发布时间 : 星期六 文章高考物理大一轮复习5.3机械能守恒定律及其应用更新完毕开始阅读6b1bd1ed50e79b89680203d8ce2f0066f53364b0
1．汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中
A．重力势能增加 C．重力做负功
B．动能增加 D．机械能不守恒
( )．
解析 汽车沿坡面向下运动，重力做正功，重力势能减小，故A、C错；由于速度逐渐 12
减小，由Ek＝mv知，动能减小，B错；由于动能、重力势能都减小，故机械能是减小
2的，D项正确．还可以根据除重力外，还有阻力做负功，可知机械能减小． 答案 D
2．质量为m的小球，从离地面高h处以初速度v0竖直上抛，小球能上升到离抛出点的最大高度为H，若选取该最高点位置为零势能参考位置，不计阻力，则小球落回到抛出点时的机械能是
( )．
A．0 B．mgH D．mgh
12
C.mv0＋mgh 2答案 A
3．用如图4－3－9所示装置可以研究动能和重力势能转化中所遵循的规律．在摆锤从A位置由静止开始向下摆动到D位置的过程中 ( )．
①重力做正功，重力势能增加 ②重力的瞬时功率一直增大 ③动能转化为重力势能 ④摆线对摆锤的拉力不做功
⑤若忽略阻力，系统的总机械能为一恒量
A．①③ B．②④ C．②⑤ D．④⑤
解析 摆锤向下运动，重力做正功，重力势能减小，故①错误．由于开始静止，所以开始重力的功率为零，在D位置物体v的方向与重力垂直，PG＝Gvcos θ，可知PG＝0，而在从A位置摆动到D位置的过程中，重力功率不为零，所以摆锤重力的瞬时功率先增大后减小，②错误．在向下运动的过程中，重力势能减小，动能增加，故③错误．摆线拉力与v方向始终垂直，不做功，只有重力做功，故机械能守恒，故④、⑤正确，选D. 答案 D
图5－3－9
1
4．如图5－3－13所示，A、B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平面上，则
( )．
图5－3－13
A．两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等 B．两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大 C．两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大
D．两球到达各自悬点的正下方时，A球损失的重力势能较多 12
解析 A球下摆过程中，因机械能守恒mgL＝mvA2
① ②
B球下摆过程中，因机械能守恒mgL＝Ep弹＋mvB2
1212
由①②得mvA＝Ep弹＋mvB
22
1212
可见mvA>mvB，B正确(轻弹簧模型)．
22答案 B
1
2
5．如图5－3－14所示，将物体从一定高度水平抛出(不计空气阻力)，物体运动过程中离地面高度为h时，物体水平位移为x、物体的机械能为E、物体的动能为Ek、物体运动的速度大小为
v.以水平地面为零势能面．下列图像中，能正确反映各物理量
与h的关系的是
( )．
图5－3－14
12
解析 设抛出点距离地面的高度为H，由平抛运动规律x＝v0t，H－h＝gt可知：x＝
2
v0
平
H－h，图像为抛物线，故A项错；平抛运动物体机械能守恒，故B项正确；g12
抛物体的动能Ek＝mgH－mgh＋mv0，C项正确，D项错．
2答案 BC
2
6．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2R的轻杆，一端固定有质量m的小球甲，另一端固定有质量为2m的小球乙．现将两小球放入凹槽内，小球乙位于凹槽的最低点(如图5－3－15所示)，由静止释放后
( )．
图5－3－15
A．下滑过程中甲球减少的机械能总是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是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 由甲、乙组成的系统机械能守恒得出．选项A、D正确． 答案 AD
7．如图5－3－16所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一竖直墙壁．现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是 ( )．
A．小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功 B．小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处 于失重状态
图5－3－16
C．小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒 D．小球从下落到从右侧离开槽的过程机械能守恒
解析 小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但 是实际上没有动，整个系统只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒．而小 球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生， 满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒．小球到达槽最低点前，小球先失重， 后超重．当小球向右上方滑动时，半圆形槽向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的 机械能不守恒．综合以上分析可知选项C正确． 答案 C
8．如图5－3－17所示，光滑的水平轨道AB与半径为R的光滑的半圆形轨道BCD相切于B点，其中圆轨道在竖直平面内，B点为最低点，D点为最高点，一小球以一定的初速度沿AB射入，恰能通过最高点，设小球在最高点D的重力势能为零，则关于小球在B点的
图5－3－17
3
机械能E与轨道对小球的支持力F的说法正确的是 ( )．
A．E与R成正比 B．E与R无关 C．F与R成正比 D．F与R无关
v2
解析 小球恰能通过最高点，则在最高点重力充当向心力，有mg＝m，因为小球在最
R12
高点D的重力势能为零，则小球在D点的机械能为mv，由机械能守恒定律可知：小球
2121
在B点的机械能与D点的机械能相等，则E＝mv＝mgR，所以E与R成正比，故A
221212
项正确，B项错误；由B点到D点小球机械能守恒，可得：mv＝mv0－2mgR，在B 22
v02
点有：F－mg＝m，可解得F＝6mg，所以F与R无关，故C项错误，D项正确．
R答案 AD
9．如图5-3-18所示的小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑，恰能到达最大高度为h的斜面顶部．A是内轨半径大于h的光滑轨道、B是内轨半径小于h的光滑轨道、C是内1
轨半径等于h的光滑轨道、D是长为h的轻棒，其下端固定一个可随棒绕O点向上转动
2的小球．小球在底端时的初速度都为v0，则小球在以上四种情况中能到达高度h的有
( )．
图5-3-18
解析 本题考查机械能守恒、圆周运动．根据机械能守恒定律可得，A、D能达到高度h， 1
A、D项正确；B、C项中当小球过圆周后，由于小球运动速度小，将脱离轨道做抛物
4运动，水平分速度一定不为0，所以由机械能守恒定律得小球运动的最大高度一定小于h， B、C项错误． 答案 AD
10．如图5－3－19所示，小球从一个固定的光滑斜槽轨道顶端无初速度开始下滑，用v、t和h分别表示小球沿轨道下滑的速度、时间和竖直高度．下面的v－t图像和v－h2
图5－3－19
4