2020届高考物理总复习第五章机械能核心素养提升练十六5.3机械能守恒定律及其应用（含解析）新人教版

《2020届高考物理总复习第五章机械能核心素养提升练十六5.3机械能守恒定律及其应用（含解析）新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、机械能守恒定律及其应用(45分钟　100分)(20分钟　50分)一、选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分。1～4题为单选题，5题为多选题)1.(2019·洛阳模拟)下列人或物在运动过程中，机械能守恒的是(　　)A.风中飘落的羽毛B.竖直放置的真空牛顿管中下落的羽毛C.乘电梯匀速上升的人D.弹性蹦床上跳跃的运动员(不计空气阻力)【解析】选B。风中飘落的羽毛运动过程中，由于空气阻力对它做功，所以它的机械能不守恒，故A错误；竖直放置的真空牛顿管中下落的羽毛在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故B正确；

2、乘电梯匀速上升的人在运动过程中，电梯底板对人做功，则人的机械能不守恒，故C错误；弹性蹦床上跳跃的运动员在与蹦床接触的过程，蹦床对运动员做功，人的机械能不守恒，故D错误。2.(2019·邯郸模拟)如图所示，一细线系一小球绕O点在竖直面内做圆周运动，a、b分别是轨迹的最高点和最低点，c、d两点与圆心等高，小球在a点时细线的拉力恰好为0，不计空气阻力，则下列说法正确的是(　　)A.小球从a点运动到b点的过程中，先失重后超重B.小球从a点运动到b点的过程中，机械能先增大后减小C.小球从a点运动到b点的过程中，细线

3、对小球的拉力先做正功后做负功D.小球运动到c、d两点时，受到的合力指向圆心【解析】选A。小球从a点运动到b点的过程中，加速度方向先向下后向上，所以小球先失重后超重，故A正确；小球从a点运动到b点的过程中，绳子拉力不做功，只有重力做功，机械能守恒，故B、C错误；小球运动到c、d两点时，绳子拉力的方向指向圆心，重力竖直向下，所以小球受到的合力不是指向圆心，故D错误。3.(2017·全国卷Ⅱ)如图，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直，一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小

4、物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时，对应的轨道半径为(重力加速度为g)(　　)A.B.C.D.【解析】选B。据机械能守恒定律有mv2=mg·2R+m，物块从轨道上端水平飞出做平抛运动，有2R=gt2和x=vxt，联立解得水平距离最大时，对应的轨道半径为，故选B。4.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，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，则下列说法正确

5、的是(　　)A.a球下滑过程中机械能保持不变B.b球下滑过程中机械能保持不变C.a、b球滑到水平轨道上时速度大小为D.从释放a、b球到a、b球滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为【解析】选D。a、b球和轻杆组成的系统机械能守恒，故A、B错误；对系统由机械能守恒定律得mgR+mg·2R=×2mv2，解得a、b球滑到水平轨道上时速度大小为v=，故C错误；从释放a、b球到a、b球滑到水平轨道上，对a球由动能定理有W+mgR=mv2，解得轻杆对a球做的功为W=，故D正确。5.如图甲所示，轻弹簧竖直放置，下

6、端固定在水平地面上，一质量为m的小球，从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程，他以小球开始下落的位置为原点，沿竖直向下方向建立坐标轴Ox，作出小球所受弹力F大小随小球下落的位置坐标x的变化关系如图乙所示，不计空气阻力，重力加速度为g。以下判断正确的是(　　)A.当x=h+x0时，重力势能与弹性势能之和最小B.最低点的坐标为x=h+2x0C.小球受到的弹力最大值大于2mgD.小球动能的最大值为mgh+【解析】选A、C、D。根据乙图可知，当x=h+x0时，小球的重

7、力等于弹簧的弹力，此时小球具有最大速度，以弹簧和小球组成的系统机械能守恒可知，重力势能与弹性势能之和最小，故A正确；根据运动的对称性可知，小球运动的最低点大于h+2x0，小球受到的弹力最大值大于2mg，故B错误，C正确；小球达到最大速度的过程中，根据动能定理可知mg(h+x0)-mgx0=mv2，故小球动能的最大值为mgh+，故D正确。二、计算题(本题共15分，需写出规范的解题步骤)6.(2018·江苏高考)如图所示，钉子A、B相距5l，处于同一高度。细线的一端系有质量为M的小物块，另一端绕过A固定于B。

8、质量为m的小球固定在细线上C点，B、C间的线长为3l。用手竖直向下拉住小球，使小球和物块都静止，此时BC与水平方向的夹角为53°。松手后，小球运动到与A、B相同高度时的速度恰好为零，然后向下运动。忽略一切摩擦，重力加速度为g，取sin53°=0.8，cos53°=0.6。求：(1)小球受到手的拉力大小F。(2)物块和小球的质量之比M∶m。(3)小球向下运动到最低点时，物块M所受的拉力大小T。【解析】(1)设小球受AC、BC的拉