高考物理二輪復(fù)習(xí) 訓(xùn)練7 專題三 動(dòng)能定理和能量守恒定律 第7講 機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系
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訓(xùn)練7 機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系 一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分.第1~5題只有一項(xiàng)符合題目要求,第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求.) 1. 如圖,半徑為R、圓心為O的光滑圓環(huán)固定在豎直平面內(nèi),OC水平,D是圓環(huán)最低點(diǎn).質(zhì)量為2m的小球A與質(zhì)量為m的小球B套在圓環(huán)上,兩球之間用輕桿相連.兩球初始位置如圖所示,由靜止釋放,當(dāng)小球A運(yùn)動(dòng)至D點(diǎn)時(shí),小球B的動(dòng)能為( ) A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR 解析:A、B組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.當(dāng)A運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)D時(shí),A下降的高度為hA=R+Rsin45,B上升的高度為hB=Rsin45,則有2mghA-mghB=2mv+mv,又vA=vB,小球B的動(dòng)能為EkB=mv=mgR,選項(xiàng)D正確. 答案:D 2. 如圖所示,從光滑的圓弧槽的最高點(diǎn)由靜止滑下的小物塊(視為質(zhì)點(diǎn)),滑出槽口時(shí)速度方向?yàn)樗椒较?,槽口與一個(gè)固定半球頂點(diǎn)相切,半球底面水平.若要使小物塊滑出槽口后不沿半球面下滑,已知圓弧槽軌道半徑為R1,半球半徑為R2,則R1和R2應(yīng)滿足的關(guān)系是( ) A.R1≥ B.R1≤ C.R1≥R2 D.R1≤R2 解析:小物塊沿光滑的圓弧槽下滑過程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有mgR1=mv2,要使物塊滑出槽口后不沿半球面下滑,即從半球頂點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng),則mg≤m,得R1≥,只有選項(xiàng)A正確. 答案:A 3. 如圖所示,在輕彈簧的下端懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的小球A,將小球A從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,小球A能夠下降的最大高度為h.若將小球A換為質(zhì)量為3m的小球B,仍從彈簧原長(zhǎng)位置由靜止釋放,重力加速度為g,不計(jì)空氣阻力,則小球B下降h時(shí)的速度為( ) A. B. C. D. 解析:根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒得,對(duì)A下降h的過程有mgh=Ep,對(duì)B下降h的過程有3mgh=Ep+3mv2,解得v=,只有選項(xiàng)A正確. 答案:A 4. 如圖所示,輕質(zhì)彈簧上端系在固定的斜面頂端,下端與小物塊相連,彈簧處于自然長(zhǎng)度時(shí)物塊位于O點(diǎn),物塊與斜面間有摩擦.現(xiàn)將物塊從O點(diǎn)拉至A點(diǎn),撤去拉力后物塊由靜止開始沿斜面向上運(yùn)動(dòng),到達(dá)B點(diǎn)時(shí)速度為零,則物塊從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中( ) A.經(jīng)過O點(diǎn)時(shí),物塊的動(dòng)能最大 B.物塊動(dòng)能最大的位置與A、O點(diǎn)的距離有關(guān) C.物塊從A點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,彈簧彈性勢(shì)能的減少量等于物塊動(dòng)能與重力勢(shì)能的增加量 D.物塊從O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,動(dòng)能的減少量大于彈簧彈性勢(shì)能的增加量 解析:設(shè)斜面的傾角為θ,物塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,當(dāng)彈簧拉力kx=mgsinθ+μmgcosθ,即彈簧伸長(zhǎng)量x=時(shí),物塊的動(dòng)能最大,此時(shí)彈簧處于拉伸狀態(tài),選項(xiàng)A錯(cuò)誤;x=與A、O點(diǎn)的距離無關(guān),選項(xiàng)B錯(cuò)誤;物塊從A點(diǎn)向O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,由于摩擦生熱,根據(jù)能量守恒定律知彈簧彈性勢(shì)能的減少量大于物塊動(dòng)能與重力勢(shì)能的增加量,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;物塊從O點(diǎn)向B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過程中,動(dòng)能減少,摩擦生熱,重力勢(shì)能增加,彈簧彈性勢(shì)能增加,根據(jù)能量守恒定律知物塊動(dòng)能的減少量大于彈簧彈性勢(shì)能的增加量,選項(xiàng)D正確. 答案:D 5.如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一半徑為R的圓弧軌道,半徑OA水平、OB豎直,一個(gè)質(zhì)量為m的小球自A的正上方P點(diǎn)由靜止開始自由下落,小球沿軌道到達(dá)最高點(diǎn)B時(shí)對(duì)軌道壓力為.已知AP=2R,重力加速度為g,則小球從P到B的運(yùn)動(dòng)過程中( ) A.重力做功2mgR B.合力做功mgR C.克服摩擦力做功mgR D.機(jī)械能減少2mgR 解析:小球能通過B點(diǎn),在B點(diǎn)速度v滿足mg+mg=m,解得v=,從P到B過程,重力做功等于重力勢(shì)能減小量為mgR,動(dòng)能增加量為mv2=mgR,合力做功等于動(dòng)能增加量mgR,機(jī)械能減少量為mgR-mgR=mgR,克服摩擦力做功等于機(jī)械能的減少量mgR,故只有B選項(xiàng)正確. 答案:B 6.如圖甲所示,輕彈簧豎直固定在水平面上.一質(zhì)量為0.2 kg的小球,從彈簧上端某高度處自由下落,從它接觸彈簧到壓縮彈簧至最短的過程中(彈簧在彈性限度內(nèi)),其速度v和彈簧壓縮量Δx之間的函數(shù)圖象如圖乙所示,其中A為曲線的最高點(diǎn),小球和彈簧接觸瞬間機(jī)械能損失不計(jì),取g=10 m/s2,則下列說法正確的是( ) A.小球剛接觸彈簧時(shí)加速度最大 B.彈簧的勁度系數(shù)為20.0 N/m C.從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中,小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 D.從接觸彈簧到壓縮至最短的過程中,彈簧的彈性勢(shì)能先增大后減小 解析:當(dāng)Δx=0.10 m時(shí),速度最大,小球受力平衡,有kΔx=mg,得彈簧的勁度系數(shù)k=20.0 N/m,選項(xiàng)B正確;小球在最低點(diǎn)時(shí)彈簧彈力F=20.00.61 N=12.2 N,根據(jù)牛頓第二定律得小球在最低點(diǎn)時(shí)的加速度大小a==51 m/s2>g,而小球剛接觸彈簧時(shí)加速度大小為g,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;從接觸彈簧到壓縮彈簧至最短的過程中,小球與彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,選項(xiàng)C正確;從小球接觸彈簧到壓縮彈簧至最短的過程中,彈簧的壓縮量一直增加,彈性勢(shì)能一直增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 答案:BC 7. 如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與一質(zhì)量為m、套在粗糙豎直固定桿A處的圓環(huán)相連,彈簧水平且處于原長(zhǎng).圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處的速度最大,到達(dá)C處的速度為零,AC=h.圓環(huán)在C處獲得一豎直向上的速度v,恰好能回到A.彈簧始終在彈性限度內(nèi),重力加速度為g.則圓環(huán)( ) A.下滑過程中,加速度一直減小 B.下滑過程中,克服摩擦力做的功為mv2 C.在C處,彈簧的彈性勢(shì)能為mv2-mgh D.上滑經(jīng)過B的速度大于下滑經(jīng)過B的速度 解析:圓環(huán)下落時(shí),先加速,在B位置時(shí)速度最大,加速度減小至零.從B到C圓環(huán)減速,加速度增大,方向向上,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圓環(huán)下滑時(shí),設(shè)克服摩擦力做功為Wf,彈簧的最大彈性勢(shì)能為ΔEP,由A到C的過程中,根據(jù)能量關(guān)系有mgh=ΔEp+Wf.由C到A的過程中,有mv2+ΔEp=Wf+mgh.聯(lián)立解得Wf=mv2,ΔEP=mgh-mv2,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;設(shè)圓環(huán)在B位置時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能為ΔE′P,根據(jù)能量守恒,A到B的過程有mv+ΔE′P+W′f=mgh′,B到A的過程有mv′+ΔE′P=mgh′+W′f,比較兩式得v′B>vB,選項(xiàng)D正確. 答案:BD 8.水平地面上有兩個(gè)固定的、高度相同的粗糙斜面甲和乙,底邊長(zhǎng)分別為L(zhǎng)1、L2,且L1- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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