2022高考物理(山东专用)一轮课时作业：18-机械能守恒定律及其应用.doc

课时作业(十八)机械能守恒定律及其应用基础巩固练1关于机械能守恒定律的适用条件，下列说法中正确的是()A只有重力和弹力作用时，机械能才守恒B当有其他外力作用时，只要合外力为零，机械能守恒C当有其他外力作用时，只要其他外力不做功，机械能守恒D炮弹在空中飞行不计阻力时，仅受重力作用，所以爆炸前后机械能守恒C机械能守恒的条件是“只有重力或系统内弹力做功”而不是“只有重力和弹力作用”，“做功”和“作用”是两个不同的概念，A项错误物体受其他外力作用且合外力为零时，机械能可以不守恒，如拉一物体匀速上升，合外力为零，物体的动能不变，重力势能增加，故机械能增加，B项错误在炮弹爆炸过程中产生的内能转化为机械能，机械能不守恒，故D项错误2如图所示，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，小球从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中机械能守恒C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，但实际上没有动，整个系统中只有重力做功，所以小球与槽组成的系统机械能守恒；小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，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；小球从开始下落至到达槽最低点前，小球先失重，后超重；当小球向右上方滑动时，半圆形槽也向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒，故选项C正确3(2019广西桂林模拟)一棵树上有一个质量为0.3 kg的熟透了的苹果P，该苹果从树上与A等高处先落到地面C最后滚入沟底D已知AC、CD的高度差分别为2.2 m和3 m，以地面C为零势能面，A、B、C、D、E面之间竖直距离如图所示算出该苹果从A落下到D的过程中重力势能的减少量和在D处的重力势能分别是(g取10 m/s2)()A15.6 J和9 JB9 J和9 JC15.6 J和9 JD15.6 J和15.6 JC以地面C为零势能面，根据重力势能的计算公式得D处的重力势能EPmgh0.310(3) J9 J从A下落到D的过程中重力势能的减少量EPmgh0.310(2.23) J15.6 J，选项C正确4一小球以一定的初速度从图示位置进入光滑的轨道，小球先进入圆轨道1，再进入圆轨道2，圆轨道1的半径为R，圆轨道2的半径是轨道1的1.8倍，小球的质量为m，若小球恰好能通过轨道2的最高点B，则小球在轨道1上经过A处时对轨道的压力为()A2mgB3mgC4mgD5mgC小球恰好能通过轨道2的最高点B时，有mg，小球在轨道1上经过A处时，有Fmg，根据机械能守恒，有1.6mgRmvmv，解得F4mg，C正确5(多选)2017第十三届全运会蹦床比赛在天津科技大学体育馆举行，如图所示为福建运动员昝捷正在比赛时的照片，不计空气阻力，下列说法正确的是()A运动员与蹦床相互作用过程先处于失重状态后处于超重状态B运动员下落碰到蹦床后立即做减速运动C运动员离开蹦床后机械能守恒D运动员在整个运动过程中与蹦床组成的系统机械能守恒CD运动员下落碰到蹦床后，开始重力大于弹力，加速度向下，先向下做加速运动，然后重力小于弹力，加速度向上，向下做减速运动，速度减到零以后再反弹的过程，运动员先向上做加速运动，后向上做减速运动，所以运动员与蹦床相互作用的过程先处于失重状态，然后处于超重状态，最后处于失重状态，故A、B错误；运动员离开蹦床后，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；运动员在整个运动过程中，只有重力和系统内蹦床的弹力做功，则运动员和蹦床组成的系统机械能守恒，故D正确6(2019江苏盐城一模)(多选)如图所示，光滑细杆上套有两个质量均为m的小球，两球之间用轻质弹簧相连，弹簧原长为L，用长为2L的细线连接两球现将质量为M的物块用光滑的钩子挂在细线上，从细线绷直开始释放，物块向下运动则物块()A运动到最低点时，小球的动能为零B速度最大时，弹簧的弹性势能最大C速度最大时，杆对两球的支持力为(M2m)gD运动到最低点时，杆对两球的支持力小于(M2m)gAC物块释放后先做加速运动，后做减速运动直到速度为零即到达最低点，此时小球的动能也为零，弹簧的形变量最大，弹性势能最大，系统的机械能守恒，物块减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能，故A正确，B错误；物块速度最大时，将两小球和物块看成整体，系统所受合外力为零，杆对两球的支持力与系统重力平衡，故C正确；运动到最低点时物块具有向上的加速度，由整体法可知，杆对两球的支持力大于(M2m)g，故D错误7如图所示，在高1.5 m的光滑平台上有一个质量为2 kg的小球被一细线拴在墙上，小球与墙之间有一根被压缩的轻质弹簧当烧断细线时，小球被弹出，小球落地时的速度方向与水平方向成60角，则弹簧被压缩时具有的弹性势能为(取g10 m/s2)()A10 JB15 JC20 JD25 JA由2ghv0得：vy，即vy m/s，落地时，tan 60可得：v0 m/s，由机械能守恒定律得EPmv，可求得：EP10 J，故A正确8如图所示，在竖直平面内固定一半径R为2 m、圆心角为120的光滑圆弧轨道BEC，其中E是最低点在B、C两端平滑、对称地连接AB、CD两段粗糙直轨道，直轨道上端A、D与最低点E之间的高度差h均为2.5 m现将质量为0.01 kg的小物块从A点由静止释放，物块与直轨道间的动摩擦因数均为0.25，g取10 m/s2.求：(1)小物块从静止释放到第一次过E点时重力做的功；(2)小物块第一次通过E点时的动能大小；(3)小物块在E点时受到支持力的最小值解析(1)从A到E的过程，重力做功为W1mgh0.01102.5 J0.25 J.(2)A、B间的距离s m从A至E的过程中，根据动能定理得W1mgcos 60sEkE解得EkE0.25 J0.0 125 J0.23 J.(3)最终，小物块在圆弧轨道间来回滑动，根据机械能守恒定律得mg(RRcos 60)mv在E点，重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得FNmgm联立解得FNmgm0.2 N.答案(1)0.25 J(2)0.23 J(3)0.2 N能力提升练9(2019湖南常德质检)(多选)重10 N的滑块在倾角为30的光滑斜面上，从a点由静止下滑，到b点接触到一个轻弹簧，滑块压缩弹簧到c点开始弹回，返回b点离开弹簧，最后又回到a点，已知ab1 m，bc0.2 m，那么在整个过程中()A滑块动能的最大值是6 JB弹簧弹性势能的最大值是6 JC从c到b弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD整个过程系统机械能守恒BCD以滑块和弹簧为系统，在滑块的整个运动过程中，只发生动能、重力势能和弹性势能之间的相互转化，系统机械能守恒，D正确；滑块从a到c重力势能减小了mgacsin 306 J，全部转化为弹簧的弹性势能，A错误，B正确；从c到b弹簧恢复原长，通过弹簧的弹力对滑块做功，将6 J的弹性势能全部转化为滑块的机械能，C正确10(2019河南中原名校联盟联考)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动如图是荡秋千的示意图，若人直立站在踏板上，从绳与竖直方向成90角的A点由静止开始运动，摆到最低点B时，两根绳对踏板的总拉力是人所受重力的两倍随后，站在B点正下面的某人推一下，使秋千恰好能摆到绳与竖直方向成90角的C点设人的重心到悬杆的距离为l，人的质量为m，踏板和绳的质量不计，人所受空气阻力与人的速度成正比，则下列判断中正确的是()A人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能等于mglB人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能等于mglC站在B点正下面的某人推一下做的功小于mglD站在B点正下面的某人推一下做的功等于mglA在最低点B时，对人和踏板整体，由牛顿第二定律可得FTmgm，根据题意可知FT2mg，解得v，则人从A点运动到最低点B的过程中损失的机械能为Emglmv2mgl，A正确、B错误；由于站在B点正下面的某人要对该人做功，在最低点，人的速度将大于，由于空气阻力与人的速度成正比，则从B运动到C，人损失的机械能大于mgl，要使人运动到C，根据动能定理W人mglE0mv2，所以站在B点正下面的某人推一下做的功大于mglmgl，C、D错误11(易错题)(2019山东莱芜模拟)一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图甲所示若将一个质量为m的小球分别拴在链条右端和左端，如图乙、图丙所示约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，关于它们的速度关系，下列判断正确的是()Av甲v乙v丙Bv甲v乙v甲v乙Dv乙v甲v丙D三种情况下所研究的系统机械能守恒，由EPEk得，对于甲：mgmgmv，v甲；对于乙：mgmgmg2mv，v乙 ；对于丙：mgmg2mv，v丙 ，故v乙v甲v丙，D对12滑板运动是一种陆地上的“冲浪运动”，滑板运动员可在不同的轨道上滑行并做出各种高难度运动，给人以美的享受，如图所示是模拟的滑板滑行轨道，该轨道由足够长的斜直轨道、半径R11 m的凹形圆弧轨道和半径R21.6 m的凸形圆弧轨道组成，这三部分轨道处于同一竖直平面内且依次平滑连接，其中AB与水平方向夹角37，C点为凹形圆弧轨道的最低点，D点为凸形圆弧轨道的最高点，凸形圆弧轨道的圆心O2点与C点处在同一水平面上，一质量为m1 kg可看作质点的滑板，从斜直轨道上的P点无初速滑下，经过C点滑向D点，P点距B点所在水平面的高度h1.8 m，不计一切阻力，g取10 m/s2.(sin370.6，cos370.8)(1)滑板滑到C点时滑板对轨道的压力；(2)若滑板滑到D点时恰做平拋运动，则从P点须以多大初速度开始下滑解析(1)滑板从P点运动到C点的过程中，由机械能守恒定律得：mghR1(1cos)mv在C点对滑板由牛顿第二定律得：FNmgm解得：FN50 N由牛顿第三定律可知滑块对轨道的压力大小为50 N，方向竖直向下(2)滑板滑到D点时恰做平拋运动，则有：mgm滑板从P点运动至D点，由机械能守恒定律得：mghR1(1cos)R2mvmv解得：v02 m/s答案(1)50 N方向竖直向下(2)2 m/s