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1、2014 届高考物理一轮复习定时跟踪检测：第 5 章 第 3 单元机械能守恒定律 （人教版）一、选择题(每小题 7 分，共 70 分)1如图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()A物体的重力势能减少，动能增加B斜面的机械能不变C斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D物体和斜面组成的系统机械能守恒解析：物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，且夹角大于 90，所以物体克服弹力做功，物体的机械能减
2、少，但动能增加，重力势能减少，故 A 项正确，B、C 项错误对物体与斜面组成的系统内，只有动能和重力势能之间的转化，故系统机械能守恒，D 项正确答案：AD2下列几种情况，系统的机械能守恒的是()A图(a)中一颗弹丸在光滑的碗内做复杂的曲线运动B图(b)中运动员在蹦床上越跳越高C图(c)中小车上放一木块，小车的左侧有弹簧与墙壁相连小车在左右振动时，木块相对于小车无滑动(车轮与地面摩擦不计)D图(c)中如果小车振动时，木块相对小车有滑动解析：A 选项弹丸只受重力与支持力，支持力不做功，只有重力做功，所以机械能守恒B 选项中运动员做功，其机械能越来越大C 选项中只有弹簧弹力做功，机械能守恒D选项中有
3、滑动摩擦力做功，所以机械能不守恒答案：AC32013郑州模拟如图所示， A、 B 两球质量相等， A 球用不能伸长的轻绳系于 O 点，B 球用轻弹簧系于 O点， O 与 O点在同一水平面上分别将 A、 B 球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则()A两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等B两球到达各自悬点的正下方时， A 球动能较大C两球到达各自悬点的正下方时， B 球动能较大D两球到达各自悬点的正下方时， A 球损失的重力势能较多解析： A 球下摆过程中，因机械能守恒 mgL mv
4、12 2AB 球下摆过程中，因机械能守恒 mgL EP 弹 mv 12 2B由得 mv EP 弹 mv 可见 mv mv ，B 正确12 2A 12 2B 12 2A12 2B答案：B4某物体做变速直线运动，则下列说法中不正确的是()A若改变物体速度的是重力，物体的机械能不变B若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能必定减少C若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能可能增加D在物体速度增加的过程中，物体的机械能必定增加解析：若改变物体速度的是重力，只引起动能和重力势能的转化，物体的机械能不变，A 正确；若改变物体速度的是摩擦力，物体的机械能不一定减少，如摩擦力可以使物体加速，B 错，C 正确；物体
5、的速度增加，动能增加，物体的机械能不一定增加，D 错本题选择的是不正确的选项答案：BD5如图所示，一根轻弹簧下端固定，竖立在水平面上其正上方 A 位置有一只小球小球从静止开始下落，在 B 位置接触弹簧的上端，在 C 位置小球所受弹力大小等于重力，在 D 位置小球速度减小到零小球下降阶段下列说法中正确的是()A在 B 位置小球动能最大B在 C 位置小球动能最大C从 A C 位置小球重力势能的减少大于小球动能的增加D从 A D 位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加解析：小球动能的增加用合外力做功来量度， A C 小球受的合力一直向下，对小球做正功，使动能增加； C D 小球受的合力一直向上
6、，对小球做负功，使动能减小，所以 B 正确从 A C 小球重力势能的减少等于小球动能的增加和弹性势能之和，所以 C 正确A、D两位置动能均为零，重力做的正功等于弹力做的负功，所以 D 正确答案：BCD62012广东卷下图是滑道压力测试的示意图，光滑圆弧轨道与光滑斜面相切，滑道底部 B 处安装一个压力传感器，其示数 N 表示该处所受压力的大小某滑块从斜面上不同高度 h 处由静止下滑，通过 B 时，下列表述正确的有()A N 小于滑块重力 B N 大于滑块重力C N 越大表明 h 越大 D N 越大表明 h 越小解析：滑块在轨道上滑动，只有重力做功，机械能守恒，则有： mgh mv ，解得： vB
7、12 2B，滑块到 B 点时，支持力 NB与重力的合力提供向心力，即： NB mg m ，联立以上两2ghv2BR式得： NB mg ，由牛顿第三定律知 N NB，故 B、C 正确2mghR答案：BC72013唐山模拟如图所示，物体 A、 B 通过细绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧，物体 A、 B 的质量都为 m.开始时细绳伸直，用手托着物体 A 使弹簧处于原长且 A 与地面的距离为 h，物体 B 静止在地面上放手后物体 A 下落，与地面即将接触时速度大小为 v，此时物体 B 对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是()A弹簧的劲度系数为mghB此时弹簧的弹性势能等于 mgh mv212C此时物体
8、B 的速度大小也为 vD此时物体 A 的加速度大小为 g，方向竖直向上解析： A 下落，与地面即将接触时速度大小为 v，此时物体 B 对地面恰好无压力，所以 B 物体受力平衡，有 mg kh，所以弹簧的劲度系数为 ，选项 A 正确；mgh由机械能守恒定律可知，弹簧的弹性势能等于 mgh mv2，选项 B 错误；此时物体 B 的速度12为零， A 的加速度为零，选项 C、D 错误答案：A8如图，一轻绳的一端系在固定粗糙斜面上的 O 点，另一端系一小球给小球一足够大的初速度，使小球在斜面上做圆周运动，在此过程中()A小球的机械能守恒B重力对小球不做功C绳的张力对小球不做功D在任何一段时间内，小球克
9、服摩擦力所做的功总是等于小球动能的减少解析：小球做圆周运动的过程中，因有摩擦力做功，故小球机械能不守恒，选项 A 错误；在斜面内上升过程，重力做负功，下降过程，重力做正功，选项 B 错误；因绳张力总与速度垂直(指向圆心)，故绳的张力不做功，选项 C 正确；由功能关系可知，小球克服摩擦力做功等于机械能的减少，故选项 D 错误答案：C9如图所示，将倾角为 30的斜面体置于水平地面上，一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球 A 和物块 B，跨过固定于斜面体顶端的光滑支点 O.已知 A 的质量为 m， B 的质量为4m.现用手托住 A，使 OA 段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力)， OB 绳平行于斜面，
10、此时物块 B 恰好静止不动将 A 由静止释放，在其下摆过程中，斜面体与物块 B 始终保持静止，下列判断中正确的是()A物块 B 受到的摩擦力先减小后增大B物块 B 受到的摩擦力方向不变C小球 A 与地球组成的系统机械能守恒D小球 A 与地球组成的系统机械能不守恒解析：由小球 A 在下摆过程中斜面体与 B 保持静止，则小球 A 在该过程中只有重力做功，机械能守恒，故 C 对，D 错设 OA 间距离为 lOA，斜面与物块 B 间最大静摩擦力为Ffm4 mgsin302 mg，方向沿斜面向上当小球摆到最低点时对绳有最大拉力 Fm，由机械能守恒 mglOA mv2， Fm mg ，联12 mv2lOA
11、立得 Fm3 mg.此时物块 B 受摩擦力 F f Fm Ffm3 mg2 mg mg，方向沿斜面向下. 故 A 对，B 错答案：AC10一物块从如图所示的弧形轨道上的 A 点由静止开始滑下，由于轨道不光滑，它仅能滑到 B 点由 B 点返回后，仅能滑到 C 点，已知 A、 B 高度差为 h1， B、 C 高度差为 h2，则下列关系正确的是()A h1 h2 B h1h2 D h1、 h2大小关系不确定解析：由能的转化和守恒定律可知，物块由 A 到 B 的过程中重力势能减少 mgh1，全部用于克服摩擦力做功，即 WfAB mgh1，同理： WfBC mgh2，又随着小滑决最大高度的降低，运动过程
12、中的同位置处滑块对轨道的压力变小，必有 WfABWfBC，所以 mgh1mgh2，得： h1h2，C 项正确答案：C二、非选择题(共 30 分)11(10 分)2013佛山调研山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动一滑雪坡由 AB 和BC 组成， AB 是倾角为 37的斜坡， BC 是半径为 R5 m 的圆弧面，圆弧面和斜面相切于 B，与水平面相切于 C，如图所示， AB 竖直高度差 h18.8 m运动员连同滑雪装备总质量为 80 kg，从 A 点由静止滑下通过 C 点后飞落(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力， g 取 10 m/s2，sin370.6，cos370.8)求：(1)运动员到达 C 点的速
13、度大小；(2)运动员经过 C 点时轨道受到的压力大小解析：(1) A C 过程，由机械能守恒定律得：mg(h1 R ) mv12 2CR R(1cos37) vC14 m/s.(2)在 C 点，由牛顿第二定律有：FC mg FC3936 Nmv2CR由牛顿第三定律知，运动员在 C 点时轨道受到的压力大小为 3936 N.答案：(1)14 m/s(2)3936 N12(10 分)如图所示，在光滑平台上，有一劲度系数为 k 的轻质弹簧，其一端固定在固定挡板上，另一端连接一质量为 m 的物体 A.有一细绳通过定滑轮，细绳的一端系在物体 A 上(细绳与平台平行)，另一端系有一细绳套，物体 A 处于静止
14、状态当在细绳套上轻轻挂上一个质量为 m 的物体 B 后，物体 A 将沿平台向右运动，试求：物体 A 的最大速度值(已知弹簧的弹性势能 Ep kx2， x 是弹簧的形变量)12解析：当 A 的速度最大时，设弹簧的伸长量为 x，则有 kx mg 所以 xmgk对 A、 B 和弹簧组成的系统，从刚挂上 B 到 A 的速度达到最大的过程，由机械能守恒定律得：mgx 2mv kx2解得 vm .12 2m 12 mg22k答案： mg22k13(10 分)2013福州测试 AB 是竖直平面内的四分之一圆弧轨道，在下端 B 与水平直轨道相切，如图所示，一小球自 A 点起由静止开始沿轨道下滑已知圆轨道半径为
15、 R，小球的质量为 m，不计各处摩擦，求：(1)小球运动到 B 点时的动能；(2)小球下滑到距水平轨道的高度为 R 时速度的大小和方向；12(3)小球经过圆弧轨道的 B 点和水平轨道的 C 点时，所受轨道支持力 FNB、 FNC各是多大？解析：以 BC 面所在的平面为零势能面(1)根据机械能守恒定律得： Ek mgR.(2)根据机械能守恒定律得： E k E p即 mv2 mgR12 12小球速度大小为： v gR速度方向沿圆弧的切线向下，与竖直方向成 30角(3)根据牛顿运动定律及机械能守恒定律，在 B 点： FNB mg m ， mgR mv 解得 FNB3 mg，在 C 点： FNC mg.v2BR 12 2B答案：(1) mgR(2) ，沿圆弧的切线向下与竖直方向成 30角(3)3 mg mggR
