（江苏专用版）2020版高考物理总复习第五章第3讲机械能守恒定律及其应用练习（含解析）.docx

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1、第3讲　机械能守恒定律及其应用一、单项选择题1.(2018南通八校联考)太阳神车由四脚的支架吊着一个巨大的摆锤摆动,游客被固定在摆下方的大圆盘A上,如图所示。摆锤的摆动幅度每边可达120°。6台大功率的异步驱动电机同时启动,为游客创造4.3g的加速度,最高可飞跃至15层楼高的高空。如果不考虑圆盘A的自转,根据以上信息,以下说法中正确的是(　　)A.当摆锤摆至最高点的瞬间,游客受力平衡B.当摆锤摆至最高点时,游客可体验最大的加速度C.当摆锤在下摆的过程中,摆锤的机械能一定不守恒D.当摆锤在上摆过程

2、中游客体验超重,下摆过程游客体验失重答案　C　当摆锤摆至最高点的瞬间,摆锤与游客将开始下降,具有向下的加速度,游客受力不平衡,故A项错误;当摆锤摆至最低点时,摆锤的速度最大,向心加速度最大,所以游客可体验最大的加速度,故B项错误;当摆锤在下摆的过程中,由于电动机做正功,摆锤的机械能一定不守恒,故C项正确;当摆锤在上摆过程中,摆锤向上做减速运动,加速度方向向下,游客体验失重,故D项错误。2.(2018启东中学模拟)一物体从H高处自由下落,以地面为零势能面,当物体的动能等于其重力势能2倍时,物体下落

3、的高度为(　　)A.12HB.13HC.23HD.34H答案　C　运动过程中物体的机械能守恒,取地面为零势能面,根据机械能守恒可得mgH=mgh+12mv2,当其动能等于重力势能的2倍时,有2mgh=12mv2,所以mgH=3mgh,解得h=13H,此时物体下落的高度为23H,故选项C正确。3.(2018南京三模)抛出的铅球在空中运动轨迹如图所示,A、B为轨迹上等高的两点,铅球可视为质点,空气阻力不计。用v、E、Ek、P分别表示铅球的速率、机械能、动能和重力瞬时功率的大小,用t表示铅球在空中从A

4、运动到B的时间,则下列图像中正确的是(　　)答案　D　铅球做斜上抛运动,空气阻力不计,机械能守恒,重力势能先增加后减小,故动能先减小后增加,速度先减小后增加,故A、B项错误;以初始位置为零势能面,踢出时速度方向的速度为vy,足球的机械能守恒,则Ek=E-Ep=E-mgh=E-mgvyt+12mg2t2,故C项错误;速度的水平分量不变,竖直分量先减小到零,后反向增加,故根据P=Gvy=mg2t,重力的功率先均匀减小后均匀增加,故D项正确;故选D。4.(2018常熟模拟)半径为r和R(r

5、半圆形槽,其圆心均在同一水平面上,如图所示,质量相等的两物体分别自半圆形槽左边缘的最高点无初速度地释放,在下滑过程中两物体(　　)A.机械能均逐渐减小B.经最低点时动能相等C.机械能总是相等的D.两物体在最低点时加速度大小不相等答案　C　下滑过程中两物体机械能守恒,下滑到最低点,两物体的重力做功不同,经过最低点时速度不同,动能不相等,A、B项说法都错误,C项正确;根据机械能守恒和牛顿第二定律有mgr=12mv12,mgR=12mv22,a1=v12r=2g,a2=v22R=2g,故D错误。5.(

6、2018扬州一模)如图所示,劲度系数为k的轻质弹簧一端固定于O点,另一端固定一个质量为m的小球。将小球拉至A点处时,弹簧恰好无形变;现将小球从A点处由静止释放,小球运动到O点正下方B点时速度大小为v。A、B两位置间的高度差为h,不计空气阻力,重力加速度为g。则(　　)A.由A到B的过程中,小球克服弹簧弹力所做的功为mghB.由A到B的过程中,小球重力所做的功为mghC.由A到B的过程中,弹性势能增加量为mgh-mv2D.小球到达B点处时,其加速度的方向为竖直向上答案　B　小球由A到B的过程中,重

7、力做功为mgh,其重力势能减少mgh。小球在下降过程中,小球的重力势能转化为小球的动能和弹簧的弹性势能,所以弹簧弹性势能的增加量小于mgh,则小球克服弹簧弹力所做的功小于mgh,故A项错误,B项正确;根据能量守恒定律得mgh=ΔE弹+12mv2,所以弹性势能增加量ΔE弹=mgh-12mv2,故C项错误;小球到达B点处时,弹簧的弹力大小与小球的重力大小关系无法判断,故D项错误。二、多项选择题6.一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员

8、可视为质点,下列说法正确的是(　　)A.运动员到达最低点前重力势能始终减小B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关答案　ABC　到达最低点前高度始终在降低,所以重力势能始终减小,故A项正确;蹦极绳张紧后的下落过程,伸长量逐渐增大,弹力做负功,弹性势能增大,故B项正确;在蹦极过程中,只有重力与系统内弹力做功,故系统机械能守恒,C项正确;重力势能的改变与重力做功有关,重力做功