2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用課時(shí)作業(yè) 新人教版必修2.doc

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2019年高考物理一輪總復(fù)習(xí) 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用課時(shí)作業(yè) 新人教版必修21如圖所示，光滑半球的半徑為R，球心為O，其上方有一個(gè)光滑曲面軌道AB，高度為R/2.軌道底端水平并與半球頂端相切質(zhì)量為m的小球由A點(diǎn)靜止滑下小球在水平面上的落點(diǎn)為C，則() A小球?qū)⒀匕肭虮砻孀鲆欢螆A周運(yùn)動(dòng)后拋至C點(diǎn) B小球?qū)腂點(diǎn)開始做平拋運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn) COC之間的距離為R DOC之間的距離為R第1題圖第2題圖2一個(gè)質(zhì)量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時(shí)，軌道所受壓力為鐵塊重力的1.5倍，則此過程中鐵塊損失的機(jī)械能為() A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR3在奧運(yùn)比賽項(xiàng)目中，高臺(tái)跳水是我國運(yùn)動(dòng)員的強(qiáng)項(xiàng)質(zhì)量為m的跳水運(yùn)動(dòng)員進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降高度為h的過程中，下列說法正確的是() A他的動(dòng)能減少了Fh B他的重力勢能增加了mgh C他的機(jī)械能減少了 Fh D他的機(jī)械能減少了(Fmg)h 4如圖所示，傾角30的粗糙斜面固定在地面上，長為l、質(zhì)量為m、粗細(xì)均勻、質(zhì)量分布均勻的軟繩置于斜面上，其上端與斜面頂端齊平用細(xì)線將物塊與軟繩連接，物塊由靜止釋放后向下運(yùn)動(dòng)，直到軟繩剛好全部離開斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面)，在此過程中()第4題圖 A物塊的機(jī)械能逐漸增加 B軟繩重力勢能共減少了mgl C物塊重力勢能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功 D軟繩重力勢能的減少小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和5構(gòu)建和諧型、節(jié)約型社會(huì)深得民心，遍布于生活的方方面面自動(dòng)充電式電動(dòng)車就是很好的一例. 將電動(dòng)車的前輪裝有發(fā)電機(jī)，發(fā)電機(jī)與蓄電池連接，當(dāng)電動(dòng)車自動(dòng)滑行時(shí)，就可以向蓄電池充電，將其他形式的能轉(zhuǎn)化成電能儲(chǔ)存起來現(xiàn)有某人騎車以500J的初動(dòng)能在粗糙的水平路面上滑行，第一次關(guān)閉充電裝置，讓車自由滑行，其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖線所示；第二次啟動(dòng)充電裝置 ，其動(dòng)能隨位移變化關(guān)系如圖線所示，則第二次向蓄電池所充的電能是()第5題圖 A200J B250J C300J D500J 6如圖所示，一輕彈簧的左端固定，右端與一小球相連，小球處于光滑水面上，現(xiàn)對(duì)小球施加一個(gè)方向水平向右的恒力F，使小球從靜止開始運(yùn)動(dòng)則小球在向右運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中()第6題圖 A小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒 B小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能逐漸增大 C小球的動(dòng)能逐漸增大 D小球的動(dòng)能先增大后減小7雜技演員甲的質(zhì)量為M80kg，乙的質(zhì)量為m60kg.跳板軸間光滑，質(zhì)量不計(jì)甲、乙一起表演節(jié)目如圖所示，開始時(shí)，乙站在B端，A端離地面1m，且OAOB.甲先從離地面H6m的高處自由跳下落在A端當(dāng)A端落地時(shí)，乙在B端恰好被彈起假設(shè)甲碰到A端時(shí)，由于甲的技藝高超，沒有能量損失分析過程假定甲、乙可看做質(zhì)點(diǎn)第7題圖(1)當(dāng)A端落地時(shí)，甲、乙兩人速度大小各為多少？(2)若乙在B端的上升可以看成是豎直方向，則乙離開B端還能被彈起多高？8如圖所示，光滑水平面AB與豎直面內(nèi)的半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)相接，導(dǎo)軌半徑為R.一個(gè)質(zhì)量為m的物體將彈簧壓縮至A點(diǎn)后由靜止釋放，在彈力作用下物體獲得某一向右速度后脫離彈簧，當(dāng)它經(jīng)過B點(diǎn)進(jìn)入導(dǎo)軌瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力為其重力的7倍，之后向上運(yùn)動(dòng)恰能完成半個(gè)圓周運(yùn)動(dòng)到達(dá)C點(diǎn)試求：(1)彈簧開始時(shí)的彈性勢能；(2)物體從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至C點(diǎn)克服阻力做的功；(3)物體離開C點(diǎn)后落回水平面時(shí)的動(dòng)能第8題圖9如圖所示，將一質(zhì)量為m0.1kg的小球自水平平臺(tái)右端O點(diǎn)以初速度v0水平拋出，小球飛離平臺(tái)后由A點(diǎn)沿切線落入豎直光滑圓軌道ABC，并沿軌道恰好通過最高點(diǎn)C，圓軌道ABC的形狀為半徑R2.5m的圓截去了左上角127的圓弧，CB為其豎直直徑，(sin530.8，cos530.6，重力加速度g取10m/s2)求：(1)小球經(jīng)過C點(diǎn)的速度大?。?2)小球運(yùn)動(dòng)到軌道最低點(diǎn)B時(shí)小球?qū)壍赖膲毫Υ笮。?3)平臺(tái)末端O點(diǎn)到A點(diǎn)的豎直高度H.第9題圖第10題圖10如圖所示，輕質(zhì)彈簧的一端固定在地面上，另一端與質(zhì)量為m0.2kg的小球接觸但不相連現(xiàn)用豎直向下的力F作用在小球上將彈簧壓縮，此時(shí)小球位于P點(diǎn)并處于靜止?fàn)顟B(tài)在球的上方固定有內(nèi)壁光滑的四分之一豎直圓弧軌道，O為圓心，K為最高點(diǎn)，OK沿豎直方向，半徑R0.4m，圓弧下端Q點(diǎn)與P點(diǎn)相距的高度h0.4m.當(dāng)撤去外力F后，小球豎直上升并從Q點(diǎn)切入軌道，到達(dá)圓弧最高點(diǎn)K的速度為vk3m/s.重力加速度g取10m/s2，求：(1)小球在K點(diǎn)時(shí)所受軌道壓力的大小Fk；(2)小球從K點(diǎn)飛出到運(yùn)動(dòng)至與P點(diǎn)等高位置的過程中，其水平距離x；(3)小球位于P點(diǎn)靜止時(shí)彈簧中的彈性勢能Ep.11如圖，質(zhì)量為m的b球用長h的細(xì)繩懸掛于水平軌道BC的出口C處質(zhì)量也為m的小球a，從距BC高h(yuǎn)的A處由靜止釋放，沿ABC光滑軌道滑下，在C處與b球正碰并與b粘在一起已知BC軌道距地面的高度為0.5h，懸掛b球的細(xì)繩能承受的最大拉力為2.8mg.試問：第11題圖(1)a與b球碰前瞬間的速度多大？(2)a、b兩球碰后，細(xì)繩是否會(huì)斷裂？若細(xì)繩斷裂，小球在DE水平面上的落點(diǎn)距C的水平距離是多少？若細(xì)繩不斷裂，小球最高將擺多高？12過山車是游樂場中常見的設(shè)施如圖是一種過山車的簡易模型，它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個(gè)圓形軌道組成，B、C、D分別是三個(gè)圓形軌道的最低點(diǎn)，B、C間距與C、D間距相等，半徑R12.0m、R21.4m.一個(gè)質(zhì)量為m1.0kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn))，從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以v012m/s的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng)，A、B間距L16.0m.小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)0.2，圓形軌道是光滑的假設(shè)水平軌道足夠長，圓形軌道間不相互重疊重力加速度取g10m/s2，計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字試求： 第12題圖(1)小球在經(jīng)過第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)小球作用力的大小；(2)如果小球恰能通過第二個(gè)圓形軌道，B、C間距L應(yīng)是多少；(3)在滿足(2)的條件下，如果要使小球不脫離軌道，在第三個(gè)圓形軌道的設(shè)計(jì)中，半徑R3應(yīng)滿足的條件；小球最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)A的距離課時(shí)作業(yè)(十九)機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用1.BC【解析】 由mgmv得小球到B點(diǎn)時(shí)速度vB此時(shí)mmg，所以小球恰好做平拋運(yùn)動(dòng)，由Rgt2得做平均運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t，所以O(shè)C間距離sOCvBtR，B、 C正確2.D【解析】 FNmgm1.5mg，解得v，所以EEPEKmgRmv2mgRmgRmgR，故選D.3.C【解析】 跳水運(yùn)動(dòng)員在水中減速下降的過程中，由動(dòng)能定理知，他的功能減少了(Fmg)h，而重力勢能減少了mgh，所以機(jī)械能減少了Fh，故選C.4.BD【解析】 物塊向下運(yùn)動(dòng)過程中，繩子拉力對(duì)物塊做負(fù)功，物塊的機(jī)械能減少，A項(xiàng)錯(cuò)誤；軟繩重心下降的高度為sinl，軟繩的重力勢能減少mgl，B項(xiàng)正確；由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，物塊和軟繩重力勢能的減少等于物塊和軟繩增加的動(dòng)能和軟繩克服摩擦力所做的功，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對(duì)于軟繩，由能的轉(zhuǎn)化和守恒知，繩子拉力對(duì)軟繩所做的功和軟繩重力勢能的減少之和等于軟繩動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和，D項(xiàng)正確5.A【解析】 由能量守恒可知，EkWfW電，Wf6300J，則W電EKWf500J300J200J，故選A.6.BD【解析】 在外力下的作用下，小球和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能的增加量等于F所做的功，A錯(cuò)B對(duì)；在彈簧彈力小于F時(shí)，小球做加速運(yùn)動(dòng)，動(dòng)能增大，當(dāng)彈簧彈力大于F后，小球開始做減速運(yùn)動(dòng)，小球動(dòng)能減小，C錯(cuò)D對(duì)，故選BD.7.(1)2m/s2m/s(2)3m【解析】 (1)由于OAOB，所以A端落地時(shí)甲、乙速度均為v：MgH(Mm)v2mghv2m/s(2)mghBmv2hB3m8.(1)3mgR(2)mgR(3)mgR【解析】 (1)物塊在B點(diǎn)時(shí)由牛頓第二定律得NBmg，由NB7mg得v6gR，由機(jī)械能守恒知Wmv3mgR.(2)由牛頓第二定律知NCmg，由題意知NC0，得vgR.由BC由動(dòng)能定理得2mgRWfmvmv，解得WfmgR，即克服摩擦阻力做功mgR.(3)由機(jī)械能守恒可得mg2REkmv，由vgR可得EkmgR.9.(1)5m/s(2)6.0N(3)3.36m【解析】 (1)恰好運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)，由重力提供向心力，即mgm，可得vC5m/s.(2)從B點(diǎn)到C點(diǎn)，由機(jī)械能守恒定律有mv2mgRmv，在B點(diǎn)對(duì)小球進(jìn)行受力分析，由牛頓第二定律有FNmgm，F(xiàn)N6.0N，根據(jù)牛頓第三定律，小球?qū)壍赖膲毫Υ笮?.0N.(3)從A到B由機(jī)械能守恒定律有mvmgR(1cos53)mv，所以vAm/s.在A點(diǎn)進(jìn)行速度的分解有：vyvAsin53，所以H3.36m.10.(1)Fk2.5N(2)x1.2m(3)Ep2.5J【解析】 (1)根據(jù)牛頓第二定律有 mgFk.解得Fk2.5N(2)球從K點(diǎn)飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，則hRgt2xvkt解得x1.2m(3)研究小球處于P點(diǎn)到運(yùn)動(dòng)至K點(diǎn)的過程，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，有Epmg(hR)mv解得Ep2.5J11.(1)(2)繩會(huì)斷裂，sh.【解析】(1)設(shè)a球經(jīng)C點(diǎn)時(shí)速度為vC，則由機(jī)械能守恒得mghmv解得vC，即a與b球碰前的速度為(2)設(shè)b球碰后的速度為v ，由動(dòng)量守恒得mvC(mm)v故vvC小球被細(xì)繩懸掛繞O擺動(dòng)時(shí)，若細(xì)繩拉力為T，則T2mg2m解得T3mgT2.8mg，細(xì)繩會(huì)斷裂，小球做平拋運(yùn)動(dòng)設(shè)平拋的時(shí)間為t，則05hgt2t故落點(diǎn)距C的水平距離為svth小球最終落到地面距C水平距離h處12.(1)10N(2)12.5m(3)0R0.4m36m或1mR27.9m26m【解析】 (1)小球由A到B，由動(dòng)能定理mgL1mvmv，得vBm/s.由B到最高點(diǎn)，機(jī)械能守恒mvmv2mg2R1, vm/s在最高點(diǎn)，向心力： mgFN，得FN10.0N(2)小球恰能通過第二個(gè)圓形軌道，則在最高點(diǎn)mg， vm/s由動(dòng)能定理： mgLmvmv，又由機(jī)械能守恒mvmv2mg2R2解得L12.5m(3)又由機(jī)械能守恒，小球由C點(diǎn)到D點(diǎn)mgLmvmv，得vDm/s要保證小球不脫離軌道軌道半徑較小時(shí)，小球應(yīng)能做完整的圓周運(yùn)動(dòng)最高點(diǎn)： mg，由機(jī)械能守恒mvmg2Rmv得R0.4m，即0R0.4m軌道半徑較大時(shí)，小球速度為零時(shí)的高度hR3第12題圖因mvmgh，故R31m要保證與第二軌道不重疊，如圖，最大值滿足(R2R3)2L2(R3R2)2得R327.9m綜合以上分析可知，要使小球不脫離軌道，R3滿足0R30.4m或1mR327.9m當(dāng)0R30.4m時(shí)，小球最終停留點(diǎn)mgL總0mv， L總36.0m當(dāng)1mR327.9m時(shí)，小球?qū)⒎祷?，因mgL0mv， L5m，則L總L12LL26.0m