(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)二十 機械能守恒定律及其應(yīng)用

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1、(江蘇專版)2022年高考物理總復(fù)習(xí) 課時作業(yè)二十 機械能守恒定律及其應(yīng)用 1.關(guān)于機械能守恒,下列說法中正確的是(  )                           A.物體做勻速運動,其機械能一定守恒 B.物體所受合力不為零,其機械能一定不守恒 C.物體所受合力做功不為零,其機械能一定不守恒 D.物體沿豎直方向向下做加速度為5 m/s2的勻加速運動,其機械能減少 2.(多選)如圖所示,下列關(guān)于機械能是否守恒的判斷正確的是(  ) 第2題圖 A.甲圖中,物體A將彈簧壓縮的過程中,A機械能守恒 B.乙圖中,物體B在大小等于摩擦力的

2、拉力作用下沿斜面下滑時,B機械能守恒 C.丙圖中,斜面光滑,物體在推力F作用下沿斜面向下運動的過程中,物體機械能守恒 D.丁圖中,斜面光滑,物體在斜面上下滑的過程中,物體機械能守恒 3.(多選)如圖所示,一質(zhì)量不計的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量均為m的兩個小球A和B,支架的兩直角邊的長度分別為2l和l,支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無摩擦轉(zhuǎn)動.開始時OB邊處于水平位置,由靜止釋放,則下列正確的是(  ) 第3題圖 A.B球轉(zhuǎn)到最低點時,B球的速度到達(dá)最大 B.A球速度最大時,兩直角邊與豎直方向的夾角為45° C.A、B兩球的最大速度之比vA∶vB=1∶2

3、 D.A球速度最大時,兩小球的總重力勢能最小 4.傾斜的傳送帶上有一工件始終與傳送帶保持相對靜止,如圖,則(  ) 第4題圖 A.當(dāng)傳送帶向上勻速運行時,物體克服重力和摩擦力做功 B.當(dāng)傳送帶向下勻速運行時,只有重力對物體做功 C.當(dāng)傳送帶向上勻加速運行時,摩擦力對物體做正功 D.不論傳送帶向什么方向運行,摩擦力都做負(fù)功 5.如圖所示,在同一豎直平面內(nèi),一輕質(zhì)彈簧一端固定,靜止斜靠在光滑斜面上,另一自由端恰好與水平線AB齊平,一長為L的輕質(zhì)細(xì)線一端固定在O點,另一端系一質(zhì)量為m的小球,O點到AB的距離為2L.現(xiàn)將細(xì)線拉至水平,小球從位置C由靜止釋放,到達(dá)O點正

4、下方時,細(xì)線剛好被拉斷.當(dāng)小球運動到A點時恰好能沿斜面方向壓縮彈簧,不計碰撞時的機械能損失,彈簧的最大壓縮量為L(在彈性限度內(nèi)),求: (1)細(xì)線所能承受的最大拉力F; (2)斜面的傾角θ; (3)彈簧所獲得的最大彈性勢能Ep. 第5題圖    6.質(zhì)量分別為m和2m的兩個小球P和Q,中間用輕質(zhì)桿固定連接,桿長為L,在離P球處有一個光滑固定軸O,如圖所示.現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放,在Q球順時針擺動到最低位置時,求: (1)小球P的速度大小; (2)在此過程中小球P機械能的變化量. 第6題圖   7.如圖所示,在豎直平面內(nèi)固定一個四

5、分之三圓管軌道.質(zhì)量為1 kg的小球從軌道頂端A點無初速釋放,然后從軌道底端B點水平飛出落在某一坡面上,坡面呈拋物線形狀,且坡面的拋物線方程為y=x2.已知圓管軌道的半徑為R,B點離地面 O點的高度也為R(R=0.4 m),小球運動到B點時速度水平,大小為 m/s.(重力加速度為g=10 m/s2 )求: (1)小球到達(dá)B點時對軌道的作用力是多少?及從A運動到B的過程中克服阻力所做的功; (2)小球從B點水平飛出到落至坡面經(jīng)歷的時間. 第7題圖    8.如圖所示,質(zhì)量為3 kg小球A和質(zhì)量為5 kg的B通過一壓縮彈簧鎖定在一起,

6、靜止于光滑平臺上,解除鎖定,兩小球在彈力作用下分離,A球分離后向左運動恰好通過半徑R=0.5 m的光滑半圓軌道的最高點,B球分離后從平臺上以速度vB=3 m/s水平拋出,恰好落在臨近平臺的一傾角為α的光滑斜面頂端,并剛好沿光滑斜面下滑,已知斜面頂端與平臺的高度差h=0.8 m,g=10 m/s2,求: (1)A、B兩球剛分離時A的速度大??; (2)彈簧鎖定時的彈性勢能; (3)斜面的傾角α. 第8題圖    課時作業(yè)(二十) 機械能守 恒定律及其應(yīng)用1.D 【解析】 物體做勻速運動其動能不變,但機械能可能變,如物體勻速上升或下降,機械能會相應(yīng)的增加或減少,選項A錯誤;物體僅

7、受重力作用,只有重力做功,或受其他力但其他力不做功或做功的代數(shù)和為零時,物體的機械能守恒,選項B、C錯誤;物體沿豎直方向向下做加速度為5 m/s2 的勻加速運動時,物體一定受到一個與運動方向相反的力的作用,此力對物體做負(fù)功,物體的機械能減少,故選項D正確. 2.BD 3.CD 【解析】 AB兩個球質(zhì)量相等,其整體的重心在連線的中點處,當(dāng)重心到達(dá)最低點時,兩個球的速度最大,故A錯誤;AB兩個球質(zhì)量相等,其整體的重心在連線的中點處,當(dāng)重心到達(dá)最低點時,兩個球的速度最大,故兩直角邊與豎直方向的夾角為不是45度,故B錯誤;同軸轉(zhuǎn)動角速度相等,根據(jù)公式v=ωr,兩個球的線速度之比為1∶2,故C正確;

8、兩個球的線速度之比為1∶2,A球速度最大時,B球速度也最大,故整體動能最大,重力勢能一定最小,故D正確;故選CD. 4.C 【解析】 A.當(dāng)傳送帶向上勻速運行時,根據(jù)平衡條件知,摩擦力沿斜面向上,則摩擦力做正功,故不是克服摩擦力做功,A錯誤;B.當(dāng)傳送帶向下勻速運行時,根據(jù)平衡條件知,摩擦力沿斜面向上,則摩擦力做負(fù)功,不是只有重力對物體做功,B錯誤;C.當(dāng)傳送帶向上勻加速運行時,根據(jù)牛頓第二定律知合外力沿斜面向上,則摩擦力一定是沿斜面向上的,摩擦力做正功,C正確;D.由前面分析知摩擦力可以做正功,故D錯誤;故選C. 5.(1)3mg (2)45° (3) 【解析】 (1)小球由C運動到O

9、點正下方時,設(shè)速度為v1,由動能定理得,mgL= mv,解得v1=,小球在O點正下方時,有F-mg=m,解得F=3mg,所以F<3mg.(2)細(xì)線被拉斷后,小球做平拋運動,當(dāng)運動到A點時,速度v2恰好沿斜面向下,由動能定理得mg(2L-L)=mv-mv,解得v2=2.如圖所示, 第5題圖 有cosθ==,解得θ=45°;(3)由能量守恒定律得 mgLsinθ+mv=Ep,解得Ep=. 6.(1) (2)增加了mgL 【解析】 (1)兩球和桿組成的系統(tǒng)機械能守恒,設(shè)小球Q擺到最低位置時P球的速度為v,由于P、Q兩球的角速度相等,Q球運動半徑是P球運動半徑的兩倍,故Q球的速度為2v

10、.由機械能守恒定律得 2mg·-mg·=mv2+·2m·(2v)2, 解得v=. (2)小球P機械能增加量ΔE=mg·+mv2=mgL 7.(1)22.5 N 9.5 J (2)0.2 s 【解析】 (1)在B點由牛頓第二定律:N-mg=m得N=22.5 N 牛頓第三定律知N′=22.5 N 方向豎直向下 從A到B由動能定理可得:3mgR- Wf=mv-0 解得:Wf=9.5 J (2)根據(jù)平拋規(guī)律應(yīng)有:水平方向x=vBt 豎直方向R-y=gt2 y=x2 聯(lián)立得出t=0.2 s. 8.(1)5 m/s (2)60 J (3)53° 【解析】 (1)小球A恰好通過半徑R=0.5 m的光滑半圓軌道的最高點,設(shè)在最高點速度為v0,在最高點有mAg=mA, 物體沿光滑半圓軌道上滑到最高點的過程中機械能守恒, mAg·2R+mAv=mAv,聯(lián)立解得vA=5 m/s. (2)根據(jù)機械能守恒定律,彈簧鎖定時的彈性勢能Ep=mAv+mBv=60 J. (3)B球分離后做平拋運動,根據(jù)平拋運動規(guī)律有 h=gt2,解得t=0.4 s,vy=gt=4 m/s, 小球剛好沿斜面下滑,tanα==,解得α=53°.

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