《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機械能 微專題39 機械能守恒定律的理解和應(yīng)用備考精煉-人教版高三物理試題》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機械能 微專題39 機械能守恒定律的理解和應(yīng)用備考精煉-人教版高三物理試題(9頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、39 機械能守恒定律的理解和應(yīng)用方法點撥(1)單物體多過程機械能守恒問題:劃分物體運動階段,研究每個階段中的運動性質(zhì),判斷機械能是否守恒;(2)多物體的機械能守恒:一般選用EpEk形式,不用選擇零勢能面1(多選)如圖1所示,輕質(zhì)彈簧的一端與內(nèi)壁光滑的試管底部連接,另一端連接一質(zhì)量為m的小球,小球的直徑略小于試管的內(nèi)徑,開始時試管水平放置,小球靜止,彈簧處于原長若緩慢增大試管的傾角至試管豎直,彈簧始終在彈性限度內(nèi),在整個過程中,下列說法正確的是()圖1A彈簧的彈性勢能一定逐漸增大B彈簧的彈性勢能可能先增大后減小C小球重力勢能一定逐漸增大D小球重力勢能可能先增大后減小2(2018銅山中學(xué)模擬)如圖
2、2所示,將小球a從地面以初速度v0豎直上拋的同時,將另一相同質(zhì)量的小球b從距地面h處由靜止釋放,兩球恰在處相遇(不計空氣阻力)則()圖2A兩球同時落地B相遇時兩球速度大小相等C從開始運動到相遇,球a動能的減少量等于球b動能的增加量D相遇后的任意時刻,重力對球a做功功率和對球b做功功率相等3.(2017如東縣質(zhì)量檢測)如圖3所示,物體A、B通過細(xì)繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m,開始時細(xì)繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面的距離為h,物體B靜止在地面上放手后物體A下落,與地面即將接觸時速度為v,此時物體B對地面恰好無壓力,則下列說法中正確的是(不計一切阻力)
3、()圖3A物體A下落過程中的某一時刻,物體A的加速度為零B此時彈簧的彈性勢能等于2mghmv2C此時物體B處于超重狀態(tài)D彈簧勁度系數(shù)為4如圖4所示,內(nèi)壁光滑的圓形軌道固定在豎直平面內(nèi),軌道內(nèi)甲、乙兩小球固定在輕桿的兩端,甲球質(zhì)量小于乙球質(zhì)量,開始時乙球位于軌道的最低點,現(xiàn)由靜止釋放輕桿,下列說法正確的是()圖4A甲球下滑過程中,輕桿對其做正功B甲球滑回時一定能回到初始位置C甲球可沿軌道下滑到最低點D在甲球滑回過程中桿對甲球做的功大于桿對乙球做的功5(多選)如圖5所示,物塊A和圓環(huán)B用繞過定滑輪的輕繩連接在一起,圓環(huán)B套在光滑的豎直固定桿上,開始時連接B的繩子處于水平零時刻由靜止釋放B,經(jīng)時間t
4、,B下降h,此時,速度達(dá)到最大不計滑輪摩擦和空氣的阻力,則()圖5At時刻B的速度大于A的速度 Bt時刻B受到的合力等于零 C0t過程A的機械能增加量大于B的機械能減小量 D0t過程A的重力勢能增加量大于B的重力勢能減小量 6(2018射陽二中模擬)一小球以初速度v0豎直上拋,它能到達(dá)的最大高度為H,如圖6的幾種情況中,小球不可能達(dá)到高度H的是(忽略空氣阻力)()圖6A以初速度v0沿光滑斜面向上運動(圖甲)B以初速度v0沿光滑的拋物線軌道,從最低點向上運動(圖乙)C以初速度v0沿半徑為R的光滑圓軌道,從最低點向上運動(圖丙,HR)D以初速度v0沿半徑為R的光滑圓軌道,從最低點向上運動(圖丁,R
5、H)7(2017錦屏中學(xué)模擬)一根質(zhì)量為m、長為L的均勻鏈條一半放在光滑的水平桌面上,另一半懸在桌邊,桌面足夠高,如圖7甲所示若將一個質(zhì)量為m的小球分別拴在鏈條左端和右端,如圖乙、丙所示約束鏈條的擋板光滑,三種情況均由靜止釋放,當(dāng)整根鏈條剛離開桌面時,關(guān)于它們的速度(設(shè)甲、乙、丙三圖中三根鏈條的速度分別為va、vb、vc)關(guān)系,下列判斷中正確的是()圖7Avavbvc Bvavbvavb Dvavbvc8如圖8所示,勁度系數(shù)為k的豎直輕彈簧下端固定在地面上,上端與一個質(zhì)量為m的小球相連,處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用力F將小球緩慢上移,直到彈簧恢復(fù)原長,然后撤掉該力,使小球從靜止開始下落小球下落過程中的最大
6、速度為v,不計空氣阻力,重力加速度為g.下列說法正確的是()圖8A小球的速度最大時彈簧的彈性勢能為零B撤掉力F后,小球從靜止下落到速度最大過程中,小球克服彈簧彈力所的功為mv2C彈簧的彈性勢能最大時小球的加速度為零D小球緩慢上移過程中,力F做功為mv29如圖9所示,在豎直平面的xOy坐標(biāo)系內(nèi),一根長為l的不可伸長的細(xì)繩,一端固定在拉力傳感器A上,另一端系一質(zhì)量為m的小球x軸上的P點固定一個表面光滑的小釘,P點與傳感器A相距.現(xiàn)拉小球使細(xì)繩繃直并處在水平位置,然后由靜止釋放小球,當(dāng)細(xì)繩碰到釘子后,小球可以繞釘子在豎直平面內(nèi)做圓周運動已知小球經(jīng)過最低點時拉力傳感器的示數(shù)為6mg,重力加速度為g,不
7、計空氣阻力,求:圖9(1)小球經(jīng)過最低點時的速度大小v及傳感器A與坐標(biāo)原點O之間的距離h;(2)若小球繞P點一周(不計繩長變化),再次經(jīng)過最低點時繩子恰好斷開,請確定小球經(jīng)過y軸的坐標(biāo)位置10(2017南京外國語學(xué)校第四模)如圖10所示,半徑為R1.5 m的光滑圓弧支架豎直放置,圓心角60,支架的底部CD離地面足夠高,圓心O在C點的正上方,右側(cè)邊緣P點固定一個光滑小輪,可視為質(zhì)點的小球A、B分別系在足夠長的跨過小輪的輕繩兩端,兩球的質(zhì)量分別為mA0.3 kg、mB0.1 kg.將A球從緊靠小輪P處由靜止釋放,g10 m/s2,求:圖10(1)A球從P處運動到C點時刻的速度大??;(2)若A球運動
8、到C點時刻,輕繩突然斷裂,從此時開始,需經(jīng)過多長時間兩球重力功率的大小相等?(計算結(jié)果可用根式表示)答案精析1AD緩慢增大試管的傾角至試管豎直,彈簧所受壓力逐漸增大,彈簧的壓縮量逐漸增大,彈性勢能一定逐漸增大,選項A正確,B錯誤;設(shè)彈簧原長為l0,地面為重力勢能零勢能面,傾角為時小球重力勢能Epmg(l0)sin ,當(dāng)sin 時,該重力勢能函數(shù)表達(dá)式有最大值,若1,則在達(dá)到豎直位置之前,重力勢能有最大值,所以選項C錯誤,D正確2C3B物體B對地面恰好無壓力,此時細(xì)繩的拉力FTmg,彈簧的彈力也為mg,A下落過程中,A所受的合力一直不為零,根據(jù)牛頓第二定律,物體A的加速度不可能為零,故A錯誤;物
9、體A與彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,故有2mghEp2mv2,解得彈簧的彈性勢能為Ep2mghmv2,故B正確;B一直處于靜止?fàn)顟B(tài),受力平衡,C錯誤;A與地面即將接觸時,對B物體有khmg,則k,故D錯誤4B5ABt時刻B的速度可以分解為沿繩子方向的分速度與垂直于繩子方向的分速度,其中沿繩子方向的分速度與A的速度大小相等,故A正確;當(dāng)B剛釋放的瞬間,繩子的拉力方向與桿垂直,B所受的合力等于mg,B向下先做加速運動,當(dāng)繩子在豎直方向上的分力等于B的重力時,B的速度最大,加速度等于0,所以B受到的合力等于0,故B正確;0t過程A與B組成的系統(tǒng)機械能守恒,所以A的機械能增加量等于B的機械能減小量,故C錯
10、誤;0t過程A與B組成的系統(tǒng)的機械能守恒,B減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為A的重力勢能和A、B的動能,所以0t過程A的重力勢能增加量小于B的重力勢能減小量,故D錯誤6C7C鏈條釋放之后到離開桌面,由于桌面無摩擦,機械能守恒,對三次釋放,選桌面下方L處為零勢能面,釋放后重力勢能減少量分別為Ep1mgL,Ep2mgL,Ep3mgL,由機械能守恒定律有Ep1mva2,Ep2(2m)vb2,Ep3(2m)vc2,解得va2gL,vb2gL,vc2gL,即vc2va2vb2,所以vcvavb,故選C.8B如圖所示,最終小球上下做簡諧運動,在平衡位置處速度最大小球在平衡位置時的速度最大,此時彈簧彈力等于重力,所以彈
11、性勢能不為零,A項錯誤;小球在平衡位置時mgkx,有x,從靜止到平衡位置mgxmv2Ep,則小球克服彈簧彈力做的功為Epmv2,B項正確;小球在最低點時彈簧的彈性勢能最大,由簡諧運動的對稱性可知此時小球的加速度大小為g,方向豎直向上,C項錯誤;小球上升過程,彈力做正功,拉力F做正功,重力勢能增加,動能不變,有EpWFmgx,則WFmv2,D項錯誤9(1)(2)(0,)解析(1)小球在最低點時Fmgm由題意可知R,F(xiàn)6mg聯(lián)立解得v根據(jù)機械能守恒定律得mg(h)mv2解得h(2)xOP 繩子斷開后小球做平拋運動,故xOPvtygt2解得y小球經(jīng)過y軸時的縱坐標(biāo)為()即小球經(jīng)過y軸的坐標(biāo)為(0,)10(1)2 m/s(2) s解析(1)A、B組成的系統(tǒng)機械能守恒,mAvmBvmBghBmAghAhARRcos 60RhBRvBvAcos 30vA聯(lián)立解得vA2 m/s(2)輕繩斷裂后,A球做平拋運動,B球做豎直上拋運動,B球上拋初速度vBvAcos 30 m/s設(shè)經(jīng)過時間t兩球重力功率的大小相等,則mAgvAymBgvByvAygtvByvBgt聯(lián)立解得t s.