《2021年最新高考物理能力训练-机械能守恒定律(含答案)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2021年最新高考物理能力训练-机械能守恒定律(含答案)（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、基础训练 17 机械能守恒定律 （时间 60 分钟，赋分100 分） 训练指要 本套试题训练和考查的重点是：理解和掌握机械能守恒定律，能熟练 地运用机械能守恒定律解决实际问题.第 3 题和第 14 题为创新题 .这种类型 的题一般有多种解法，便于训练学生的发散思维能力. 一、选择题（每小题5 分，共 40 分） 1.有三个质量都是m的小球a、b、c，以相同的速度v0在空中分别竖 直向上、水平和竖直向下抛出，三球落地时 A.动能不同 B.重力做功不同 C.机械能相同 D.重力势能变化量不同 2. （2002 年全国高考试题） 在光滑水平面上有两个相同的弹性小球A、 B，质量都为m.现B球静止 .
2、A球向B球运动，发生正碰.已知碰撞过程中 总机械能守恒， 两球压缩最紧时弹性势能为Ep，则碰前A球的速度等于 A. m Ep B. m Ep2 C.2 m Ep D.2 m Ep2 3.如图 117 1，ABC和AD是两个高度相等的光滑斜面，ABC由 倾角不同的两部分组成，且ABBC=AD.两个相同的小球a、b从 A 点分 别沿两侧斜面由静止滑下，不计转折处的能量损失，则滑到底部的先后次 序是 图 117 1 A.a球先到 B.b球先到 C.两球同时到达 D.无法判断 4.（2002 年全国春季高考试题）如图117 2 所示，下列四个选项 的图中，木块均在固定的斜面上运动，其中图A、B、C中的
3、斜面是光滑的， 图D中的斜面是粗糙的，图A、B中的F为木块所受的外力，方向如图中 箭头所示，图A、B、D中的木块向下运动 .图C中的木块向上运动 .在这四 个图所示的运动过程中机械能守恒的是 图 117 2 5.将一物体以速度v从地面竖直上抛，当物体运动到某高度时，他的 动能恰为重力势能的一半，不计空气阻力，则这个高度为 A.v 2/ gB.v 2/2 g C.v 2/3 gD.v2/4g 6.如图 1 173，小球自a点由静止自由下落，到b点时与弹簧接 触，到c点时弹簧被压缩到最短，若不计弹簧质量和空气阻力，在小球由 abc的运动过程中 图 117 3 A.小球和弹簧总机械能守恒 B.小球的
4、重力势能随时间均匀减少 C.小球在b点时动能最大 D.到c点时小球重力势能的减少量等于弹簧弹性势能的增加量 7.从空中某处平抛一个物体，不计空气阻力，物体落地时，末速度与 水平方向的夹角为.取地面物体重力势能为零，则物体抛出时，其动能与 势能之比为 A.sin 2 B.cos 2 C.tan 2 D.cot 2 8.如图 117 4 所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架， 在A处固定质量为2 m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在 O点， 可绕过O点并与支架所在平面相垂直的固定轴转动.开始时OB与地 面相垂直 .放手后开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法正确的是 图 117
5、 4 A.A球到达最低点时速度为零 B.A球机械能减少量等于B球机械能增加量 C.B球向左摆动所能达到的最高位置应高于A球开始运动时的高度 D.当支架从左向右回摆时，A球一定能回到起始高度 二、填空题（每小题6 分，共 24 分） 9.如图 117 5 所示，跨过同一高度处的光滑滑轮的细线连接着质 量相同的物体A和B.A套在光滑水平杆上， 定滑轮离水平杆高度为h=0.2 m. 开始让连A的细线与水平杆夹角=53 ，由静止释放，在以后的过程中 A所能获得的最大速度为_. （cos53 =0.6 ，sin53 =0.8 ，g=10 m/s 2） 图 117 5 10.如图 117 6 所示，一光滑
6、倾斜轨道与一竖直放置的光滑圆轨道 相连，圆轨道的半径为R，一质量为m的小球，从高H=3R处的A点由 静止自由下滑，当滑至圆轨道最高点B时，小球对轨道的压力F=_. 图 1 176 图 117 7 11.如图 117 7 所示，一半径为R的光滑圆形细管， 固定于竖直平 面内，放置于管内最低处的小球以初速度v0沿管内运动，欲使小球能通过 管的最高点，且小球在最高点时对管壁有向下的压力，v0必须满足的条件 是_. 12.如图 117 8 所示，劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量 为m1、m2的物块 1、2 拴接，劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2 拴 接，下端压在桌面上(不拴接 )，整个系统处
7、于平衡状态.现施力将物块1 缓 慢竖直上提，直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面，在此过程中，物块2 的重力势能增加了 _ ，物块 1 的重力势能增加了 _. 图 117 8 三、计算题（共36 分） 13.（12 分）如图 117 9 所示，质量为M、内有半径 R 的半圆形 轨道的槽体放在光滑的平台上，左端紧靠一台阶， 质量为m的小物体从A 点由静止释放，若槽内光滑，求小物体上升的最大高度. 图 117 9 图 1 1710 14.(12 分）如图 1 1710 所示，质量都为m的A、B两环用细线 相连后分别套在光滑细杆OP和竖直光滑细杆OQ上，线长L=0.4 m ，将 线拉直后使A和B在同一高
8、度上都由静止释放，当运动到使细线与水平面 成 30角时，A和B的速度分别为vA和vB，求vA和vB的大小 . 15.（12 分）如图 1 1711 所示，斜面倾角=30 ，另一边与地 面垂直，高为H，斜面顶点有一定滑轮，物块A和B的质量分别为m1和 m2，通过轻而软的细绳连结并跨过定滑轮，开始时两物块都位于与地面的 垂直距离为 2 1 H的位置上，释放两物块后，A沿斜面无摩擦地上滑，B沿 斜面的竖直边下落，若物块A 恰好能达到斜面的顶点，试求m1和m2的 比值.（滑轮质量、半径及摩擦均可忽略） 图 1 1711 参考答案 一、1.C 2.C 3.A 本题可以画出v-t图作出更简捷的判断 .如
9、图为沿ABC和AD下滑的小球a、b 的v-t图，由于AB+BC=AD，则图 线下方与t轴间的面积应相等，也就是图中划有斜线的两部分面积相等， 显然，两球运动的时间必然是tat. 4.C 5.C 6.AD 7.C 作出平抛轨迹后不难得出落地速度v=v0/cos， 故系统总机械能 为E2= 2 1 mv02/cos 2 .由机械能守恒定律E1=E2即 2 1 mv0 2+ mgh= 2 1 m2 2 0 cos v 得 mgh= 2 1 mv0 2（ 2 cos 1 -1 ）= 2 1 mv0 2 2 2 cos sin ，所以mgh/ 2 1 mv0 2=tan2 . 8.BCD 因A处小球质量
10、大，处的位置高，图示中三角形框架处于不 稳定状态，释放后支架就会向左摆动.摆动过程中只有小球受的重力做功， 故系统的机械能守恒，选项B 正确， D 选项也正确 .A 球到达最低点时，若 设支架边长是L，A球下落的高度便是 2 1 L,有mg ( 2 1 L)的重力势能转化为支 架的动能，因而此时A 球速度不为零，选项A 错.当A球到达最低点时有 向左运动的速度，还要继续左摆，B球仍要继续上升，因此B球能达到的 最高位置比A球的最高位置要高，C 选项也正确 . 二、9.1 m/s 10.mg11.2Rgv0Rg5 12.m2(m1+m2)g 2/ k 2;m 1(m1+m2)( 1 1 k +
11、2 1 k )g 2. 三、13.设小物体由A落至圆弧最低点时的速度为v,由机械能守恒定 律得 mgR= 2 1 mv 2 得v=gR2 小物体向上运动的过程中，m与M组成的系统在水平方向的动量守恒： mv=（M+m）vv为小球滑至最高点时m与M的共同速度 v = gR mM m 2 此过程中系统机械能守恒，所以 2 1 mv 2- 2 1 （M+m）v 2= mgh 解得 m 上升的最大高度h= mM M R. 14.由图可知：vAsin30 =vBcos30 即vA= 3vB A球下落的高度： h=Lsin30 =0.4 2 1 m=0.2 m 由机械能守恒定律 mgh= 2 1 mvA 2+ 2 1 mvB2 联立并代入数据得： vA= 3m/s ，vB=1 m/s 15.B下落 2 H 过程中，对系统有：m2g 2 H =m1g 2 H sin+ 2 1 (m1+m2)v 2 以后对A上升至顶点过程： 2 1 m1v2=m1g( 2 H - 2 1 Hsin) 所以 2 1 m m = 2 1
