2014屆高考物理一輪復(fù)習(xí)第5章3節(jié)機(jī)械能守恒定律課時(shí)闖關(guān)含解析人教版

1、2014 屆高考物理（大綱版）一輪復(fù)習(xí)機(jī)械能守恒定律（含闖關(guān)：第 5 章 第 3 節(jié)）一、選擇題1(2013市河西區(qū)高三質(zhì)量)質(zhì)量為 m 的滑塊，沿高為 h，長(zhǎng)為 L 的粗糙斜面勻速下滑，在滑塊從斜面頂端滑到底端的過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是( A滑塊的機(jī)械能減少了 mghB重力對(duì)滑塊所做的功等于 mgh C滑塊勢(shì)能的變化量等于 mgh D滑塊動(dòng)能的變化量等于 mgh)：選 ABC.滑塊勻速下滑，滑塊的動(dòng)能不變，則機(jī)械能減小量等于重力勢(shì)能的減少量，重力做功與路徑無(wú)關(guān)，重力的功 Wmgh，重力勢(shì)能減少 mgh，機(jī)械能就減少 mgh，A、B、 C 正確，D 錯(cuò)誤，在兩個(gè)質(zhì)量分別為 m 和 2m 的小

2、球 a 和 b 之間，用一根長(zhǎng)為 L 的輕桿連接2(桿的質(zhì)量可不計(jì))，而小球可繞穿過(guò)輕桿中心 O 的水平軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)讓輕桿處于水平位置，然后無(wú)初速度，重球 b 向下，輕球 a 向上，產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，在桿轉(zhuǎn)至豎直的過(guò)程中(Ab 球的重力勢(shì)能減小，動(dòng)能增加Ba 球的重力勢(shì)能增加，動(dòng)能減小Ca 球和 b 球的總機(jī)械能守恒Da 球和 b 球的總機(jī)械能不守恒：選 AC.兩球組成的系統(tǒng)，在運(yùn)動(dòng)中除動(dòng)能和勢(shì)能外沒(méi)有其他形式的能轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)的機(jī)械能守恒3.)(2013佛山模擬)在一次課外趣味中，有四位同學(xué)分別將四個(gè)質(zhì)量不同的光滑小球沿豎直放置的內(nèi)壁光滑的半球形碗的碗口內(nèi)側(cè)同時(shí)由，碗口水平，他們分別記下了這四個(gè)

3、小球下滑速率為 v 時(shí)的位置，則這些位置應(yīng)該在同一個(gè)()A球面 C水平面B拋物面 D橢圓面：選 C.因半球形碗的內(nèi)壁光滑，所以小球下滑過(guò)程中機(jī)械能守恒，取小球速率為 v1mv2，因?yàn)樗俾?v 相等，所以高時(shí)所在的平面為零勢(shì)能面，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律得 mgh2度相等，與小球的質(zhì)量無(wú)關(guān)，即這些位置應(yīng)該在同一個(gè)水平面上，C 正確，A、B 兩球質(zhì)量相等，A 球用不能伸長(zhǎng)的輕繩4(2013江蘇啟東中學(xué)質(zhì)檢)系于 O 點(diǎn)，B 球用輕彈簧系于 O點(diǎn)，O 與 O點(diǎn)在同一水平面上，分別將 A、B 球拉到與懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平，彈簧處于自然狀態(tài)，將兩球分別由開(kāi)始，當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球

4、仍處在同一水平面上，則()A兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，兩球動(dòng)能相等 B兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，A 球動(dòng)能較大 C兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，B 球動(dòng)能較大 D兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)，A 球受到向上的拉力較大：選 BD.整個(gè)過(guò)程中兩球減少的重力勢(shì)能相等，A 球減少的重力勢(shì)能完全轉(zhuǎn)化為 A球的動(dòng)能，B 球減少的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為 B 球的動(dòng)能和彈簧的彈性勢(shì)能，所以 A 球的動(dòng)能大于B 球的動(dòng)能，所以 B 正確；在 O 點(diǎn)正下方位置根據(jù)第二定律，小球所受拉力與重力的合力提供向心力，則 A 球受到的拉力較大，所以 D 正確5.，質(zhì)量均為 m 的 A、B 兩個(gè)小球，用長(zhǎng)為 2L(2013蘇、錫、常

5、、鎮(zhèn)四市聯(lián)考)的輕質(zhì)桿相連接，在豎直平面內(nèi)，繞固定軸 O 沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)(轉(zhuǎn)動(dòng)軸在桿的中點(diǎn))，不計(jì)一切摩擦，某時(shí)刻 A、B 球恰好在的位置，A、B 球的線速度大小均為 v，下列說(shuō)法正確的是()運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 B 球機(jī)械能守恒運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 B 球速度大小不變CB 球在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)之前，DB 球在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)之前，時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量保持不變時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量不斷改變：選 BD.以 A、B 球?yàn)橄到y(tǒng)，兩球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，只有重力做功(輕桿對(duì)兩球做功的和為零)，兩球的機(jī)械能守恒以過(guò) O 點(diǎn)的水平面為重力勢(shì)能的參考平面時(shí)，系統(tǒng)的總機(jī)械1mv2mv2.假設(shè) A 球下降 h，則 B 球上升 h，此時(shí)兩球的速度

6、大小是 v，由機(jī)械能為 E221能守恒定律知 mv2 mv 2mghmgh，得到 vv，故運(yùn)動(dòng)過(guò)程中 B 球速度大小不變當(dāng)22單獨(dú)分析 B 球時(shí)，B 球在運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)之前，動(dòng)能保持不變，重力勢(shì)能在不斷增加由幾何知識(shí)時(shí)間內(nèi)機(jī)械能的變化量是不斷改變的，B、D 正確6(2013東北地區(qū)名校聯(lián)考)，一物體以速度 v0 沖向光滑斜面 AB，并能沿斜面升高 h，下列說(shuō)法正確的是()A若把斜面從 C 點(diǎn)鋸斷，由機(jī)械能守恒定律知，物體沖出 C 點(diǎn)后仍能升高 hB若把斜面彎成的半圓弧形，物體仍能沿 AB升高 hC若把斜面從 C 點(diǎn)鋸斷或彎成機(jī)械能不守恒D若把斜面從 C 點(diǎn)鋸斷或彎成械能仍守恒的半圓弧形，物體都不

7、能升高 h，因?yàn)槲矬w的的半圓弧形，物體都不能升高 h，但物體的機(jī)：選 D.若把斜面從 C 點(diǎn)鋸斷，物體到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)水平速度不為零，由機(jī)械能守恒定律知，物體沖出 C 點(diǎn)后不能升高 h；若把斜面彎成如題圖所示的半圓弧形，物體在升高 h之前已經(jīng)脫離軌道物體在這兩種情況下機(jī)械能均守恒7(2013鹽城第一次調(diào)研)，離水平地面一定高處水平固定一內(nèi)壁光滑的圓筒，筒內(nèi)固定一輕質(zhì)彈簧，彈簧處于自然長(zhǎng)度現(xiàn)將一小球從地面以某一初速度斜向上拋出，剛好能水平進(jìn)入圓筒中，不計(jì)空氣阻力下列說(shuō)法中正確的是( A彈簧獲得的最大彈性勢(shì)能小于小球拋出時(shí)的動(dòng)能)B小球從拋出到將彈簧壓縮到最短的過(guò)程中小球的機(jī)械能守恒 C小球拋出的初速

8、度大小僅與圓筒離地面的高度有關(guān) D小球從拋出點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到圓筒口的時(shí)間與小球拋出時(shí)的角度無(wú)關(guān)：選 A.小球從拋出到彈簧壓縮到最短的過(guò)程中，只有重力和彈力做功，小球與彈1簧組成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒即 mv0mghE2，所以 EE，故 A 對(duì)，B 錯(cuò)斜上拋運(yùn)動(dòng)可ppk02220vsin vsin00分解為豎直上拋運(yùn)動(dòng)和水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以 h( 為 v0 與2g2g2ghv0sin水平方向的夾角)，即 v0，知 C 錯(cuò)；由 0v0singt，t知 D 錯(cuò)sing8(2013江西六所重點(diǎn)中考)面積很大的水池，水深為 H，水面上浮著一正方體木塊，木塊邊長(zhǎng)為 a，密度為水的 1/2，質(zhì)量為 m.開(kāi)始時(shí)，

9、木塊，有一半沒(méi)入水中，如圖所示現(xiàn)用力將木塊緩慢地壓到池底在這一過(guò)程中()HaA木塊的機(jī)械能減少了 mg2B水池中水的機(jī)械能不變C水池中水的機(jī)械能增加了 2mgHa2D水池中水的機(jī)械能增加了 2mg 8 H5aa：選 AD.用力將木塊緩慢地壓到池底的過(guò)程中，木塊下降的深度為 H ，所以木塊2Ha的機(jī)械能減少了 mg 2，A 對(duì)；因水池面積很大，可忽略因木塊壓入水中所引起的水深變化，木塊剛好完全沒(méi)入水中時(shí)，圖中原來(lái)處于劃斜線區(qū)域的水被排開(kāi)，結(jié)果等效于使這部分3水平鋪于水面，這部分水的質(zhì)量為 m，上升的高度為a，其勢(shì)能的增加量為 E 水 1mgH433mg(H a) mga；木塊從剛好完全沒(méi)入水中到

10、壓入池底的過(guò)程中，等效成等體積的水上升44到木塊剛好完全沒(méi)入水中的位置，這部分水的質(zhì)量為 2m，上升的高度為 Ha，勢(shì)能的增加量為E 水22mg(Ha)，所以水池中水的機(jī)械能增加了E 水E 水1E 水22mg 8 ，D 對(duì)H5a9(2013保定廊坊聯(lián)考)“六十甲子”是古人發(fā)明用來(lái)計(jì)時(shí)的方法，也是一種表示自然界五行之氣循環(huán)流轉(zhuǎn)的直觀表示法某學(xué)校物理小組用空心透明粗糙作了如圖所示的豎直“60”造型兩個(gè)“0”字形圓的半徑均為 R，讓一質(zhì)量為 m、直徑略小于管徑的小球從A 處無(wú)初速度放入，B、C、D 是軌道上的三點(diǎn)，E 為出口，其高度低于A.已知 BC 是“0”字形的一條豎直方向的直徑，D 點(diǎn)是左側(cè)“

11、0”字形上的一點(diǎn)，與圓心等高，A 比 C 高 R，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?g，則小球在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A如果是光滑小球，在 D 點(diǎn)處，管的左側(cè)對(duì)小球的壓力為 4mgB如果是光滑小球，小球一定能從 E 點(diǎn)射出 C如果是不光滑小球，且能通過(guò) C 點(diǎn)，此處 D如果是不光滑小球，小球不可能停在 B 點(diǎn)管對(duì)小球的作用力小于 mg12：選 ABC.光滑小球從 A 到 D 機(jī)械能守恒：mg2R mv，D 點(diǎn)由第二定律，F(xiàn)DN2mv21D2R 4mg，A 對(duì)；E 高度低于 A，由機(jī)械能守恒 mghAE mvE，故 vE0，則光滑小球一定從2mv21 CRE 射出，B 對(duì)；在 AC 過(guò)程中，若小

12、球光滑：mgR mv2，mgF 得 F mg，若小CNN2球不光滑則 vCvC，F(xiàn)Nmg，則 C 正確；若小球不光滑，當(dāng) mghABWFf0 時(shí)小球可能停在 B 點(diǎn)，D 錯(cuò)二、非選擇題10(2011高考卷)以初速為 v0，射程為 s 的平拋運(yùn)動(dòng)軌跡制成一光滑軌道，一物體由開(kāi)始從軌道頂端滑下，當(dāng)其到達(dá)軌道底部時(shí)，物體的速率為，其水平方向的速度大小為gs21gt2：在平拋運(yùn)動(dòng)中由 sv t、hh .物體沿軌道下滑時(shí)機(jī)械能守恒，mgh02022v1 mv2，解之有 vgs v .由于曲線運(yùn)動(dòng)中瞬時(shí)速度的方向沿運(yùn)動(dòng)軌跡的切線方向，而軌道形狀20與平拋運(yùn)動(dòng)軌跡相同，故可知物體在軌道底端時(shí)速度方向與以 v

13、0 平拋的物體末速度同向，v0vxv0 ，解之有 vx則有.v2 v2 v2gh0021gsgs： v0v0 v2 021gs11(2010高考江蘇卷)在游樂(lè)和小陽(yáng)后對(duì)此進(jìn)行了中，選手需借助懸掛在高處的繩飛越到水面的浮臺(tái)上，他們將選手簡(jiǎn)化為質(zhì)量 m60 kg 的質(zhì)點(diǎn)，選手抓住繩由 開(kāi)始擺動(dòng)，此時(shí)繩與豎直方向夾角 53，繩的懸掛點(diǎn) O 距水面的高度為 H3 m，不考慮空氣阻力和繩的質(zhì)量，浮臺(tái)露出水面的高度不計(jì)，水足夠深取重力加速度 g10 m/s2，sin530.8，cos530.6.求選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)對(duì)繩拉力的大小 F；若繩長(zhǎng) l2 m，選手?jǐn)[到最高點(diǎn)時(shí)松手落入水中設(shè)水對(duì)選手的平均浮力 Ff1

14、800 N，平均阻力 Ff2700 N，求選手落入水中的深度 d；(3)若選手?jǐn)[到最低點(diǎn)時(shí)松手，認(rèn)為繩越長(zhǎng)，在浮臺(tái)上的落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)；小陽(yáng)卻認(rèn)為繩越短，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)請(qǐng)通過(guò)推算說(shuō)明你的觀點(diǎn)：(1)由機(jī)械能守恒定律得1mv2mgl(1cos)2v2選手做圓周運(yùn)動(dòng)，有 Fmgml解得 F(32cos)mg且選手對(duì)繩的拉力 FF則 F1080 N.(2)由動(dòng)能定理得mg(Hlcosd)(Ff1Ff2)d0mg Hlcos則 dFf Ff mg12解得 d1.2 m.(3)選手從最低點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，1gt2則有 xvt，Hl2聯(lián)立式解得x2 l Hl1cosH當(dāng) l 時(shí)，x 有最大值，解得 l1.5 m2因此，兩人的看法均不正確當(dāng)繩接近 1.5 m 時(shí)，落點(diǎn)距岸邊越遠(yuǎn)：(1)1080 N (2)1.2 m (3)見(jiàn)，一輕繩繞過(guò)無(wú)摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪 O1、O2 和質(zhì)量 mBm 的12(創(chuàng)新題)小球連接，另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量 mAm 的小物塊連接，已知直桿兩端固定，與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi)，與水平面的夾角 60，直桿上 C 點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度， C 點(diǎn)到定滑輪 O1 的距離為 L，重力加速度為 g，設(shè)直桿足夠長(zhǎng)，小球運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不會(huì)與其他物體相碰現(xiàn)將小物塊從 C 點(diǎn)由，試求：小球下降到最低點(diǎn)時(shí)，小物塊的機(jī)械能(取 C 點(diǎn)所在的水平面為參考平面)；小物塊能下滑的最大距離；