《（浙江选考）2020版高考物理总复习练习：第五章3第3节机械能守恒定律及其应用练习（含解析）.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《（浙江选考）2020版高考物理总复习练习：第五章3第3节机械能守恒定律及其应用练习（含解析）.pdf（7页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、第 - 1 - 页 共 7 页 机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用 【随堂检测】 1 (201811月浙江选考)奥运会比赛项目撑竿跳高如图所示 下列说 法不正确的是( ) A加速助跑过程中，运动员的动能增加 B起跳上升过程中，竿的弹性势能一直增加 C起跳上升过程中，运动员的重力势能增加 D越过横杆后下落过程中，运动员的重力势能减少，动能增加 答案：B 2.(201610 月浙江选考)如图所示， 无人机在空中匀速上升时， 不断 增加的能量是( ) A动能 B动能、重力势能 C重力势能、机械能 D动能、重力势能、机械能 答案：C 3.(20174 月浙江选考)火箭发射回收是航天技术的一大
2、 进步 如图所示， 火箭在返回地面前的某段运动， 可看成先匀速 后减速的直线运动， 最后撞落在地面上 不计火箭质量的变化， 则( ) A火箭在匀速下降过程中，机械能守恒 B火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态 C火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化量 D火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力 答案：D 4如图所示，质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上，质量为m的小物块， 放在小车的最左端，现用一水平力F作用在小物块上，小物块与小车间的摩擦力为Ff，经过 一段时间小车运动的位移为x，小物块刚好滑到小车的右端，则下列说法中正确的是( ) A此时物块的动能为F(x
3、L) B此时小车的动能为Ff(xL) C这一过程中，物块和小车增加的机械能为FxFfL D这一过程中，因摩擦而产生的热量为FfL 第 - 2 - 页 共 7 页 解析：选 D.对小车由动能定理知WFfxEk，故EkFfx，B 错误；对小物块由动能定 理得F(Lx)Ff(Lx)Ek，A 错误；物块和小车增加的机械能EEkEkF(Lx) FfL，C 错误；摩擦产生的热量QFfL，D 正确 5短跑比赛时，运动员采用蹲踞式起跑，在发令枪响后，左脚迅速蹬离起跑器，在向前 加速的同时提升身体重心， 示意图如图所示 假设质量为m的运动员， 在起跑时前进距离s内， 重心升高h，获得的速度为v，阻力做功为W阻，
4、则在此过程中( ) A运动员的机械能增加了mv2 1 2 B运动员的机械能增加了mgh C运动员的重力做功为W重mgh D运动员自身做功W人mv2mghW阻 1 2 解析：选 D.机械能包括动能和势能，故选项 A、B 错误；重心升高h，运动员的重力做功 为W重mgh，选项 C 错误 ； 由功能关系可得，运动员自身做功W人mv2mghW阻D 正确 1 2 【课后达标检测】 一、选择题 1(2019台州质检)下列说法正确的是( ) A随着科技的发展，第一类永动机是可以制成的 B太阳照射到地球上的光能转化成了其他形式的能量，但照射到宇宙空间的能量都消失 了 C“既要马儿跑，又让马儿不吃草”违背了能量
5、守恒定律，因而是不可能的 D有种“全自动”手表，不用上发条，也不用任何形式的电源，却能一直走动，说明能 量可以凭空产生 答案：C 2 (2019温州检测)PM2.5 主要来自化石燃料、 生物质燃料、 垃圾的焚烧， 为了控制污染， 要求我们节约及高效利用能源，关于能源和能量，下列说法中正确的是( ) A自然界中的石油、煤炭等能源是取之不尽用之不竭的 B人类应多开发和利用太阳能、风能等新能源 C能量被使用后就消灭了，所以要节约能源 D能源开发的高级阶段是指能源不断地产出能量 答案：B 第 - 3 - 页 共 7 页 3 (2019温州乐清检测)如图所示， 一个质量为M的物体放在水平地面上， 物体上
6、方安装一个长度为L、 劲度系数为k的轻弹簧， 现用手拉着弹簧上端的P 点缓慢向上移动，直到物体离开地面一段距离在这一过程中，P点的位移(开始时 弹簧为原长)是H，则物体重力势能增加了( ) AMgH BMgHM 2g2 k CMgH DMgH M2g2 k Mg k 答案：C 4(20184 月浙江选考)如图所示，一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处，A、B 两点水平距离为 16 m，竖直距离为 2 m，A、B间绳长为 20 m质量为 10 kg 的猴子抓住套在绳 上的滑环从A处滑到B处以A点所在水平面为参考平面，猴子在滑行过程中重力势能最小 值约为(绳处于拉直状态)( ) A1.2103
7、 J B7.5102 J C6.0102 J D2.0102J 解析：选 B.由图可知猴子到C点时重力势能最小，BCFECF，所以LBCsin LACsin BD，所以 sin ，即53.AD2 m，则EDADtan 53 BD LAB 4 5 8 3 m， 所以FE mFCADFEED， 得FC5 m， 所以AC高度差为 7 m， 再加上猴子自身高度， 20 3 重心距套环约为 0.5 m，故猴子重力势能最小约为Epmgh750 J，B 正确 5.如图所示，在高 1.5 m 的光滑平台上有一个质量为 2 kg 的小球被 一细线拴在墙上，球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线 时，小球被弹
8、出，小球落地时的速度方向与水平方向成 60角，则 弹簧被压缩时具有的弹性势能为(g10 m/s2)( ) A10 J B15 J C20 J D25 J 解析：选 A.由hgt2，tan 60，可得v0 m/s.由小球被弹射过程中，小球和 1 2 gt v0 10 第 - 4 - 页 共 7 页 弹簧组成的系统机械能守恒得，Epmv10 J，故 A 正确 1 2 2 0 6(2019嘉兴质检)打开水龙头，水顺流而下，仔细观察将会发现连续的水流柱的直径 在流下的过程中，是逐渐减小的(即上粗下细)，设水龙头出口处半径为 1 cm，安装在离接水 盆 75 cm 高处，如果测得水在出口处的速度大小为
9、1 m/s，g10 m/s2，不考虑空气阻力，则水 流柱落到盆中时的半径为( ) A1 cm B0.75 cm C0.5 cm D0.25 cm 解析 ： 选 C.由于不考虑空气阻力， 故整个水柱的机械能守恒， 由机械能守恒定律得mv2mv 1 2 1 2 mgh， 解得v4 m/s， 水柱的体积不变， r2vtr v0t， ，r0. 5 cm. 2 0 v2gh 2 0 r r0 v0 v 1 2 7 (2019东阳质检)物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离， 以水平地面为零势能面下列所示图象中，能正确反映各物理量之间关系的是( ) 解析：选 B.由机械能守恒定律
10、：EpEEk，故势能与动能的图象为倾斜的直线，C 错误； 由动能定理：Ekmghmv2mg2t2，则EpEmgh，故势能与h的图象也为倾斜的直线，D 1 2 1 2 错误 ； 且EpEmv2， 故势能与速度的图象为开口向下的抛物线， B 正确 ； 同理EpEmg2t2， 1 2 1 2 势能与时间的图象也为开口向下的抛物线，A 错误 8.(2019舟山质检)如图所示，某段滑雪雪道倾角为 30，总质 量为m(包括雪具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止 开始匀加速下滑，加速度为g.在他从上向下滑到底端的过程中，下列 1 3 说 法正确的是( ) A运动员减少的重力势能全部转化为动能
11、B运动员获得的动能为mgh 1 3 C运动员克服摩擦力做功为mgh 2 3 D下滑过程中系统减少的机械能为mgh 1 3 解析 ： 选D.运动员的加速度为g， 沿斜面 ：mgFfmg，Ffmg，WFfmg2hmgh， 1 3 1 2 1 3 1 6 1 6 1 3 所以 A、C 项错误，D 项正确；Ekmghmghmgh，B 项错误 1 3 2 3 第 - 5 - 页 共 7 页 9.如图所示， 重10 N的滑块在倾角为30的斜面上， 从a点由静止下滑， 到b点接触到一个轻弹簧滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab0. 8 m，bc 0.4 m，那么在整个过程中
12、，下列说法错误的是( ) A滑块动能的最大值是 6 J B弹簧弹性势能的最大值是 6 J C从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是 6 J D滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能守恒 解析：选 A.滑块能回到原出发点，所以机械能守恒，D 正确；以c点为参考点，则a点 的机械能为 6 J，c点时的速度为 0， 重力势能也为 0， 所以弹性势能的最大值为 6 J， 从c到b 弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减小量，故为 6 J，所以 B、C 正确 ； 由ac时，因重 力势能不能全部转变为动能，故 A 错误 10.(2019舟山质检)如图所示，一根原长为L的轻弹簧，下端固定在水 平地面上， 一个质量为m
13、的小球，在弹簧的正上方从距地面为H处自由下落压 缩弹簧若弹簧的最大压缩量为x， 小球下落过程受到的空气阻力恒为Ff，则小 球下落过程中( ) A小球动能的增量为mgH B小球重力势能的增量为mg(HxL) C弹簧弹性势能的增量为(mgFf)(HxL) D系统机械能减小量为FfH 解析：选C.根据动能定理可知，小球动能的增量为零，A错误；小球重力势能的增量为 mg(HxL)，B 错误 ； 由能量守恒，可知弹簧弹性势能的增量为(mgFf)(HxL)，C 正确 ； 系统除重力 与弹力做功外，还有空气阻力做负功，故系统机械能减小量为Ff(HxL)，D 错误 二、非选择题 11.(2019杭州联考)如图
14、所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一 端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐， 静止放于倾角为 53的光滑 斜面上一长为L9 cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m1 kg 的小球，将细绳拉至水平，使小球从位置C由静止释放，小球到达最低点D 时，细绳刚好被拉断之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x 5 cm.(取g10 m/s2， sin 530.8， cos 530.6)求： (1)细绳受到的拉力的最大值； (2)D点到水平线AB的高度h； (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep. 解析：(1)小球由C到D，由机械能守恒定律得： 第 - 6 - 页 共 7 页 m
15、gLmv，解得v1 1 2 2 1 2gL 在D点，由牛顿第二定律得Fmgm v L 由解得F30 N 由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为 30 N. (2)由D到A，小球做平抛运动v2gh 2y tan 53 vy v1 联立解得h16 cm. (3)小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中，小球与弹簧系统的机械能守恒，即Epmg(Lh xsin 53)，代入数据解得：Ep2.9 J. 答案：(1)30 N (2)16 cm (3)2.9 J 12如图所示，水平地面与一半径为l的竖直光滑圆弧轨道相接于B点，轨道上的C点 位置处于圆心O的正下方 在距地面高度为l的水平平台边缘上的A点， 质量
16、为m的小球以v0 的速度水平飞出，小球在空中运动至B点时，恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨2gl 道小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为g，试求： (1)B点与抛出点A正下方的水平距离x； (2)圆弧BC段所对的圆心角； (3)小球滑到C点时，对圆轨道的压力 解析：(1)设小球做平抛运动到达B点的时间为t，由平抛运动规律，lgt2，xv0t， 1 2 联立解得x2l. (2)由小球到达B点时竖直分速度v2gl，tan ，解得45. 2y vy v0 (3)小球从A运动到C点的过程中机械能守恒，设到达C点时速度大小为vC，有机械能守 恒定律得 mglmvmv， (11 2 2) 1 2 2C 1 2 2 0 设轨道对小球的支持力为F，有：Fmgm， v l 解得：F(7)mg，2 由牛顿第三定律可知，小球对圆轨道的压力大小为F(7)mg，方向竖直向下2 第 - 7 - 页 共 7 页 答案：(1)2l (2)45 (3)(7)mg 方向竖直向下2