（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第七章 機械能及其守恒定律 考點強化練16 機械能和機械能守恒定律

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1、考點強化練16　機械能和機械能守恒定律 1.一只100 g的球從1.8 m的高處落到一個水平板上又彈回到1.25 m的高度,則下列關于整個過程中重力對球所做的功及球的重力勢能的變化說法正確的是(g取10 m/s2)(　　) A.重力做功為1.8 J B.重力做了0.55 J的負功 C.物體的重力勢能一定減少0.55 J D.物體的重力勢能一定增加1.25 J 2.如圖所示,在光滑水平面上有一物體,它的左端連一彈簧,彈簧的另一端固定在墻上,在力F作用下物體處于靜止狀態(tài),當撤去F后,物體將向右運動,在物體向右運動的過程中,下列說法正確的是(　　) A.彈簧的彈性勢能逐漸減少

2、 B.彈簧的彈性勢能逐漸增加 C.彈簧的彈性勢能先增加再減少 D.彈簧的彈性勢能先減少再增加 3.下列關于機械能守恒的說法正確的是(　　) A.若只有重力做功,則物體機械能一定守恒 B.若物體的機械能守恒,一定只受重力 C.做勻變速運動的物體機械能一定守恒 D.物體所受合外力不為零,機械能一定守恒 4.下列物體在運動過程中,機械能守恒的是(　　) A.被起重機拉著向上做勻速運動的貨物 B.一個做斜拋運動的鐵球 C.沿粗糙的斜面向下做勻速運動的木塊 D.在空中向上做加速運動的氫氣球 5.(2017~2018學年鳳鳴高級中學高一下)如圖所示,某人將質(zhì)量為m的石塊從距地面h

3、高處斜向上方拋出,石塊拋出時的速度大小為v0,不計空氣阻力,石塊落地時的動能為(　　) A.mgh B. C.-mgh D.+mgh 6.(2017~2018學年金華十校高二第二學期)某次籃球比賽中,小明站在罰球線處采用圖示站立姿勢將籃球投出,球以約2 m/s的速度撞擊籃筐。已知籃球質(zhì)量約為0.6 kg,籃筐離地高度約為3 m,忽略籃球受到的空氣阻力,則小明將球投出時對籃球做的功約為(　　) A.2 J B.8 J C.30 J D.100 J 7.如圖,光滑圓軌道固定在豎直面內(nèi),一質(zhì)量為m的小球沿軌道做完整的圓周運動。已知小球在最低點時對軌道的壓力大小為FN1,在高點時對

4、軌道的壓力大小為FN2。重力加速度大小為g,則FN1-FN2的值為(　　) A.3mg B.4mg C.5mg D.6mg 8.(2018年3月嘉興物理選考模擬測試)如圖是一種名為“牙簽弩”的玩具弓弩,現(xiàn)豎直向上發(fā)射木質(zhì)牙簽,O點為皮筋自然長度位置,A為發(fā)射的起點位置。若不計一切阻力,則(　　) A.A到O的過程中,牙簽一直處于超重狀態(tài) B.A到O的過程中,牙簽的機械能守恒 C.在上升過程中,弓和皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為牙簽的動能 D.根據(jù)牙簽向上飛行的高度可測算出牙簽被射出時的速度 9.半徑分別為r1和r2(r1

5、,質(zhì)量相等的兩物體分別自半圓形槽左邊緣的最高點無初速度地釋放,在下滑過程中兩物體(　　) A.機械能均逐漸減小 B.經(jīng)最低點時動能相等 C.機械能總是相等的 D.兩物體在最低點時加速度大小不相等 10.(多選)(2017~2018學年諸暨牌頭中學高二下)如圖所示,光滑軌道ABCD固定在豎直平面內(nèi),它由水平軌道AB和半徑為R的半圓軌道BCD組成,兩軌道相切于B點。一個可以看作質(zhì)點的小球以一定的初速度從A點射向B點,恰好能通過最高點D。設小球在最高點D的重力勢能為零,關于小球在半圓軌道最低點B受到的支持力大小F和在B點的機械能E,下列說法正確的是(　　) A.F與R無關 B.F

6、與R成正比 C.E與R無關 D.E與R成正比 11. (多選)(2017江西廬山區(qū)月考)如圖所示,重10 N的滑塊在傾角為30°的斜面上,從a點由靜止下滑,到b點接觸到一個輕彈簧?；瑝K壓縮彈簧到c點開始彈回,返回b點離開彈簧,最后又回到a點,已知ab=0.8 m,bc=0.4 m,那么在整個過程中(　　) A.滑塊滑到b點時動能最大 B.滑塊動能的最大值是6 J C.從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功是6 J D.滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)整個過程機械能守恒 12.(2018浙江臺州高三上學期期末質(zhì)量評估)如圖所示是滑沙場地的一段,可視為傾角為30°的斜面,設人和滑車總質(zhì)量為m,人從距

7、底端高為h處的頂端沿滑道由靜止開始勻加速下滑,加速度為0.4g,人和滑車可視為質(zhì)點,則從頂端向下滑到底端的過程中(　　) A.人和滑車獲得的動能為0.4mgh B.人和滑車克服摩擦力做功為0.6mgh C.人和滑車減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為動能 D.人和滑車減少的機械能為0.2mgh 13.(多選)(2018浙江名校協(xié)作體)如圖所示,一固定光滑桿與水平方向成45°放置,桿上套有一個質(zhì)量為m的圓環(huán)。一輕質(zhì)彈簧一端固定在O點,另一端與套桿上的圓環(huán)相連。當彈簧與桿垂直時,彈簧恰好處于原長?，F(xiàn)把圓環(huán)拉到豎直位置的A點,由靜止開始釋放,運動至水平位置B點的過程中。下列說法中正確的是(　　)

8、 A.彈簧的彈性勢能先減小后增大 B.圓環(huán)的動能一定先增加后減小 C.比較圓環(huán)A、B兩個位置,圓環(huán)減小的重力勢能小于增加的動能 D.比較圓環(huán)A、B兩個位置,圓環(huán)減小的重力勢能等于增加的動能 14.[2018杭州高考命題預測卷(1)]興趣小組的同學們利用彈弓放飛模型飛機。彈弓的簡化構造如圖所示,其中橡皮筋兩端點A、B固定在把手上。橡皮筋處于ACB時恰好為橡皮筋原長狀態(tài),將模型飛機的尾部放在C處,將C點拉至D點時放手,模型飛機就會在橡皮筋的作用下發(fā)射出去。C、D兩點均在AB連線的中垂線上,橡皮筋的質(zhì)量忽略不計?，F(xiàn)將模型飛機豎直向上發(fā)射,在它由D運動到C的過程中(　　) A.模型飛

9、機在C位置時的速度最大 B.模型飛機的加速度一直在減小 C.橡皮筋對模型飛機始終做正功 D.模型飛機的機械能守恒 15.物體做自由落體運動,Ek代表動能,Ep代表勢能,h代表下落的距離,v代表速度,t代表時間,以水平地面為零勢能面(不計一切阻力)。下列圖象能正確反映各物理量之間關系的是(　　) 16.已知貨物的質(zhì)量為m,在某段時間內(nèi)起重機將貨物以加速度a加速升高h,則在這段時間內(nèi),下列敘述正確的是(重力加速度為g)(　　) A.貨物的動能一定增加mah-mgh B.貨物的機械能一定增加mah C.貨物的重力勢能一定增加mah D.貨物的機械能一定增加mah+mgh 17

10、.右圖是某公園設計的一種驚險刺激的娛樂設施。管道除D點右側(cè)水平部分粗糙外,其余部分均光滑。若挑戰(zhàn)者自斜管上足夠高的位置滑下,將無能量損失的連續(xù)滑入第一個、第二個圓管軌道A、B內(nèi)部(圓管A比圓管B高)。某次一挑戰(zhàn)者自斜管上某處滑下,經(jīng)過第一個圓管軌道A內(nèi)部最高位置時,對管壁恰好無壓力。則這名挑戰(zhàn)者(　　) A.經(jīng)過管道A最高點時的機械能大于經(jīng)過管道B最低點時的機械能 B.經(jīng)過管道A最低點時的動能大于經(jīng)過管道B最低點時的動能 C.經(jīng)過管道B最高點時對管外側(cè)壁有壓力 D.不能經(jīng)過管道B的最高點 18.(2018浙江11月選考)在豎直平面內(nèi),某一游戲軌道由直軌道AB和彎曲的細管道BCD平

11、滑連接組成,如圖所示。小滑塊以某一初速度從A點滑上傾角為θ=37°的直軌道AB,到達B點的速度大小為2 m/s,然后進入細管道BCD,從細管道出口D點水平飛出,落到水平面上的G點。已知B點的高度h1=1.2 m,D點的高度h2=0.8 m,D點與G點間的水平距離L=0.4 m,滑塊與軌道AB間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。 (1)求小滑塊在軌道AB上的加速度和在A點的初速度; (2)求小滑塊從D點飛出的速度; (3)判斷細管道BCD的內(nèi)壁是否光滑。 考點強化練16　機械能和機械能守恒定律 1.C　整個過程重力做功WG=mgh=0.1

12、×10×0.55 J=0.55 J,故重力勢能減少0.55 J,所以選項C正確。 2.D　當力F作用在物體上時,彈簧處于壓縮狀態(tài),具有彈性勢能,當撤去力F后,物體向右運動。隨著物體向右運動,彈簧的壓縮量逐漸減小,彈性勢能減少,當彈簧恢復原長時,彈性勢能為零,但物體的運動速度仍然向右,繼續(xù)向右運動,彈簧被拉長,彈性勢能增加,所以選項D正確。 3.A　若只有重力做功,則物體的動能和重力勢能之間發(fā)生轉(zhuǎn)化,物體的機械能一定守恒,A正確;若物體的機械能守恒,物體不一定只受重力,也許還受其他力,但其他力做功的代數(shù)和為零,B錯誤;做勻變速運動的物體,如果除重力外的其他力做功為零,則機械能可能守恒,如做自

13、由落體運動的物體,C錯誤;物體所受合外力不為零,如果除重力外的其他力做功不為零,則機械能不守恒,D錯誤。 4.B　機械能守恒的條件是除重力與彈力外,沒有其他力對物體做功;被起重機拉著向上做勻速運動的貨物受到了向上的拉力,拉力對貨物做正功,故貨物的機械能增大,選項A錯誤;一個做斜拋運動的鐵球只受到重力的作用,故它的機械能是守恒的,選項B正確;沿粗糙的斜面向下做勻速運動的木塊受到了摩擦力的作用,摩擦力對木塊做負功,使得木塊的機械能減小,故選項C錯誤;在空中向上做加速運動的氫氣球受到浮力的作用,浮力對其做正功,故它的機械能也不守恒,選項D錯誤。 5.D　初狀態(tài)的機械能E=mgh+,則根據(jù)機械能守

14、恒定律得:mgh+=Ek,故選D。 6.B　根據(jù)題意籃筐離地高度約為H=3 m,假設小明投籃時,籃球離地高度為h=1.8 m,對籃球做功為W,則根據(jù)動能定理,從開始投籃,到籃球擊中籃筐,有W-mg(H-h)=mv2,其中v=2 m/s。代入數(shù)據(jù)解得W≈8 J,故B正確。 7.D　設小球在最低點時速度為v1,在最高點時速度為v2,根據(jù)牛頓第二定律有,在最低點:FN1-mg=,在最高點:FN2+mg=;從最高點到最低點,根據(jù)動能定理有mg·2R=,聯(lián)立可得:FN1-FN2=6mg,故選項D正確。 8.D　A到O的過程中,牙簽受到重力大小保持不變,受到向上的彈力逐漸變小,到達O點時橡皮筋恢復原

15、長,彈力為0。初始階段彈力大于重力時,牙簽處于超重狀態(tài),當彈力小于重力時,牙簽處于失重狀態(tài),A錯誤;A到O的過程中,牙簽和橡皮筋組成的系統(tǒng)機械能守恒,牙簽的機械能增加,橡皮筋機械能減小,B錯誤;弓和皮筋的彈性勢能轉(zhuǎn)化為牙簽的動能和重力勢能,C錯誤;牙簽向上飛行時,做加速度為g的勻減速直線運動,根據(jù)公式v2-=2gh可估算出牙簽被射出時的速度,D正確。 9.C　兩物體下滑的過程中,均只有重力做功,故機械能守恒,A錯誤,C正確;在最低點,兩物體重力勢能不同,由機械能守恒定律可知,兩物體動能不同,B錯誤;物體由半圓形槽左邊緣到最低點的過程中,有mgr=mv2,在最低點,兩物體的加速度a=,解得a=

16、2g,其與圓周運動的軌道半徑無關,D錯誤。 10.AD　小球恰能通過最高點,則在最高點重力充當向心力,有mg=m,因為小球在最高點D的重力勢能為零,則小球在D點的機械能為mv2,由機械能守恒定律可知:小球在B點的機械能與D點的機械能相等,則E=mv2=mgR,所以E與R成正比,故D正確,C錯誤;由B點到D點小球機械能守恒,可得:mv2=-2mgR,在B點有:F-mg=m,可解得F=6mg,所以F與R無關,故B錯誤,A正確。 11.CD　解析 滑塊能回到原出發(fā)點,所以滑塊和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒,D項正確;以c點為參考點,則在a點滑塊的機械能為6 J,在c點時滑塊的速度為0,重力勢能也為0

17、,從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功等于彈性勢能的減少量,故為6 J,所以C項正確;由a到c的過程中,因重力勢能不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)閯幽?動能的最大值在平衡位置,小于6 J,A、B項錯誤。 12.D　設受到的摩擦力是Ff,加速度大小為0.4g,則沿斜面的方向:mgsin 30°-Ff=ma,解得:Ff=0.1mg,人和滑車下滑的過程中重力和摩擦力做功,獲得的動能為(mgsin θ-Ff)·=Ek,代入數(shù)據(jù)解得:Ek=0.8mgh,故A錯誤;整個下滑過程中人和滑車減少的機械能為ΔE=mgh-Ek=mgh-0.8mgh=0.2mgh,故D正確;整個下滑過程中人和滑車減少的機械能為0.2mgh,所以人和滑車

18、克服摩擦力做功為0.2mgh,故B錯誤;由以上的分析可知,人下滑的過程中受到摩擦力的作用,人和滑車減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為動能和內(nèi)能,故C錯誤。 13.AD　當彈簧與桿垂直時,彈簧恰好處于原長,此時彈性勢能為零,所以由A運動到P的過程,彈簧的彈性勢能減小,由P到B的過程,彈簧的彈性勢能增大,故A正確;由于不知道重力與彈簧彈力做功的大小關系,所以不能判斷動能的變化情況,可能一直增大,也可能先增大后減小,故B錯誤;圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)的機械能守恒,在A、B兩個位置,彈簧彈性勢能相等,所以圓環(huán)減小的重力勢能等于增加的動能,故C錯誤,D正確。 14.C　從D到C,橡皮筋對模型飛機的彈力先大于重力,后小

19、于重力,根據(jù)牛頓第二定律可知,加速度先減小后增大,加速度方向先向上后向下,則模型飛機的速度先增大后減小,故A、B錯誤;橡皮筋對模型飛機的彈力與位移方向一直相同,所以橡皮筋對模型飛機的彈力始終做正功,而非重力做功等于機械能的增加量,故模型飛機的機械能一直在增大,故C正確, D錯誤。 15.B　由機械能守恒定律得Ep=E-Ek,可知勢能與動能關系的圖象為傾斜的直線,C錯;由動能定理得Ek=mgh,則Ep=E-mgh,故勢能與h關系的圖象也為傾斜的直線,D錯;Ep=E-mv2,故勢能與速度關系的圖象為開口向下的拋物線,B對;Ep=E-mg2t2,勢能與時間關系的圖象也為開口向下的拋物線,A錯。

20、16.D　據(jù)牛頓第二定律,物體所受的合外力F=ma,則動能的增加量為mah,選項A錯誤;重力勢能的增加量等于克服重力做的功mgh,選項C錯誤;機械能的增量為除重力之外的力做的功(ma+mg)h,選項B錯誤、選項D正確。 17.C　管A最高點恰好無壓力,可得出mg=m,根據(jù)機械能守恒定律,A、B選項中機械能和動能都是相等的,選項C中由于管B低,到達B最高點的速度vB>vA,由FN+mg=m>m=mg,即FN>0即經(jīng)過管道B最高點時對管外側(cè)壁有壓力,故選C。 18.答案 (1)6 m/s　(2)1 m/s　(3)不光滑 解析 (1)取AB段研究,物體在AB上做勻減速運動 設初速度為vA,則=2ax a=- x= 聯(lián)立上式則vA=6 m/s、a=-8 m/s2 (2)取DG段研究,物體做平拋運動,h2=gt2、L=vD1t,則vD1=1 m/s (3)取BD段研究,假設光滑,根據(jù)機械能守恒定律=mg(h1-h2) 則vD2=2 m/s≠vD1 因此是有阻力的。 6