機(jī)械能 能量守恒定律

高三物理高第一輪總復(fù)(五)

機(jī)能

機(jī)能恒律1．將質(zhì)量為100kg的物體從地提升到m處，在這個(gè)過(guò)程中，下列說(shuō)法中正確的是?。?0m/s)()A．重力做正功，重力勢(shì)能增加1.0×10B．重力做正功，重力勢(shì)能減少1.0×10C．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能增加1.0×10D．重力做負(fù)功，重力勢(shì)能減少1.0×102.從h高以初速度豎直上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的球所示，取拋出處物體的重力勢(shì)能為0，計(jì)空氣阻力，則物體著地時(shí)的機(jī)械能為()

若A．mgh1C.mv2

1B．＋mv21D.－mgh23．如圖所示，跳水運(yùn)動(dòng)員最后板的過(guò)程可以簡(jiǎn)化為下述模型：運(yùn)動(dòng)員從高處落到處于自然狀態(tài)的跳(位上板一同向下運(yùn)動(dòng)到最低(B位置)，對(duì)于運(yùn)動(dòng)員從開(kāi)始與跳接觸到運(yùn)動(dòng)至最低點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是)A．運(yùn)動(dòng)員到達(dá)最低點(diǎn)時(shí)，其所外力的合力為零B．在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員的動(dòng)一直在減小C．在這個(gè)過(guò)程中，跳板的彈性能一直在增加D．在這個(gè)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)員所受力對(duì)他做的功小于跳板的作用力對(duì)他做的功4．如圖所示，一輕質(zhì)彈簧固定O點(diǎn)另一端固定一小球，將小球從與懸點(diǎn)在一水平面且彈簧保持原長(zhǎng)的A點(diǎn)初速度釋放其自由擺下，不計(jì)空氣阻力，在小球擺向最低點(diǎn)B的程中，下列說(shuō)法正確的是)A．小球的機(jī)械能守恒B．小球的機(jī)械能減少C．小球的重力勢(shì)能與彈簧的彈勢(shì)能之和不變D．小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械守恒5．如圖所示，質(zhì)量相同的A兩球用長(zhǎng)度不同的兩輕繩懸于等高的O、點(diǎn)，繩長(zhǎng)L的系為L(zhǎng)>L將輕繩水平拉直，并將小球AB由靜開(kāi)始同時(shí)釋放，取釋放的水平位BAB-1-

置為零勢(shì)能的參考面，則下列說(shuō)法正確的)A．在下落過(guò)程中，當(dāng)兩小球到一水平線L上具有相同的重力能B．兩小球分別落到最低點(diǎn)的過(guò)中減少的重力勢(shì)能相等C．球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)的重力勢(shì)能比球過(guò)最低時(shí)的重力勢(shì)能大D．兩小球分別落到最低點(diǎn)時(shí)，小球的機(jī)械能相同6如圖小塊P位光滑斜面上斜面Q位于光滑水平地面上，小物塊從止開(kāi)始沿斜面下滑的過(guò)程)A．斜面Q靜止不動(dòng)B．小物塊P對(duì)斜Q的力對(duì)斜面做正功C．小物塊P的機(jī)能守恒D．斜面Q對(duì)小物塊P彈力方向不垂直于接觸面7．某娛樂(lè)項(xiàng)目中，參與者拋出小球去撞擊觸發(fā)器，從而進(jìn)入下一關(guān)．現(xiàn)在將這個(gè)娛樂(lè)項(xiàng)目進(jìn)行簡(jiǎn)化，假設(shè)參與者從觸發(fā)器的正下方以v的速豎直上拋一小球，小球恰好擊中觸發(fā)器．若參與者仍在剛才的拋出點(diǎn)，沿A、B、、四個(gè)不同的光滑軌道分別以速率v拋小球，如圖所示．則小球能夠擊中觸發(fā)器的是)8．由光滑細(xì)管組成的軌道如圖示，其中AB段和段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為的小球，從距離水平地面高為的管口D處止釋放，最后能夠從A水平拋出落到地面上．下列說(shuō)法正確的()A．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)水平位移值為2RH－2RB．小球落到地面時(shí)相對(duì)于A點(diǎn)水平位移值為2－RC．小球能從細(xì)管A端水平拋出條件是H＞-2-

225D．小球能從細(xì)管A端水平拋出最小高度H＝R9.如圖，表面光滑的固定斜面頂安裝一定滑輪，小物塊A、用輕繩連接并跨過(guò)滑(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩)．初始時(shí)刻、處于同一高度并恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)．剪斷輕繩后A下落B沿面下滑，則從剪斷輕繩到物塊著地，兩物)A．速率的變化量不同B．機(jī)械能的變化量不同C．重力勢(shì)能的變化量相同D．重力做功的平均功率相同10.如圖所示為m的小球在直面內(nèi)的光滑圓軌道內(nèi)側(cè)做半徑為R的圓周運(yùn)動(dòng)．設(shè)小球恰好能通過(guò)最高點(diǎn)B時(shí)度的大小為v.若小球在最低點(diǎn)水平向右的速大小為則下列說(shuō)法正確的是()A．小球能通過(guò)最高點(diǎn)BB．小球在最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力小為5C．小球能通過(guò)與圓心等高的A點(diǎn)D．小球在AB之間某一點(diǎn)脫離圓軌道，此后做拋運(yùn)動(dòng)11．如圖所示，一內(nèi)壁光滑的細(xì)彎成半徑為R＝0.4m的

BB半圓弧軌道CD，豎直放置，其徑略大于小球的直徑，水平軌道與豎直半圓軌道在C點(diǎn)接好．置于水平軌道上的彈簧左端與豎直墻壁相連處彈簧處于自然狀態(tài)時(shí)右端的位置一個(gè)質(zhì)量為m＝0.8kg的球放在彈簧的右側(cè)后，用力向左側(cè)推小球而壓縮彈簧至處然后將小球由靜止釋放，小球運(yùn)動(dòng)到處對(duì)軌道的壓力為F＝N．水平軌道以處界，左側(cè)AB段長(zhǎng)為x＝0.3m，與小球的動(dòng)摩擦因數(shù)為＝0.5，右側(cè)段滑g10，：(1)彈簧在壓縮時(shí)所儲(chǔ)存的彈性能；(2)小球運(yùn)動(dòng)到軌道最高處D點(diǎn)對(duì)軌道的壓力．-3-

12．如圖所示，光滑水平面MN的端M處一彈射裝置P，右端處與平傳送帶恰平齊接觸，傳送帶水平部分長(zhǎng)度＝16m，沿逆時(shí)針?lè)较蛞院愣ㄋ俣龋絼蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，ABCDE是由三部分光滑軌道平滑連接在一起組成的為平軌道，弧是半徑為的半弧軌道，弧是半徑為2的弧軌道，弧與弧相在軌道最高點(diǎn)，＝0.6m水平部分A點(diǎn)與送帶平齊接觸．放在MN段的物塊m可視為質(zhì)點(diǎn))以初速度v＝4m/s沖傳送帶，物塊與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)＝，物塊的質(zhì)量＝kg，結(jié)果物塊滑上傳送運(yùn)動(dòng)一段時(shí)間后，又返回到N端經(jīng)水平面與左端的固定彈射器相碰撞彈器的彈簧原被壓縮后鎖定)，因碰撞使彈射器的鎖定打開(kāi)，將物塊彈回后滑過(guò)傳送速，沖上右側(cè)的圓弧軌道，物塊恰能始終貼著圓弧軌道BCDE內(nèi)通過(guò)其最高D后從E點(diǎn)飛取10m/s.求：(1)物塊m從第一次滑上傳送帶到返回N的時(shí)間；(2)物塊m與彈射器相碰時(shí)，彈簧器的彈簧對(duì)物m所做的功．-4-

答：(十五)1．C12由拋出處物體的機(jī)械能mv機(jī)械能守恒定律得物體著地時(shí)的機(jī)械能為mv2

.3．CD由意可知A位置跳的自然狀態(tài)，故跳水運(yùn)動(dòng)員到達(dá)A位時(shí)對(duì)跳板的作用力為零，其平衡位置應(yīng)該在A位、位之間，故運(yùn)動(dòng)員從A位向位運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，動(dòng)能先增大后減小，所以A、錯(cuò)誤；運(yùn)動(dòng)員由A位運(yùn)動(dòng)到位的過(guò)程中，跳板的彈力始終做負(fù)功，故其彈性勢(shì)能一直增加正確；由于跳水運(yùn)動(dòng)員從某高處落到處于自然狀態(tài)的跳板上，故初速度不為零，根據(jù)動(dòng)能定理可知重力對(duì)運(yùn)動(dòng)員做的功小于跳板的作用力對(duì)他做的功，D正．4．BD小由A擺向的程，彈簧被拉長(zhǎng)，彈簧彈力對(duì)小球做負(fù)功，所以小球的機(jī)械能減少A錯(cuò)B對(duì)在此過(guò)程中，彈簧與小球組成的系統(tǒng)只有重力和彈簧彈力做功，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，即小球減少的重力勢(shì)能等于小球獲得的動(dòng)能與彈簧增加的彈性勢(shì)能之和C、D均錯(cuò)．5．AD下過(guò)程中重力對(duì)小球做正功，小球的機(jī)械能守恒，重力勢(shì)能減少，取釋放的水平位置為零勢(shì)能的參考面，小球在任意位置機(jī)械能都為零，故選項(xiàng)D正；由＝可，只要小球所在位置的高度相同，小球的重力勢(shì)能一定相同，故選項(xiàng)A正；由＝可，兩小球分別落到最低點(diǎn)的過(guò)程中，由于下落的高度不，力對(duì)小球所做的功并不相同，因此減少的重力勢(shì)能并不相同A球重勢(shì)能的減少量大于B球力勢(shì)能的減少量，選項(xiàng)B、C均誤．6．B當(dāng)物塊P從靜止開(kāi)始沿斜面Q下的過(guò)程中，由于小物對(duì)斜面Q有右下方的壓力作用，故斜面Q將右動(dòng)A錯(cuò)誤小物塊P對(duì)斜面的力對(duì)斜面做正功B正確；小物塊受面的力對(duì)小物塊做，所以小物塊P的機(jī)械能不守恒C錯(cuò)誤；由彈力方向的特點(diǎn)可知，斜面Q對(duì)小塊的力總是垂直于接觸面D誤．7．CD本借助四種不同運(yùn)動(dòng)形式考查了機(jī)械能守恒定律．若小球恰好擊中觸發(fā)器，由1機(jī)械能守恒可知：mv2

＝在選項(xiàng)情況中，小球不可以靜止在最高處，選項(xiàng)A錯(cuò)誤在選項(xiàng)B情中，小球離開(kāi)直軌道，在重力作用下，做斜拋運(yùn)動(dòng)，不會(huì)擊中觸發(fā)器，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在選項(xiàng)情中，小球不脫離軌道，由機(jī)械能守恒可知，小球也恰好擊中觸發(fā)器，選項(xiàng)C正；在選項(xiàng)D情中，小球在圓管軌道的最高點(diǎn)的最小速度可以為零，由機(jī)械能守恒可知，小球也恰好擊中觸發(fā)器，選項(xiàng)確．8要小球從A點(diǎn)水拋出小球到達(dá)A時(shí)的速度＞根據(jù)機(jī)械能守恒定律，1有mgH－·＝mv，以＞，故選項(xiàng)確，選項(xiàng)D誤；小球從點(diǎn)水平拋出時(shí)的2-5-

2m2m1速度＝2－gR小球離開(kāi)點(diǎn)后平拋運(yùn)動(dòng)，則有R＝gt，平位移＝vt聯(lián)立以2上各式可得水平位移＝2－

，選項(xiàng)錯(cuò)，選項(xiàng)B正確．9．D、開(kāi)時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)，對(duì)A：gF對(duì)：＝sinθ②B由①②得m＝sinB即＝sinθ③剪斷繩后，、均守機(jī)械能守恒定律，機(jī)械能沒(méi)有變化，故B項(xiàng)誤；由機(jī)械能守恒1知，mghmv2

，所以v2，落地速率相同，故速率的變化量相同A項(xiàng)誤；由Δ＝v2，因不同故ΔE不同C項(xiàng)錯(cuò)；重力做功的功率P＝g＝＝g，＝22mgvsinθ＝B

2sinθ，③式m＝sinθ，故P＝，項(xiàng)確B10．BC根題意有＝，設(shè)當(dāng)小球在最低點(diǎn)水平向右的速度大小為2時(shí)它運(yùn)動(dòng)R11到最高點(diǎn)B的速度為v，根機(jī)械能守恒定律有mv)＝＋mv，得v＝，所以小22球不可能通過(guò)最高點(diǎn)B，但能通過(guò)與圓心等高的點(diǎn)小球在、之某一點(diǎn)脫離圓軌道，此后做斜拋運(yùn)動(dòng)；小球在最低點(diǎn)對(duì)軌道的壓力大小為5.11．解析：(1)小球在C處，由牛頓第二定律及向心力公式得vFmgmR解得＝

F－R＝

－

0.8

m/s＝5m/s由能量守恒得11彈性勢(shì)能E＝mv＋μmgx×0.8×5＋0.5×0.8×10×0.3J11.2J.22(2)從到D過(guò)程由機(jī)械能守恒定律得11mv＝＋mv22解得＝v－gR＝5－4×10×0.4m/s3m/s由于gR＝m/s，所以小球處軌道對(duì)壁有壓力．小球在D處由牛頓第二定律及向心力公式得vFmgmR-6-

μμv3解得＝(－)－10)N＝10N0.4由牛頓第三定律可知，小球在D點(diǎn)軌道的壓力大小為N方向豎直向上．答案：(1)11.2J(2)10N方豎直向上12．解析：(1)物塊從一次滑上傳送帶后先減速運(yùn)動(dòng)，所需時(shí)間為t＝向右運(yùn)動(dòng)的位移為x＝＝m.2此后物塊m向左勻加速運(yùn)動(dòng)，最后勻速返回到點(diǎn)vv在勻加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中有＝＝