《2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用綜合訓(xùn)練》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用綜合訓(xùn)練（9頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、2020版高三物理一輪復(fù)習(xí) 機(jī)械能守恒定律及其應(yīng)用 1.物體做自由落體運(yùn)動(dòng),Ek代表動(dòng)能,Ep代表勢(shì)能,h代表下落的距離,以水平地面為零勢(shì)能面 .下列所示圖象中,能正確反映各物理量之間的關(guān)系的是( ) 解析:設(shè)物體的質(zhì)量為m,初態(tài)機(jī)械能為E0,則有Ep=E0-mg2t2=E0-mv2=E0-Ek=E0-mgh.綜上可知只有B對(duì). 答案:B 2.如圖,一很長(zhǎng)的?不可伸長(zhǎng)的柔軟輕繩跨過(guò)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(shí)輕繩剛好拉緊,從靜止開(kāi)始釋放b后,a可能達(dá)到的最大高度為( ) A.h

2、 B.1.5h C.2h D.2.5h 解析:釋放b后,b下落到地面,a上升高度h瞬間,a?b兩者的速度相等,設(shè)為v,由機(jī)械能守恒得則之后a豎直上拋,繼續(xù)上升的高度為h′,由h′得h′所以a上升的最大高度為h+h′則B正確. 答案:B 3.一根長(zhǎng)為l的不可伸長(zhǎng)的輕繩,一端系一小球,另一端懸掛于O點(diǎn).將小球拉起使輕繩拉直并與豎直方向在60°角,如圖所示,在O點(diǎn)正下方有A?B?C三點(diǎn),并且有當(dāng)在A處釘釘子時(shí),小球由靜止下擺,被釘子擋住后繼續(xù)擺動(dòng)的最大高度為hA;當(dāng)在B處釘釘子時(shí),小球由靜止下擺,被釘子擋住后繼續(xù)擺動(dòng)的最大高度為hB;當(dāng)

3、在C處釘釘子時(shí),小球由靜止下擺,被釘子擋住后繼續(xù)擺動(dòng)的最大高度hC,則小球擺動(dòng)的最大高度hA?hB?hC之間的關(guān)系是( ) A.hA=hB=hC B.hA>hB>hC C.hA>hB=hC D.hA=hB>hC 解析:設(shè)小球碰釘后恰好能做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R,在圓周運(yùn)動(dòng)的最高點(diǎn)處 由動(dòng)能定理有: mv2-0=mgh-mgh′. 代入數(shù)據(jù)-0=mglcos60°-mg2R, 解得 故小球繞C點(diǎn)能做圓周運(yùn)動(dòng),繞AB兩點(diǎn)均不能做圓周運(yùn)動(dòng),由單擺運(yùn)動(dòng)機(jī)械能守恒可知,擺到左邊的最大高度均等于原來(lái)高度hA=hB=,故選D. 答案:D 4.如圖所

4、示,固定在豎直平面內(nèi)的光滑3/4圓弧軌道AB-CD,其A點(diǎn)與圓心等高,D點(diǎn)為軌道最高點(diǎn),AC為圓弧的一條水平直徑,AE為水平面.現(xiàn)使小球自A點(diǎn)正上方O點(diǎn)處?kù)o止釋放,小球從A點(diǎn)進(jìn)入圓軌道后能通過(guò)軌道最高點(diǎn)D.則( ) A.小球通過(guò)D點(diǎn)時(shí)速度可能為零 B.小球通過(guò)D點(diǎn)后,一定會(huì)落到水平面AE上 C.小球通過(guò)D點(diǎn)后,一定會(huì)再次落到圓軌道上 D.O點(diǎn)可能與D點(diǎn)等高 解析:由豎直面內(nèi)圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可知:小球既然能通過(guò)最高點(diǎn)則過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度不可能為零,其臨界速度為,其中R為光滑圓弧軌道的半徑.由機(jī)械能守恒可得小球要通過(guò)最高點(diǎn)D,至少應(yīng)從處開(kāi)始下落,因此AD錯(cuò)誤;若小球剛好可以通過(guò)D點(diǎn),則

5、離開(kāi)D點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng),當(dāng)下落R高度時(shí),需要時(shí)間為其水平位移為大于圓軌道的半徑,故小球一定不會(huì)落到圓軌道上,只能落在水平面AE上,C錯(cuò)誤;B正確. 答案:B 5.如圖所示,A?B質(zhì)量均為m,輕質(zhì)小滑輪距光滑水平桿高度為H,開(kāi)始時(shí)輕質(zhì)細(xì)繩與桿夾角α=45°.釋放B后,A?B同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng),小滑輪繞軸無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng).則在A?B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)以后,下列說(shuō)法正確的是( ) A.A?B速度同時(shí)達(dá)到最大值 B.輕質(zhì)細(xì)繩一直對(duì)B做負(fù)功 C.A能獲得的最大動(dòng)能為 D.B將在豎直方向做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng) 解析:A的速度最大,動(dòng)能最大,此時(shí)B的速度為零.由機(jī)械能守恒定律,得: EK=錯(cuò)C對(duì).當(dāng)與A連接的細(xì)繩運(yùn)動(dòng)越

6、過(guò)豎直方向后,輕質(zhì)細(xì)繩對(duì)B做正功,B將在豎直方向做機(jī)械振動(dòng).但由于細(xì)繩拉力大小不與B對(duì)其平衡位置位移大小成正比,所以B、D均錯(cuò). 答案:C 6.一質(zhì)量不計(jì)的直角形支架兩端分別連接質(zhì)量為m和2m的小球A和B.支架的兩直角邊長(zhǎng)度分別為2l和l,支架可繞固定軸O在豎直平面內(nèi)無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示.開(kāi)始時(shí)OA邊處于水平位置.由靜止釋放,則( ) A.A球的最大速度為 B.A球的速度最大時(shí),兩小球的總重力勢(shì)能最小 C.A球的速度最大時(shí),兩直角邊與豎直方向的夾角為45° D.A?B兩球的最大速度之比vAvB=21 解析:由機(jī)械能守恒可知,兩球總重力勢(shì)能最小時(shí),動(dòng)能最大,根據(jù)題意知

7、兩球的角速度相同,線速度之比為vA：vB=(ω·2l)：(ω·l)=2：1,故選項(xiàng)B?D是正確的.當(dāng)OA與豎直方向的夾角為θ時(shí),由機(jī)械能守恒定律得: mg2lcosθ-2mgl(1-sinθ)= 可得: (sinθ+cosθ) 由數(shù)學(xué)知識(shí)知,當(dāng)θ=45°時(shí),sinθ+cosθ有最大值,故選項(xiàng)C是正確的,選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的. 答案:BCD 7.如圖所示,物體沿30°的固定斜面以 (g為本地的重力加速度大小)的加速度勻減速上升,則在此過(guò)程中,物體的機(jī)械能是( ) A.不變的 B.減小的 C.增加的 D.不能判斷 解析:由物體上升的加速度

8、為可知物體只受重力和支持力,支持力不做功,只有重力做功,所以物體的機(jī)械能守恒,A選項(xiàng)正確. 答案:A 8.如圖所示,傾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,長(zhǎng)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(kāi)斜面(此時(shí)物塊未到達(dá)地面),在此過(guò)程中( ) A.物塊的機(jī)械能逐漸增加 B.軟繩重力勢(shì)能共減少了 C.物塊重力勢(shì)能的減少等于軟繩克服摩擦力所做的功 D.軟繩重力勢(shì)能的減少小于其動(dòng)能的增加與克服摩擦力所做功之和 解析:本題考查了功能關(guān)系.物塊下落過(guò)程中,由于軟繩的作用,機(jī)械

9、能減少,A錯(cuò);軟繩離開(kāi)斜面時(shí),繩的重心下降重力勢(shì)能減少B對(duì);下落過(guò)程中,軟繩的機(jī)械能增加,C錯(cuò)D對(duì). 答案:BD 9.如圖所示,在豎直平面內(nèi)的直角坐標(biāo)系中,一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在外力F的作用下,從坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止開(kāi)始沿直線O N斜向下運(yùn)動(dòng),直線O N與y軸負(fù)方向成θ角(θ<π/4).則F大小至少為_(kāi)_______;若F=mgtanθ,則質(zhì)點(diǎn)機(jī)械能大小的變化情況是_____________. 答案:mgsinθ 機(jī)械能逐漸增加 10.如圖所示,傾角為θ的光滑斜面上放有兩質(zhì)量均為m的小球A和B,兩球之間用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿相連,下面的小球B離斜面底端的高度為h.兩球從靜止開(kāi)始下滑,不計(jì)球

10、與地面碰撞時(shí)的機(jī)械能損失,且地面光滑,求: (1)兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小; (2)整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中桿對(duì)A球所做的功. 解析:(1)由于不計(jì)摩擦及碰撞時(shí)的機(jī)械能損失,因此兩球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小相等,設(shè)為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 解得 (2)因兩球在光滑水平面上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度v比B球從高h(yuǎn)處自由滑下的速度大,增加的動(dòng)能就是桿對(duì)B做正功的結(jié)果.B增加的動(dòng)能為 ΔEKB=mv2-mgh=mgLsinθ. 因?yàn)橄到y(tǒng)機(jī)械能守恒,所以桿對(duì)B球做的功與桿對(duì)A球做的功數(shù)值應(yīng)該相等,桿對(duì)B球做正功,對(duì)A球做負(fù)功,即桿對(duì)A球做的功為 mgLsin

11、θ 答案:(1) (2) 11.如圖所示,將A?B兩個(gè)砝碼用細(xì)線相連,掛在定滑輪上,已知mA=0.2 kg,mB=0.05 kg.托起砝碼A使其比砝碼B的位置高0.2 m,然后由靜止釋放,不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦,當(dāng)兩砝碼運(yùn)動(dòng)到同一高度時(shí),它們的速度大小為多少? 解析:AB組成的系統(tǒng)只有重力做功,所以機(jī)械能守恒.選B開(kāi)始處的位置為重力勢(shì)能參照面,A向下運(yùn)動(dòng),B向上運(yùn)動(dòng),在同一高度時(shí)速度也相同, ,解得v=1.1 m/s 答案:1.1 m/s 12.如圖所示為蕩秋千的示意圖,最初人直立站在踏板上,兩繩與豎直方向的夾角均為θ,人的重心到懸點(diǎn)O的距離為l1;從A點(diǎn)向最低點(diǎn)B運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中

12、,人由直立狀態(tài)變?yōu)樽匀幌露?在B點(diǎn)人的重心到懸點(diǎn)O的距離為l2;在最低點(diǎn)處,人突然由下蹲狀態(tài)變成直立狀態(tài)(人的重心到懸點(diǎn)O的距離恢復(fù)為l1),且保持該狀態(tài)到最高點(diǎn)C.設(shè)人的質(zhì)量為m,不計(jì)踏板和繩的質(zhì)量,不計(jì)一切摩擦和空氣阻力.求: (1)人第一次到達(dá)最低點(diǎn)B還處于下蹲狀態(tài)時(shí),從身上掉下一件物品,問(wèn)物品落地點(diǎn)到最低點(diǎn)的距離為多少?假設(shè)人在最低點(diǎn)時(shí)離地面高度為h. (2)人第一次到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí),繩與豎直方向的夾角α為多大?(可用反三角函數(shù)表示;解答本問(wèn)時(shí)不考慮超重和失重) 解析:(1)人從A點(diǎn)到B點(diǎn)(還處于下蹲狀態(tài))的過(guò)程中,設(shè)B點(diǎn)此時(shí)的速度為v 根據(jù)機(jī)械能守恒得 mg(l2-l1cosθ)= mv2 物品落地的時(shí)間為t,有 物品落地點(diǎn)的水平位移x=vt 解得 則該點(diǎn)離最低點(diǎn)B的距離 (2)人從B點(diǎn)保持直立狀態(tài)到達(dá)C點(diǎn)的過(guò)程中,根據(jù)機(jī)械能守恒定律=mgl1(1-cosα) 解得α=arccos(cosθ-). 答案:(1) (2)arccos(cosθ-)