《2018高考物理一轮总复习第五章机械能及其守恒定律第16讲机械能守恒定律及其应用课时达标》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018高考物理一轮总复习第五章机械能及其守恒定律第16讲机械能守恒定律及其应用课时达标（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第16讲 机械能守恒定律及其应用解密考纲理解机械能守恒定律的条件，会应用机械能守恒定律求解力学综合问题1如图所示，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚刚离开桌边时的速度大小为(C)A BC D4解析：由机械能守恒定律Ep减Ek增，即mgmgmv2，所以v.2如图所示，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(C)A B C D解析
2、：图A、B中木块均受到力F作用，即除重力力对木头做功以外，还有力F做功，故木块的机械能不守恒，图D中木块下滑时有摩擦力做功，其机械能不守恒，图C中斜面光滑，只有重力对木块做功，木块机械能守恒故只有C项正确3(2014安徽卷) 如图所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2.则(A)Av1v2，t1t2 Bv1t2Cv1v2，t1t2 Dv1v2，t1t2.选项A正确4如图所示，固
3、定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与竖直放置的轻弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，弹簧处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度刚好为零则在圆环下滑过程中(C)A圆环机械能守恒B弹簧的弹性势能一定先增大后减小C弹簧的弹性势能变化了mghD弹簧的弹性势能最大时圆环的动能最大解析：下滑过程中圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，A项错误；在圈环下滑过程中，弹簧的弹性势能先增大后减小再增大，B项错误；圆环初、末状态的动能都为零，则减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能，且弹簧的弹性势能最大时，圆环速度为零，C项正确，D项错误5(多选)由光滑细管组成的轨道如图所示，其中AB段和BC段是
4、半径为R的四分之一圆弧，轨道固定在竖直平面内一质量为m的小球，从距离水平地面为H的管口D处静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上下列说法正确的是(BC)A小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2B小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2C小球能从细管A端水平抛出的条件是H2RD小球能从细管A端水平抛出的最小高度HminR解析：小球能从A端射出，则H2R，C项正确，D项错误；设A端射出的速度为v，D端到A端由动能定理得mg(H2R)mv2小球从A端射出后做平抛运动，落地点水平位移xv由可得x2，B项正确6(2017山东济南模拟)将小球以10 m/s的初速度从地面竖直向上抛出，取地面为零势能面
5、，小球在上升过程中的动能Ek、重力势能Ep与上升高度h间的关系分别如图中两直线所示设阻力大小恒定g取10 m/s2，下列说法正确的是(D)A小球的质量为0.2 kgB小球受到的阻力(不包括重力)大小为0.20 NC小球动能与重力势能相等时的高度为 mD小球上升到2 m时，动能与重力势能之差为0.5 J解析：在最高点，Epmgh得m0.1 kg，选项A错误；由除重力以外其他力做功W其E可知FfhE高E低，E为机械能，解得Ff0.25 N，选项B错误；设小球动能和重力势能相等时的高度为H，此时有mgHmv2，由动能定理得FfHmgHmv2mv，解得H m，故选项C错误；当上升h2 m时，由动能定理
6、得FfhmghEk2mv，解得Ek22.5 J，Ep2mgh2 J，所以动能与重力势能之差为0.5 J，故选项D正确7(多选)(2017海南海口模拟)我国“蛟龙号”在某次试验时，深潜器内的显示屏上显示出了从水面开始下潜到最后返回水面的10 min内全过程的深度曲线甲和速度图象乙，则正确的有(AC)A甲图中h3代表本次下潜最大深度为360 mB全过程中最大加速度是0.025 m/s2C潜水员感到失重体验发生在01 min和810 min内D整个潜水器在810 min时间段内机械能守恒解析：“蛟龙号”下潜的最大深度为前4 min内vt图线与t轴所围面积，h3(120240)2 m360 m，选项A
7、正确；全过程中最大加速度大小am m/s2m/s2，选项B错误；在01 min和810 min内深潜器具有向下的加速度，潜水员处于失重状态，选项C正确；在810 min内，潜水器的加速度方向向下，a m/s2 m/s2，不是只有重力做功，机械能不守恒，选项D错误8(多选)如图所示，半径为R的光滑圆环固定在竖直平面内，O是圆心，虚线OC水平，D是圆环最低点两个质量均为m的小球A、B套在圆环上，两球之间用轻杆相连，从图示位置由静止释放，则(BD)AB球运动至最低点D时，A、B球组成的系统重力势能最小BA、B球组成的系统在运动过程中机械能守恒CA球从C点运动至D点过程中受到的合外力做正功D当轻杆水平
8、时，A、B球速度达到最大解析：A、B球组成的系统在运动过程中机械能守恒，当A、B球高度相同时系统重力势能最小，动能最大，A球从C点运动至D点过程中受到的合外力先做正功后做负功，所以只有B、D正确9(多选)如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆形管道竖直放置，其底端与水平地面相切一质量为m的小球(小球直径很小且略小于管道内径)以某一水平初速度进入管内，小球通过最高点P时，对管壁的压力大小为0.5mg(不考虑小球落地后反弹情况)，则(AD)A小球落地点到P点的水平距离可能为RB小球落地点到P点的水平距离可能为2RC小球进入圆管道的初速度大小可能为D小球进入圆管道的初速度大小可能为解析：小球在最高点
9、P的速度有两种可能：mg0.5mgm，或mg0.5mgm，解得：v1，v2，则小球落地点到P点的水平距离可能为x1v1R，x2v2R，所以选项A正确，B错误；又根据机械能守恒有：mvmvmg2R，分别代入v1，v2有v01，v02，故选项C错误，D正确10(2016上海交大附中月考)如图所示，一个半径为R、质量为m的均匀薄圆盘处在竖直平面内，可绕过其圆心O的水平转动轴无摩擦转动，现在其右侧挖去圆心与转轴O等高、直径为R的一个圆，然后从图示位置将其静止释放，则下列说法正确的是(A)A剩余部分不能绕O点做360转动，在转动过程中具有的最大动能为mgRB剩余部分不能绕O点做360转动，在转动过程中具
10、有的最大动能为mgRC剩余部分能绕O点做360转动，在转动过程中具有的最大动能为mgRD剩余部分能绕O点做360转动，在转动过程中具有的最大动能为mgR解析：依题意知在薄圆盘右侧挖去的圆心与转轴O等高、直径为R的一个圆的质量为m1m，根据对称性可在其左侧对称挖去一个同样大小的圆(如图所示)，余下部分的薄圆盘的重心仍在圆心O，故当圆心O1在最低点时，系统的重力势能最小，动能最大，根据机械能守恒定律可得：EkmmgR，当圆心O1转到右侧与O等高时，薄圆盘将停止转动，故剩余部分只能绕O点做180转动，所以只有选项A正确11如图所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施管道除D点右侧水平部分粗糙外，其余
11、部分均光滑若挑战者自斜管上足够高的位置滑下，将无能量损失的连续滑入第一个、第二个圆管轨道A、B内部(圆管A比圆管B高)某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过第一个圆管轨道A内部最高位置时，对管壁恰好无压力则这名挑战者(C)A经过管道A最高点时的机械能大于经过管道B最低点时的机械能B经过管道A最低点时的动能大于经过管道B最低点时的动能C经过管道B最高点时对管外侧壁有压力D不能经过管道B的最高点解析：A管最高点恰好无压力，可得出mgm.根据机械能守恒定律，A、B选项中机械能和动能都是相等的，选项C中由于管B低，到达B最高点的速度vBvA.由FNmgmmmg，即FN0即经过管道B最高点时对管外侧壁有压力
12、，故选C12(多选)如图所示，长度为l的细线，一端固定于O点，另一端拴一小球，先将细线拉直呈水平，使小球位于P点，然后无初速度释放小球，当小球运动到最低点时，细线遇到在O点正下方水平固定着的钉子K，不计任何阻力，若要求小球能绕钉子在竖直面内做完整圆周运动，则K与O点的距离可能是(AB)Al Bl Cl Dl解析：设K与O的距离为x，则根据机械能守恒mglmv，若恰能完成完整的圆周运动，则mvmg2(lx)mv2且mg，整理得xl，因此K与O的距离至少为l，因此A、B正确，C、D错误13(多选)如图所示轨道是由一直轨道和一半圆轨道组成的，一个小滑块从距轨道最低点B为h高度的A处由静止开始运动，滑
13、块质量为m，不计一切摩擦则(ACD)A若滑块能通过圆轨道最高点D，h的最小值为2.5RB若h2R，当滑块到达与圆心等高的C点时，对轨道的压力为3mgC若h2R，滑块会从C、D之间的某个位置离开圆轨道做斜上抛运动D若要使滑块能返回到A点，则hR解析：要使滑块能通过最高点D，则应满足mgm，可得v，即若在最高点D时滑块的速度小于，滑块无法达到最高点；若滑块速度大于等于，则可以通过最高点做平抛运动由机械能守恒定律可知，mg(h2R)mv2，解得h2.5R，A正确；若h2R，由A至C过程由机械能守恒可得mg(2RR)mv，在C点，由牛顿第二定律有FNm，解得FN2mg，由牛顿第三定律可知B错误，h2R
14、时小滑块不能通过D点，将点C、D中间某一位置离开圆轨道做斜上抛运动，故C正确；由机械能守恒可知D正确14如图所示是某课题小组制作的平抛仪M是半径为R固定于竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道上端切线水平M的下端相切处放置着竖直向上的弹簧枪，弹簧枪可发射速度不同、质量均为m的小钢珠，假设某次发射(钢珠距离枪口0.5R)的小钢珠恰好通过M的上端点水平飞出，已知重力加速度为g，则发射该小钢珠前，弹簧的弹性势能为(B)AmgR B2mgR C3mgR D4mgR解析：小钢珠恰好通过M的上端点水平飞出，必有mgm，解得mv2mgR；弹簧的弹性势能全部转化为小钢珠的机械能，由机械能守恒定律得Epmg(0.5RR)mv22mgR，选项B正确
