黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學高中物理 7-專題2 機械能守恒定律的綜合應用練習 新人教版（通用）

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1、黑龍江省哈爾濱市木蘭高級中學高中物理 7-專題2 機械能守恒定律的綜合應用練習 新人教版 一、選擇題 1．如圖所示，細繩跨過定滑輪懸掛兩物體M和m，且M＞m，不計摩擦，系統(tǒng)由靜止開始運動過程中(　　) A．M、m各自的機械能分別守恒 B．M減少的機械能等于m增加的機械能 C．M減少的重力勢能等于m增加的重力勢能 D．M和m組成的系統(tǒng)機械能守恒 解析：M下落過程中，繩的拉力對M做負功，M的機械能減少；m上升過程，繩的拉力對m做正功，m的機械能增加，A錯誤；對M、m組成的系統(tǒng)，機械能守恒，易得B、D正確；M減少的重力勢能并沒有全部用于m重力勢能的增加，還有一部分轉(zhuǎn)變成M、m的動

2、能，所以D錯誤． 答案：BD 2．(2020·高考廣東卷理綜)如圖是滑道壓力測試的示意圖，光滑圓弧軌道與光滑斜面相切，滑道底部B處安裝一個壓力傳感器，其示數(shù)N表示該處所受壓力的大?。郴瑝K從斜面上不同高度h處由靜止下滑，通過B時，下列表述正確的有(　　) A．N小于滑塊重力　　　　 B．N大于滑塊重力 C．N越大表明h越大 D．N越大表明h越小 解析：設滑塊質(zhì)量為m，在B點所受支持力為FN，圓弧半徑為R，所需向心力為F.滑塊從高度h處由靜止下滑至B點過程中，由機械能守恒守律有mv＝mgh，在B點滑塊所需向心力由合外力提供，得FN－mg＝m.由牛頓第三定律知，傳感器示數(shù)N等于F

3、N，解得N＝mg＋，由此式知N>mg且h越大，N越大．選項B、C正確． 答案：BC 3．如圖所示為半徑分別為r和R(r＜R)的光滑半圓形槽，其圓心O1、O2均在同一水平面上，質(zhì)量相等的兩物體分別自兩半圓形槽左邊緣的最高點無初速地釋放，在下滑過程中兩物體(　　) A．經(jīng)最低點時動能相等 B．均能達到半圓形槽右邊緣最高點 C．機械能總是相等的 D．到達最低點時對軌道的壓力大小不同 解析：小球運動中機械能守恒，B、C對．勢能的減小等于動能的增加，故第二種情況下動能增加多，A錯．由mgr＝mv2及F N－mg＝m知，F(xiàn) N＝3mg，D錯． 答案：BC 4．如圖所示，一根很長的、不

4、可伸長的柔軟輕繩跨過光滑定滑輪，繩兩端各系一小球a和b，a球質(zhì)量為m，靜置于地面；b球質(zhì)量為3m，用手托住，高度為h，此時輕繩剛好拉緊，從靜止開始釋放b后，a可能達到的最大高度為(　　) A．h　　　　　　　 B．1.5h C．2h D．2.5h 解析：釋放b后，在b到達地面之前，a向上加速運動，b向下加速運動，ab系統(tǒng)的機械能守恒，若b落地瞬間速度為v，則3mgh＝mgh＋mv2＋(3m)v2，可得v＝.b落地后，a向上做豎直上拋運動，能夠繼續(xù)上升的高度h′＝＝.所以a達到的最大高度為1.5h，B正確． 答案：B 5.如圖所示，物體A靜止在光滑的水平面上，A的左邊固定有輕質(zhì)

5、彈簧，與A質(zhì)量相等的物體B以速度v向A運動并與彈簧發(fā)生碰撞，A、B始終沿同一直線運動，則A、B組成的系統(tǒng)動能損失最大的時刻是(　　) A．A開始運動時 　 B．A的速度等于v時 C．B的速度等于零時 D．A和B的速度相等時 解析：因系統(tǒng)只有彈力做功，系統(tǒng)機械能守恒，故AB組成系統(tǒng)動能損失最大時，彈簧彈性勢能最大．又因當兩物體速度相等時，AB間彈簧形變量最大，彈性勢能最大，故D正確． 答案：D 6．(2020·遼寧大連高一檢測)如圖是為了檢驗某種防護罩承受沖擊能力的裝置的一部分，M為半徑為R＝1.0 m、固定于豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓弧軌道，軌道上端切線水平，M的下端相切處

6、放置豎直向上的彈簧槍，可發(fā)射速度不同的質(zhì)量m＝0.01 kg的小鋼珠．假設某次發(fā)射的鋼珠沿軌道內(nèi)側(cè)恰好能經(jīng)過M的上端點水平飛出，取g＝10 m/s2，彈簧槍的長度不計，則發(fā)射該鋼珠前，彈簧的彈性勢能為(　　) A．0.10 J　　　 B．0.15 J　　 C．0.20 J　　　 D．0.25 J 解析：小鋼珠恰好經(jīng)過M的上端點有mg＝m，所以v＝＝ m/s.根據(jù)機械能守恒定律得Ep＝mgR＋mv2＝0.15 J. 答案：B 7．(2020·高考浙江卷理綜)由光滑細管組成的軌道如圖所示，其中AB段和BC段是半徑為R的四分之一圓弧，軌道固定在豎直平面內(nèi)．一質(zhì)量為m的小球，從距離水平地

7、面高為H的管口D處靜止釋放，最后能夠從A端水平拋出落到地面上．下列說法正確的是(　　) A．小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2 B．小球落到地面時相對于A點的水平位移值為2 C．小球能從細管A端水平拋出的條件是H>2R D．小球能從細管A端水平拋出的最小高度Hmin＝R 解析：要使小球從A點水平拋出，則小球到達A點時的速度v>0，根據(jù)機械能守恒定律，有mgH－mg·2R＝mv2，所以H>2R，故選項C正確，選項D錯誤；小球從A點水平拋出時的速度v＝，小球離開A點后做平拋運動，則有2R＝gt2，水平位移x＝vt，聯(lián)立以上各式可得水平位移x＝2，選項A錯誤，選項B正確． 答案

8、：BC 二、非選擇題 8．如圖所示，在一長為2l的不可伸長的輕桿的兩端，各固定一質(zhì)量為2m與m的A、B兩小球，系統(tǒng)可繞過桿的中點O且垂直紙面的固定轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動．初始時輕桿處于水平狀態(tài)，無初速度釋放后，輕桿轉(zhuǎn)動．當輕桿轉(zhuǎn)至豎直位置時，小球A的速率多大？ 解析：選A、B兩小球與地球為一系統(tǒng)，在運動過程中沒有機械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化，故系統(tǒng)的機械能守恒．選初始位置為參考平面，由機械能守恒得： 0＝－2mgl＋mgl＋×2mv＋mv.① 因兩球角速度ω相等，則vA＝ωl，② vB＝ωl，③ 聯(lián)立①②③式，解得vA＝　. 答案： 9．如圖所示，用細圓管組成的光滑軌道AB部分平直，BC

9、部分是處于豎直平面內(nèi)半徑為R的半圓，圓管截面半徑r?R.有一質(zhì)量為m，半徑比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圓管，問： (1)若要小球能從C端出來，初速度v0需多大？ (2)在小球從C端出來的瞬間，管壁對小球的壓力為mg，那么小球的初速度v0應為多少？ 解析：(1)要使小球能運動到C處，且從C端出來，必須滿足mv≥mg·2R，即：v0≥2① (2)以AB所在平面為零勢面，則小球到達C處時的重力勢能為2mgR，從B到C列機械能守恒方程： mv＝2mgR＋mv② 小球在C處受重力mg和細管豎直方向的作用力FN，根據(jù)牛頓第二定律，得：mg＋FN＝③ 由②③解得FN＝－5mg④ 討論④式，即得解： a．當小球受到向下的壓力時， FN＝mg，v0＝ b．當小球受到向上的壓力時， FN＝－mg，v0＝ 答案：見解析