高三物理第专题练习之机械能(新人教).doc

机械能1.如图1所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一高度且弹簧保持原长的A点无初速地释放，让它自由摆下，不计空气阻力，在重物由A点摆向最低点的过程中：（ ）A重物的重力势能减少；B重物的重力势能增加；C重物的机械能不变；D重物的机械能减少。2.如图2所示，质量为m的a、b两球固定在轻杆的两端，杆可绕O点在竖直面内无摩擦转动，已知两物体距O点的距离L1L2，现在由图示位置静止释放，则在a下降过程中：（ ）矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。A杆对a不做功；B杆对b不做功；C杆对a做负功；D杆对b做负功。3. 以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物体。假定物块所受的空气阻力f大小不变。已知重力加速度为g，则物体上升的最大高度和返回到原抛出点的速率分别为聞創沟燴鐺險爱氇谴净。A和 B和C和 D和4游乐场中的一种滑梯如图所示。小朋友从轨道顶端由静止开始下滑，沿水平轨道滑动了一段距离后停下来，则 A下滑过程中支持力对小朋友做功 B下滑过程中小朋友的重力势能增加 C整个运动过程中小朋友的机械能守恒 D在水平面滑动过程中摩擦力对小朋友做负功5. 滑块以速率v1靠惯性沿固定斜面由底端向上运动, 当它回到出发点时速率为v2, 且v2r)甲、乙两圆形轨道安置在同一竖直平面内，两轨道之间由一条水平轨道(CD)相连，如小球从离地3R的高处A点由静止释放，可以滑过甲轨道，经过CD段又滑上乙轨道后离开两圆形轨道，小球与CD段间的动摩擦因数为，其余各段均光滑.为避免出现小球脱离圆形轨道而发生撞轨现象.试设计CD段的长度.擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。15.如图是打秋千的示意图，最初人直立站在踏板上(A点所示)，绳与竖直方向成角，人的重心到悬点O的距离为；从A点向最低点B运动过程中，人由直立状态自然下蹲，在B点人的重心到悬点O的距离为；在最低点处，人突然由下蹲变成直立状态(人的重心到悬点O的距离恢复为)且保持该状态到最高点C.设人的质量为m，踏板和绳的质量不计，空气阻力不计.求：贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。 (1)人刚到最低点B还处于下蹲状态时，两根绳中的总拉力F为多大？(2)人到达左端最高点C时，绳与竖直方向的夹角为多大？(用反三角函数表示)16.半径的竖直放置的圆轨道与水平直轨道相连接。如图所示。质量为的小球A以一定的初速度由直轨道向左运动，并沿圆轨道的内壁冲上去，如果A经过N点时的速度A经过轨道最高点M时对轨道的压力为，取坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。求：小球A从N到M这一段过程中克服阻力做的功W17.如图所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速释放摆下。求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功? 蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。 答案与解析1.【答案】AD【解析】重物从A点运动到B点，高度降低，重物的重力势能减少，因此很多同学只注意到重物从A运动到B时，重物速度增加，即重物的功能增加，故认为动能的增加量与重力势能的减少量相当，而判断重物机械能不变，错选C。若从整个系统去仔细分析会发现重物下降过程中，重物的动能增加，重力势力能减少，弹簧的弹性势能增加；而且在整个过程中，只有重力和弹簧弹力做功，重物与弹簧组成的系统机械能守恒。以B点为零势能点，则在A点系统的机械能只有重力势能，在B点系统的机械能为重物的动能和弹簧的弹性势能，且两处的机械能相等，所以可以判断重物的机械能减少，即C错，正确答案：A、D。買鲷鴯譖昙膚遙闫撷凄。2.【答案】C【解析】因为杆在转动，所以很多同学能分析到a球受到重力和杆对a的作用力，并习惯认为杆对a的作用力指向圆心O，与运动方向垂直，对小球a、b都不做功，而错选A、B。若我们能从整个系统去分析，会发现杆绕O点在竖直平面内无摩擦地转动，没有能量的损失，所以a、b和杆组成的系统机械能守恒。杆对a、b球的作用力是内力，a球下降过程中，b球的重力势能和动能都增加，所以b球的机械能增加，且b球重力对b球做负功，所以可以判断杆对b球做正功，b球的机械能才增加，从中可以判定B、D是错的。再由系统机械能守恒，b球的机械能增加，则a球的机械能减少，且a球重力对a球做正功，则杆对a球做负功，故A错。正确答案：C。綾镝鯛駕櫬鹕踪韦辚糴。3.【答案】A【解析】上升的过程中,重力做负功,阻力做负功,由动能定理得,求返回抛出点的速度由全程使用动能定理重力做功为零,只有阻力做功为有,解得,A正确。4.【答案】D【解析】在滑动的过程中，人受三个力重力做正功，势能降低B错；支持力不做功，摩擦力做负功，所以机械能不守恒，AC皆错，D正确。驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。5.【答案】BC【解析】OC 由动能定理 F合S= 1/2 mv12 = EK1AC 由动能定理 F合S/2= 1/2 mvA2 = EKA 由功能关系得：EK1 = 1/2 mv12 =mgSsin+ QA点的势能为 EPA= 1/2 mgSsinEKA=EK1 / 2 EKA EPA6.【答案】BD【解析】设月球引力对探测器做的功为W1，根据动能定理可得：WW10Ek，可知，F地F月，由W=Fs 虽然F是变力,但通过的距离一样,所以WW1，Ek W-W1 小球能通过甲轨道而不撞轨(2)设CD的长度为x，小球在乙轨道最高点的最小速度为 小球要通过乙轨道最高点，则需满足： 得： x小球到乙轨圆心等高处之前再返回，则需满足：且得：x 总结论：CD或CD 15.【解析】(1)如图，以悬点为参考平面，人从点的自然下蹲过程中机械能守恒，所以，即,解得：在最低点B处，,解得：(2) 人在最低点处，突然由下蹲变成直立状态，人的内力做功，使人的机械能增加,之后，人从点的上摆过程中机械能守恒，所以或，即凍鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。,得：16.【解析】小球运动到M点时，速度为,轨道对球的作用力为N，由向心力公式可得：即：从N到M点由动能定理：即：17.【解析】设当杆转到竖直位置时，A球和B球的速度分别为和。如果把轻杆、地球、两个小球构成的系统作为研究对象，那么由于杆和小球的相互作用力做功总和等于零，故系统机械能守恒。恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。若取B的最低点为零重力势能参考平面，可得： 又因A球对B球在各个时刻对应的角速度相同,故 由式得：.根据动能定理，可解出杆对A、B做的功。对于A有：，即：对于B有：，即：.答案：、- 10 -