2020届高考物理专题训练：机械能守恒定律(两套附详细答案解析)

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2020届高考物理专题训练：机械能守恒定律(两套附详细答案解析)

高考物理专题训练：机械能守恒定律（基础卷）一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．能源是社会发展的基础，下列关于能量守恒和能源的说法正确的是( )A．能量是守恒的，能源是取之不尽，用之不竭的B．能量的耗散反映能量是不守恒的C．开发新能源，是缓解能源危机的重要途径D．对能源的过度消耗将使自然界的能量不断减小，形成“能源危机”【答案】C【解析】能量耗散表明，在能源的利用过程中，虽然能量的数量并未减小，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的变成不便于利用的了。

所以我们要节约能量，不断开发新能源，选项C正确。

2．如图所示，游乐场中，从高处A到水平面B处有两条长度相同的轨道Ⅰ和Ⅱ，其中轨道Ⅰ光滑，轨道Ⅱ粗糙。

质量相等的小孩甲和乙分别沿轨道Ⅰ和Ⅱ从A处滑向B处，两人重力做功分别为W1和W2，则( )A．W1＞W2B．W1＜W2C．W1＝W2D．因小孩乙与轨道Ⅱ的动摩擦因数未知，故无法比较重力做功的大小【答案】C【解析】重力做功等于重力乘以物体沿竖直方向的位移，与路径及粗糙与否无关。

质量相等的两个小孩甲、乙分别沿轨道Ⅰ和Ⅱ从A处滑向B处，重力做功相等，选项C正确。

3．如图所示是某课题小组制作的平抛仪。

M是半径为R固定于竖直平面内的14光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。

M的下端相切处放置着竖直向上的弹簧枪，弹簧枪可发射速度不同、质量均为m的小钢珠，假设某次发射(钢珠距离枪口0.5R)的小钢珠恰好通过M的上端点水平飞出，已知重力加速度为g，则发射该小钢珠前，弹簧的弹性势能为( )A．mgR B．2mgR C．3mgR D．4mgR【答案】B【解析】小钢珠恰好通过M的上端点水平飞出，必有mg＝m，解得mv2＝mgR；弹簧的弹性势能全部转化为小钢珠的机械能，由机械能守恒定律得E P＝mg(0.5R＋R)＋mv2＝2mgR，选项B正确。

2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：机械能守恒定律

2020--2022年三年全国高考物理真题汇编：机械能守恒定律一、单选题1．（2分）如图所示，质量分别为m和2m的小物块Р和Q，用轻质弹簧连接后放在水平地面上，Р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。

若剪断轻绳，Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（）A．μmgk B．2μmgk C．4μmgk D．6μmgk2．（2分）我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭。

如图所示，发射仓内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。

从火箭开始运动到点火的过程中（）A．火箭的加速度为零时，动能最大B．高压气体释放的能量全部转化为火箭的动能C．高压气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量D．高压气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭动能的增加量3．（2分）北京2022年冬奥会首钢滑雪大跳台局部示意图如图所示。

运动员从a处由静止自由滑下，到b处起跳，c点为a、b之间的最低点，a、c两处的高度差为h。

要求运动员经过一点时对滑雪板的压力不大于自身所受重力的k倍，运动过程中将运动员视为质点并忽略所有阻力，则c点处这一段圆弧雪道的半径不应小于（）A．ℎk+1B．ℎk C．2ℎk D．2ℎk−14．（2分）如图，光滑水平地面上有一小车，一轻弹簧的一端与车厢的挡板相连，另一端与滑块相连，滑块与车厢的水平底板间有摩擦。

用力向右推动车厢使弹簧压缩，撤去推力时滑块在车厢底板上有相对滑动。

在地面参考系（可视为惯性系）中，从撤去推力开始，小车、弹簧和滑块组成的系统（）A．动量守恒，机械能守恒B．动量守恒，机械能不守恒C．动量不守恒，机械能守恒D．动量不守恒，机械能不守恒5．（2分）水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。

【高考复习】2020版高考物理全程复习课后练习16 机械能守恒定律(含答案解析)

2020版高考物理全程复习课后练习16机械能守恒定律1.如图所示，水平传送带以v=2 m/s的速率匀速运行，上方漏斗每秒将40 kg的煤粉竖直放到传送带上，然后一起随传送带匀速运动．如果要使传送带保持原来的速率匀速运行，则电动机应增加的功率为( )A．80 W B．160 W C．400 W D．800 W2.如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平地面之间的夹角θ<45°，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长．现让小球自C点由静止释放，在小球滑到底端的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是( )A．小球的动能与重力势能之和保持不变B．小球的动能与重力势能之和先增大后减小C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变D．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变3.如图所示，在倾角为α=30°的光滑斜面上，有一根长为L=0.8 m的轻绳，一端固定在O点，另一端系一质量为m=0.2 kg的小球，沿斜面做圆周运动，取g=10 m/s2，若要小球能通过最高点A，则小球在最低点B的最小速度是( )A．4 m/s B．210 m/s C．2 5 m/s D．2 2 m/s4.取水平地面为零重力势能面．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的正切值为( )A. 3B.33C．1 D.125.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D．斜向下抛的最大6.一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图甲所示．若将一个质量为m小球分别拴在链条右端和左端，如图乙、图丙所示．约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，关于它们的速度关系，下列判断正确的是( )A．v a=v b=v C B．v a<v b<v C C．v C>v a>v b D．v a>v b>v C7.如图所示，一质量为m的刚性圆环套在粗糙的竖直固定细杆上，圆环的直径略大于细杆的直径，圆环的两边与两个相同的轻质弹簧的一端相连，轻质弹簧的另一端固定在和圆环同一高度的墙壁上的P、Q两点处，弹簧的劲度系数为k，起初圆环处于O点，弹簧都处于原长状态且原长为L，细杆上的A、B两点到O点的距离都为L，将圆环拉至A点由静止释放，重力加速度为g，对圆环从A点运动到B点的过程中，下列说法正确的是( )A．圆环通过O点时的加速度小于gB．圆环在O点的速度最大C．圆环在A点的加速度大小为2－2kLmD．圆环在B点的速度大小为2gL8.极限跳伞是世界上流行的空中极限运动，如图所示，它的独特魅力在于跳伞者可以从正在飞行的各种飞行器上跳下，也可以从固定在高处的器械、陡峭的山顶、高地甚至建筑物上纵身而下，并且通常起跳后伞并不是马上自动打开，而是由跳伞者自己控制开伞时间．伞打开前可看成是自由落体运动，打开伞后减速下降，最后匀速下落．如果用h表示人下落的高度，t表示下落的时间，E p表示人的重力势能．E k表示人的动能，E表示人的机械能，v 表示人下落的速度，如果打开伞后空气阻力与速度平方成正比，则下列图象可能正确的是( )9.如图所示，圆柱形的容器内有若干个长度不同、粗糙程度相同的直轨道，它们的下端均固定于容器底部圆心O，上端固定在容器侧壁．若相同的小球以同样的速率，从点O沿各轨道同时向上运动．对它们向上运动过程，下列说法正确的是( )A．小球动能相等的位置在同一水平面上B．小球重力势能相等的位置不在同一水平面上C．运动过程中同一时刻，小球处在同一球面上D．当小球在运动过程中产生的摩擦热相等时，小球的位置不在同一水平面上10.如图所示，质量为m的小球套在与水平方向成α=53°角的固定光滑细杆上，小球用一轻绳通过一光滑定滑轮挂一质量也为m的木块，初始时小球与滑轮在同一水平高度上，这时定滑轮与小球相距0.5 m．现由静止释放小球．已知重力加速度g=10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6.下列说法正确的是( )A．小球沿细杆下滑0.6 m时速度为零B．小球与木块的动能始终相等C．小球的机械能守恒D．小球沿细杆下滑0.3 m时速度为1705m/s11. (多选)如图，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角相同，顶角b处安装一定滑轮．质量分别为M、m(M>m)的滑块，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行，两滑块由静止释放后，沿斜面做匀加速运动．若不计滑轮的质量和摩擦，在两滑块沿斜面运动的过程中( )A．两滑块组成的系统机械能守恒B．重力对M做的功等于M动能的增加量C．轻绳对m做的功等于m机械能的增加量D．两滑块组成的系统的机械能损失等于M克服摩擦力做的功12. (多选)内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为2R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙，将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点，如图所示．由静止释放后( )A．下滑过程中甲球减少的机械能总是等于乙球增加的机械能B．下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点13.如图所示，光滑斜面的下端与半径为R的圆轨道平滑连接．现在使小球从斜面上端距地面高度为2R的A点由静止滑下．进入圆轨道后沿圆轨道运动，轨道摩擦不计．试求：(1)小球到达圆轨道最低点B时的速度大小；(2)小球在最低点B时对轨道的压力大小；(3)小球在某高处脱离圆轨道后能到达的最大高度．14.如图所示，质量为m的小球从四分之一光滑圆弧轨道顶端由静止释放，从轨道末端O点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的P点．以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程y=6－x2(单位：m)，小球质量m=0.4 kg，圆弧轨道半径R=1.25 m，g取10 m/s2，求：(1)小球对圆弧轨道末端的压力大小．(2)小球从O点到P点所需的时间(结果可保留根号)．答案解析2.答案为：B；解析：小球与弹簧组成的系统在整个过程中，机械能守恒，弹簧处于原长时弹性势能为零，小球从C点运动到最低点过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，所以小球的动能与重力势能之和先增大后减小，A项错，B项对；小球的重力势能不断减小，所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和不断增大，C项错；小球的初、末动能均为零，所以整个过程中小球的动能先增大后减小，所以小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大，D项错．5.答案为：A；解析：根据机械能守恒定律可知，落地时三个小球的速度大小相同．v C =14gL4，故v C >v a >v b ，选项C 正确． 7.答案为：D ；解析：圆环通过O 点时两弹簧处于原长，圆环水平方向没有受到力的作用，因此没有滑动摩擦力，此时圆环仅受到竖直向下的重力，因此通过O 点时加速度大小为g ，故A 项错误；圆环在受力平衡处速度最大，而在O 点圆环受力不平衡做加速运动，故B 项错误；圆环在整个过程中与粗糙细杆之间无压力，不受摩擦力影响，在A 点对圆环进行受力分析，其受重力及两弹簧拉力作用，合力向下，满足mg ＋2×(2－1)kL·cos45°=ma，解得圆环在A点的加速度大小为2－2kLm＋g ，故C 项错误；圆环从A 点到B 点的过程，根据机械能守恒知，重力势能转化为动能，即2mgL=12mv 2，解得圆环在B 点的速度大小为2gL ，故D项正确．8.答案为：B ；解析：人先做自由落体运动，由机械能守恒可得E k =ΔE p =mgh ，与下落的高度成正比，打开降落伞后做加速度逐渐减小的减速运动，由动能定理得：ΔE k =(f －mg)Δh，随速度的减小，阻力减小，由牛顿第二定律可知，人做加速度减小的减速运动，最后当阻力与重力大小相等后，人做匀速直线运动，所以动能先减小得快，后减小得慢，当阻力与重力大小相等后，动能不再发生变化，而机械能继续减小，故B 正确，A 、C 、D 错误． 9.答案为：D ；解析：小球从底端开始，运动到同一水平面，小球克服重力做的功相同，设小球上升高度为h ，直轨道与容器侧壁之间的夹角为θ，则小球克服摩擦力做功W f =μmgsinθhcosθ，因为θ不同，克服摩擦力做的功不同，动能一定不同，A 项错误；小球的重力势能只与其高度有关，故重力势能相等时，小球一定在同一水平面上，B 项错误；若运动过程中同一时刻，小球处于同一球面上，t=0时，小球位于O 点，即O 为球面上一点；设直轨道与水平面的夹角为θ，则小球在时间t 0内的位移x 0=vt 0＋12at 20，a=－(gsinθ＋μgcosθ)，由于x 02sinθ与θ有关，故小球一定不在同一球面上，C 项错误，运动过程中，摩擦力做功产生的热量等于克服摩擦力所做的功，设轨道与水平面间夹角为θ，即Q=μmglcosθ=μmgx，x 为小球的水平位移，Q 相同时，x 相同，倾角不同，所以高度h 不同．D 项正确． 10.答案为：D ；解析：当小球沿细杆下滑0.6 m 时，由几何关系知，木块高度不变，小球下降了h 1=0.6sin53° m=0.48 m，由运动的合成与分解得v 木=v 球cos53°，由小球与木块组成的系统机械能守恒有mgh 1=12mv 2木＋12mv 2球，解得v 球＞0，A 错误；小球与木块组成的系统机械能守恒，C 错误；设轻绳与细杆的夹角为θ，由运动的合成与分解得v′木=v′球cosθ，当小球沿细杆下滑0.3 m 时，根据几何关系，θ=90°，木块速度为零，小球下降了h 2=0.3sin53° m=0.24 m，12.答案为：AD ；解析：由题意知，甲、乙两球组成的系统机械能守恒，故甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能，所以A 正确；在甲下滑的过程中，甲、乙两球的动能在增加，故甲球减少的重力势能大于乙球增加的重力势能，所以B 错误；由于甲的质量小于乙的质量，根据滑动过程机械能守恒知，甲不能下滑到最低点，所以C 错误；根据滑动过程机械能守恒，杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点，故D 正确． 13.解：(1)小球从A 运动到B 的过程中，由机械能守恒定律mg ·2R=12mv 2，解得v=2gR.(2)在B 点，由牛顿第二定律得FN B －mg=m v2R，解得FN B =5mg ，由牛顿第三定律知，小球在最低点B 时对轨道的压力大小为5mg.(3)根据机械能守恒，小球不可能到达圆周最高点，但在圆心以下的圆弧部分速度不等于0，轨道弹力不等于0，小球不会离开轨道．设小球在C 点(OC 与竖直方向的夹角为θ)脱离圆轨道，则在C 点轨道弹力为0，有mgcos θ=m v 2CR，小球从A 到C 的过程中，由机械能守恒定律得mg ·2R=mgR(1＋cos θ)＋12mv 2C ，由以上两式得cos θ=23，v C =2gR3.离开C 点后小球做斜上抛运动，水平分速度为v C cos θ，设小球离开圆轨道后能到达最大高度为h 的D 点，则D 点的速度，即水平分速度大小等于v C cos θ，从A 点到D 点的过程中由机械能守恒定律得mg ·2R=12m(v C cos θ)2＋mgh ，解得h=5027R.。

2020届全国高考物理一轮专题集训《机械能守恒定律》测试含答案和详细解析

绝密★启用前2020届全国高考物理一轮专题集训《机械能守恒定律》测试本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分第Ⅰ卷一、选择题(共15小题,每小题4.0分,共60分)1.一质量为m的木块静止在光滑的水平面上，从t＝0开始，将一个大小为F的水平恒力作用在该木块上，在t＝T时刻F的功率是()A．B．C．D．2.在下面列举的各例中，若不考虑阻力作用，则物体的机械能发生变化的是()A．用细杆拴着一个物体，以杆的另一端为固定轴，使物体在光滑水平面上做匀速圆周运动B．细杆拴着一个物体，以杆的另一端为固定轴，使物体在竖直平面内做匀速圆周运动C．物体沿光滑的曲面自由下滑D．用一沿固定斜面向上、大小等于物体所受摩擦力的拉力作用在物体上，使物体以一定的初速度沿斜面向上运动3.如图所示，固定在水平面上的光滑斜面倾角为θ＝30°，物体A、B通过细绳及轻弹簧连接于光滑轻滑轮两侧，P为固定在斜面上且与斜面垂直的光滑挡板，物体A、B的质量分别为m和4m，开始时用手托住物体A，滑轮两边的细绳恰好伸直，且左边的细绳与斜面平行，弹簧处于原长状态，A距离地面高度为h，放手后A从静止开始下降，在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，空气阻力不计，下列关于物体A的说法正确的是()A．在下落至地面前的过程中机械能守恒B．在下落至地面前的瞬间速度不一定为零C．在下落至地面前的过程中对轻弹簧做的功为mghD．在下落至地面前的过程中可能一直在做加速运动4.(多选)关于力对物体做功的功率，下面几种说法中正确的是 ()．A．力对物体做功越多，这个力的功率就越大B．力对物体做功的时间越短，这个力的功率就越大C．力对物体做功少，其功率也可能很大；力对物体做功多，其功率也可能较小D．功率是表示做功快慢的物理量，而不是表示做功大小的物理量5.在水平冰面上，一辆质量为1×103kg的电动雪橇做匀速直线运动，关闭发动机后，雪橇滑行一段距离后停下来，其运动的v—t图象如图所示，那么关于雪橇运动情况以下判断正确的是(g取10 m/s2)()A．关闭发动机后，雪橇的加速度为－2 m/s2B．雪橇停止前30 s内通过的位移是150 mC．雪橇与水平冰面间的动摩擦因数约为0.03D．雪橇匀速运动过程中发动机的功率为5×103W6.材料相同的A、B两块滑块质量mA＞mB，在同一个粗糙的水平面上以相同的初速度运动，则它们的滑行距离xA和xB的关系为（）A．xA＞xBB．xA=xBC．xA＜xBD．无法确定7.如图所示，在加速运动的车厢中，一个人用力沿车前进的方向推车厢，已知人与车厢始终保持相对静止，那么人对车厢做功的情况是()A．做正功B．做负功C．不做功D．无法确定8.如图所示，质量相同的物体a和b，用不可伸长的轻绳跨接在光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在光滑的水平桌面上．初始时用力拉住b使a、b静止，撤去拉力后，a开始运动，在a下降的过程中，b始终未离开桌面．在此过程中()A．a物体的机械能守恒B．a、b两物体机械能的总和不变C．a物体的动能总等于b物体的动能D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和不为零9.关于能量耗散，下列说法中正确的是()A．能量耗散是指在一定条件下，能量在转化过程中总量减少了B．能量耗散表明能量守恒定律具有一定的局限性C．能量耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上越来越少D．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性10.物体1的重力势能E p1＝3 J，物体2的重力势能E p2＝－3 J，则() A．E p1＝E p2B．E p1＞E p2C．E p1＜E p2D．无法判断11.以下关于物体的动能的叙述中，正确的是()A．速度不变、运动物体的质量发生变化，它的动能不一定变化B．质量不变、运动物体的速度大小发生变化，它的动能不一定会变化C．速度减半，质量增大到原来的4倍，物体的动能是原来的2倍D．质量减半、速度增大到原来的2倍，物体的动能是原来的2倍12.下列各种能源属于“可再生能源”的是()A．水流能B．核能C．石油D．煤炭13.如图所示，小朋友在荡秋千．他从P点向右运动到Q点的过程中，重力势能的变化情况是()A．先增大，后减小B．先减小，后增大C．一直减小D．一直增大14.关于功率，下列说法正确的是()A．由P＝可知，只要知道W和t的值就可以计算出任意时刻的功率B．由P＝Fv可知，汽车的功率一定与它的速度成正比C．由P＝Fv可知，牵引力一定与速度成反比D．当P一定时，牵引力一定与速度成反比15.在探究弹簧的弹性势能的表达式时，下面的猜想有一定道理的是()A．重力势能与物体离地面的高度有关，弹性势能与弹簧的伸长量有关，重力势能与重力的大小有关，弹性势能可能与弹力的大小有关，而弹力的大小又与弹簧的劲度系数k有关，因此弹性势能可能与弹簧的劲度系数k和弹簧的伸长量的二次方x2有关B． A选项中的猜想有一定道理，但不应该与x2有关，而应该是与x3有关C． A选项中的猜想有一定道理，但应该是与弹簧伸长量的一次方，即x有关D．上面三个猜想都没有可能性第Ⅱ卷二、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)16.如图所示，摆球质量为m，悬线的长为l，把悬线拉到水平位置后放手．设在摆球运动过程中空气阻力F f的大小不变，求摆球从A运动到竖直位置B时，重力mg、绳的拉力F T、空气阻力F f各做了多少功？17.盘在地面上的一根不均匀的金属链重30 N，长1 m，从甲端缓慢提至乙端恰好离地时需做功10 J．如果改从乙端缓慢提至甲端恰好离地要做多少功？(取g＝10 m/s2)18.如图所示，让摆球从图中A位置由静止开始下摆，正好摆到最低点B位置时线被拉断．设摆线长l＝1.6 m，O点离地高H＝5.8 m，不计绳断时的机械能损失，不计空气阻力，g取10 m/s2，求：(1)摆球刚到达B点时的速度大小；(2)落地时摆球的速度大小．19.质量为M的木板放在光滑水平面上，如图所示．一个质量为m的滑块以某一速度沿木板表面从A点滑至B点，在木板上前进了l，同时木板前进了x，若滑块与木板间的动摩擦因数为μ，求摩擦力对滑块、对木板所做的功各为多少？滑动摩擦力对滑块、木板做的总功是多少？答案解析1.【答案】B【解析】木块的加速度a＝，t＝T时的速度v＝aT＝，瞬时功率P＝Fv＝.2.【答案】B【解析】物体若在水平面内做匀速圆周运动，动能、势能均不变，物体的机械能不变；物体在竖直平面内做匀速圆周运动，动能不变、势能改变，故物体的机械能发生变化；物体沿光滑的曲面自由下滑，只有重力做功，机械能守恒；用一沿固定斜面向上、大小等于物体所受摩擦力的拉力作用在物体上，使物体以一定的初速度沿斜面向上运动时，除重力以外的力做功之和为零，物体的机械能守恒，故选B.3.【答案】C【解析】A从静止到下落过程中，系统中只有重力和弹簧的弹力做功，所以在A下落至地面的过程中系统的机械能守恒，而A的机械能不守恒，故A错误；在A下落至地面前的瞬间，物体B恰好对挡板无压力，以B为研究对象，据平衡求得此时弹簧的弹力为F T＝4mg sin 30°＝2mg；再以A为研究对象，当A静止释放的瞬间，A受重力mg，其合力方向向下，大小为mg；当A落地瞬间，A 受重力mg和弹簧的弹力2mg，其合力向上，大小为mg，A做简谐运动，据对称性可知，落地瞬间其速度为零；据弹簧振子的运动情况可知，A向下运动时，先做加速度减小的加速运动，然后做加速度逐渐增大的减速运动，故B、D错误；据A做简谐运动和机械能守恒可知，A落地瞬间，A 的重力势能完全转化为弹簧的弹性势能，所以弹簧的弹力做功为mgh，故C正确．4.【答案】CD【解析】功率P＝，表示单位时间内所做的功，当t一定时，W越大，P越大；当W一定时，t 越小，P越大．单纯只强调两个因素中的一个，而不说另一个因素的说法是错误的，故A、B错误；如果W小，但当t很小时，P也可能很大；如果W较大，但t很大时，P也可能较小，所以C正确；由P＝可知P是表示做功快慢的物理量，P越大，反映的是单位时间内做功越多，也就是做功越快．5.【答案】D【解析】关闭发动机后，雪橇的加速度为a＝m/s2＝－0.5 m/s2，故A错误．雪橇停止前30 s内通过的位移是s＝×(30＋10)×10＝200 m，故B错误．关闭发动机后，a＝＝0.5 m/s2，得：μ＝0.05，故C错误；雪橇匀速运动过程中发动机的功率为P＝Fv＝μmgv＝5×103W，故D正确．6.【答案】B【解析】在A滑块滑行过程中，运用动能定理得：0﹣mAv02=﹣μmAgxA解得：xA=在B滑块滑行过程中，运用动能定理得：0﹣mBv02=﹣μmBxB得：xB=所以xA=xB7.【答案】B【解析】人随车一起向车前进的方向加速运动，表明车对人在水平方向上的合力向前，根据牛顿第三定律，人对车在水平方向的合力与车运动方向相反，由于人对车的压力对车不做功，故人对车做负功，B正确．8.【答案】B【解析】a物体下落过程中，有绳子的拉力做功，其机械能不守恒，故A错误；对于a、b两个物体组成的系统，只有重力做功，所以a、b两物体机械能守恒，故B正确；将b的实际速度进行分解，如图：由图可知v a＝v b cosθ，即a的速度小于b的速度，故a的动能小于b的动能，故C错误；在极短时间t内，绳子对a的拉力和对b的拉力大小相等，绳子对a做的功等于－F T v a t，绳子对b的功等于拉力与拉力方向上b的位移的乘积，即：F T v b cosθt，又v a＝v b cosθ，所以绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的绝对值相等，二者代数和为零，故D错误．9.【答案】D【解析】能量耗散是不可避免的，但是能量耗散也遵守能量守恒定律，故选D.10.【答案】B【解析】E p1＞ 0，在零势能面以上；E p2＜0，在零势能面以下．11.【答案】D【解析】由动能的表达式可知，速度不变，而质量发生变化时，动能一定发生变化，故A错误；质量不变、运动物体的速度大小发生变化，它的动能一定会变化，故B错误；速度减半，质量增大的原来的4倍时，它的动能不变，故C错误；质量减半、速度增大到原来的2倍时，动能变为原来的2倍，故D正确．12.【答案】A【解析】核能、石油、天然气都属于不可再生能源，只有水流能是可再生能源，即选项A符合题意．13.【答案】B【解析】小朋友在荡秋千．他从P点向右运动到Q点的过程中，以最低点所在面为零势能面，高度先减小后增大，由E p＝mgh可知，重力势能先减小后增大，故B正确，A、C、D错误．14.【答案】D【解析】公式P＝求的是这段时间内的平均功率，不能求瞬时功率，故A错误；由P＝Fv知，当汽车牵引力一定时，汽车的功率与速度成正比，故B错误；功率等于牵引力与运动速度的乘积，当功率一定时，牵引力与速度成反比，当功率不一定时，牵引力不一定与速度成反比，故C错误；在功率一定时，牵引力与运动速度成反比，故D正确．15.【答案】A【解析】根据重力做功与重力势能变化的关系，类比弹力做功与弹性势能变化的关系，有理由猜想：重力势能E p＝Fl＝mgh；弹性势能E p也应与弹力F＝kx与伸长量x的乘积有关．即可得E p与x2有关．故本题猜想中A是有依据的，因此也是可能的．故本题应选A.16.【答案】W G＝mgl W T＝0W f＝－F fπl【解析】因为拉力F T在运动过程中始终与运动方向垂直，故不做功，即W T＝0.重力在整个运动过程中始终不变，小球在重力方向上的位移为AB在竖直方向上的投影OB，且OB ＝l，所以重力做功W G＝mgl.空气阻力虽然大小不变，但方向不断改变，且任何时刻都与运动方向相反，即沿圆弧的切线方向，因此属于变力做功问题．如果将分成许多小段弧，使每一小段弧小到可以看成直线，在每一小段弧上F f的大小、方向可以认为是不变的(即为恒力)，这样就把变力做功的问题转化为了恒力做功的问题，如图所示．因此F f所做的总功等于每一小段弧上F f所做功的代数和．即W f＝－(F fΔl1＋F fΔl2＋…)＝－F fπl，故重力mg做的功为mgl，绳子拉力F T做的功为零，空气阻力F f做的功为－F fπl.17.【答案】20 J【解析】设绳子的重心离乙端距离为x，则当乙端刚离开地面时有mgx＝10 J，可得：x＝m.则绳子的重心离甲端为m，可知从乙端缓慢提至甲端恰好离地要做功W＝mg(1－x)＝20 J.18.【答案】(1)4 m/s(2)10 m/s2020届全国高考物理一轮专题集训《机械能守恒定律》测试含答案和详细解析11 / 11 【解析】(1)摆球由A 到B 的过程中只有重力做功，故机械能守恒．根据机械能守恒定律得mg (1－sin 30°)l ＝mv ，得v B ＝＝＝m/s ＝4 m/s.(2)设摆球落地点为题图中的D 点，则摆球由B 到D 过程中只有重力做功，机械能守恒．根据机械能守恒定律得mv －mv ＝mg (H －l )得v D ＝＝m/s ＝10 m/s.19.【答案】－μmg (l ＋x ) μmgx －μmgl【解析】由题图可知，木板的位移为lM ＝x 时，滑块的位移为lm ＝l ＋x ，m 与M 之间的滑动摩擦力F f ＝μmg .由公式W ＝Fl cos α可得，摩擦力对滑块所做的功为Wm ＝μmglm cos 180°＝－μmg (l ＋x )，负号表示做负功．摩擦力对木板所做的功为WM ＝μmglM ＝μmgx .这对滑动摩擦力做的总功：W ＝Wm ＋WM ＝－μmg (l ＋x )＋μmgx ＝－μmgl。

2020届高考物理一轮复习：第五章机械能及其守恒定律第3讲机械能守恒定律及其应用(含解析)

板块三限时规范特训时间：45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为单选，7～10为多选)1．关于弹性势能，下列说法中正确的是()A．当弹簧变长时弹性势能一定增大B．当弹簧变短时弹性势能一定减小C．在拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大D．弹簧在拉伸时弹性势能一定大于压缩时的弹性势能答案 C解析当弹簧处于压缩状态时，弹簧变长时弹力做正功，弹性势能减小。

弹簧变短时，弹力做负功，弹性势能增加，故A、B错误。

当拉伸长度相同时，k越大的弹簧的弹性势能越大，故C正确。

当k 相同时，伸长量与压缩量相同的弹簧，弹性势能也相同，故D错误。

2．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。

3. [2017·福建福州模拟]如图所示，竖立在水平面上的轻弹簧，下端固定，将一个金属球放在弹簧顶端(球与弹簧不连接)，用力向下压球，使弹簧被压缩，并用细线把小球和地面拴牢如图甲所示。

烧断细线后，发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动如图乙所示。

那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中，(不计空气阻力)下列说法正确的是()A．弹簧、小球所构成的系统机械能守恒B．球刚脱离弹簧时动能最大C．球所受合力的最大值等于重力D．小球所受合外力为零时速度最小答案 A解析烧断细线后，小球受重力和弹力作用，故弹簧、小球所构成的系统机械能守恒，A正确；小球受到重力和向上的弹力两个力，弹簧的弹力先大于重力，小球加速上升，后弹力小于重力，小球减速上升，所以球的动能先增大后减小，当加速度等于零时，此时所受的合力为零，即小球受到的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最大，动能最大，此时弹簧尚处于压缩状态，故B、D错误；小球脱离弹簧后还能继续向上运动，由简谐运动的对称性可知，小球所受合力的最大值(在最低点)大于重力，C错误。

高考物理《机械能守恒定律》真题练习含答案

高考物理《机械能守恒定律》真题练习含答案1．[2024·上海市新中中学月考]如图，将质量为m 的篮球从离地高度为h 的A 处，以初始速度v 抛出，篮球恰能进入高度为H 的篮圈．不计空气阻力和篮球转动的影响，经过篮球入圈位置B 的水平面为零势能面，重力加速度为g .则篮球经过位置B 时的机械能为( )A ．12 m v 2B ．12 m v 2＋mg (h －H )C ．12 m v 2＋mg (H －h )D ．12 m v 2＋mgh答案：B解析：不计空气阻力和篮球转动的情况下，篮球运动过程中机械能守恒，篮球经过B 点的机械能等于在A 点的机械能．以B 点所在的水平面为零势能面，篮球在A 点的重力势能E p ＝－mg (H －h )＝mg (h －H )，则机械能E ＝E k ＋E p ＝12m v 2＋mg (h －H )，B 正确．2.如图所示，一根轻质弹簧左端固定，现使滑块沿光滑水平桌面滑向弹簧，在滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧的( )A ．弹力越来越大，弹性势能越来越大B ．弹力越来越小，弹性势能越来越小C ．弹力先变小后变大，弹性势能越来越小D ．弹力先变大后变小，弹性势能越来越大答案：A解析：滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧形变量越来越大，根据F ＝kx 得弹力越来越大，滑块接触到弹簧直到速度减为零的过程中，弹簧弹力一直做负功，物块的动能逐渐转化为弹簧的弹性势能，弹簧的弹性势能越来越大，A 正确．3.利用双线可以稳固小球在竖直平面内做圆周运动而不易偏离竖直面，如一根长为2L 的细线系一质量为m 的小球，两线上端系于水平横杆上，A 、B 两点相距也为L ，若小球恰能在竖直面内做完整的圆周运动，则小球运动到最低点时，每根线承受的张力为( )A ．6mgB ．23 mgC ．5mgD ．533 mg答案：B解析：小球恰好过最高点时有mg ＝m v 21R，解得v 1＝32gL ，由机械能守恒定律得mg ×3 L ＝12 m v 22 －12 m v 21 ，由牛顿第二定律得3 F －mg ＝m v 22 32L ，联立以上各式解得F ＝23 mg ，B 正确．4.[2024·河北省张家口市张垣联盟联考]有一条均匀金属链条，一半长度在光滑的足够高斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为30°，另一半长度竖直下垂，由静止释放后链条滑动，已知重力加速度g ＝10 m/s 2，链条刚好全部滑出斜面时的速度大小为522 m/s ，则金属链条的长度为( )A ．0.6 mB ．1 mC ．2 mD ．2.6 m 答案：C解析：设链条的质量为2m ，以开始时链条的最高点所在水平面为零势能面，链条的机械能为E ＝E p ＋E k ＝－12 ×2mg ×L 4 sin θ－12 ×2mg ×L 4 ＋0＝－14 mgL (1＋sin θ)，链条全部滑出后，动能为E ′k ＝12 ×2m v 2，重力势能为E ′p ＝－2mg L2 ，由机械能守恒可得E ＝E ′k ＋E ′p ，即－14mgL (1＋sin θ)＝m v 2－mgL ，解得L ＝2 m ，C 正确．5．[2024·山东省济宁市期中考试]有一竖直放置的“T”形架，表面光滑，滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上，A 、B 用一根不可伸长的轻细绳相连，A 、B 质量相等，且可看做质点，如图所示，开始时细绳水平伸直，A 、B 静止．由静止释放B 后，已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时，滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ，则连接A 、B 的绳长为( )A ．4v 2gB ．3v 2gC ．2v 23gD ．4v 23g答案：D解析：如图所示，将A 、B 的速度分解为沿绳的方向和垂直于绳的方向，两物体沿绳子的方向速度大小相等，则有v B cos 60°＝v A cos 30°，解得v A ＝33v ，由于A 、B 组成的系统只有重力做功，所以系统机械能守恒，B 减小的重力势能全部转化为A 和B 的动能，有mgh ＝12 m v 2A ＋12 m v 2B ，解得h ＝2v 23g ，绳长L ＝2h ＝4v 23g，D 正确．6.(多选)如图所示，轻弹簧的一端固定在O 点，另一端与质量为m 的小球连接，小球套在光滑的斜杆上，初始时小球位于A 点，弹簧竖直且长度为原长L .现由静止释放小球，当小球运动至B 点时弹簧水平，且长度再次变为原长．关于小球从A 点运动到B 的过程，以下说法正确的是( )A ．小球的机械能守恒B ．小球运动到B 点时的速度最大 C.小球运动到B 点时的速度为0D ．小球运动到B 点时的速度为2gL答案：BD解析：在小球向下运动的过程中，弹簧的弹力做功，并不是只有重力做功，小球的机械能不守恒，A 错误；从A 到B 的过程中，弹簧弹力做功为零，小球的重力做正功最多，由动能定理得小球的速度最大，B 正确，C 错误；小球运动到B 点时，弹簧为原长，由系统的机械能守恒定律得mgL ＝12m v 2，解得v ＝2gL ，D 正确．7.(多选)在竖直平面内，一根光滑金属杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为y ＝2.5cos (kx ＋23 π)(单位：m)，式中k ＝1 m －1，将一光滑小环套在该金属杆上，并从x ＝0处以v 0＝5m/s 的初速度沿杆向下运动，取重力加速度g ＝10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A.当小环运动到x ＝π3 时的速度大小v 1＝52 m/sB.当小环运动到x ＝π3 时的速度大小v 1＝5 m/sC ．该小环在x 轴方向最远能运动到x ＝56 π处D ．该小环在x 轴方向最远能运动到x ＝76 π处答案：AC解析：当x ＝0时，y 0＝－1.25 m ；当 x ＝π3 时，y 1＝－2.5 m ．由机械能守恒定律得mg (y 0－y 1)＝12 m v 21 －12 m v 20 ，解得v 1＝52 m/s ，A 正确，B 错误；设小球速度为零时上升的高度为h ，由机械能守恒定律得mgh ＝12 m v 20 ，解得h ＝1.25 m ，即y ＝0，代入曲线方程可得x ＝56π，C 正确，D 错误．8.如图所示，在竖直平面内有一半径为R 的四分之一圆弧轨道BC ，与竖直轨道AB 和水平轨道CD 相切，轨道均光滑．现有长也为R 的轻杆，两端固定质量为m 的小球a 、质量为2m 的小球b (均可视为质点)，用某装置控制住小球a ，使轻杆竖直且小球b 与B 点等高，然后由静止释放，杆将沿轨道下滑．设小球始终与轨道接触，重力加速度为g .则( )A ．下滑过程中a 球机械能增大B ．下滑过程中b 球机械能守恒C ．小球a 滑过C 点后，a 球速度大于26mgR3D ．从释放至a 球到滑过C 点的过程中，轻杆对b 球做正功为23 mgR答案：D解析：下滑过程中，若以两球为整体，只有重力做功，则有系统的机械能守恒，若分开单独分析，杆对a 球做负功，a 球的机械能减小，杆对b 球做正功，b 球的机械能增加，A 、B 错误；若以两球为整体，只有重力做功，则有系统的机械能守恒，则有mg ·2R ＋2mgR ＝12(m ＋2m )v 2，解得v ＝26gR 3 ，C 错误；对b 球分析，由动能定理可得W ＋2mgR ＝12 ·2m v 2，W ＝12 ·2m v 2－2mgR ＝23 mgR ，杆对b 球做正功为23mgR ，D 正确．9．[2024·浙江1月]类似光学中的反射和折射现象，用磁场或电场调控也能实现质子束的“反射”和“折射”．如图所示，在竖直平面内有三个平行区域Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ，Ⅰ区宽度为d ，存在磁感应强度大小为B 、方向垂直平面向外的匀强磁场，Ⅱ区的宽度很小．Ⅰ区和Ⅲ区电势处处相等，分别为φⅠ和φⅢ，其电势差U ＝φⅠ－φⅢ.一束质量为m 、电荷量为e 的质子从O 点以入射角θ射向Ⅰ区，在P 点以出射角θ射出，实现“反射”；质子束从P 点以入射角θ射入Ⅱ区，经Ⅱ区“折射”进入Ⅲ区，其出射方向与法线夹角为“折射”角．已知质子仅在平面内运动，单位时间发射的质子数为N ，初速度为v 0，不计质子重力，不考虑质子间相互作用以及质子对磁场和电势分布的影响．(1)若不同角度射向磁场的质子都能实现“反射”，求d 的最小值；(2)若U ＝m v 20 2e，求“折射率”n (入射角正弦与折射角正弦的比值)；(3)计算说明如何调控电场，实现质子束从P 点进入Ⅱ区发生“全反射”(即质子束全部返回Ⅰ区)；(4)在P 点下方距离3m v 0eB 处水平放置一长为4m v 0eB的探测板CQD (Q 在P 的正下方)，CQ 长为m v 0eB ，质子打在探测板上即被吸收中和．若还有另一相同质子束，与原质子束关于法线左右对称，同时从O 点射入Ⅰ区，且θ＝30°，求探测板受到竖直方向力F 的大小与U 之间的关系．答案：(1)2m v 0Be (2)2 (3)U ≤－m v 20 cos 2θ2e(4)见解析解析：(1)根据牛顿第二定律 Be v 0＝m v 20r不同角度射向磁场的质子都能实现“反射”，d 的最小值为 d min ＝2r ＝2m v 0Be(2)设水平方向为x 方向，竖直方向为y 方向，x 方向速度不变，y 方向速度变小，假设折射角为θ′，根据动能定理Ue ＝12 m v 21 －12 m v 20 解得 v 1＝2 v 0 根据速度关系 v 0sin θ＝v 1sin θ′ 解得n ＝sin θsin θ′ ＝v 1v 0＝2 (3)全反射的临界情况：到达Ⅲ区的时候y 方向速度为零，即 Ue ＝0－12 m (v 0cos θ)2可得U ＝－m v 20 cos 2θ2e即应满足U ≤－m v 20 cos 2θ2e(4)临界情况有两个：1、全部都能打到，2、全部都打不到的情况，根据几何关系可得 ∠CPQ ＝30°所以如果U ≥0的情况下，折射角小于入射角，两边射入的粒子都能打到板上，分情况讨论如下：①当U ≥0时 F ＝2Nm v y 又eU ＝12 m v 2y－12 m (v 0cos θ)2 解得 F ＝2Nm34v 20 ＋2eUm②全部都打不到板的情况，根据几何知识可知当从Ⅱ区射出时速度与竖直方向夹角为60°时，粒子刚好打到D 点，水平方向速度为v x ＝v 02所以v y ＝v x tan 60° ＝36 v 0又eU ＝12 m v 2y－12 m (v 0cos θ)2 解得 U ＝－m v 20 3e即当U <－m v 203e 时F ＝0③部分能打到的情况，根据上述分析可知条件为(－m v 203e ≤U <0)，此时仅有O 点右侧的一束粒子能打到板上，因此F ＝Nm v y 又eU ＝12 m v 2y－12 m (v 0cos θ)2 解得 F ＝Nm 34v 20 ＋2eUm。

2020高考物理一轮复习专题5-3 机械能守恒定律(精讲)附答案

专题5.3 机械能守恒定律1．掌握重力势能、弹性势能的概念，并能计算。

2．掌握机械能守恒的条件，会判断物体的机械能是否守恒。

3．掌握机械能守恒定律的三种表达形式，理解其物理意义，并能熟练应用。

知识点一重力做功与重力势能1．重力做功的特点(1)重力做功与路径无关，只与初末位置的高度差有关。

(2)重力做功不引起物体机械能的变化。

2．重力势能(1)公式：E p＝mgh。

(2)特性：①标矢性：重力势能是标量，但有正、负，其意义是表示物体的重力势能比它在参考平面上大还是小，这与功的正、负的物理意义不同。

②系统性：重力势能是物体和地球所组成的“系统”共有的。

③相对性：重力势能的大小与参考平面的选取有关。

重力势能的变化是绝对的，与参考平面的选取无关。

3．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：重力对物体做的功等于物体重力势能的减少量。

即W G＝E p1－E p2＝－ΔE p。

知识点二弹性势能1．定义：物体由于发生弹性形变而具有的能．2．弹力做功与弹性势能变化的关系：弹力做正功，弹性势能减小；弹力做负功，弹性势能增加，即W＝－ΔE P.知识点三机械能守恒定律及其应用1．机械能：动能和势能统称为机械能，其中势能包括重力势能和弹性势能.2．机械能守恒定律(1)内容：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变.(2)守恒条件：只有重力或系统内弹力做功．(3)常用的三种表达式：①守恒式：E1＝E2或E k1＋E P1＝E k2＋E P2.(E1、E2分别表示系统初末状态时的总机械能)②转化式：ΔE k＝－ΔE P或ΔE k增＝ΔE P减.(表示系统势能的减少量等于动能的增加量)③转移式：ΔE A＝－ΔE B或ΔE A增＝ΔE B减.(表示系统只有A、B两物体时，A增加的机械能等于B减少的机械能)考点一机械能守恒的理解与判断【典例1】（2019·浙江选考）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确的是（）A．加速助跑过程中，运动员的动能增加B．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加【答案】B【解析】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加，B 错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的重力势能增加，C正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D正确。

人教版高中物理必修二 8.4 机械能守恒定律练习(含答案)

机械能守恒定律练习一、单选题1.下列所述的物体在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. 火箭升空过程D. 拉着物体沿光滑斜面匀速上升【答案】B【解析】解：A、跳伞运动员在空中匀速下降，动能不变，重力势能减小，因机械能等于动能和势能之和，则机械能减小。

故A错误。

B、忽略空气阻力，物体竖直上抛，只有重力做功，机械能守恒，故B正确。

C、火箭升空，动力做功，机械能增加。

故C错误。

D、物体沿光滑斜面匀速上升，动能不变，重力势能在增加，所以机械能在增大。

故D错误。

故选：B。

物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹簧弹力做功，或看物体的动能和势能之和是否保持不变，即采用总量的方法进行判断。

解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法，1、看是否只有重力做功。

2、看动能和势能之和是否不变。

2.安徽芜湖方特水上乐园是华东地区最大的水上主题公园。

如图为彩虹滑道，游客先要从一个极陡的斜坡落下，接着经过一个拱形水道，最后达到末端。

下列说法正确的是( )A. 斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，否则游客经过拱形水道的最高点时可能飞起来B. 游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，重力一直做正功C. 游客从斜坡下滑到最低点时，游客对滑道的压力最小D. 游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能消失了【答案】A【解析】解：A、斜坡的高度和拱形水道的高度差要设计合理，不能让游客经过拱形水A正确；B、游客从斜坡的最高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客的位置是先降低后升高，所以重力先做正功后做负功，故B错误；C、游客从斜坡上下滑到最低点时，加速度向上，处于超重状态，游客对滑道的压力最大，故C错误；D、游客从最高点直至滑到最终停下来过程中，游客的机械能没有消失，而是转化为其他形式的能(内能)，故D错误。

故选：A。

高点运动到拱形水道最高点的过程中，游客是先降低后升高的；游客在最低点时，其加速度向上，游客处于超重状态；整个过程是符合能量守恒的，机械能不是消失，而是转化为其它形式的能。

【高考复习】2020版高考物理考点规范练习本15 机械能守恒定律及其应用(含答案解析)

2020版高考物理考点规范练习本15机械能守恒定律及其应用1.如图所示，在地面上以速度v 0抛出质量为m 的物体，抛出后物体落到比地面低h 的海平面上．若以地面为零势能面而且不计空气阻力，则①物体到海平面时的势能为mgh②重力对物体做的功为mgh ③物体在海平面上的动能为12mv 20＋mgh ④物体在海平面上的机械能为12mv 20 其中正确的是( )A ．①②③B ．②③④C ．①③④D ．①②④2.如图所示，从竖直面上大圆(直径d)的最高点A ，引出两条不同的光滑轨道，端点都在大圆上，同一物体由静止开始，从A 点分别沿两条轨道滑到底端，则( )A ．所用的时间相同B ．重力做功都相同C ．机械能不相同D ．到达底端时的动能相等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12mv 2 C ．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 24.如图所示,竖立在水平面上的轻弹簧,下端固定,将一个金属球放在弹簧顶端(球与弹簧不连接),用力向下压球,使弹簧被压缩,并用细线把小球和地面拴牢(图甲)。

烧断细线后,发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动(图乙)。

那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,(不计空气阻力)下列说法正确的是( )A.弹簧、小球所构成的系统机械能守恒B.球刚脱离弹簧时动能最大C.球所受合力的最大值等于重力D.小球所受合外力为零时速度最小5.如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板m'的左端,右端与小木块m连接,且m与m'及m'与地面间接触光滑,开始时,m与m'均静止,现同时对m、m'施加等大反向的水平恒力F1和F2。

(浙江选考)2020版高考物理总复习练习：第五章3第3节机械能守恒定律及其应用练习(含解析)

机械能守恒定律及其应用【随堂检测】1. （2018 • 11月浙江选考）奥运会比赛项目撑竿跳高如图所示•下列说法不正确的是（）A. 加速助跑过程中，运动员的动能增加B. 起跳上升过程中，竿的弹性势能一直增加C. 起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D. 越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加答案：B2. （2016 • 10月浙江选考）如图所示，无人机在空中匀速上升时，不断增加的能量是（）A. 动能B. 动能、重力势能C. 重力势能、机械能D. 动能、重力势能、机械能答案：C3. （2017・4月浙江选考）火箭发射回收是航天技术的一大进步.如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上.不计火箭质量的变化，则（）A. 火箭在匀速下降过程中，机械能守恒B. 火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态C. 火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化量D. 火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力答案：D4. 如图所示，质量为M长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块，放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车间的摩擦力为F f，经过一段时间小车运动的位移为x,小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是（）A. 此时物块的动能为F（x + L）B. 此时小车的动能为F f（x+ L）C. 这一过程中，物块和小车增加的机械能为Fx—F f LD. 这一过程中，因摩擦而产生的热量为F f L解析：选D.对小车由动能定理知W F f • x= E<，故E<= F f X, B错误；对小物块由动能定理得F（L+ x）—F（L+ x）= △ E<, A错误；物块和小车增加的机械能△ E= A E<+ E<= F（L+ x）—RL, C 错误；摩擦产生的热量Q= F f L, D正确.5 •短跑比赛时，运动员采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前加速的同时提升身体重心，示意图如图所示•假设质量为m的运动员，在起跑时前进距离s 内，重心升高h,获得的速度为v,阻力做功为W b,则在此过程中（）一 1 2A. 运动员的机械能增加了q mvB. 运动员的机械能增加了mghC. 运动员的重力做功为W t= mgh一 1 2D. 运动员自身做功W = 2>mv+ mgh- W阻解析：选D.机械能包括动能和势能，故选项A、B错误；重心升高h,运动员的重力做功一 1 2为W h = —mgh选项C错误；由功能关系可得，运动员自身做功W/^ = g mv+ mgh-W阻. D正确.【课后达标检测】一、选择题1 . （2019 •台州质检）下列说法正确的是（）A. 随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的B. 太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失了C. “既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量守恒定律，因而是不可能的D. 有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能量可以凭空产生答案：C2 . （2019 •温州检测）PM2.5主要来自化石燃料、生物质燃料、垃圾的焚烧，为了控制污染，要求我们节约及高效利用能源，关于能源和能量，下列说法中正确的是（）A. 自然界中的石油、煤炭等能源是取之不尽用之不竭的B. 人类应多开发和利用太阳能、风能等新能源C. 能量被使用后就消灭了，所以要节约能源D. 能源开发的高级阶段是指能源不断地产出能量答案：B3. （2019 •温州乐清检测）如图所示，一个质量为 M 的物体放在水平地面上，物体上方安装一个长度为L 、劲度系数为k 的轻弹簧，现用手拉着弹簧上端的P 点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离•在这一过程中, 点的位移（开始时弹簧为原长）是H,则物体重力势能增加了A . MgH0 =BD = 5,即 0 = 53° .AD= 2 m 则 ED= AD- tan 53°= 8 m ,L AB 53所以FE= 20 m . FC ： AD= FE ： ED 得FC= 5 m,所以AC 高度差为7 m 再加上猴子自身高度,3 重心距套环约为0.5 m ，故猴子重力势能最小约为E p =— mgh =— 750 J , B 正确.( )MgHb 兽B. D .MgH-罟答案：C4. （2018・4月浙江选考）如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的 A B 处，A B两点水平距离为16 m ，竖直距离为2 m , A 、B 间绳长为20 m .质量为10 kg 的猴子抓住套在绳上的滑环从A 处滑到B 处.以 A 点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小值约为（绳处于拉直状态）（A .— 1.2 X 103 J 2C.— 6.0 X 10 J2—2.0 X 10 J 解析：选B.由图可知猴子到 C 点时重力势能最小，/ BCI ^Z EC B 0，所以 L BC • sin 0+ L AC - sin 0 = BD 所以 sinD .2J5.如图所示,在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为 2 kg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成60°角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为（g= 10 m/s 2）（）A. 10 JB. 15 JC. 20 JD. 25 J解析：选A.由=区，可得V o= 10 m/s.由小球被弹射过程中，小球V o1 2和弹簧组成的系统机械能守恒得，E p = q mv = 10 J ，故A 正确.6. （2019 •嘉兴质检）打开水龙头，水顺流而下，仔细观察将会发现连续的水流柱的直径在流下的过程中，是逐渐减小的（即上粗下细），设水龙头出口处半径为 1 cm ,安装在离接水盆75 cm 高处，如果测得水在出口处的速度大小为1 m/s , g = 10 m/s 2，不考虑空气阻力，则水流柱落到盆中时的半径为（）A . 1 cmB. 0.75 cmD. 0.25 cm1解析：选 C.由于不考虑空气阻力，故整个水柱的机械能守恒，由机械能守恒定律得 q mV1 2—2=^mv 0+ mgh 解得v=^v ° + 2gh = 4 m/s ，水柱的体积不变,r = 0.5 cm.由动能定理：丘=mgh= *mV = ^mgt 2，贝U E P = E - mgh 故势能与h 的图象也为倾斜的直线， D 错误；且E P = E -*mV ,故势能与速度的图象为开口向下的抛物线， B 正确；同理E P = E -gmgt 2, 势能与时间的图象也为开口向下的抛物线，A 错误.8.（2019 •舟山质检）如图所示，某段滑雪雪道倾角为 30°,总质量为m 包括雪具在内）的滑雪运动员从距底端高为 h 处的雪道上由静，止开始匀加速下滑，加速度为 3g .在他从上向下滑到底端的过程中，下」片列说法正确的是（）A. 运动员减少的重力势能全部转化为动能一一 1B. 运动员获得的动能为？mghC. 运动员克服摩擦力做功为 j mgh 1D.下滑过程中系统减少的机械能为§mghC. 0.5 cm7. （2019 •东阳质检）物体做自由落体运动， E k 代表动能，E P 代表势能，h 代表下落的距解析：选B.由机械能守恒定律：E p = E - E k ，故势能与动能的图象为倾斜的直线， C 错误;解析：选A.滑D 正确；以c 点为参考点，贝U a 点的机械能为6 J , c 点时的速度为0,重力势能也为0,所以弹性势能的最大值为 b 弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为6 J ，所以B 、C 正确;因重力势能不10. （2019 •舟山质检）如图所示，一根原长为 L 的轻弹簧，下端固定在水平地面上，一个质量为 m 的小球，在弹簧的正上方从距地面为 H 处自由下落压缩弹簧.若弹簧的最大压缩量为 x ，小球下落过程受到的空气阻力恒为 F f ，则小球下落过程中（A .小球动能的增量为 mgHB .小球重力势能的增量为 mgH+ x — L ）C.弹簧弹性势能的增量为（mg- F f ）（ H+ x — L ）D.系统机械能减小量为F f H解析：选 C.根据动能定理可知，小球动能的增量为零,A 错误；小球重力势能的增量为—mgH+ x — L ）, B 错误；由能量守恒，可知弹簧弹性势能的增量为（mg- F f ）（ H+ x — L ） , C 正确；系统除重力与弹力做功外，还有空气阻力做负功，故系统机械能减小量为 F f ( H+ x — L ), D 错误.二、非选择题11.（2019 •杭州联考）如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧端固定，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.（取g = 10 m/s , sin 53=0.8 , cos 53 ° = 0.6)求:1 1 1111解析：选D.运动员的加速度为爭，沿斜面：^mg-F f = m-爭，F = ^mg W f = ^mg-2h = ^mgh 所以A 、C 项错误，D 项正确；E<= mgh- 1mgh= |mgh B 项错误.9.如图所示，重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上，从a 点由静止下滑，到b 点接触到一个轻弹簧.滑块压缩弹簧到 c 点开始弹回，返回 b 点离开弹簧，最后又回到 a 点，已知ab = 0.8 m , bc = 0.4 m ，那么在整个过程中，下列说法错误的是（）A .滑块动能的最大值是 6 JB .弹簧弹性势能的最大值是 6 JC.从c 到b 弹簧的弹力对滑块做的功是 6 JD.滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒C 由静止释放，小I6 T(1)细绳受到的拉力的最大值；⑵D 点到水平线AB 的高度h ;(3)弹簧所获得的最大弹性势能乐解析：(1)小球由C 到D,由机械能守恒定律得:mg — 2m 忆解得 V 1 = 2gL2 V 1在D 点，由牛顿第二定律得由①②解得F = 30 N2⑵ 由D 到A 小球做平抛运动 V y = 2ghtan 53由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30 N.联立解得h = 16 cm.+ h + x sin 53 ° )，代入数据解得： E — 2.9 J.答案：(1)30 N (2)16 cm (3)2.9 J圆弧BC 段所对的圆心角 0 ;⑶小球滑到C 点时，对圆轨道的压力.t ，由平抛运动规律，l = 2gt 2, x = v e t ,联立解得x = 2l .⑵ 由小球到达 B 点时竖直分速度 v ：= 2gl , tan 0 =勺，解得0 = 45V o⑶ 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 ,有机械能守恒定律得mgl'i + 1 —乎 j= 2m\C -知,2V C 设轨道对小球的支持力为 F ,有：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.答案：(1)2 I (2)45 °⑶(7 —2) mg 方向竖直向下(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，即丘=mgL12•如图所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 0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 c = 2gl 的速度水平飞出，小球在空中运动至小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为入轨道.(1) B 点时, 恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑B 点与抛出点A 正下方的水平距离 x ; 解析：(1)设小球做平抛运动到达 B 点的时间为 g,试求:。

【高考复习】2020版高考物理全程复习课后练习16 机械能守恒定律(含答案解析)

2020届高考物理名校试题专题07 机械能守恒定律(解析版)

2020年全国大市名校高三期末一模物理试题解析汇编（第一期）机械能守恒定律1、（2020·安徽黄山一模）乙的体积相同，但甲球的质量小于乙球的质量。

两球在空气中由静止下落，假设它们运动时受到的阻力与球的半径成正比，与球的速度大小无关，若两球在空中下落相同的距离，则 A. 甲球的加速度小于乙球的加速度 B. 甲球用的时间比乙的长 C. 甲球的末速度大于乙球的末速度D. 甲球克服阻力做的功小于乙球克服阻力做的功【答案】AB【解析】A. 下落时，加速度mg f fa g m m-==-，因两球的体积相同，运动时受到的阻力与球的半径成正比，所以两球所受阻力f 相同，但m m <甲乙，所以a a <甲乙，选项A 正确；B. 两球在空中下落相同的距离，根据212x at =，a a <甲乙，所以甲球用的时间比乙的长，选项B 正确； C. 根据22t ax v =，,a a x x 甲乙甲乙<=，甲球的末速度小于乙球的末速度，选项C 错误；D. 两球所受阻力f 相同，在空中下落相同的距离，所以两球克服阻力做的功相等，选项D 错误。

故选AB 。

2、（2020·安徽蚌埠第二次检测）小球自水平地面上方A 处自由下落，经时间t 落地。

若在A 处对小球施加一个竖直向上的恒力F 作用（如图所示），使小球由静止开始竖直向上运动，经时间t 撤去恒力F ，小球又经时间2t 恰好落到地面，已知重力加速度为g ，不计空气阻力，则A. 撤去恒力F 时小球的速度大小为35gt B. 小球的质量为58FgC. 3t 时间内小球机械能的增量为212Fgt D. 小球落到地面时的速度大小为135gt 【答案】AB【解析】A.设A 点距地面高度为h ，从A 点到撤去恒力的高度为H ，施加恒力时的加速度为a ，则有21=2h gt21=2H at()21+=222H h at t g t ⋅-解得3=5a g 撤去恒力时的速度为3==5v at gt故A 正确；B.施加恒力时，由牛顿第二定律可知=F mg ma -解得5=8Fm g故B 正确；C. 机械能的增量为除重力或弹力以外的其它力做功，由题可知恒力做做功，则23===10E WF H Fgt ∆⋅ 故C 错误；D.从撤去恒力时，取向上为正方向，由运动学公式，落到地面速度为17=2=5v at g t gt -⋅-故D 错误。

2020年高考物理《机械能守恒定律、功能关系》专题训练卷及答案解析

2020年高考物理二轮复习专题练习卷机械能守恒定律、功能关系一、选择题1.如图所示，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v 从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为(重力加速度为g )A.v 216gB.v 28gC.v 24gD.v 22g解析据机械能守恒定律有12mv 2＝mg ·2R ＋12mv x 2，物块从轨道上端水平飞出做平抛运动，有2R ＝12gt 2和x ＝v x t ，联立解得水平距离最大时，对应的轨道半径为v 28g，故选B 。

答案 B2.质量为m 的带电小球，在充满匀强电场的空间中水平抛出，小球运动时的加速度方向竖直向下，大小为2g 3。

当小球下降高度为h 时，不计空气阻力，重力加速度为g ，下列说法正确的是A ．小球的动能减少了mgh 3B ．小球的动能增加了2mgh 3C ．小球的电势能减少了2mgh 3D ．小球的电势能增加了mgh解析小球受的合力F ＝23mg ，据动能定理，合力做功等于动能的增加量，故ΔE k ＝Fh ＝23mgh ，选项A 错、B 对。

由题意可知，电场力F 电＝13mg ，电场力做负功，电势能增加，ΔE p ＝F 电·h ＝13mgh ，选项C 、D 均错。

答案 B3.(多选)从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E 总等于动能E k 与重力势能E p 之和。

取地面为重力势能零点，该物体的E 总和E p 随它离开地面的高度h 的变化如图所示。

重力加速度取10 m/s 2。

由图中数据可得A ．物体的质量为2 kgB ．h ＝0时，物体的速率为20 m/sC ．h ＝2 m 时，物体的动能E k ＝40 JD ．从地面至h ＝4 m ，物体的动能减少100 J解析根据题给图象可知h ＝4 m 时物体的重力势能mgh ＝80 J ，解得物体质量m ＝2 kg ，抛出时物体的动能为E k ＝100 J ，由动能公式E k ＝12mv 2，可知h ＝0时物体的速率为v ＝10 m/s ，选项A 正确，B 错误；由功能关系可知fh ＝|ΔE |＝20 J ，解得物体上升过程中所受空气阻力f ＝5 N ，从物体开始抛出至上升到h ＝2 m 的过程中，由动能定理有－mgh －fh ＝E k －100 J ，解得E k ＝50 J ，选项C 错误；由题给图象可知，物体上升到h ＝4 m 时，机械能为80 J ，重力势能为80 J ，动能为零，即物体从地面上升到h ＝4 m ，物体动能减少100 J ，选项D 正确。

2020届高考物理冲刺专项训练12 机械能守恒定律和能量守恒(解析版)

机械能守恒定律和能量守恒一、单选题1．（2020·全国高三一模）篮球，是青少年喜欢的体育运动，它兼具趣味性、集体性、观赏性等特点。

图示为某学校篮球比赛中的一个场景。

假设篮球正在竖直上升，不计空气阻力。

关于篮球上升过程，下列说法正确的是（）A ．篮球在最高点时，其加速度为零B ．篮球的速度变化量与运动时间成正比C ．篮球的动量与运动时间成正比D ．篮球的机械能与上升的高度成正比【答案】B【解析】A ．篮球的加速度恒为重力加速度g ，故A 错误；B ．根据v gt ∆=可知篮球的速度变化量与运动时间成正比，故B 正确；C ．根据动量定理可得0mv mv mgt =-可见篮球的动量与运动时间不是正比例关系，故C 错误； D ．篮球上升过程，只有重力做功，机械能守恒，故D 错误。

故选B 。

2．（2020·全国高三专题练习）奥运会比赛项目撑杆跳高如图所示，下列说法不正确．．．的是（）A ．加速助跑过程中，运动员的动能增加B ．起跳上升过程中，杆的弹性势能一直增加C ．起跳上升过程中，运动员的重力势能增加D ．越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少动能增加【答案】B【解析】加速助跑过程中速度增大，动能增加，A 正确；撑杆从开始形变到撑杆恢复形变时，先是运动员部分动能转化为杆的弹性势能，后弹性势能转化为运动员的动能与重力势能，杆的弹性势能不是一直增加，B 错误；起跳上升过程中，运动员的高度在不断增大，所以运动员的重力势能增加，C 正确；当运动员越过横杆下落的过程中，他的高度降低、速度增大，重力势能被转化为动能，即重力势能减少，动能增加，D 正确．3．（2020·全国高三专题练习）目前，我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破．为早日实现无人驾驶，某公司对汽车性能进行了一项测试，让质量为m 的汽车沿一山坡直线行驶．测试中发现，下坡时若关掉油门，则汽车的速度保持不变；若以恒定的功率P 上坡，则从静止启动做加速运动，发生位移s 时速度刚好达到最大值v m ．设汽车在上坡和下坡过程中所受阻力的大小分别保持不变，下列说法正确的是 A ．关掉油门后的下坡过程，汽车的机械能守恒B ．关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力的冲量为零C ．上坡过程中，汽车速度由m 4v 增至m 2v ，所用的时间可能等于2m332mv PD ．上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度v m ，所用时间一定小于m2sv【答案】D【解析】A 、关掉油门后的下坡过程，汽车的速度不变、动能不变，重力势能减小，则汽车的机械能减小，故A 错误；B 、关掉油门后的下坡过程，坡面对汽车的支持力大小不为零，时间不为零，则冲量不为零，故B 错误；C 、上坡过程中，汽车速度由4m v 增至2m v，所用的时间为t ，根据动能定理可得：22112224m m v v Pt fs m m ⎛⎫⎛⎫-=- ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭，解得2332m mv fs t P P =+，故C 错误； D 、上坡过程中，汽车从静止启动到刚好达到最大速度m v ，功率不变，则速度增大、加速度减小，所用时间为1t ，则12mv t s ⋅<，解得12m s t v <，故D 正确．4．（2020·全国高三专题练习）如图所示，水平地面上有一光滑弧形轨道与半径为r 的光滑圆轨道相连，且固定在同一个竖直面内。

2020届高考物理二轮：机械能及其守恒定律练习(带解析)

2020届高考物理二轮：机械能及其守恒定律练习及答案*机械能及其守恒定律*一、选择题1、如图所示，用与水平方向成α角的轻绳拉小物体，小物体水平向右做匀速直线运动，运动的距离为L，绳中拉力大小恒为F，则拉力做的功为( )A.FLB.FlsinαC.FLcosαD.FLtanα2、(双选)如图所示，两质量相同的小球A、B，分别用线悬在等高的O1、O2点，A球的悬线比B球的长，把两球的悬线均拉到水平位置后将小球无初速度释放，则经过最低点时(以悬点为零势能点)()A．A球的速度等于B球的速度B．A球的动能大于B球的动能C．A球的机械能大于B球的机械能D．A球的机械能等于B球的机械能3、轻质弹簧右端固定在墙上，左端与一质量m＝0.5 kg的物块相连，如图甲所示，弹簧处于原长状态，物块静止，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.2。

以物块所在处为原点，水平向右为正方向建立x轴，现对物块施加水平向右的外力F，F随x轴坐标变化的情况如图乙所示，物块运动至x＝0.4 m处时速度为零，则此时弹簧的弹性势能为(g取10 m/s2)()甲乙A．3.1 J B．3.5 J C．1.8 J D．2.0 J4、如图甲所示，海上救援时，一直升机悬停在空中，某质量为60 kg的伤员在绳索的牵引下沿竖直方向从船上升到飞机上，运动的v－t图象(以向上为正方向)如图乙所示，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是()A．5～7 s内伤员在下降B．前3 s内与最后2 s内伤员所受绳子的拉力之比为2：3C．整个过程中伤员重力所做的功为－1.62×104 JD．前3 s内与最后2 s内伤员重力做功的平均功率不相等5、(双选)放在粗糙水平地面上质量为0.8 kg的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s内其速度与时间的关系图象和该拉力的功率与时间的关系图象分别如图甲、乙所示。

下列说法中正确的是()甲乙A．0～6 s内拉力做的功为140 JB．物体在0～2 s内所受的拉力为4 NC．物体与粗糙水平地面间的动摩擦因数为0.5D．合外力在0～6 s内做的功与0～2 s内做的功相等6、(双选)如图所示，一轻弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点无初速度释放，让小球自由摆下。

2020高考物理二轮复习专题：机械能及守恒定律(通用型)练习及答案

2020届高考物理机械能及其守恒定律（通用型）练习及答案*机械能及其守恒定律*一、选择题1、(2019·唐山模拟)如图所示，轻质弹簧劲度系数为k，一端与固定在倾角为θ的光滑斜面底端的传感器连接，另一端与木块连接，木块处于静止状态，此。

若在木块的上端加一沿斜面向上的恒力F，当传感器示数时传感器示数为F再次为F时。

下面说法正确的是( )A.木块上升的高度为B.木块的机械能增加量为C.木块的动能增加量为(F-F)D.木块的质量为2、(2019·龙岩质检)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一根轻质弹性橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直且处于原长，原长为h，现让圆环沿杆从静止开始下滑，滑到杆的底端时速度为零。

则在圆环下滑过程中(整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内)，下列说法中正确的是()A．圆环的机械能守恒B．圆环的机械能先增大后减小C．圆环滑到杆的底端时机械能减少了mghD ．橡皮绳再次恰好恢复原长时，圆环动能最大 3、(2019·芜湖模拟)一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m 的重物，当重物的速度为v 1时，起重机的功率达到最大值P ，之后起重机保持该功率不变，继续提升重物，最后重物以最大速度v 2匀速上升，不计钢绳重力。

则整个过程中，下列说法正确的是( )A ．钢绳的最大拉力为P v 2B ．重物匀加速过程的时间为m v 21P －mg v 1C ．重物匀加速过程的加速度为P m v 1D ．速度由v 1增大至v 2的过程中，重物的平均速度v <v 1＋v 224、(多选)如图所示，重球用细绳跨过轻小光滑滑轮与小球相连，细绳处于水平拉直状态．小球由静止释放运动到最低点过程中，重球始终保持静止，不计空气阻力．下列说法正确的有( )A ．细绳偏离竖直方向成θ角时，细绳拉力为mgcosθB ．地面对重球的摩擦力一直增大C ．上述过程中小球重力的功率先增大后减小D ．细绳对小球不做功5、(2019·全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。

2020高考第七章机械能守恒定律

第七章机械能守恒定律（2020全国卷1）20．一物块在高3.0 m 、长5.0 m 的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑，其重力势能和动能随下滑距离s 的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示，重力加速度取10 m/s 2。

则（ AB ）A ．物块下滑过程中机械能不守恒B ．物块与斜面间的动摩擦因数为0.5C ．物块下滑时加速度的大小为6.0 m/s 2D ．当物块下滑2.0 m 时机械能损失了12 J（2020全国卷2）16．如图，在摩托车越野赛途中的水平路段前方有一个坑，该坑沿摩托车前进方向的水平宽度为3h ，其左边缘a 点比右边缘b 点高0.5h 。

若摩托车经过a 点时的动能为E 1，它会落到坑内c 点。

c 与a 的水平距离和高度差均为h ；若经过a 点时的动能为E 2，该摩托车恰能越过坑到达b 点。

21E E 等于（ B ）A ．20B ．18C ．9.0D ．3.0（2020年全国卷3）22．（6分）某同学利用图（a）所示装置验证动能定理。

调整木板的倾角平衡摩擦阻力后，挂上钩码，钩码下落，带动小车运动并打出纸带。

某次实验得到的纸带及相关数据如图（b）所示。

已知打出图（b）中相邻两点的时间间隔为0.02 s，从图（b）给出的数据中可以得到，打出B点时小车的速度大小v B=________m/s，打出P点时小车的速度大小v P=________m/s。

（结果均保留2位小数）若要验证动能定理，除了需测量钩码的质量和小车的质量外，还需要从图（b）给出的数据中求得的物理量为________________________。

22．答案：0.36 1.80 B、P之间的距离（2020年全国卷3）25．（20分）如图，相距L=11.5m的两平台位于同一水平面内，二者之间用传送带相接。

传送带向右匀速运动，其速度的大小v可以由驱动系统根据需要设定。

质量m=10 kg的载物箱（可视为质点），以初速度v0=5.0 m/s自左侧平台滑上传送带。

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高考物理专题训练：机械能守恒定律（基础卷）一、 (本题共10小题，每小题4分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求。

所以我们要节约能量，不断开发新能源，选项C正确。

2．如图所示，游乐场中，从高处A到水平面B处有两条长度相同的轨道Ⅰ和Ⅱ，其中轨道Ⅰ光滑，轨道Ⅱ粗糙。

质量相等的两个小孩甲、乙分别沿轨道Ⅰ和Ⅱ从A处滑向B处，重力做功相等，选项C正确。

3．如图所示是某课题小组制作的平抛仪。

M是半径为R固定于竖直平面内的14光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平。

4．如图所示，一很长的、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳的两端各系一个小球a和b。

a球的质量为m，静置于水平地面；b球的质量为M，用手托住，距地面的高度为h，此时轻绳刚好拉紧。

从静止释放b后，a达到的最大高度为1.5h，则M、m的比值为( )A．5∶4 B．5∶3 C．3∶1 D．3∶2【答案】C【解析】由题设分析知，b球着地后，a球继续上升的高度应为h，由运动学知识知b球着地的瞬间，两球的速度v＝，另由机械能守恒定律得(M－m)gh＝(M＋m)v2，结合两式求得M∶m ＝3∶1，选项C正确。

5．如图所示，一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点，下端系一小球。

现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放，当它经过O点的正下方的B点时绳恰好被拉断，小球平抛后撞击到一个与地面成θ＝37°的斜面BC上，撞击点为C。

若B、C间的高度差为H，不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，则( )A．小球从B点运动到C点的时间t 2H gB．小球从B点运动到C点的时间t 2h gC．A、B间的高度差h＝8 9 HD．A、B间的高度差h＝9 4 H【答案】A【解析】由机械能守恒定律，有mgh＝mv2，解得小球从B点平抛的初速度v＝。

由平抛规律有x＝vt，H＝gt2，tan 37°＝，结合以上式子得h＝H、t＝。

选项A正确。

6．一长木板在光滑的水平面上匀速运动，在t＝0时刻将一相对于地面静止的质量m＝1 kg的物块轻放在木板上，以后木板运动的速度－时间图象如图所示。

已知物块始终在木板上，重力加速度g＝10 m/s2。

则物块的最终动能E1及木板动能的减小量ΔE分别为( )A．E1＝0.5 J，ΔE＝2 J B．E1＝0.5 J，ΔE＝3 JC．E1＝1 J，ΔE＝2 J D．E1＝1 J，ΔE＝3 J【答案】B【解析】由v－t图象知，当t＝0.5 s时，木板开始做速度v＝1 m/s的匀速运动，此时，物块与木板的速度相同，物块与木板间无摩擦力作用，物块的最终动能E1＝mv2＝0.5 J；对物块，由v＝at及f＝ma得f＝2 N，在0~0.5 s内，木板的位移x＝×(5＋1)×0.5 m＝1.5 m，由动能定理得木板动能的减小量ΔE＝f·x＝3 J，选项B正确。

7．一质点开始时做匀速直线运动，从某时刻起受到一恒力作用。

此后，该质点的动能先逐渐减小，再逐渐增大，则恒力与物体匀速运动时速度方向的夹角θ可能是( ) A．θ＝0 B．θ＝180° C．0＜θ＜90° D．90°＜θ＜180°【答案】BD【解析】若0≤θ＜90°，恒力做正功，动能一直增大；若θ＝180°，恒力做负功，动能先减小到零再反向增大；当90°＜θ＜180°，质点做匀变速曲线运动，恒力先做负功后做正功，质点的动能先逐渐减小至某一非零的最小值，再逐渐增大，选项B、D正确。

8．如图所示，质量不计的轻弹簧竖直固定在水平地面上，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球从落到弹簧上到压缩弹簧到最低点的过程中( )A．小球的机械能守恒B．小球的机械能增大C．小球的机械能减小D．小球与弹簧组成的系统的机械能守恒【答案】CD【解析】小球从落到弹簧上到压缩弹簧到最低点的过程中，弹力对小球做负功，小球的机械能减小；小球与弹簧组成的系统，只有重力和弹力做功，机械能守恒，选项C、D正确。

9．从地面竖直向上抛出一物体，其机械能E总等于动能E k与重力势能E p之和。

取地面为重力势能零点，该物体的E总和E p随它离开地面的高度h的变化如图所示。

重力加速度取10 m/s2。

由图中数据可得( )A．物体的质量为2 kgB．h＝0时，物体的速率为20 m/sC．h＝2 m时，物体的动能E k＝40 JD．从地面至h＝4 m，物体的动能减少100 J【答案】AD【解析】E p－h图象知其斜率为G，故G＝20 N，解得m＝2 kg，A正确；h＝0时，E p＝0，E k＝E机－E p＝100 J－0＝100 J，故212mv＝100 J，解得v＝10 m/s，B错误；h＝2 m时，E p＝40 J，Ek＝E机－E p＝85 J－40 J＝45 J，C错误；h＝0时，E k＝E机－E p＝100 J－0＝100 J，h＝4 m时，Ekʹ＝E机－E p＝80 J－80 J＝0 J，故E k－E kʹ＝100 J，D正确。

10．如图所示，用大小相等的力F将同一物体分别沿光滑的水平面和光滑的斜面由静止开始移动大小相等的位移x，在两种情况下，力F作用的时间分别为t1和t2，力F的方向分别平行水平面和斜面，平均功率分别为P 1和P2。

则( )A．t1＜t2 B．t1＞t2C．P1＝P2 D．P1＞P2【答案】AD【解析】设在两种情况下，物体运动的加速度分别为a1、a2，由牛顿第二定律得F＝ma1、F－mg sin θ＝ma2(θ为斜面的倾角)，很显然，a1＞a2，又x＝at2，所以t1＜t2，而W1＝W2＝Fx，由P＝知P1＞P2，选项A、D正确。

二、(本题共6小题，共60分。

把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。

解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。

有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(7分)现要用如图所示的实验装置探究“动能定理”：一倾角θ可调的斜面上安装有两个光电门，其中光电门乙固定在斜面上，光电门甲的位置可移动。

不可伸长的细线一端固定在带有遮光片(宽度为d)的滑块上，另一端通过光滑定滑轮与重物相连，细线与斜面平行(通过滑轮调节)。

当滑块沿斜面下滑时，与光电门相连的计时器可以显示遮光片挡光的时间t，从而可测出滑块通过光电门时的瞬时速度v。

改变光电门甲的位置，重复实验，比较外力所做的功W与系统动能的增量ΔE k的关系，即可达到实验目的。

主要实验步骤如下：(1)调节斜面的倾角θ，用以平衡滑块的摩擦力。

将带有遮光片的滑块置于斜面上，轻推滑块，使之运动。

可以通过判断滑块是否正好做匀速运动；(2)按设计的方法安装好实验器材。

将滑块从远离光电门甲的上端由静止释放，滑块通过光电门甲、乙时，遮光片挡光的时间分别t1和t2，则滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为和；(3)用天平测出滑块(含遮光片)的质量M及重物的质量m，用米尺测出两光电门间的距离x，比较和的大小，在误差允许的范围内，若两者相等，可得出合力对物体所做的功等于物体动能的变化量。

【答案】(1)遮光片经过两光电门的时间是否相等(1分 ) (2)(每空1分)(3)mgx (M＋m)(每空2分)【解析】(1)滑块匀速运动时，遮光片经过两光电门的时间相等；(2)遮光片宽度d很小，可认为其平均速度与滑块通过该位置时的瞬时速度相等，故滑块通过甲、乙两光电门时的瞬时速度分别为和；(3)比较外力做功mgx及系统动能的增量(M＋m)是否相等，即可探究“动能定理”。

12．(8分)利用气垫导轨验证机械能守恒定律的实验装置如图所示，调节气垫导轨水平，将重物A由静止释放，滑块B上拖着的纸带(未画出)被打出一系列的点。

对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律。

图甲给出的是实验中的一条纸带：0是打下的第一个点，每相邻两个计数点间还有4个点(图上未画出)，计数点间的距离如图中所示。

已知重物的质量m＝100 g、滑块的质量M＝150 g，则：(g取10 m/s2，结果保留三位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v＝m/s；(2)在打点0~5的过程中系统动能的增加量ΔE k＝J，系统势能的减少量ΔE p＝J，由此得出的结论是；(3)若某实验小组作出的22v－h图象如图乙所示，则当地的实际重力加速度g＝m/s2。

【答案】(1)1.95(1分)(2)0.4750.497在误差允许的范围内，系统的机械能守恒(每空2分)(3)9.70(1分)【解析】(1)v5＝ m/s＝1.95 m/s。

(2)ΔE k＝(M＋m)v2＝×0.25×(1.95)2 J＝0.475 J，ΔE p＝mgh5＝0.497 J，在误差允许的范围内，系统的机械能守恒。

(3)由mgh＝(M＋m)v2得v2＝gh，故－h图线的斜率k＝g，结合图丙得g＝9.70 m/s2。

13．(10分)如图所示，楔形木块abc固定在水平面上，粗糙斜面ab和光滑斜面bc与水平面的夹角均为30°，顶角b处安装一定滑轮。

质量分别为M＝8 kg、m＝2 kg的滑块A、B，通过不可伸长的轻绳跨过定滑轮连接，轻绳与斜面平行。

2020届高考物理专题训练：机械能守恒定律(两套 附详细答案解析)