（江蘇專版）2019年高考物理總復習 課時作業(yè)二十 機械能守恒定律及其應用.doc

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課時作業(yè) 二十 　機械能守恒定律及其應用 (限時：45分鐘) (班級________　姓名________) 1．關于機械能守恒，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，一質量不計的直角形支架兩端分別連接質量均為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在豎直平面內無摩擦轉動．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球轉到最低點時，B球的速度到達最大 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 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．當傳送帶向上勻速運行時，物體克服重力和摩擦力做功 B．當傳送帶向下勻速運行時，只有重力對物體做功 C．當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，摩擦力都做負功 5．如圖所示，在同一豎直平面內，一輕質彈簧一端固定，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的輕質細線一端固定在O點，另一端系一質量為m的小球，O點到AB的距離為2L.現將細線拉至水平，小球從位置C由靜止釋放，到達O點正下方時，細線剛好被拉斷．當小球運動到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)，求： (1)細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．質量分別為m和2m的兩個小球P和Q，中間用輕質桿固定連接，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??； (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，在豎直平面內固定一個四分之三圓管軌道．質量為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歷的時間． 第7題圖　　　 8．如圖所示，質量為3 kg小球A和質量為5 kg的B通過一壓縮彈簧鎖定在一起，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，機械能會相應的增加或減少，選項A錯誤；物體僅受重力作用，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兩個球質量相等，其整體的重心在連線的中點處，當重心到達最低點時，兩個球的速度最大，故A錯誤；AB兩個球質量相等，其整體的重心在連線的中點處，當重心到達最低點時，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；同軸轉動角速度相等，根據公式v＝ωr，兩個球的線速度之比為1∶2，故C正確；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．當傳送帶向上勻速運行時，根據平衡條件知，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.當傳送帶向下勻速運行時，根據平衡條件知，摩擦力沿斜面向上，則摩擦力做負功，不是只有重力對物體做功，B錯誤；C.當傳送帶向上勻加速運行時，根據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點正下方時，設速度為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)細線被拉斷后，小球做平拋運動，當運動到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.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)根據平拋規(guī)律應有：水平方向x＝vBt 豎直方向R－y＝gt2 y＝x2 聯立得出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， mAg2R＋mAv＝mAv，聯立解得vA＝5 m/s. (2)根據機械能守恒定律，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.