【物理】2020届一轮复习人教版机械能守恒定律课时作业

【物理】2020届一轮复习人教版机械能守恒定律课时作业

‎2020届一轮复习人教版 机械能守恒定律 课时作业 一、单项选择题 ‎1.(2018·天津模拟)如图所示,一轻弹簧的左端固定,右端与一小球相连,小球处于光滑水平面上。现对小球施加一个方向水平向右的恒力F,使小球从静止开始运动,则小球在向右运动的整个过程中(　　)‎ A.小球和弹簧组成的系统机械能守恒 B.小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大 C.小球的动能逐渐增大 D.小球的机械能逐渐增大 ‎2.总质量约为3.8 t的嫦娥三号探测器在距月面3 m处关闭反推发动机,让其以自由落体方式降落在月球表面。4条着陆腿触月信号显示,嫦娥三号完美着陆月球虹湾地区。月球表面附近重力加速度约为1.6 m/s2,4条着陆腿可视作完全相同的四个轻弹簧,在软着陆后,每个轻弹簧获得的弹性势能大约是(　　)‎ A.28 500 J B.4 560 J C.18 240 J D.9 120 J ‎3.(2018·河北廊坊质检)如图所示,重10 N的滑块在倾角为30°的斜面上,从a点由静止开始下滑,到b点开始压缩轻弹簧,到c点时达到最大速度,到d点(图中未画出)开始弹回,返回b点离开弹簧,恰能再回到a点。若bc=0.1 m,弹簧弹性势能的最大值为8 J,则下列说法正确的是(　　)‎ A.轻弹簧的劲度系数是50 N/m B.从d到b滑块克服重力做功8 J C.滑块的动能最大值为8 J D.从d点到c点弹簧的弹力对滑块做功8 J ‎4.(2018·福建师大期末)将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出,小球上升的最大高度为h。若将质量分别为2m、3m、4m、5m的小球,分别以同样大小的速度v0从半径均为R=h的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道,轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。则质量分别为2m、3m、4m、5m的小球中,能到达的最大高度仍为h的是(小球大小和空气阻力均不计)(　　)‎ A.质量为2m的小球 B.质量为3m的小球 C.质量为4m的小球 D.质量为5m的小球 ‎5.(2018·天津期末)如图所示,质量为m、半径为r的竖直光滑圆形轨道固定在质量为2m的木板上,木板的左右两侧各有一竖直挡板固定在地面上,使木板不能左右运动。在轨道的最低点放有一质量为m的小球,现给小球一水平向右的速度,小球会在轨道内侧做圆周运动,为保证小球能通过轨道的最高点且不会使轨道及木板在竖直方向上跳起,则小球经过最高点时的速度可能为(　　)‎ A.3 B.2‎ C. D.‎ 二、多项选择题 ‎6.(2018·天津一模)如图所示,内壁光滑的圆形轨道半径为R,固定在竖直平面内,圆形轨道上的P、Q两点与圆心O等高,N为轨道的最高点;质量均为m的小球(可视为质点)A和B,以等大的速率v0同时从P处向上、向下滑入圆形轨道,若在运动过程中两球均未脱离圆形轨道,重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)‎ A.两球第一次相遇点一定在N、Q之间 B.两球第一次相遇点可能在P、N之间 C.两球从P点释放到第一次相遇,重力的冲量相同 D.小球A通过最高点时的机械能小于小球B通过最低点时的机械能 ‎7.一滑块以一定的初速度从一固定斜面的底端向上冲,到斜面上某一点后返回底端,斜面粗糙。滑块运动过程中加速度与时间关系图像如图所示。下列四幅图像分别表示滑块运动过程中位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep(以斜面底端为参考平面)随时间变化的关系图像,其中不正确的是(　　)‎ ‎8.(2018·山东济南模拟)如图所示,将质量为2m的重物悬挂在轻绳的一端,轻绳的另一端系一质量为m的环,环套在竖直固定的光滑直杆上,光滑的轻小定滑轮与直杆的距离为d,杆上的A点与定滑轮等高,杆上的B点在A点下方距离为d处。现将环从A处由静止释放,不计一切摩擦阻力,下列说法正确的是(　　)‎ A.环到达B处时,重物上升的高度h=‎ B.环到达B处时,环与重物的速度大小相等 C.环从A到B,环减少的机械能等于重物增加的机械能 D.环能下降的最大高度为d 三、非选择题 ‎9.如图所示,半径为R的光滑半圆轨道ABC与倾角θ=37°的粗糙斜面轨道DC相切于C,圆轨道的直径AC与斜面垂直。质量为m的小球从A点左上方距A点高为h的P点以某一速度水平抛出,刚好与半圆轨道的A点相切进入半圆轨道内侧,之后经半圆轨道沿斜面刚好滑到与抛出点等高的D处。已知当地的重力加速度为g,取R=h,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,不计空气阻力。求:‎ ‎(1)小球被抛出时的速度v0;‎ ‎(2)小球到达半圆轨道最低点B时,对轨道的压力大小;‎ ‎(3)小球从C到D过程中克服摩擦力做的功W。‎ ‎10.如图所示,质量为3 kg的小球A和质量为5 kg的B通过一压缩弹簧锁定在一起,静止于光滑平台上,解除锁定,两小球在弹力作用下分离,A球分离后向左运动恰好通过半径R=0.5 m的光滑半圆轨道的最高点,B球分离后从平台上以速度vB=3 m/s水平抛出,恰好落在临近平台的一倾角为α的光滑斜面顶端,并刚好沿光滑斜面下滑,已知斜面顶端与平台的高度差h=0.8 m,g取10 m/s2,求:‎ ‎(1)A、B两球刚分离时A的速度大小;‎ ‎(2)弹簧锁定时的弹性势能;‎ ‎(3)斜面的倾角α。‎ ‎11.(2018·湖北武汉模拟)如图所示,左侧竖直墙面上固定半径为R=0.3 m的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。质量为ma=100 g的小球a套在半圆环上,质量为mb=36 g的滑块b套在直杆上,二者之间用长为l=0.4 m的轻杆通过两铰链连接。现将a从圆环的最高处由静止释放,使a沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,a、b均视为质点,重力加速度g取10 m/s2。求:‎ ‎(1)小球a滑到与圆心O等高的P点时的向心力大小;‎ ‎(2)小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中,杆对滑块b做的功。‎ ‎24　机械能守恒定律 ‎1.B　解析球在向右运动的整个过程中,力F做正功,由功能关系知小球和弹簧组成的系统机械能逐渐增大,故A错误,B正确;弹簧的弹力一直增大,开始阶段,F大于弹力,小球做加速运动,动能逐渐增大。当弹力等于F时,小球的速度最大,动能最大,当弹力大于F时,小球开始做减速运动,速度减小,动能减小,所以小球的动能先增大后减小,故C错误;小球的重力势能不变,动能先增大后减小,则其机械能先增大后减小,故D错误。‎ ‎2.B　解析设每个轻弹簧获得的弹性势能为Ep,由机械能守恒定律可得:mgh=4Ep,故Ep=mgh=4560J,故B正确。‎ ‎3.A　解析整个过程中,滑块从a点静止释放后还能回到a点,说明机械能守恒,即斜面是光滑的。滑块到c点速度最大,所受合力为零,由平衡条件和胡克定律有kxbc=mgsin30°,解得k=50N/m,A项正确;由d到b的过程中,弹簧弹性势能一部分转化为重力势能,一部分转化为动能,B项错误;滑块由d到c点过程中,滑块与弹簧组成的系统机械能守恒;弹簧弹性势能一部分转化为重力势能一部分转化为动能,故到c点时最大动能一定小于8J,C项错误;又弹性势能减少量小于8J,所以弹力对滑块做功小于8J,D项错误。‎ ‎4.C　解析甲图中,将质量为m的小球以速度v0竖直向上抛出,小球上升的最大高度为h,此时速度为零;根据机械能守恒定律得 mgh= ①‎ 乙图中,将质量为2m的小球以速度v0滑上圆轨道,小球若能到达最大高度h,则有 ‎2mgh+·2mv2=·2m ②‎ 由于小球通过圆轨道最高点时速度不可能为零,即v>0,对比①②两式知②式不成立,即质量为2m的小球不能到达最大高度h,故A错误;丙图中,将质量为3m的小球以速度v0滑上曲面,小球若从最高点抛出,做斜抛运动,则此时速度不为零,根据机械能守恒可知,不可能达到h高度,故B错误;丁图中,将质量为4m的小球以速度v0滑上曲面,小球若能到达最大高度h,则此时速度为零,根据机械能守恒定律可知,满足条件,故C正确;戊图中,将质量为5m的小球以速度v0滑上曲面,小球从最高点抛出后,做斜抛运动,达到最高点时速度不为零,根据机械能守恒可知,不可能达到h高度,故D错误。‎ ‎5.C　解析在最高点,速度最小时有 mg=m 解得v1=。‎ 要使不会使环在竖直方向上跳起,环对球的压力最大为 F=mg+2mg=3mg 从最高点到最低点的过程中,机械能守恒,设此时最低点的速度为v2',在最高点,速度最大时有 mg+3mg=m 解得v2=2。‎ 故只要最高点的速度满足:

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