2年模擬（新課標(biāo)）高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第五章 第3講 機械能守恒定律及其應(yīng)用練習(xí).doc

第3講機械能守恒定律及其應(yīng)用a組20142015年模擬基礎(chǔ)題組時間:30分鐘分值:40分一、選擇題(每題6分,共24分)1.(2015湖北襄陽四校聯(lián)考)如圖所示,物體b的質(zhì)量是物體a質(zhì)量的一半,不計所有摩擦,物體a從離地面高h(yuǎn)處由靜止開始下落,以地面為參考面,當(dāng)物體a的動能與其勢能相等時,物體a距地面的高度為(設(shè)該過程中b未與滑輪相碰)() a.0.4hb.0.2hc.0.8hd.h2.(2014湖南長沙一中月考)(多選)一個高爾夫球靜止于平坦的地面上,在t=0時球被擊出,飛行中球的速率與時間的關(guān)系如圖所示。若不計空氣阻力的影響,根據(jù)圖象提供的信息可以求出()a.高爾夫球在何時落地b.高爾夫球可上升的最大高度c.人擊球時對高爾夫球做的功d.高爾夫球落地時離擊球點的距離3.(2014江蘇無錫模擬)如圖所示,斜劈劈尖頂著豎直墻壁靜止于水平面上,現(xiàn)將一小球從圖示位置靜止釋放,不計一切摩擦,則在小球從釋放到落至地面的過程中,下列說法正確的是()a.斜劈對小球的彈力不做功b.斜劈與小球組成的系統(tǒng)機械能守恒c.斜劈的機械能守恒d.小球重力勢能減少量等于斜劈動能的增加量4.(2014上海徐匯期末考試)(多選)如圖所示,圓心在o點、半徑為r的光滑圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上,oc與oa的夾角為60,軌道最低點a與桌面相切。一輕繩兩端系著質(zhì)量為m1和m2的小球(均可視為質(zhì)點),掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊,開始時,m1位于c點,然后從靜止釋放,設(shè)輕繩足夠長,不計一切摩擦。則()a.在m1由c下滑到a的過程中,兩球速度大小始終相等b.在m1由c下滑到a的過程中,重力的功率先增大后減少c.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點,則m1=2m2d.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點,則m1=3m2二、非選擇題(共16分)5.(2015浙江溫州期中)如圖所示是某次四驅(qū)車比賽的軌道中的某一段。張華控制的四驅(qū)車(可視為質(zhì)點),質(zhì)量m=1.0 kg,額定功率為p=7 w。張華的四驅(qū)車到達(dá)水平平臺上a點時速度很小(可視為0),此時啟動四驅(qū)車的發(fā)動機并直接使發(fā)動機的功率達(dá)到額定功率,一段時間后關(guān)閉發(fā)動機。當(dāng)四驅(qū)車由平臺邊緣b點飛出后,恰能沿豎直光滑圓弧軌道cde上c點的切線方向飛入圓弧軌道,且此時的速度大小為5 m/s,cod=53,并從軌道邊緣e點豎直向上飛出,離開e以后上升的最大高度為h=0.85 m。已知ab間的距離l=6 m,四驅(qū)車在ab段運動時的阻力恒為1 n。重力加速度g取10 m/s2,不計空氣阻力。sin 53=0.8,cos 53=0.6,求:(1)四驅(qū)車運動到b點時的速度大小;(2)發(fā)動機在水平平臺上工作的時間;(3)四驅(qū)車對圓弧軌道的最大壓力。b組20142015年模擬提升題組時間:50分鐘分值:70分一、選擇題(每題6分,共24分)1.(2015安徽安慶聯(lián)考)質(zhì)量為m的人造衛(wèi)星與地心距離為r時,引力勢能可表示為ep=-,其中g(shù)為引力常量,m為地球質(zhì)量。已知地球半徑為r,根據(jù)機械能守恒定律可得地球的第二宇宙速度(可使衛(wèi)星脫離地球引力的發(fā)射速度)為()a. b.c.d.22.(2015湖北百所重點中學(xué)聯(lián)考)(多選)如圖所示,在豎直平面內(nèi),半徑為r的四分之一圓弧軌道ab、水平軌道bc與斜面cd平滑連接在一起,圓弧軌道的半徑ob和bc垂直,水平軌道bc的長度大于r,斜面足夠長。在圓弧軌道上靜止著n個質(zhì)量為m,半徑為r(rr)的光滑剛性小球,小球恰好將圓弧軌道鋪滿,從最高點a到最低點b依次標(biāo)記為1、2、3n?，F(xiàn)將圓弧軌道末端b處的阻擋物拿走,n個小球由靜止開始沿軌道運動,不計摩擦與空氣阻力,若以bc所在的平面為重力勢能的零勢面,下列說法正確的是()a.第n個小球在斜面cd上向上運動時機械能減小b.第n個小球在斜面cd上向上運動時機械能增大c.n個小球構(gòu)成的系統(tǒng)在運動過程中機械能守恒,且機械能e=nmgrd.第1個小球到達(dá)最低點的速度v3.(2015湖北襄陽四中、龍泉中學(xué)、荊州中學(xué)聯(lián)考)(多選)如圖所示,質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧一端固定于o點,另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi),將小球沿桿拉到與彈簧水平的位置由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧位于豎直位置時,小球速度恰好為零,此時小球下降的豎直高度為h,若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi),下列說法中正確的是()a.彈簧與桿垂直時,小球速度最大b.彈簧與桿垂直時,小球的動能與重力勢能之和最大c.小球下滑至最低點的過程中,彈簧的彈性勢能增加量小于mghd.小球下滑至最低點的過程中,彈簧的彈性勢能增加量等于mgh4.(2014江西師范大學(xué)附中11月月考)(多選)bungee(蹦極)是一種新興的體育活動,蹦躍者站在約40米以上(相當(dāng)于10層樓高)高度的橋梁、塔頂、高樓、吊車甚至熱氣球上,把一端固定的一根長長的橡皮繩綁在踝關(guān)節(jié)處,然后兩臂伸開,雙腿并攏,頭朝下跳下去。綁在跳躍者踝部的橡皮繩很長,足以使跳躍者在空中享受幾秒鐘的“自由落體”。當(dāng)人體落到離地面一定距離時,橡皮繩被拉開、繃緊,阻止人體繼續(xù)下落,當(dāng)人到達(dá)最低點時,橡皮繩彈起,人被拉起,隨后又落下,如此反復(fù),但由于空氣阻力的原因,使彈起的高度會逐漸減小,直到靜止,這就是蹦極的全過程。根據(jù)以上的敘述,忽略空氣阻力的影響,對第一次下落過程中下列說法正確的是()a.當(dāng)橡皮繩達(dá)到原長后人開始做減速運動b.整個下落過程中人的機械能守恒c.當(dāng)橡皮繩的彈力剛好等于人的重力時人的速度最大d.當(dāng)人達(dá)到最低點時加速度數(shù)值最大,且一定大于重力加速度g的值二、非選擇題(共46分)5.(2014湖北十堰模擬)(14分)如圖所示,粗糙弧形軌道和兩個光滑半圓軌道組成翹尾巴的s形軌道。光滑半圓軌道半徑為r,兩個光滑半圓軌道連接處c、d之間留有很小的空隙,剛好能夠使小球通過,c、d之間距離可忽略。粗糙弧形軌道最高點a與水平面上b點之間的高度為h。從a點靜止釋放一個可視為質(zhì)點的小球,小球沿翹尾巴的s形軌道運動后從e點水平飛出,落到水平地面上,落點到與e點在同一豎直線上b點的距離為s。已知小球質(zhì)量為m,不計空氣阻力,求:(1)小球從e點水平飛出時的速度大小;(2)小球運動到半圓軌道的b點時對軌道的壓力;(3)小球沿翹尾巴s形軌道運動時克服摩擦力做的功。6.(2015浙江杭州重點中學(xué)聯(lián)考)(16分)如圖所示,在投球游戲中,小明坐在可沿豎直方向升降的椅子上,停在不同高度處將小球水平拋出落入固定的球框中。已知球框距地面的高度為h0,小球的質(zhì)量為m,拋出點與球框的水平距離始終為l,忽略空氣阻力。(1)小球從距地面高為h0處水平拋出落入球框,求此過程中小球重力勢能的減少量;(2)若小球從不同高度處水平拋出后都落入了球框中,試推導(dǎo)小球水平拋出的速度v與拋出點高度h之間滿足的函數(shù)關(guān)系;(3)為防止球入框時彈出,小明認(rèn)為球落入球框時的動能越小越好。那么,它應(yīng)該從多高處將球水平拋出,可以使小球入框時的動能最小?并求該動能的最小值。7.(2015湖北重點中學(xué)聯(lián)考)(16分)如圖,光滑固定斜面傾角為,斜面底端固定有垂直斜面的擋板c,斜面頂端固定有光滑定滑輪。質(zhì)量為m的物體a經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方擋板上的質(zhì)量也為m的物體b相連,彈簧的勁度系數(shù)為k,a、b都處于靜止?fàn)顟B(tài)。一條不可伸長的輕繩繞過輕滑輪,一端連物體a,另一端連一輕掛鉤。開始時各段繩都處于伸直狀態(tài),a上方的一段繩平行于斜面?，F(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m的物體d并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放,已知它恰好能使b離開擋板但不繼續(xù)上升。若讓d帶上正電荷q,同時在d運動的空間中加上方向豎直向下的勻強電場,電場強度的大小為e,仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放d,則這次b剛離開擋板時d的速度大小是多少?已知重力加速度為g。第3講機械能守恒定律及其應(yīng)用a組20142015年模擬基礎(chǔ)題組一、選擇題1.a對a、b兩物體組成的系統(tǒng),只有重力做功,系統(tǒng)機械能守恒。b的重力勢能不變,所以a重力勢能的減小量等于系統(tǒng)動能的增加量,則有:mag(h-h)=(ma+mb)v2(其中h為物體a距地面的高度),當(dāng)物體a的動能與其勢能相等時,有:magh=mav2,又ma=2mb,聯(lián)立上面三式得:mag(h-h)=magh,得:h=0.4h。故a正確,b、c、d錯誤。2.abd球剛被擊出時速度為v0=31 m/s,根據(jù)機械能守恒,球到達(dá)最高點時重力勢能最大,動能最小,所以v=19 m/s 時球處于最高點,由m=mgh+mv2,可求出最大高度為30 m,b項正確。仍根據(jù)機械能守恒知,球落地時速度與擊出時速度相等,所以高爾夫球5 s時落地,a項正確。研究擊球過程,根據(jù)動能定理,人做的功w=m,由于m未知,所以求不出w,c項錯誤。研究球的水平分運動,由x=vxt,其中vx=19 m/s,t=5 s,可求得x=95 m,d項正確。3.b不計一切摩擦,小球下滑時,小球和斜劈組成的系統(tǒng)只有小球的重力做功,系統(tǒng)機械能守恒,b正確,c、d錯誤;斜劈對小球的彈力與小球位移間夾角大于90,故彈力做負(fù)功,a錯誤。4.bcm1在下滑過程中,其速度沿繩方向的分量大小等于m2的速度大小,故a錯。m1在c和a處時重力的功率均為零,而在c到a的過程中其在豎直方向的分速度不等于零,由此可知重力的功率應(yīng)先增大后減小,故b正確。對m1和m2組成的系統(tǒng)應(yīng)用機械能守恒定律有:m1g-m2gr=0,解得m1=2m2,故c對、d錯。二、非選擇題5.答案(1)3 m/s(2)1.5 s(3)55.5 n解析(1)由題可知vb=vccos 53得四驅(qū)車運動到b點時的速度為vb=3 m/s(2)從a到b的運動過程中有牽引力和阻力做功,根據(jù)動能定理有:m-0=pt-fl解得t=1.5 s(3)從c點運動到最高點的過程中,只有重力做功,所以機械能守恒,有:m=mg(h+rcos 53)得圓弧軌道的半徑r= m四驅(qū)車到達(dá)d點時對軌道的壓力最大,設(shè)四驅(qū)車在d點的速度為vd,從c點到d點的過程中機械能守恒,則有:m-m=mgr(1-cos 53)或m=mg(r+h)又fmax-mg=解得fmax=55.5 n由牛頓第三定律知,四驅(qū)車對軌道的最大壓力fmax=fmax=55.5 nb組20142015年模擬提升題組一、選擇題1.b設(shè)地球的第二宇宙速度為v,則人造衛(wèi)星在脫離地球引力的過程中機械能守恒,有mv2-=0,得v=,b選項正確。2.bd取n個小球為一整體,整體機械能守恒,當(dāng)整體在水平軌道上時,動能最大,則第n個小球在斜面cd上上升過程中,整體動能轉(zhuǎn)化為斜面上小球的重力勢能,所以第n個小球的機械能增大,故a錯誤、b正確;對整體機械能守恒,但是開始時整體重心高度h小于,所以enmgr,當(dāng)?shù)?個小球到達(dá)最低點時,根據(jù)動能定理有nmgh=nmv2,所以v0,即f2mg,由牛頓第二定律,人到達(dá)最低位置時的加速度大小a=g,所以正確選項為c、d。二、非選擇題5.答案(1)ve=(2)fn=9mg+,方向豎直向下(3)mg(h-4r)-解析(1)小球從e點水平飛出做平拋運動,設(shè)小球從e點水平飛出時的速度大小為ve。由平拋運動規(guī)律有s=vet4r=gt2聯(lián)立解得ve=(2)小球從b點運動到e點的過程,機械能守恒m=mg4r+m解得=8gr+在b點fn-mg=m解得fn=9mg+由牛頓第三定律可知小球運動到b點時對軌道的壓力為fn=9mg+,方向豎直向下。(3)設(shè)小球沿翹尾巴的s形軌道運動時克服摩擦力做的功為w,則mg(h-4r)-w=m得w=mg(h-4r)-6.答案(1)mg(h0-h0)(2)v=l(hh0)(或h=h0+)(3)見解析解析(1)小球重力勢能的減少量為:ep=mg(h0-h0)。(2)設(shè)小球做平拋運動的時間為t,則水平方向有:l=vt豎直方向有:h-h0=gt2解得:v=l(hh0)或h=h0+。(3)小球平拋運動過程中,只有重力做功,機械能守恒,則得:mg(h-h0)=ek-ek0結(jié)合第(2)問結(jié)論有:mg(h-h0)=ek-(hh0)得:ek=+mg(h-h0)(hh0)當(dāng)h=h0+時,ek有極小值,得:ekmin=mgl7.答案2解析掛鉤沒有掛d時,a壓縮彈簧,彈簧的壓縮量為x1,