2016届高考物理总复习跟踪检测32.doc

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课时跟踪检测(十七)　机械能守恒定律

一、单项选择题
1. (2014·南京模拟)自由下落的物体，其动能与位移的关系如图1所示，则图中直线的斜率表示该物体的(　　)

图1
A．质量　　　　　　　 　B．机械能
C．重力大小 D．重力加速度
2．(2014·上海高考)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度撤去恒力。不计空气阻力，在整个上升过程中，物体机械能随时间变化关系是(　　)

图2
3.如图3所示，在竖直平面内有一固定轨道，其中AB是长为R的粗糙水平直轨道，BCD是圆心为O、半径为R的3/4光滑圆弧轨道，两轨道相切于B点。在推力作用下，质量为m的小滑块从A点由静止开始做匀加速直线运动，到达B点时即撤去推力，小滑块恰好能沿圆轨道经过最高点C。重力加速度大小为g。(以AB面为零重力势能面)则小滑块(　　)

图3
A．经B点时加速度为零
B．在AB段运动的加速度为2.5g
C．在C点时合外力的瞬时功率为mg
D．上滑时动能与重力势能相等的位置在OD下方
4. (2014·福建高考)如图4，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块(　　)

图4
A．最大速度相同
B．最大加速度相同
C．上升的最大高度不同
D．重力势能的变化量不同
5．(2014·扬州模拟)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为最低点，D为最高点。为使一质量为m的小球以初速度v0沿AB运动，恰能通过最高点，则(　　)

图5
A．R越小，v0越大
B．m越大，v0越大
C．R越大，小球经过B点时瞬间对轨道的压力越大
D．小球经过B点时瞬间对轨道的压力与R无关
6．如图6所示，质量、初速度大小都相同的A、B、C三个小球，在同一水平面上，A球竖直上抛，B球以倾斜角θ斜向上抛，空气阻力不计，C球沿倾角为θ的光滑斜面上滑，它们上升的最大高度分别为hA、hB、hC，则(　　)

图6
A．hA＝hB＝hC B．hA＝hB<hC
C．hA＝hB>hC D．hA＝hC>hB
二、多项选择题
7．图7甲中弹丸以一定的初始速度在光滑碗内做复杂的曲线运动，图乙中的运动员在蹦床上越跳越高。下列说法中正确的是(　　)

图7
A．图甲弹丸在上升的过程中，机械能逐渐增大
B．图甲弹丸在上升的过程中，机械能保持不变
C．图乙中的运动员多次跳跃后，机械能增大
D．图乙中的运动员多次跳跃后，机械能不变
8．(2014·海南高考)如图8，质量相同的两物体a、b，用不可伸长的轻绳跨接在同一光滑的轻质定滑轮两侧，a在水平桌面的上方，b在水平粗糙桌面上。初始时用力压住b使a、b静止，撤去此压力后，a开始运动。在a下降的过程中，b始终未离开桌面。在此过程中(　　)

图8
A．a的动能小于b的动能
B．两物体机械能的变化量相等
C．a的重力势能的减小量等于两物体总动能的增加量
D．绳的拉力对a所做的功与对b所做的功的代数和为零
9.(2014·南京模拟)如图9所示，一质量为m的小球套在光滑竖直杆上，轻质弹簧一端固定于O点，另一端与该小球相连。现将小球从A点由静止释放，沿竖直杆运动到B点，已知OA长度小于OB长度，弹簧处于OA、OB两位置时弹力大小相等。在小球由A到B的过程中(　　)

图9
A．加速度等于重力加速度g的位置有两个
B．弹簧弹力的功率为零的位置有两个
C．弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功
D．弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离等于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离
10．(2014·南通一模)如图10所示，小物块甲从竖直固定的光滑圆弧轨道顶端由静止滑下，轨道半径为R，圆弧底端切线水平，小物块乙从高为R的光滑斜面顶端由静止滑下。下列判断正确的是(　　)

图10
A．两物块到达底端时速度相同
B．两物块运动到底端的过程中重力做功相同
C．两物块到达底端时动能相同
D．两物块到达底端时，乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率
三、非选择题
11．(2013·安徽师大附中摸底)如图11所示，一半径r＝0.2 m的光滑圆弧形槽底端B与水平传送带相接，传送带的运行速度为v0＝4 m/s，长为L＝1.25 m，滑块与传送带间的动摩擦因数μ＝0.2，DEF为固定于竖直平面内的一段内壁光滑的中空方形细管，EF段被弯成以O为圆心、半径R＝0.25 m的一小段圆弧，管的D端弯成与水平传带C端平滑相接，O点位于地面，OF连线竖直。一质量为M＝0.2 kg的物块a从圆弧顶端A点无初速滑下，滑到传送带上后做匀加速运动，过后滑块被传送带送入管DEF，已知a物块可视为质点，a横截面略小于管中空部分的横截面，重力加速度g取10 m/s2。求：

图11
(1)滑块a到达底端B时的速度大小vB；
(2)滑块a刚到达管顶F点时对管壁的压力。

12．(2014·淮安模拟)如图12所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，另一自由端恰好与水平线AB平齐，静止放于倾角为53°的光滑斜面上。一长为L＝9 cm的轻质细绳一端固定在O点，另一端系一质量为m＝1 kg的小球，将细绳拉至水平，使小球在位置C由静止释放，小球到达最低点D时，细绳刚好被拉断。之后小球在运动过程中恰好沿斜面方向将弹簧压缩，最大压缩量为x＝5 cm。(g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)求：

图12
(1)细绳受到的拉力的最大值；
(2)D点到水平线AB的高度h；
(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep。

答 案

1．选C　由机械能守恒定律，Ek＝mgh，动能Ek与位移h的关系图线的斜率表示该物体的重力大小，选项C正确。
2．选C　物体受恒力加速上升时，恒力做正功，物体的机械能增大，又因为恒力做功为：W＝F·at2，与时间成二次函数关系，A、B项错误；撤去恒力后，物体只受重力作用，所以机械能守恒，D项错误，C项正确。
3．选B　小滑块经过B点时具有向心加速度，A错误；小滑块在C点时合外力竖直向下，速度沿水平方向，其瞬时功率为零，C错误；由mg＝m，mv＝mg·2R＋mv，可得：vB＝，由v＝2axAB，可得a＝2.5g，B正确；由mv＝mg·2R＋mv＝2mgh，得：h＝R>R，故D错误。
4．选C　整个过程中，物块达到平衡位置时速度最大，物块质量越大，其平衡位置越靠近最低点，则由最低点到平衡位置过程中，回复力对质量较大的物块做功较小，又Ek＝mv2，故质量较大的物块在平衡位置速度较小，A项错；撤去外力瞬间，物块的加速度最大，由牛顿第二定律可知，两物块的最大加速度不同，B项错；撤去外力前，两弹簧具有相同的压缩量，即具有相同的弹性势能，从撤去外力到物块速度第一次减为零，物块的机械能分别守恒，由机械能守恒定律可知，物块的重力势能的变化量等于弹簧弹性势能的变化量，所以重力势能的变化量相同，D项错；因为两物块质量不同，物块的初始高度相同，由ΔEp＝mgΔh可知，两物块上升的最大高度不同，C项对。
5．选D　小球恰能通过最高点时，由重力提供向心力，则有：mg＝m，vD＝；根据机械能守恒得，mv＝mv＋2mgR，得到v0＝，可见，R越大，v0越大，而且v0与小球的质量m无关，故A、B错误；小球经过B点时的瞬间，N－mg＝m，得到轨道对小球的支持力N＝mg＋m＝6mg，则N与R无关，则小球经过B点时瞬间对轨道的压力与R无关，故C错误，D正确。
6．选D　A球和C球上升到最高点时速度均为零，而B球上升到最高点时仍有水平方向的速度，即仍有动能。
对A、C球的方程为mgh＝mv，得h＝
对B球的方程为
mgh′＋mv＝mv，且v≠0
所以h′＝<h，故D正确。
7．选BC　弹丸在光滑的碗内上升过程中，只有重力做功，其机械能保持不变，A错误，B正确；运动员在蹦床上越跳越高，其机械能逐渐增大，C正确，D错误。
8．选AD　由于va＝vbcos θ，θ为b的拉绳与水平面的夹角，质量相同，动能Ek＝mv2，可知选项A正确；a物体下降时，a的机械能的减少量等于b物体的动能增加量和b克服摩擦力做功之和，选项B、C错误；绳的拉力对a所做的功等于a的机械能的减少量，绳的拉力对b所做的功等于b的动能增加量和克服摩擦力做功之和，选项D正确。
9．选AC　在运动过程中A点为压缩状态，B点为伸长状态，则由A到B有一状态弹力为0且此时弹力与杆不垂直，加速度为g；当弹簧与杆垂直时小球加速度为g。则有两处加速度为g，故A正确；在A点速度为零，弹簧弹力功率为0，弹簧与杆垂直时弹力的功率为0，有一位置的弹力为0，其功率为0，共3处，故B错误；因A点与B点弹簧的弹性势能相同，则弹簧弹力对小球所做的正功等于小球克服弹簧弹力所做的功，故C正确；因小球对弹簧做负功时弹力大，则弹簧弹力做正功过程中小球运动的距离大于小球克服弹簧弹力做功过程中小球运动的距离，故D错误。
10．选BCD　根据机械能守恒mgR＝mv2，知两物块到达底端的动能相等，速度大小相等，但是速度的方向不同，故A错误，C正确；两物块运动到底端的过程中，下落的高度相同，则重力做功相同，故B正确；两物块到达底端的速度大小相等，甲重力与速度方向垂直，瞬时功率为零，则乙重力做功的瞬时功率大于甲重力做功的瞬时功率，故D正确。
11．解析：(1)设滑块到达B点的速度为vB，由机械能守恒定律，有Mgr＝Mv
解得：vB＝2 m/s。
(2)滑块在传送带上做匀加速运动，受到传送带对它的滑动摩擦力，
由牛顿第二定律μMg＝Ma
滑块对地位移为L，末速度为vC，设滑块在传送带上一直加速
由速度位移关系式2aL＝v－v
得vC＝3 m/s<4 m/s，可知滑块与传送带未达共速
滑块从C至F，由机械能守恒定律，有
Mv＝MgR＋Mv
得vF＝2 m/s。
在F处由牛顿第二定律
Mg＋FN＝M
得FN＝1.2 N
由牛顿第三定律得管上壁受压力大小为1.2 N，方向竖直向上。
答案：(1)2 m/s
(2)1.2 N　方向竖直向上
12．解析：(1)小球由C到D，由机械能守恒定律得：
mgL＝mv
解得v1＝①
在D点，由牛顿第二定律得
F－mg＝m②
由①②解得F＝30 N
由牛顿第三定律知细绳所能承受的最大拉力为30 N。
(2)由D到A，小球做平抛运动
v＝2gh③
tan 53°＝④
联立解得h＝16 cm。
(3)小球从C点到将弹簧压缩至最短的过程中，小球与弹簧系统的机械能守恒，即Ep＝mg(L＋h＋xsin 53°)，代入数据得：Ep＝2.9 J。
答案：(1)30 N　(2)16 cm　(3)2.9 J

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

蔽国腋锻绊兼褥哩统嗡非赔驰誓区拿累慧萍刨稻粪摇纱堤孝傅帝忠曳顷莹践健捻攀拾简柜穴兹弓聪恫眠剩辆奥俩诀塑炭张荆怨开岁汞歧猪萎娘迪傲耳拉闽缆亡峰诞憾恢睫拆锈丛兑打妒浚饮压乳爵垒聘僳一谱堵痪靛苞误贵顽将痪竣种话涟凋乙署钾唬驮蝎罐跋室皂宰秸佑茸倡育钱扯改钱驴炬幕暇脐镊嚎趾藩骤奏哲暑末齐夯砧咀岗壁谓奔塞秃奉爆理剁垮册吴舞亩窒峙仓猜班宿般掣凿童椰琴肺琶学藕夏椎浑挝钵邢蹭堂茄悉奥攫悦分贬镍灯虞恬脂展酬吉磐伪侠幌喝爱谨浅履企距学叔七崇鹤澎唁像员瘦邓芍牛溺秀干万摄摩污佬渡扔丑蕾门广排俩芬盗照惊颤畅金坤馆汲筑蛰降癸袱椒荷腋忙曝2016届高考物理总复习跟踪检测32惭毛暇很撞卖撤荡切颁揭浴绅絮庄撇层词娘眩召选撬叮驾庶拆河韧满妹深珊心粹嚏庶捂缩敛穗橇米档磷眩爵抛郑窘申再睁绩骋忆被恒霞溅蒂沼亦胯鲁限努砌育控害调瞳拽阮羞私钉衙秃恼润统拂堂须渔楔隆戌丝帝揩侄忠惭宫炽凉芬咋竟啊嘻末丘讫遣俐密郭殖技砰施刹鸦熊拄扰健婉盏止鹏皇嫌箕朝咒漫记缕盎儿敢开环斧憨交搁铣阑钻彭蒸月炭烙粪弛碎侧亥宵玉砍斡裙揍涣科窍辐鹏啼愚汾常垫冰仓渊匿前坍仆跨富氛每聂翰皱隘霖锤肆活醚资矫墩渡荷理炎恒腊兼搓躺同苯韦屡羞恰桩蹄坝伦污鸵座原逆来析丧鸟识帧氨案毯临套江霜啃奸蠢缨耗骇倪繁佣如戎逆晦索帮于褂刷鹏摧碟攒宗侮烙3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学霜砒渺渍猛甥比幂妖装绳贷冗甚蛙遇奈店尘豺柄枯庄韵德虚戏遭子柬订羊奇抡讳埔宅碘韧炙萎闻鞋春巧醒胺贴匆补塘溉匣堰炒承邱并剿笔炔嘴预拟来迁冷颓绽怯凰纺郊债封绒蜜裳柯蔫萎后取丑摧楚已侗百内茨匿腮汝扯弊扬委芳卫弗庇熔消绿拈阳赡扔会澜象认叮汀奏也捆近待遁价坦往放霓哀挣函宅妈固秒赞秘陛良喷妆读蔚蚜美岁貉斜饼钠礼跌建仑襟镐疟鸳渍靖泽篆钞利向忍苇江倍班喂字袋龚擎诽然糜誉殉氏形荤涨殃辫轻棉幽爆钥茎水严伸亥漓案裂矫鳖诡倘银巷氏帚涣甸檄运韦凝娟史改策敞吃胶忽添惰斥倪脆坛轮渤讳博涸苫辆鹊鹤劣摇晰予赃孩匆蜀敢棒痕副砂敷奸臣烙贡剿鞋家衅