《2019高考物理一轮教科版专题加练半小时机械能微专题40版含解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019高考物理一轮教科版专题加练半小时机械能微专题40版含解析（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章机械能微专题40机械能守恒定律的理解和应用拨（i）单物体多过程机械能守恒问题：划分物体运动阶段，研究每个阶段中的运动性质，判断机械能是否守恒；（2）多物体的机械能守恒：一般选用AEp=- AEk形式，不用选择零势能面.1.（多选）如图1所示，轻质弹簧的一端与内壁光滑的试管底部连接，另一端连接一质量为m的小球，小球的直径略小于试管的内径，开始时试管水平放置，小球静止，弹簧处于原长.若缓慢增大试管的倾角。至试管竖直，弹簧始终在弹性限度内，在整个过程中，下列说法正确的是（）A.弹簧的弹性势能一定逐渐增大B.弹簧的弹性势能可能先增大后减小C.小球重力势能一定逐渐增大D .小球重力势能可能先增大后
2、减小2. （2018 湖北黄冈模拟）如图2所示，将小球a从地面以初速度vo竖直上抛的同时，将另一相同质量的小球b从距地面h处由静止释放，两球恰在 2处相遇（不计空气阻力）.则（）-I-a bibd cc 一_ 也H图2A.两球同时落地B.相遇时两球速度大小相等C.从开始运动到相遇，球 a动能的减少量等于球b动能的增加量D.相遇后的任意时刻，重力对球a做功功率和对球b做功功率相等3.（2017 齐鲁名校联考）如图3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的质量分别为2m、 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
3、物体A下落，与地面即将接触时速度为 v,此时物体B对地面恰好无压力，则下列说法中正确的是（不计一切阻力）（）A的加速度为零2 mvA.物体A下落过程中的某一时刻，物体B.此时弹簧的弹性势能等于 2mgh-C.此时物体B处于超重状态 d.弹簧劲度系数为2mg4 .（2017 山东荷泽模）如图4所示，内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，轨道内甲、乙两小球固定在轻杆的两 端，甲球质量小于乙球质量，开始时乙球位于轨道的最低点，现由静止释放轻杆，下列说法正 确的是（）A.甲球下滑过程中，轻杆对其做正功B.甲球滑回时一定能回到初始位置C.甲球可沿轨道下滑到最低点D,在甲球滑回过程中杆对甲球做的功大于杆对乙
4、球做的功5 .（ 多 选 ）（2017 广 东 深圳模）如图5所示，物块A和圆环B用绕过定滑轮的轻绳连接在一起，圆环B套在光滑的竖直固定杆上,开始时连接B的绳子处于水平.零时刻由静止释放B,经时间t, B下降h,此时，速度达到最大不计滑轮摩擦和空气的阻力，则 （）A. t时刻B的速度大于A的速度B. t时刻B受到的合力等于零C. 0t过程A的机械能增加量大于 B的机械能减小量D. 0t过程A的重力势能增加量大于B的重力势能减小量6. （2018 四 川 德 阳 三 校 联 合 测试）一小球以初速度vo竖直上抛，它能到达的最大高度为 H,如图6的几种情况中，小球不可能达 到高度H的是（忽略空气阻
5、力）（）A,以初速度vo沿光滑斜面向上运动（图甲）B,以初速度vo沿光滑的抛物线轨道，从最低点向上运动（图乙）HC.以初速度vo沿半彳仝为R的光滑圆轨道，从最低点向上运动（图丙，HRH2）D,以初速度vo沿半彳至为R的光滑圆轨道，从最低点向上运动（图丁，RH）7. （2017 湖北黄冈中学 拟）一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高 ,如图7甲所示.若将一个质量为 m的小球分别拴在链条左端和右端，如图乙、丙所示.约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，关于它们的速度（设甲、乙、丙三图中三根链条的速度分别为va、vb、vc）关
6、系，下列判断中正确的是 （）A . va= vb= vcB . vavbvavbD. vavbvc8. (2017 山东拟）如图8所示，劲度系数为k的竖直轻弹簧下端固定在地面上，上端与一个质量为m的小球相连,处于静止状态.现用力 F将小球缓慢上移，直到弹簧恢复原长，然后撤掉该力，使小球从静止开始下落.小球下落过程中的最大速度为v,不计空气阻力，重力加速度为 g.下列说法正确的是（）A .小球的速度最大时弹簧的弹性势能为零B.撤掉力F后，小球从静止下落到速度最大过程中，小球克服弹簧弹力所的功为与亚一1mv2K 2C.弹簧的弹性势能最大时小球的加速度为零D.小球缓慢上移过程中，力 F做功为mv29
7、 .如图9所示，在竖直平面的xOy坐标系内，一根长为l的不可伸长的细绳，一端固定在拉力传 感器A上，另一端系一质量为 m的小球.x轴上的P点固定一个表面光滑的小钉，P点与传感器A相“ 31距-.现拉小球使细绳绷直并处在水平位置，然后由静止释放小球，当细绳碰到钉子后，小球可以绕钉子在竖直平面内做圆周运动.已知小球经过最低点时拉力传感器的示数为6mg,重力加速度为g,不计空气阻力，求：图9(1)小球经过最低点时的速度大小 v及传感器A与坐标原点O之间的距离h;(2)若小球绕P点一周(不计绳长变化)，再次经过最低点时绳子恰好断开，请确定小球经过y轴的坐标位置.10 . (2017 广东东莞模拟)如图
8、10所示，半径为R= 1.5m的光滑圆弧支架竖直放置，圆心角 0= 60,支架的底部CD离地 面足够高，圆心O在C点的正上方，右侧边缘 P点固定一个光滑小轮，可视为质点的小球A、B分别系在足够长的跨过小轮的轻绳两端，两球的质量分别为mA=0.3kg、mB= 0.1kg.将A球从紧靠小轮P处由静止释放，g=10m/s2,求：图10A球从P处运动到C点时刻的速度大小；（2）若A球运动到C点时刻，轻绳突然断裂，从此时开始，需经过多长时间两球重力功率的大小相 等？（计算结果可用根式表示）答案精析1. AD缓慢增大试管的倾角 。至试管竖直，弹簧所受压力逐渐增大，弹簧的压缩量逐渐增大，弹 性势能一定逐渐增
9、大，选项 A正确，B错误；设弹簧原长为I。，地面为重力势能零势能面，倾角 为。时小球重力势能Ep = mg（l。一 mgsn-）sin 0,当sin 0= 时，该重力势能函数表达式有最大值， k2mgkl0 若普1,则在达到竖直位置之前，重力势能有最大值，所以选项C错误，D正确.2mg2. C3. B物体B对地面恰好无压力，此时细绳的拉力T= mg,弹簧的弹力也为 mg, A下落过程中，A所受的合力一直不为零，根据牛顿第二定律，物体A的加速度不可能为零，故 A错误；物体A1与弹簧组成的系统机械能守恒，故有 2mgh=Ep+-1X2mv2,解得弹簧的弹性势能为 Ep=2mgh- mv2,故B正确
10、；B一直处于静止状态，受力平衡， C错误；A与地面即将接触时，对 B物体有 kh=mg,则卜=胃，故D错误.4. B5. ABt时刻B的速度可以分解为沿绳子方向的分速度与垂直于绳子方向的分速度，其中沿绳子 方向的分速度与 A的速度大小相等，故A正确；当B刚释放的瞬间，绳子的拉力方向与杆垂直，B所受的合力等于 mg, B向下先做加速运动， 当绳子在竖直方向上的分力等于B的重力时，B的速度最大，加速度等于 0,所以B受到的合力等于0,故B正确；0t过程A与B组成的系统机 械能守恒，所以 A的机械能增加量等于 B的机械能减小量，故 C错误；0t过程A与B组成的 系统的机械能守恒，B减少的重力势能转化
11、为 A的重力势能和 A、B的动能，所以0t过程A的 重力势能增加量小于 B的重力势能减小量，故 D错误.7. C链条释放之后到离开桌面，由于桌面无摩擦，机械能守恒，对三次释放，选桌面下方L处为零势能面，释放后重力势能减少量分别为AEpi=3mgL, AEp2 = -|mgL , AEp3 = 7mgL,由机械能888 一 111-33寸恒7E律有 AEpi = 2mva2, AEp2= 2(2m)vb2 ,正p3 = /(2m)vc2,解得 va2=gL, vb2 = 8gL, vc2 =：gL,即 vc2va2vb2,所以 vcvavb,故选 C. 88. B如图所示，最终小球上下做简谐运动
12、，在平衡位置处速度最大.小球在平衡位置时的速度最大，此时弹簧弹力等于重力，所以弹性势能不为零，A项错误；小球在平衡位置时 mg=kx,有乂=乎，从静止到平衡位置 mgx=：mv2+Ep,则小球克服弹簧弹力做的 k2功为Ep=m2泣mv2, B项正确；小球在最低点时弹簧的弹性势能最大，由简谐运动的对称性可知此时小球的加速度大小为g,方向竖直向上，C项错误；小球上升过程，弹力做正功，拉力F做正功，重力势能增加，动能不变，有Ep+ WF=mgx,则 WF = 2mv2, D 项错误. 解析(1)小球在最低点时F mg = mv29. (1),5gl3l(2)(0,一67l160)R由题意可知 R=
13、4，F=6mg 联立解得丫 =皆 根据机械能守恒定律得 mg( h+p=2mv2解得h=3l8(2)xop= (-h2 =平绳子断开后小球做平抛运动，故 2P=vt1 2y=2gt27l解得y=g 小球经过y轴时的纵坐标为一(恕+；)= 瞿160 4，160即小球经过y轴的坐标为(0,篙)310. (1)2m/s(2) 40s解析(1)A、B组成的系统机械能守恒，11?mAvA2 +?mBvB2 + mBghB mAghA1hA= RRcos60 =,R hB= R3VB VaCOS30 = 2 VA联立解得Va= 2m/s(2)轻绳断裂后，A球做平抛运动，B球做竖直上抛运动,B球上抛初速度 vb= vacos30 = V3m/s设经过时间t两球重力功率的大小相等，则mAgVAy= mBgVByVAy= gtVBy= VB gt联立解得t=券.
