【三維設(shè)計(jì)】高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 第3單元 機(jī)械能守恒定律提升練習(xí) 粵教版（廣東專(zhuān)用）.docVIP

2013屆高考物理三維設(shè)計(jì)（粵教版廣東專(zhuān)用）一輪復(fù)習(xí)課下提升練習(xí)：第五章 第3單元 機(jī)械能守恒定律1(雙選)下列說(shuō)法正確的是()a如果物體所受到的合外力為零，則其機(jī)械能一定守恒b如果物體所受到的合外力做的功為零，則其機(jī)械能一定守恒c物體沿光滑曲面自由下滑的過(guò)程中，其機(jī)械能一定守恒d做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒解析：物體受到的合外力為零，機(jī)械能不一定守恒，如在豎直方向上物體做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其機(jī)械能不守恒，所以選項(xiàng)a、b錯(cuò)誤。物體沿光滑曲面自由下滑的過(guò)程中，只有重力做功，所以機(jī)械能守恒，選項(xiàng)c正確。做勻加速運(yùn)動(dòng)的物體，其機(jī)械能可能守恒，如自由落體運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)d正確。答案：cd2.如圖1所示，在水平桌面上的a點(diǎn)有一個(gè)質(zhì)量為m的物體，以初速度v0被拋出，不計(jì)空氣阻力，當(dāng)它到達(dá)b點(diǎn)時(shí)，其動(dòng)能為()圖1a.mv02mghb.mv02mgh1cmghmgh2d.mv02mgh2解析：由機(jī)械能守恒，mgh1mv2mv02，到達(dá)b點(diǎn)的動(dòng)能mv2mgh1mv02，b正確。答案：b3.如圖2所示，a、b兩小球靜止在同一條豎直線(xiàn)上，離地面足夠高。b球質(zhì)量大于a球質(zhì)量。兩球間用一條細(xì)線(xiàn)連接，開(kāi)始線(xiàn)處于松弛狀態(tài)?，F(xiàn)同時(shí)釋放兩球，球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中所受的空氣阻力忽略不計(jì)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖2a下落過(guò)程中兩球間的距離保持不變b下落后兩球間距離逐漸增大，一直到細(xì)線(xiàn)張緊為止c下落過(guò)程中，a、b兩球都處于失重狀態(tài)d整個(gè)下落過(guò)程中，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒解析：兩球同時(shí)釋放后，均做自由落體運(yùn)動(dòng)，加速度均為g，故兩球均處于失重狀態(tài)，機(jī)械能守恒，兩球間距保持不變，a、c、d均正確，b錯(cuò)誤。答案：b4.(雙選)質(zhì)量為m1、m2的兩個(gè)物體，靜止在光滑的水平面上，質(zhì)量為m的人站在m1上用恒力f拉繩子，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，兩物體速度的大小分別為v1、v2，位移分別為s1、s2，如圖3所示，則這段時(shí)間內(nèi)人做功為()圖3afs2bf(s1s2)c.m2v22 d.m2v22(mm1)v12解析：人做功轉(zhuǎn)化為兩個(gè)物體的動(dòng)能以及人的動(dòng)能。故人做功為f(s1s2)m2v22(m1m)v12，選項(xiàng)b、d正確。答案：bd5.內(nèi)壁光滑的環(huán)形凹槽半徑為r，固定在豎直平面內(nèi)，一根長(zhǎng)度為r的輕桿，一端固定有質(zhì)量m的小球甲，另一端固定有質(zhì)量為2m的小球乙?，F(xiàn)將兩小球放入凹槽內(nèi)，小球乙位于凹槽的最低點(diǎn)(如圖4所示)，由靜止釋放后()圖4a下滑過(guò)程中甲球減少的機(jī)械能總是等于乙球增加的機(jī)械能b下滑過(guò)程中甲球減少的重力勢(shì)能總是等于乙球增加的重力勢(shì)能c甲球可沿凹槽下滑到槽的最低點(diǎn)d桿從右向左滑回時(shí)，乙球一定不能回到凹槽的最低點(diǎn)解析：環(huán)形槽光滑，甲、乙組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中只有重力做功，故系統(tǒng)機(jī)械能守恒，下滑過(guò)程中甲減少的機(jī)械能總是等于乙增加的機(jī)械能，甲、乙系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能；甲減少的重力勢(shì)能等于乙增加的勢(shì)能與甲、乙增加的動(dòng)能之和；由于乙的質(zhì)量較大，系統(tǒng)的重心偏向乙一端，由機(jī)械能守恒，知甲不可能滑到槽的最低點(diǎn)，桿從右向左滑回時(shí)乙一定會(huì)回到槽的最低點(diǎn)。答案：a6.(雙選)如圖5所示是北京朝陽(yáng)公園摩天輪，一質(zhì)量為m的乘客坐在摩天輪中以速率v在豎直平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假設(shè)t0時(shí)刻乘客在軌跡最低點(diǎn)且重力勢(shì)能為零，那么，下列說(shuō)法正確的是()圖5a乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，重力勢(shì)能隨時(shí)間的變化關(guān)系為epmgr(1cost)b乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，在最高點(diǎn)受到座位的支持力為mmgc乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)械能守恒，且機(jī)械能為emv2d乘客運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，機(jī)械能隨時(shí)間的變化關(guān)系為emv2mgr(1cost)解析：在最高點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律可得，mgfnm，受到座位的支持力為fnmgm，b項(xiàng)錯(cuò)誤；由于乘客在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其動(dòng)能不變，重力勢(shì)能發(fā)生變化，所以乘客在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中機(jī)械能不守恒，c項(xiàng)錯(cuò)誤；在時(shí)間t內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧度為t，所以對(duì)應(yīng)t時(shí)刻的重力勢(shì)能為epmgr(1cost)，總的機(jī)械能為eekepmv2mgr(1cost)，a、d兩項(xiàng)正確。答案：ad7. (雙選)如圖6所示為豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系。一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)，在力f和重力的作用下，從坐標(biāo)原點(diǎn)o由靜止開(kāi)始沿直線(xiàn)oa斜向下運(yùn)動(dòng)，直線(xiàn)oa與y軸負(fù)方向成角(90)。不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g，則以下說(shuō)法正確的是()圖6a當(dāng)fmgtan時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒b當(dāng)fmgsin時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能守恒 c當(dāng)fmgtan時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大d當(dāng)fmgsin時(shí)，質(zhì)點(diǎn)的機(jī)械能可能減小也可能增大解析：如圖為力的矢量三角形圖示，若fmgtan，則f力可能為b方向或c方向，故力f的方向可能與運(yùn)動(dòng)方向成銳角，也可能與運(yùn)動(dòng)方向成鈍角，除重力外的力f對(duì)質(zhì)點(diǎn)可能做正功，也可能做負(fù)功，故質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能可能增大，也可能減小，c對(duì)a錯(cuò)；當(dāng)fmgsin，即力f為a方向時(shí)，力f垂直質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向，故只有重力對(duì)質(zhì)點(diǎn)做功，機(jī)械能守恒，b對(duì)d錯(cuò)。答案：bc8如圖7所示，質(zhì)量、初速度大小都相同的a、b、c三個(gè)小球，在同一水平面上，a球豎直上拋，b球以?xún)A斜角斜向上拋，空氣阻力不計(jì)，c球沿傾角為的光滑斜面上滑，它們上升的最大高度分別為ha、hb、hc，則()圖7ahahbhc bhahbhc dhahchb解析：a球和c球上升到最高點(diǎn)時(shí)速度均為零，而b球上升到最高點(diǎn)時(shí)仍有水平方向的速度，即仍有動(dòng)能。對(duì)a、c球的方程為mghmv02得h，對(duì)b球：mghmvt2mv02，且vt0所以hh，故d正確。答案：d9.如圖8所示，重10 n的滑塊在傾角為30的斜面上，從a點(diǎn)由靜止下滑，到b點(diǎn)接觸到一個(gè)輕彈簧。滑塊壓縮彈簧到c點(diǎn)開(kāi)始彈回，返回b點(diǎn)離開(kāi)彈簧，最后又回到a點(diǎn)，已知ab0.8 m，bc0.4 m，那么在整個(gè)過(guò)程中下列判斷錯(cuò)誤的是 ()圖8a滑塊動(dòng)能的最大值是6 jb彈簧彈性勢(shì)能的最大值是6 jc從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功是6 jd滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個(gè)過(guò)程機(jī)械能守恒解析：滑塊能回到原出發(fā)點(diǎn)，所以機(jī)械能守恒，d正確；以c點(diǎn)為參考點(diǎn)，則a點(diǎn)的機(jī)械能為6 j，c點(diǎn)時(shí)的速度為0，重力勢(shì)能也為0，所以彈性勢(shì)能的最大值為6 j，從c到b彈簧的彈力對(duì)滑塊做的功等于彈性勢(shì)能的減小量，故為6 j，所以b、c正確。由ac時(shí)，因重力勢(shì)能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)能，故a錯(cuò)。答案：a10.如圖9所示，傾角為30、高為l的固定斜面底端與水平面平滑相連，質(zhì)量分別為3m、m的兩個(gè)小球a、b用一根長(zhǎng)為l的輕繩連接，a球置于斜面頂端，現(xiàn)由靜止釋放a、b兩球，球b與弧形擋板碰撞過(guò)程中無(wú)機(jī)械能損失，且碰后只能沿斜面下滑，它們最終均滑至水平面上。重力加速度為g，不計(jì)一切摩擦。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()圖9a小球a下滑過(guò)程中，小球a、b系統(tǒng)的重力對(duì)系統(tǒng)做正功，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減小ba球剛滑至水平面時(shí)，速度大小為c小球b升高l/2時(shí)，重力對(duì)小球a做功的功率大于重力對(duì)小球b做功的功率d小球b從剛開(kāi)始上升到開(kāi)始進(jìn)入斜面過(guò)程中，繩的拉力對(duì)小球b做功為解析：小球a下滑過(guò)程中，b球的重力對(duì)b球做負(fù)功，a球的重力對(duì)a球做正功，但由系統(tǒng)的動(dòng)能增大可知，系統(tǒng)的重力勢(shì)能減小，故小球a、b系統(tǒng)的重力對(duì)系統(tǒng)做正功，a項(xiàng)正確；對(duì)a、b系統(tǒng)利用機(jī)械能守恒可知，a球從開(kāi)始滑動(dòng)到剛滑至水平面過(guò)程中，有3mglmg4mv2，故v，b項(xiàng)正確；小球b升高l/2時(shí)，因兩球的速度大小相等，而a球沿斜面向下的分力為1.5mg，故此時(shí)重力對(duì)小球a做功的功率大于重力對(duì)小球b做功的功率，c項(xiàng)正確，小球b從剛開(kāi)始上升到開(kāi)始進(jìn)入斜面過(guò)程中，有3mgmgl4mv2，故v，對(duì)b球利用動(dòng)能定理又有：mv2wmgl，故w，d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案：d11.如圖10所示，半徑r0.9 m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置，圓弧最低點(diǎn)b與長(zhǎng)為l1 m的水平面相切于b點(diǎn)，bc離地面高h(yuǎn)0.8 m，質(zhì)量m1.0 kg的小滑塊從圓弧頂點(diǎn)d由靜止釋放，已知滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.1，(不計(jì)空氣阻力，取g10 m/s2)求：圖10 (1)小滑塊剛到達(dá)圓弧軌道的b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；(2)小滑塊落地點(diǎn)距c點(diǎn)的距離。解析：(1)設(shè)小滑塊運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的速度為vb，圓弧軌道對(duì)小滑塊的支持力為fn，由機(jī)械能守恒定律得：mgrmvb2由牛頓第二定律得：fnmgm聯(lián)立解得小滑塊在b點(diǎn)所受支持力fn30 n由牛頓第三定律得，小滑塊在b點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為30 n(2)設(shè)小滑塊運(yùn)動(dòng)到c點(diǎn)的速度為vc，由動(dòng)能定理得：mgrmglmvc2解得小滑塊在c點(diǎn)的速度vc4 m/s小滑塊從c點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到地面做平拋運(yùn)動(dòng)水平方向：xvct豎直方向：hgt2滑塊落地點(diǎn)距c點(diǎn)的距離s0.8 m1.8 m答案：(1)30 n(2)1.8 m12山地滑雪是人們喜愛(ài)的一項(xiàng)體育運(yùn)動(dòng)。一滑雪道abc的底部是一段半徑為r的圓弧，圓弧的末端c的切線(xiàn)沿水平方向，c點(diǎn)到地面之間是一懸崖峭壁，如圖11所示。已知ac間的高度差為h，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪裝備總質(zhì)量為m，開(kāi)始時(shí)運(yùn)動(dòng)員從a點(diǎn)由靜止下滑，滑到c點(diǎn)后被水平拋出，當(dāng)拋出時(shí)間為t時(shí)，迎面遭遇一股強(qiáng)風(fēng)，最終運(yùn)動(dòng)員落到了與起點(diǎn)a高度差為h的水平雪地上，落地時(shí)速度大小為v，不計(jì)遭遇強(qiáng)風(fēng)前的空氣阻力和雪道的摩擦阻力，重力加速度為g。求：圖11(1)運(yùn)動(dòng)員到達(dá)c點(diǎn)所受的支持力的大??；(2