《新高考物理一轮复习精练题专题6.2 机械能守恒定律及其应用及实验（含解析）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《新高考物理一轮复习精练题专题6.2 机械能守恒定律及其应用及实验（含解析）（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题6.2 机械能守恒定律及其应用及实验【练】目录一练经典题型1二、练创新情景4三练规范解答9一练经典题型1(2021上海长宁区期末)从地面竖直上抛两个质量不同、初动能相同的小球，不计空气阻力，以地面为零势能面，当两小球上升到同一高度时，则()A它们具有的重力势能相等B质量小的小球动能一定小C它们具有的机械能相等D质量大的小球机械能一定大【答案】C【解析】在上升到相同高度时，由于两小球质量不同，由重力势能Epmgh可知重力势能不同，故A错误；在小球上升过程中，根据机械能守恒定律，有EkEmgh，其中E为两小球相同的初始动能。在上升到相同高度时，h相同，质量小的小球动能Ek大，故B错误；在上升过
2、程中，只有重力做功，两小球机械能守恒，由于初动能相同，则它们具有的机械能相等，故C正确，D错误。2.(2021昆明、玉溪统考)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角45，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端(此时小球速度为零)的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A小球的动能与重力势能之和保持不变B小球的动能与重力势能之和先增大后减小C小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变D小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和
3、保持不变【答案】B【解析】小球与弹簧组成的系统在整个过程中，机械能守恒，弹簧处于原长时弹性势能为零，小球从C点到最低点过程中，弹簧的弹性势能先减小后增大，所以小球的动能与重力势能之和先增大后减小，A项错，B项对；小球的重力势能不断减小，所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和不断增大，C项错；小球的初、末动能均为零，所以整个过程中小球的动能先增大后减小，所以小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和先减小后增大，D项错。3.(2021安徽皖江联盟名校联考)如图，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍当B位于地面时，A恰与圆柱轴心等高将A由静止释
4、放，B上升的最大高度是()A2RB.C. D.【答案】：C【解析】：设B的质量为m，A的质量为2m，以A、B整体为系统，当A下落至地面时，B恰好上升到与圆心等高位置，这个过程中机械能守恒，即：2mgRmgR3mv2，接下来，B物体做竖直上抛运动，再上升的高度h，两式联立得h，这样B上升的最大高度HhR.4(2021浙江选考模拟)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落，到最低点时距水面还有数米距离假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点，下列说法正确的是()A运动员到达最低点前重力势能先减小后增大B蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能减小C蹦极过程中，运动员、地球和蹦极绳所组成的系
5、统机械能守恒D蹦极过程中，重力势能的改变与重力势能零点的选取有关【答案】：C【解析】：在运动的过程中，运动员一直下降，则重力势能一直减小，故A错误；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力做负功，弹性势能增加，故B错误；蹦极的过程中，系统只有重力和弹力做功，所以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒，故C正确；重力势能的变化量与零势能点的选取无关，故D错误5如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g取10 m/s2)()A10 JB
6、15 JC20 J D25 J【答案】：A【解析】：由hgt2和vygt得：vy m/s，落地时，tan 60可得：v0 m/s，由机械能守恒得：Epmv，可求得：Ep10 J，故A正确6(2021山东济南模拟)如图所示，由光滑细管组成的轨道固定在竖直平面内，AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，CD段为平滑的弯管一小球从管口D处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上关于管口D距离地面的高度必须满足的条件是()A等于2R B大于2RC大于2R且小于R D大于R【答案】：B【解析】：由机械能守恒定律得mg(H2R)mv，因细管可以提供支持力，所以到达A点的速度大于零即可，即vA0，解得H
7、2R，故选B.7.(多选)(2021苏北四市调研)如图所示，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦则在各小球运动过程中，下列说法正确的是()A球1的机械能守恒B球6在OA段机械能增大C球6的水平射程最小D六个球落地点各不相同【答案】：BC【解析】：当所有球都在斜面上运动时机械能守恒，当有球在水平面上运动时，后面球要对前面的球做功，小球机械能不守恒，选项A错误；球6在OA段由于球5的推力对其做正功，其机械能增大，选项B正确；由于球6离开A点的速
8、度最小，所以其水平射程最小，选项C正确；当1、2、3小球均在OA段时，三球的速度相同，故从A点抛出后，三球落地点也相同，选项D错误8(多选)(2021湖南湘潭市三模)如图所示，物块套在固定竖直杆上，用轻绳连接后跨过定滑轮与小球相连开始时物块与定滑轮等高已知物块的质量m13 kg，球的质量m25 kg，杆与滑轮间的距离d2 m，重力加速度g10 m/s2，轻绳和杆足够长，不计一切摩擦，不计空气阻力现将物块由静止释放，在物块向下运动的过程中()A物块运动的最大速度为 m/sB小球运动的最大速度为 m/sC物块下降的最大距离为3 mD小球上升的最大距离为2.25 m【答案】AD【解析】当物块所受的合
9、外力为0时，物块运动的速度最大，此时，小球所受合外力也为0，则有绳的张力等于小球的重力，即FTm2g50 N对物块受力分析，如图，可知FTcos m1g对物块的速度v沿绳的方向和垂直绳的方向分解，则沿绳方向的分速度即为小球的速度，设为v1，则有v1vcos ，对物块和小球组成的系统，由机械能守恒定律可知m1gm2g(d)m1v2m2v12，代入数据可得v m/s，v1 m/s，故A正确，B错误；设物块下落的最大高度为h，此时小球上升的最大距离为h1，则有h1d对物块和小球组成的系统，由机械能守恒定律可得m1ghm2gh1联立解得h3.75 m，h12.25 m，故C错误，D正确9. (2021
10、河南洛阳市一模)某同学用图(a)所示的实验装置验证机械能守恒定律，其中打点计时器的电源为交流电源，可以使用的频率有220 Hz、30 Hz和40 Hz，打出纸带的一部分如图(b)所示。该同学在实验中没有记录交流电的频率f，需要用实验数据和其他条件进行推算。(1)若从打出的纸带可判定重物匀加速下落，利用f和图(b)中给出的物理量可以写出：在打点计时器打出B点时，重物下落的速度大小为_，重物下落的加速度的大小为_。(2)已测得x18.89 cm，x29.50 cm，x310.10 cm；当重力加速度大小为9.80 m/s2，实验中重物受到的平均阻力大小约为其重力的1%。由此推算出f为_ Hz。【答
11、案】(1)(x1x2)f(x3x1)f2(2)40【解析】(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度可得vBvC由速度公式vCvBaT可得a。(2)由牛顿第二定律可得mg0.01mgma所以a0.99g结合(1)解出的加速度表达式，代入数据可得f40 Hz。10.用如图甲所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落，m1上拖着的纸带打出一系列的点，对纸带上的点迹进行测量，即可验证机械能守恒定律图乙给出的是实验中获取的一条纸带，0是打下的第一个点，每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出)，所用电源的频率为50 Hz.已知m150 g、m2150 g则：(结果
12、均保留两位有效数字)(1)在纸带上打下计数点5时的速度v5_ m/s；(2)在打下0点到打下计数点5的过程中系统动能的增加量Ek_ J，系统重力势能的减少量Ep_ J；(当地的重力加速度g取10 m/s2)(3)若某同学作出v2h图象如图丙所示，则当地的重力加速度g_ m/s2.【答案】(1)2.4(2)0.580.60(3)9.7【解析】(1)v5 m/s2.4 m/s.(2)Ek(m1m2)v5200.58 J，Epm2gh5m1gh50.60 J.(3)由(m2m1)gh(m1m2)v2，知，即图线的斜率k m/s2，解得g9.7 m/s2.二、练创新情景1.(2021北京市丰台区二模)
13、摩天轮是游乐场里的大型娱乐项目，它的直径可以达到几百米。乘客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，下列说法中正确的是()A.在最高点，乘客处于超重状态B.任一时刻乘客受到的合力都不等于零C.乘客在乘坐过程中对座椅的压力始终不变D.乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变【答案】B【解析】在最高点，乘客具有向下的加速度，处于失重状态，选项A错误；乘客做圆周运动，任一时刻受到的合力都不等于零，选项B正确；乘客在乘坐过程中匀速转动，向心力时刻指向圆心，大小不变，对座椅的压力不可能始终不变，选项C错误；乘客在乘坐过程中匀速转动，动能不变，但重力势能在变化，所以机械能也在变化，选项D错误。2. (20211月重庆
14、市学业水平选择性考试适应性测试，1)一质量为m的物块仅在重力作用下运动，物块位于r1和r2时的重力势能分别为3E0和E0(E00)。若物块位于r1时速度为0，则位于r2时其速度大小为()A.2 B. C.2 D.4【答案】A【解析】物体仅在重力作用下运动，物体的机械能守恒，根据机械能守恒定律可知E1E2，代入已知条件为3E00E0mv2，解得r2处的速度为v2，故选A。3.(2021苏北四市联考)某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示，足球视为质点，空气阻力不计用v、E、Ek、P分别表示足球的速率、机械能、动能和重力的瞬时功率大小，用t表示足球在空中的运动时间，下列图象中可能正确的是()【答案】：D【解析】：足球做斜上抛运动，机械能守恒，重力势能先增加后减小，故动能先减小后增加，速度先减小后增加，A、B项错误；以初始位置为零势能面，踢出时竖直方向速度为vy，则EkEEpEmghEmgvytmg2t2，C项错误；速度的水平分量不变，竖直分量先均匀减小到零，后反向均匀增大，故根据PGv可知，重力的功率先均匀减小后均匀增加，D项正确4(2021黑龙江大庆中学开学考试)如图所示，轨道AB与半径R0.1 m的竖直圆轨道相连，C点为轨道最低点，在最高点D处装有压力传感器可以显示小球对
