2022版高考物理一轮复习第五章机械能3机械能守恒定律及其应用训练3含解析.doc

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1、机械能守恒定律及其应用1.如图,一半圆形碗的边缘两边通过一不可伸长的轻质细线挂着两个小物体,质量分别为m1、m2,m1m2。现让m1从靠近边缘处由静止开始沿碗内壁下滑。设碗固定不动,其内壁和边缘均光滑、半径为R。那么m1滑到碗最低点时的速度为()A.2B.C.D.2【解析】选A。设m1到达最低点时,m2的速度为v,那么m1的速度v=v,根据系统机械能守恒有:m1gR-m2gR=m2v2+m1v2,联立解得:v=。所以v=2,故A正确。2.如下图,竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为R,小球A、B质量分别为mA、mB,A和B之间用一根长为l(lR)的轻杆相连,从图示位置由静止释放,球和杆只能在同

2、一竖直面内运动,以下说法正确的选项是()A.假设mAmB,B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同C.在A下滑过程中轻杆对A做负功,对B做正功D.A在下滑过程中减少的重力势能等于A与B增加的动能【解析】选C。选轨道最低点为零势能点,根据系统机械能守恒条件可知A和B组成的系统机械能守恒,如果B在右侧上升的最大高度与A的起始高度相同,那么有mAgh-mBgh=0,那么有mA=mB,应选项A、B错误;小球A下滑、B上升过程中小球B机械能增加,那么小球A机械能减少,说明轻杆对A做负功,对B做正功,应选项C正确;A下滑过程中减少的重力势能等于B上升过程中增加的重力势能和A与B增加的动能之和,应选项D错误

3、。3.如下图,在倾角为30的光滑斜面上,一劲度系数为k=200 N/m 的轻质弹簧一端连接在固定挡板C上,另一端连接一质量为m=4 kg的物体A,一轻细绳通过定滑轮,一端系在物体A上,另一端与质量也为m的物体B相连,细绳与斜面平行,斜面足够长。用手托住物体B使绳子刚好没有拉力,然后由静止释放。求:(1)弹簧恢复原长时细绳上的拉力。(2)物体A沿斜面向上运动多远时获得最大速度。(3)物体A的最大速度的大小。【解析】(1)恢复原长时对B有mg-T=ma对A有T-mgsin 30=ma解得T=30 N。(2)初态弹簧压缩x1=10 cm当A速度最大时mg=kx2+mgsin 30弹簧伸长x2=10 cm所以A沿斜面上升x1+x2=20 cm。(3)因x1=x2,故弹性势能改变量Ep=0,由系统机械能守恒mg(x1+x2)-mg(x1+x2)sin 30=2mv2得v=1 m/s。答案:(1)30 N(2)20 cm(3)1 m/s