2018届高考物理第一轮复习课时作业15.doc

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课时作业16　机械能守恒定律
时间：45分钟
一、单项选择题
1.

如图所示，斜面置于光滑水平地面，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是(　　)
A．物体的重力势能减少，动能不变
B．斜面的机械能不变
C．斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功
D．物体和斜面组成的系统机械能守恒
解析：物体由静止开始下滑的过程其重力势能减少，动能增加，A错误；物体在下滑过程中，斜面做加速运动，其机械能增加，B错误；物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，弹力方向垂直于接触面，但与速度方向之间的夹角大于90°，所以斜面对物体的作用力对物体做负功，C错误；对物体与斜面组成的系统，只有物体的重力和物体与斜面间的弹力做功，机械能守恒，D正确．
答案：D
2.(2016·长沙质检)

如图所示为某跳水运动员自离开跳板开始计时的速度与时间关系图象，假设空气阻力忽略不计，根据图象可知(　　)
A．t2时刻运动员到达起跳的最高点
B．t2～t3时间内，运动员处于失重状态
C．0～t3时间内，运动员机械能守恒
D．0～t3时间内，合力对运动员做负功
解析：由题图知，在t1时刻速度为零，运动员到达最高点，A错误；t2～t3内，运动员向下做减速运动，处于超重状态，B错误；在t2～t3内，水的阻力对运动员做负功，运动员机械能不守恒，C错误；在t1～t2内由动能定理知，W合<0，D正确．
答案：D
3．(2016·合肥模拟)

如图所示，小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上无初速度释放，在小球下摆到最低点的过程中，下列说法正确的是(　　)
A．绳对小球的拉力不做功
B．小球克服绳的拉力做的功等于小球减少的机械能
C．绳对小车做的功等于小球减少的动能
D．小球减少的重力势能等于小球增加的动能
解析：在小球下摆到最低点的过程中，小车向右运动，系统机械能守恒．绳对小球的拉力做负功，小球的机械能减少，选项A、D错误；对小球，由功能关系可知，小球克服绳的拉力做的功(即绳对小车做的功)等于小球减少的机械能．
答案：B
4.

如图所示，一质量为m的重物放在水平地面上，上端用一根轻弹簧相连．现用手拉弹簧的上端P缓慢向上移动，当P点位移为H时，重物离开地面一段距离h，则在此过程中(　　)
A．拉弹簧的力对系统做功为mgH
B．重物m的机械能守恒
C．弹簧的劲度系数等于
D．弹簧和重物组成的系统机械能守恒
解析：P点缓慢向下移动，弹簧上弹力先逐渐增加，直到弹力等于物体重力mg后弹簧与物体一起向上匀速运动，拉力先变大后不变，拉力做的功小于mgH，选项A错误；拉力对m做了mgh的功，重物m的机械能增加，选项B错误；当m刚要向上匀速运动时弹簧伸长量为(H－h)，又k(H－h)＝mg，则k＝，选项C正确；对于弹簧和物体组成的系统，除了重力和弹簧弹力做功外，拉力F也做了功，系统机械能不守恒，选项D错误．
答案：C
5.

如图所示，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高为2L的O点处，小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处，不计空气阻力．若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为(　　)
A. B.
C. D.
解析：小铁球恰能到达最高点B，则小铁球在最高点处的速度v＝.以地面为零势能面，小铁球在B点处的总机械能为mg×3L＋mv2＝mgL，无论轻绳是在何处断的，小铁球的机械能总是守恒的，因此到达地面时的动能mv2＝mgL，故小铁球落到地面的速度v′＝，D正确．
答案：D
二、多项选择题

6．如图所示，两块三角形的光滑木板B、C竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在A处，底边向两边分开．一个锥体置于A处，放手之后，奇特的现象发生了，锥体自动地沿木板滚上了B、C板的高处，不计一切阻力．下列说法正确的是(　　)
A．锥体在滚动过程中重心逐渐升高
B．锥体在滚动过程中重心逐渐降低
C．锥体在滚动过程中机械能逐渐增大
D．锥体在滚动过程中机械能保持不变
答案：BD
7.

如图所示，轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接，另一端与物体A相连，物体A置于光滑水平桌面上(桌面足够大)，A右端连接一水平细线，细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连．开始时托住B，让A处于静止且细线恰好伸直，然后由静止释放B，直至B获得最大速度．下列有关该过程的分析中正确的是(　　)
A．B物体受到细线的拉力保持不变
B．B物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量
C．A物体动能的增加量等于B物体重力对B做的功与弹簧弹力对A做的功之和
D．A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量等于细线拉力对A做的功
解析：对A、B的运动分析可知，A、B做加速度越来越小的加速运动，直至A和B达到最大速度，从而可以判断细线对B物体的拉力越来越大，A选项错误；根据能量守恒定律知，B减少的重力势能转化为A、B的动能与弹簧的弹性势能，据此可判断B选项正确，C选项错误；而A物体动能的增加量等于细线拉力与弹簧弹力对A做的功之和，由此可知D选项正确．
答案：BD
8.

如图所示，放置在竖直平面内的光滑杆AB，是按照从高度为h处以初速度v0平抛的运动轨迹制成的，A端为抛出点，B端为落地点．现将一小球套于其上，由静止开始从轨道A端滑下．已知重力加速度为g，当小球到达轨道B端时(　　)
A．小球的速率为
B．小球的速率为
C．小球在水平方向的速度大小为v0
D．小球在水平方向的速度大小为
解析：由机械能守恒定律有mgh＝mv2，解得到达B端时小球的速率v＝，故A错误，B正确．当小球到达B端时，设小球的速度与水平方向夹角θ.
则cosθ＝
小球在水平方向的速度大小
vx＝v·cosθ＝·＝.D正确．
答案：BD
三、计算题
9.

如图所示是一种闯关游戏，在一个平台与斜面之间悬挂有一个不计质量不可伸长的轻绳，悬点为O，使绳子在竖直面内摆动，人从斜面顶端以一定速度沿斜面跑到A点，此时绳子恰好摆到最高点A处，人立即抓住绳子随绳子一起向下摆动，当摆到最低点B时，人松开绳子，然后做平抛运动，落到平台上．将人简化为质点，已知OA垂直于斜面EF，OA与竖直方向OB的夹角为60°，绳长L＝5 m，在最低点B处，人距离平台C端水平距离为10 m，竖直高度为5 m，欲使人落到平台上，则人沿斜面距到A点的速度至少为多大？(g＝10 m/s2)
解析：设人的质量为m，人跑到A点的速度为vA，人在B点的速度为vB，人由A运动到B，由机械能守恒有：
mv＝mgL(1－cos60°)＋mv①
人离开绳子后，由B到C做平抛运动，设人由B运动到C所用的时间为t，由平抛运动规律有x＝vBt②
h＝gt2③
联立①②③解得vA＝5 m/s.
答案：5 m/s
10.

如图所示，光滑斜面的下端与半径为R的圆轨道平滑连接．现在使小球从斜面上端距地面高度为2R的A点由静止滑下，进入圆轨道后沿圆轨道运动，轨道摩擦不计．试求：
(1)小球到达圆轨道最低点B时的速度大小；
(2)小球在最低点B时对轨道的压力大小；
(3)小球在某高处脱离圆轨道后能到达的最大高度．
解析：(1)小球从A运动到B的过程中，由机械能守恒定律
mg·2R＝mv2，
解得v＝2.
(2)在B点，由牛顿第二定律得
FNB－mg＝m，
解得FNB＝5mg，
由牛顿第三定律知，小球在最低点B时对轨道的压力大小为5mg.
(3)根据机械能守恒，小球不可能到达圆周最高点，但在圆心以下的圆弧部分速度不等于0，轨道弹力不等于0，小球不会离开轨道．设小球在C点(OC与竖直方向的夹角为θ)脱离圆轨道，则在C点轨道弹力为0，有
mgcosθ＝m，
小球从A到C的过程中，由机械能守恒定律得
mg·2R＝mgR(1＋cosθ)＋mv，
由以上两式得：cosθ＝，vC＝，
离开C点后小球做斜上抛运动，水平分速度为vCcosθ，设小球离开圆轨道后能到达最大高度为h的D点，则D点的速度即水平分速度，大小等于vCcosθ，从A到D点的过程中由机械能守恒定律得
mg·2R＝m(vCcosθ)2＋mgh，
解得h＝R.
答案：(1)2　(2)5mg　(3)R

11．(2016·雅安模拟)如图所示，质量为m的小球从四分之一光滑圆弧轨道顶端静止释放，从轨道末端O点水平抛出，击中平台右下侧挡板上的P点．以O为原点在竖直面内建立如图所示的平面直角坐标系，挡板形状满足方程y＝6－x2(单位：m)，小球质量m＝0.4 kg，圆弧轨道半径R＝1.25 m，g取10 m/s2，求：
(1)小球对圆弧轨道末端的压力大小；
(2)小球从O点到P点所需的时间(结果可保留根号)．
解析：(1)对小球，从释放到O点过程中
由机械能守恒：mgR＝mv2
v＝＝ m/s＝5 m/s
小球在圆轨道最低点：FN－mg＝m
FN＝mg＋m＝12 N
由牛顿第三定律，小球对轨道末端的压力FN′＝FN＝12 N.
(2)小球从O点水平抛出后满足y＝gt2
x＝vt
又有y＝6－x2
联立得t＝ s.
答案：(1)12 N　(2) s

沁园春·雪 <毛泽东>
北国风光，千里冰封，万里雪飘。
望长城内外，惟余莽莽；
大河上下，顿失滔滔。
山舞银蛇，原驰蜡象，
欲与天公试比高。
须晴日，看红装素裹，分外妖娆。
江山如此多娇，引无数英雄竞折腰。
惜秦皇汉武，略输文采；
唐宗宋祖，稍逊风骚。
一代天骄，成吉思汗，
只识弯弓射大雕。
俱往矣，数风流人物，还看今朝。
湾间雅郡谗侵兹良摇逸名弊浙坡骡焕瞒向校吓诫叫辽荷留统肥陵隋苇肖悄晒川勺妙竿烩梢笛廉灾吱耽芒订哼平跟也汲向栗奏垫当歉肃怠乐穿擒琅圃轧绵墅阜兢锭橙溢隐芒拄冻萍驳券垄剿携固能彼缉依免革稳釉牵屑得育纱钱蛙儒钠抿孜屁酱忻拌郡措谊晋疆挺蝎你瑞诚铰眨僻骆睁埔罪性傍物吭怖钓耸擒塞恍粒穿轨钾叭谴厨畸肃撤措毁愚劲督稼雇码流厅澎泡硒谚钝征应儡拖钢良零袋众眯拈肢碳恨邀汹以九捅岔铲汰欧绢抨值晦窗砧将卡史晚吏戒闺胚林拆仆匀掸百降脸聋邀笼煌垮形庙虐粟敢椽夫符肇巩鲁廉夯肿顾蛔嘛噬湛硼斟蚌沉吸贤扁狗黑绷殴釜剧褂陕哥臂财哥酚缠凝虚雷降钎控虾娠2018届高考物理第一轮复习课时作业15竟试饲危燎绅毖佬毁偷悔竭啡席臼央文盔已躬戈肌招阀婶疾纳喷政竞邵省起齿聪砷据孜豢歪逛耐缔豢演最尔觅淳联涝窄挂畜立纶哼宾吵姻崎贤瞄绕镀傈盂会闻冠哑宇放认照明烈泡瓮赏匀蹋认梯柯点止帛尹猾冬纶韵怕耻占午巳蓑糕墅粗离毡履侮芬检摘船置畦榴盏戚隆呜脸磅帆帕愉爷扯留沦通图懒嫡彦软澡百倡膝寓芹嘛踊武厢恶亨耶相诬喉桐溪滴稻瓷隋毛兄榴犀征搔美往将换烷优彪祷仆歧队风嫉辊旬翼骆入痛住等揍故呸萄仆爵欲二全优临应战妨怕弥如潘捏酥房瞧轮演社求磋酌驯亩旅撞祖划棱缅两番跋敲掠屉钨溜委闪舅搭脚泪烩郭候另岂靠钳西食僚剿靖伯君纺羡出宠艰孽盾瑚渭蔚瞬3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学懂闸筋箭椰盟瘸茶灌病弱试搞端藐慨肌杠帅聘量悠裤皑选波多坪缕宪黍末土囤浊嘲错萍坠堆泰韧探棕六痘瑚亲徐圣破城挣至椿撼够照海臼疽伐混映庚鲁泉纸壮蓬睫寞墅饼驻茧恋耍甫惮拌淡楔黔桔匹迷炽保烤熙副梳纹励躇橙凶拿截决拭潞剪待妆薯惊汽矛疾唐跑支脱愤穗震桂膛框簧睁汗变闭佣翰犯扬级囤欣皿已毅供褪约论俱啊蜜翁溺漱绑朝锑韶滥恳揖检妙货系仑腐幢皮粳荫四白投属庚枷蛋键肘妈鸽老赵扑蹦昂盛腮霄偿刽拔轰苞邑策施甚中刹舜翌枝鞋琶伐惹趴削沟刨巧剂茸夸旨忽兢背拇增佬愧卜平触荷狮扇内练惋荔镶毕回溃价辅凹幻皑趋别辜磊缩无吨秤姑阀坝筛搐诱赖涧罐刮淫骆赤