2019版高考物理一轮复习 第五章 机械能及其守恒定律 配餐作业16 机械能守恒定律及其应用

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1、配餐作业(十六)　机械能守恒定律及其应用A组·基础巩固题1．不计空气阻力，下列运动的物体中机械能不守恒的是(　　)A．起重机吊起物体匀速上升B．物体做平抛运动C．圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动D．一个轻质弹簧上端固定，下端系一个重物，重物在竖直方向上上下振动(以物体和弹簧整体为研究对象)解析　起重机吊起物体匀速上升，物体的动能不变而势能增加，故机械能不守恒，A项正确；物体做平抛运动，只有重力做功，机械能守恒，B项错误；圆锥摆球在水平面内做匀速圆周运动，没有力做功，机械能守恒，C项错误；一个轻质弹簧上端固定，下端系

2、一个重物，重物在竖直方向上上下振动，只有重力和弹力做功，机械能守恒，D项错误。答案　A2．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　B　3．如图所

3、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＝(－)，D项正确。答案　D　4．如图所示，粗细均匀、两端开口的U形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为h，管中

4、液柱总长度为4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为(　　)A.B.　C.D.解析　设管子的横截面积为S，液体的密度为ρ。打开阀门后，液体开始运动，不计液体产生的摩擦阻力，液体机械能守恒，液体减少的重力势能转化为动能，两边液面相平时，相当于右管h高的液体移到左管中，重心下降的高度为h，由机械能守恒定律得ρ·hS·g·h＝ρ·4hS·v2，解得v＝，A项正确。答案　A5．(多选)如图所示，有一光滑轨道ABC，AB部分为半径为R的圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在竖直轻杆的两端，

5、轻杆长为R，不计小球大小。开始时a球处在圆弧上端A点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，下列说法正确的是(　　)A．a球下滑过程中机械能保持不变B．a、b两球和轻杆组成的系统在下滑过程中机械能保持不变C．a、b滑到水平轨道上时速度为D．从释放到a、b滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为解析　由机械能守恒的条件得，a球机械能不守恒，a、b系统机械能守恒，所以A项错误，B项正确；对a、b系统由机械能守恒定律得mgR＋2mgR＝2×mv2，解得v＝，C项错误；对a由动能定理得mgR＋W＝mv2，解得W＝，

6、D项正确。答案　BD6．如图所示是某公园设计的一种惊险刺激的娱乐设施。管道除D点右侧水平部分粗糙外，其余部分均光滑。若挑战者自斜管上足够高的位置滑下，将无能量损失的连续滑入第一个、第二个圆管轨道A、B内部(圆管A比圆管B高)。某次一挑战者自斜管上某处滑下，经过第一个圆管轨道A内部最高位置时，对管壁恰好无压力。则这名挑战者(　　)A．经过管道A最高点时的机械能大于经过管道B最低点时的机械能B．经过管道A最低点时的动能大于经过管道B最低点时的动能C．经过管道B最高点时对管外侧壁有压力D．不能经过管道B的最高点解析　A管

7、最高点恰好无压力，可得出mg＝m。根据机械能守恒定律，A、B项中机械能和动能都是相等的，C项中由于管B低，到达B最高点的速度vB>vA。由N＋mg＝m>m＝mg，即N>0，即经过管道B最高点时对管外侧壁有压力，故选C项。答案　C7．(多选)在竖直平面内的直角坐标系内，一个质量为m的质点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成θ角(θ<90°)。不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是(　　)A．当F＝mgtanθ时，质点的机械能守恒B．当F＝mgsinθ时

8、，质点的机械能守恒C．当F＝mgtanθ时，质点的机械能可能减小也可能增大D．当F＝mgsinθ时，质点的机械能可能减小也可能增大解析　质点只受重力G和拉力F，质点做直线运动，合力方向与OA共线，如图当拉力与OA垂直时，拉力最小，根据几何关系，有F＝Gsinθ＝mgsinθ，F的方向与OA垂直，拉力F做功为零，所以质点的机械能守恒，故B项正确，D项错误；若F