2018年高考物理总复习 配餐作业16 机械能守恒定律及其应用

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1、(十六)　机械能守恒定律及其应用A组·基础巩固题1.取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出，在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力，该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(　　)A.B.C.D.解析　设物块的初速度为v0，质量为m，依题意有：mgh＝mv，设物块落地瞬间水平速度分量为vx，竖直速度分量为vy，则根据平抛运动的规律可得：vx＝v0，vy＝，即vx＝vy＝v0，所以物块落地时速度方向与水平方向夹角为，B项正确。答案　B2.(2017·南方五校联考)如图所示，在高1.

2、5m的光滑平台上有一个质量为2kg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(g＝10m/s2)(　　)A．10JB．15JC．20JD．25J解析　由h＝gt2，tan60°＝，可得v0＝m/s。由小球被弹射过程中，小球和弹簧组成的系统机械能守恒得，Ep＝mv＝10J，故A正确。答案　A3.如图所示，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高为2L的O点处，小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运

3、动且恰能到达最高点B处，不计空气阻力。若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为(　　)A.B.C.D.解析　小铁球恰能到达最高点B，则小铁球在最高点处的速度v＝。以地面为零势能面，小铁球在B点处的总机械能为mg×3L＋mv2＝mgL，无论轻绳是在何处断的，小铁球的机械能总是守恒的，因此到达地面时的动能mv2＝mgL，故小铁球落到地面的速度v′＝，D正确。答案　D4．(多选)如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆AB，是按照从高度为h处以初速度v0平抛的运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点。

4、现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下。已知重力加速度为g，当小球到达轨道B端时(　　)A．小球的速率为B．小球的速率为C．小球在水平方向的速度大小为v0D．小球在水平方向的速度大小为解析　由机械能守恒定律有mgh＝mv2，解得到达B端时小球的速率v＝，故A错误，B正确。当小球到达B端时，设小球的速度与水平方向夹角θ则cosθ＝小球在水平方向的速度大小vx＝v·cosθ＝·＝。D正确。答案　BD5．(2017·西安模拟)(多选)一球自由下落，与地面发生碰撞，原速率反弹，若从释放小球开始计时，不

5、计小球与地面发生碰撞的时间及空气阻力。则下图中能正确描述小球位移x、速度v、动能Ek、机械能E与时间t关系的是(　　)解析　小球自由下落，做初速度为零的匀加速运动；与地面发生碰撞，原速率反弹，做竖直上抛运动，速度图象B正确，位移图象A错误；小球下落时，速度与时间成正比，动能与时间的二次方成正比，动能图象C错误；机械能保持不变，机械能图象D正确。答案　BD6．(2017·云南模拟)如图所示，由半径为R的光滑圆周和倾角为45°的光滑斜面组成的轨道固定在竖直平面内，斜面和圆周之间由小圆弧平滑连接。一小球恰

6、能过最高点，并始终贴着轨道内侧顺时针转动。则小球通过斜面的时间为(重力加速度为g)(　　)A．2B．2C．(2－2)D．(－)解析　小球恰好通过最高点的速度v1＝，由机械能守恒定律得mv＋mgR＝mv，解得小球通过斜面顶端时的速度v2＝，由运动学规律得R＝v2t＋gt2sin45°，则t＝(－)，选项D正确。答案　D7．(2017·安徽联考)如图所示，质量为m的小球，用OB和O′B两根轻绳吊着，两轻绳与水平天花板的夹角分别为30°和60°，这时OB绳的拉力大小为F1，若烧断O′B绳，当小球运动到最低

7、点C时，OB绳的拉力大小为F2，则F1∶F2等于(　　)A．1∶1B．1∶2C．1∶3D．1∶4解析　O′B烧断前，小球处于平衡状态，OB绳的拉力大小F1＝mgcos60°；O′B烧断后，小球摆动到C点过程中机械能守恒，mgl(1－cos60°)＝mv2，在最低点C时有F2－mg＝，解得F2＝2mg。所以F1∶F2＝1∶4，选项D正确。答案　D8．(多选)内壁光滑的环形凹槽半径为R，固定在竖直平面内，一根长度为R的轻杆，一端固定有质量为m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙，将两小球放入凹槽内，

8、小球乙位于凹槽的最低点，如图所示。由静止释放后(　　)A．下滑过程中甲球减少的机械能总等于乙球增加的机械能B．下滑过程中甲球减少的重力势能总等于乙球增加的重力势能C．甲球可沿凹槽下滑到槽的最低点D．杆从右向左滑回时，乙球一定能回到凹槽的最低点解析　根据题设条件可知甲、乙两小球组成的系统满足机械能守恒定律，故A、D对，B错；由于乙球的质量大于甲球的质量，所以甲球不可能沿凹槽下滑到槽的最低点，否则就不满足机械能守恒，C错。答案　ADB组·能力提升题9．(2017·莱芜模拟