图所示．将两球由静止释放．在各自轨迹的最低点( )A ．P 球的速度一定大于Q 球的速度B ．P 球的动能一定小于Q 球的动能C ．P 球所受绳的拉力一定大于Q 球所受绳的拉力D ．P 球的向心加速度一定小于Q 球的向心加速度解析：两球由静止释放到运动到轨迹最低点的过程中只有重力做功，机械能守恒，取轨迹的最低点为零势能点，则由机械能守恒定律得mgL ＝12mv 2，v ＝2gL ，因L P <L Q ，则v P <v Q ，又m P >m Q ，则两球的动能无法比较，选项A 、B 错误；在最低点绳的拉力为F ，则F －mg ＝m v 2L，则F ＝3mg ，因m P >m Q ，则F P >F Q ，选项C 正确；向心加速度a ＝F －mgm＝2g ，选项D 错误．答案：C4．(2017·广州模拟)如图所示，在下列不同情形中将光滑小球以相同速率v 射出，忽略空气阻力，结果只有一种情形小球不能到达天花板，则该情形是( )A ．AB ．BC ．CD ．D解析：由题意，忽略空气阻力，没有能量的消耗，小球的机械能守恒，将光滑小球以相同速率v 射出，小球沿竖直方向向上运动，动能转化为重力势能，速度足够大，就会有足够的动能转化为重力势能，就会到达天花板；同理，小球沿斜面向上运动，同样会到达天花板；小球在管道里运动时类似于用杆支撑，故只要竖直上抛能到达最高点，则在管道里面即可到达最高点；只有物体斜抛时，由于竖直分速度小于A 中的竖直速度，水平方向速度保持不变，则由机械能守恒定律可知，小球无法到达最高点．综合考虑，本题选B.答案：B 二、多项选择题5.(2017·福建厦门双十中学期中)如图所示，一轻质弹簧竖直固定在水平地面上，O 点为弹簧原长时上端的位置，一个质量为m 的物体从O 点正上方的A 点由静止释放落到弹簧上，物体压缩弹簧到最低点B 后向上运动，不计空气阻力，不计物体与弹簧碰撞时的动能损失，弹簧一直在弹性限度范围内，重力加速度为g ，则以下说法正确的是( )A ．物体落到O 点后，立即做减速运动B ．物体从O 点运动到B 点，物体机械能守恒C ．在整个过程中，物体与弹簧组成的系统机械能守恒D ．物体在最低点时的加速度大于g解析：在O 点时，重力大于弹力，物体继续向下加速，A 错误；物体从O 到B 过程中，弹簧的弹性势能增加，物体的机械能减小，B 错误；在整个过程中，只有重力势能、弹性热能、动能的相互转化，物体与弹簧组成的系统机械能守恒，C 正确；在最低点，由简谐运动的对称性知加速度大于g ，D 正确．答案：CD6.(2017·苏北四市高三调研)如图所示，固定在地面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的水平射程最小D ．六个球落地点各不相同解析：当所有球都在斜面上运动时机械能守恒，当有球在水平面上运动时，后面球要对前面的球做功，前面的小球机械能不守恒，选项A 错误；球6在OA 段由于球5的推力对其做正功，其机械能增大，选项B 正确；由于球6离开A 点的速度最小，所以其水平射程最小，选项C 正确；当1、2、3小球均在OA 段时，三球的速度相同，故从A 点抛出后，三球落地点也相同，选项D 错误．答案：BC7.(2017·四川成都七中第一次理科综合)如图所示，某极限运动爱好者(可视为质点)尝试一种特殊的高空运动．他身系一定长度的弹性轻绳，从距水面高度大于弹性轻绳原长的P 点以水平初速度v 0跳出．他运动到图中a 点时弹性轻绳刚好拉直，此时速度与竖直方向的夹角为θ，轻绳与竖直方向的夹角为β，b 为运动过程的最低点(图中未画出)，在他运动的整个过程中未触及水面，不计空气阻力，重力加速度为g .下列说法正确的是( )A ．极限运动爱好者从P 点到b 点的运动过程中机械能守恒B ．极限运动爱好者从P 点到a 点时间的表达式为t ＝v 0g tan θC ．极限运动爱好者到达a 点时，tan θ＝tan βD ．弹性轻绳原长的表达式为l ＝v 02g sin βtan θ解析：极限运动爱好者从P 点到b 点的运动过程中，爱好者和弹性绳组成的系统机械能守恒，爱好者的机械能不守恒，故A 错误；极限运动爱好者从P 点到a 点的过程中做平抛运动，根据几何关系有tan θ＝v 0v y，解得v y ＝v 0tan θ，则运动时间t ＝v y g ＝v 0g tan θ，故B 正确；根据几何关系得：tan β＝v 0t12gt 2＝2v 0gt ＝2·v 0v y＝2tan θ，故C 错误；根据几何关系得：弹性轻绳原长的表达式l ＝v 0t sin β＝v 02g sin βtan θ，故D 正确．答案：BD8.如图所示，有一光滑轨道ABC ，AB 部分为半径为R 的14圆弧，BC 部分水平，质量均为m 的小球a 、b 固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R ，不计小球大小．开始时a 球处在圆弧上端A 点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，下列说法正确的是( )A ．a 球下滑过程中机械能保持不变B ．a 、b 两球和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能保持不变C ．a 、b 滑到水平轨道上时速度为2gRD ．从释放到a 、b 滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为mgR2解析：由机械能守恒的条件得，a 球机械能不守恒，a 、b 系统机械能守恒，所以A 错误，B 正确．对a 、b 系统由机械能守恒定律得：mgR ＋2mgR ＝2×12mv 2，解得v ＝3gR ，C 错误．对a 由动能定理得：mgR ＋W ＝12mv 2，解得W ＝mgR2，D 正确．答案：BD一、选择题9.(多选)(2016·兰州一模)如图所示，竖直面内光滑的34圆形导轨固定在一水平地面上，半径为R .一个质量为m 的小球从距水平地面正上方h 高处的P 点由静止开始自由下落，恰好从N 点沿切线方向进入圆轨道．不考虑空气阻力，则下列说法正确的是( )A ．适当调整高度h ，可使小球从轨道最高点M 飞出后，恰好落在轨道右端口N 处B ．若h ＝2R ，则小球在轨道最低点对轨道的压力为5mgC ．只有h 大于等于2.5R 时，小球才能到达圆轨道的最高点MD ．若h ＝R ，则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为R 的位置，该过程重力做功为mgR解析：球到达最高点时速度至少应满足mg ＝m v 2R，解得v ＝gR ，小球离开最高点后做平抛运动，下落高度为R 时，运动的水平距离为x ＝vt ＝gR2Rg＝2R ，故A 错误；从P 到最低点过程由机械能守恒可得2mgR ＝12mv 2，由向心力公式得F N －mg ＝m v2R，解得F N ＝5mg ，由牛顿第三定律可知小球对轨道的压力为5mg ，故B 正确；由机械能守恒得mg (h －2R )＝12mv 2，代入v ＝gR 解得h ＝2.5R ，故C 正确；若h ＝R ，则小球能上升到圆轨道左侧离地高度为R 的位置，该过程重力做功为0，D 错误．答案：BC10.(多选)(2016·江苏清江中学月考)如图所示，长为3L 的轻杆ab 可绕水平轴O 自由转动，Oa ＝2Ob ，杆的上端固定一质量为m 的小球(可视为质点)，质量为M 的正方体物块静止在水平面上，不计一切摩擦阻力．开始时，竖直轻细杆右侧紧靠着正方体物块，由于轻微的扰动，杆逆时针转动，带动物块向右运动，当杆转过60°角时杆与物块恰好分离．重力加速度为g ，当杆与物块分离时，下列说法正确的是( )A ．小球的速度大小为 8mgL4m ＋M B ．小球的速度大小为 32mgL16m ＋M C ．物块的速度大小为 2mgL4m ＋M D ．物块的速度大小为2mgL16m ＋M解析：设轻杆的a 端(小球)、b 端、物块的速度分别为v a 、v b 、v M .根据系统的机械能守恒得mg ·2L (1－cos 60°)＝12mv a 2＋12Mv M 2①a 端与b 端的角速度相等，由v ＝r ω，得v a ＝2v b .b 端的线速度沿水平方向的分速度等于物块的速度，即v b cos 60°＝v M ，所以v b ＝2v M ，v a ＝4v M ② 联立①②式解得v a ＝32mgL16m ＋M，v M ＝2mgL16m ＋M，故选B 、D. 答案：BD 二、非选择题11.如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB 平齐，静止放于倾角为53°的光滑斜面上．一长为L ＝9 cm 的轻质细绳一端固定在O 点，另一端系一质量为m ＝1 kg 的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置C 由静止释放，小球到达最低点D 时，细绳刚好被拉断．之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x ＝5 cm.(g 取10 m/s 2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：(1)细绳受到的拉力的最大值； (2)D 点到水平线AB 的高度h ； (3)弹簧所获得的最大弹性势能E p .解析：(1)小球由C 到D ，由机械能守恒定律得mgL ＝12mv 12解得v 1＝2gL ①在D 点，由牛顿第二定律得F －mg ＝m v 12L②由①②解得F ＝30 N由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30 N. (2)由D 到A ，小球做平抛运动有v y 2＝2gh ③tan 53°＝v y v 1④ 联立解得h ＝16 cm.(3)小球从C 点到将弹簧压缩至最短的过程中，小球与弹簧系统的机械能守恒，即E p ＝mg (L ＋h ＋x sin 53°)，代入数据解得E p ＝2.9 J.答案：(1)30 N (2)16 cm (3)2.9 J12.如图所示，将一质量为m ＝0.1 kg 的小球自水平平台右端O 点以初速度v 0水平抛出，小球飞离平台后由A 点沿切线落入竖直光滑圆轨道ABC ，并沿轨道恰好通过最高点C ，圆轨道ABC 的形状为半径R ＝2.5 m 的圆截去了左上角127°的圆弧，CB 为其竖直直径．已知sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6，重力加速度g 取10 m/s 2，空气阻力不计，求：(1)小球经过C 点时速度v C 的大小；(2)小球运动到轨道最低点B 时轨道对小球的支持力大小； (3)平台末端O 点到A 点的竖直高度H .解析：(1)小球恰好运动到C 点时，重力提供向心力，由牛顿第二定律知mg ＝m v C 2R解得v C ＝gR ＝5 m/s.(2)从B 点到C 点，由机械能守恒定律有12mv C 2＋mg ·2R ＝12mv B 2 在B 点对小球进行受力分析，由牛顿第二定律有F N －mg ＝m v B 2R联立解得v B ＝5 5 m/s ，F N ＝6.0 N. (3)从A 到B 由机械能守恒定律有 12mv A 2＋mgR (1－cos 53°)＝12mv B 2 所以v A ＝105 m/s在A 点对小球进行速度的分解如图所示，有v y ＝v A sin 53°所以H ＝v y 22g＝3.36 m.答案：(1)5 m/s (2)6.0 N (3)3.36 m。

2018年高考物理复习课时作业(二十) 机械能守恒定律及其应用

高考物理总复习 6专题六 机械能守恒定律 专题六 机械能守恒定律(讲解部分)

高考物理一轮复习 课时分层提升练二十 机械能守恒定律及其应用(含解析)-人教版高三全册物理试题

高考物理一轮复习 考点15 功能关系 机械能守恒定律及其应用练习(含解析)-人教版高三全册物理试题

高考物理一轮复习 第5章 机械能及其守恒律 第3讲 机械能守恒律及其用课时作业

最新-2018版高三物理一轮复习 机械能守恒定律及其应用

第六章第3讲 机械能守恒定律及其应用--2025版高考总复习物理