高考物理 第五章 第三单元 机械能守恒律及其用课时训练营

取夺市安慰阳光实验学校机械能守恒定律及其应用1．如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是( )

A．物体的重力势能减少，动能增加

B．斜面的机械能不变

C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功

D．物体和斜面组成的系统机械能守恒

解析：物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，且夹角大于90°，所以物体克服弹力做功，物体的机械能减少，但动能增加，重力势能减少，故A项正确，B、C项错误．对物体与斜面组成的系统内，只有动能和重力势能之间的转化，故系统机械能守恒，D项正确．

答案：AD

2．(安徽)伽利略曾设计如图所示的一个实验．将摆球拉至M点放开，摆球会达到同一水平高度上的N点．如果在E或F处钉一钉子，摆球将沿不同的圆弧达到同一高度的对应点；反过来，如果让摆球从这些高度点下落，它同样会达到原水平高度上的M点．这个实验可以说明，物体由静止开始沿不同倾角的光滑斜面(或弧线)下滑时，其末速度的大小( )

A．只与斜面的倾角有关 B．只与斜面的长度有关

C．只与下滑的高度有关D．只与物体的质量有关

解析：由题可知摆球由同一位置释放，虽然经过的轨迹不同，但达到的高度相同，说明到达圆弧最低端的速度大小相同，仅与高度有关，故选项C正确，A、B、D均错．

答案：C

3．下列几种情况，系统的机械能守恒的是( )

A．一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动[图(a)]

B．运动员在蹦床上越跳越高[图(b)]

C．图(c)中小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连，小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)

D．图(c)中如果小车振动时，木块相对小车有滑动

解析：弹丸在光滑的碗内运动时，只有重力做功，机械能守恒，A正确；运动员在蹦床上越跳越高，其机械能逐渐增大，故机械能不守恒，B错误；小车左右振动时，如小车与木块无相对滑动，则系统只发生动能和弹性势能的相互转化，机械能守恒，C正确；如果小车与木块有相对滑动，则系统产生内能，机械能减少，D错误．

答案：AC

4．物体做自由落体运动，E k 代表动能，E p 代表势能，h 代表下落的距离，以水平地面为零势能面．下列所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是( )

解析：设物体开始下落时离地面高为H ，则E p ＝mgH －mg 12gt 2＝mgH －12

mg 2t 2，

A 错；

E p ＝mgH －12

mv 2

，B 正确；E p ＝mgH －E k ，C 错；

E p ＝mgH －mgh ，D 错．

答案：B

5．(河南郑州)下列物体运动过程中满足机械能守恒的是 ( ) A ．跳伞运动员张开伞后，在空中匀速下降 B ．忽略空气阻力，物体竖直上抛 C ．升空

D ．拉着物体沿光滑斜面匀速上升

解析：忽略空气阻力，物体竖直上抛时，只有重力做功，机械能守恒，B 正确；跳伞运动员在空中匀速下降时，机械能减少，A 不正确；升空时，推力做正功，机械能增加，C 不正确；拉着物体沿光滑斜面匀速上升时，机械能增加，D 不正确．

答案：B

6．如图所示，质量均为m 的A 、B 两个小球，用长为2L 的轻质杆相连接，在竖直平面内，绕固定轴O 沿顺时针方向自由转动(转动轴在杆的中点)，不计一切摩擦，某时刻A 、B 球恰好在如图所示的位置，A 、B 球的线速度大小均为v ，

下列说法正确的是( )

A ．运动过程中

B 球机械能守恒

B ．运动过程中B 球速度大小不变

C ．B 球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量保持不变

D ．B 球在运动到最高点之前，单位时间内机械能的变化量不断改变 解析：以A 、B 球为系统，两球在运动过程中，只有重力做功(轻杆对两球做功的和为零)，两球的机械能守恒．以过O 点的水平面为重力势能的参考平面时，系统的总机械能为

E ＝2×12mv 2＝mv 2

.假设A 球下降h ，则B 球上升h ，此时

两球的速度大小是v ′，由机械能守恒定律知mv 2

＝12

mv ′2

×2＋mgh －mgh ，得到

v ′＝v ，故运动过程中B 球速度大小不变．当单独分析B 球时，B 球在运动到

最高点之前，动能保持不变，重力势能在不断增加．由几何知识可得单位时间内机械能的变化量是不断改变的，B 、D 正确．

答案：BD

7．游乐场中的一种滑梯如图所示．小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿

水平轨道滑动了一段距离后停下来，则( )

A．下滑过程中支持力对小朋友做功

B．下滑过程中小朋友的重力势能增加

C．整个运动过程中小朋友的机械能守恒

D．在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功

解析：在滑动的过程中，人受三个力，其中重力做正功，重力势能减小，故B错；支持力不做功，摩擦力做负功，所以机械能不守恒，A、C都错，D正确．

答案：D

8.北京时间8月22日消息，新加坡青奥会在率先进行的女子十米跳台决赛中，中国选手刘娇一路遥遥领先，以479.60分勇夺冠，为中国跳水队取得开门红．如图所示，若刘娇的质量为m，她入水后受到水的阻力而做减速运动，设水对她的阻力大小恒为F，在她减速下降高度h 的过程中，下列说法正确的是(g为当地的重力加速度)( )

A．她的动能减少了Fh

B．她的重力势能减少了mgh

C．她的机械能减少了(F－mg)h

D．她的机械能减少了Fh

解析：动能的减少量等于合力做的功，应为(F－mg)h，选项A错；重力势能减少了mgh，选项B对；机械能的减少量等于克服除重力外的其他力所做的功，故选项D正确．

答案：BD

9．如图所示，两光滑斜面的倾角分别为30°和45°，质量分别为2m和m的两个滑块用不可伸长的轻绳通过滑轮连接(不计滑轮的质量和摩擦)，分别置于两个斜面上并由静止释放；若交换两滑块位置，再由静止释放．则在上述两种情形中正确的有( )

A．质量为2m的滑块受到重力、绳的张力、沿斜面下滑的力和斜面的支持力的作用

B．质量为m的滑块均沿斜面向上运动

C．绳对质量为m的滑块的拉力均大于该滑块对绳的拉力

D．系统在运动中机械能均守恒

解析：质量为2m的物体受到重力、斜面支持力、绳的拉力共三个力，没有下滑力，所以A错误；2m、m的物体互换前，2m重力沿斜面的分力为2mg·sin 30°大于m重力沿斜面的分力mg sin 45°，所以m上滑(2m下滑)，2m、m互换后，2m重力沿斜面的分力更要大于m重力沿斜面的分力，所以仍是m上滑(2m 下滑)，因此B项正确；绳对滑块的拉力与滑块对绳的拉力是作用力与反作用力应等大反向，所以C错误；对2m、m与地球构成的系统，只有重力做功．绳的拉力是系统内部弹力，能量没有向外界传递，机械能是守恒的，故D正确．