机械能守恒定律及其应用dhhq.docx

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1、n 更多资料料请访问问.(.)山东青州州一中220122届高三三一轮物物理复习习（人教教版）第5章 机械能能及其守守恒定律律 第3节机机械能守守恒定律律及其应应用一、选择择题(本本大题共共9小题题，每小小题7分分，共计计63分分每小小题至少少一个答答案正确确)1下列列关于机机械能守守恒的说说法中正正确的是是A做匀匀速运动动的物体体，其机机械能一一定守恒恒B做匀匀加速运运动的物物体，其其机械能能一定守守恒C做匀匀速圆周周运动的的物体，其其机械能能一定守守恒D除重重力做功功外，其其他力没没有做功功，物体体的机械械能一定定守恒答案D2(220100安徽徽理综)伽利略略曾设计计如图55314所所示的一

2、一个实验验，将摆摆球拉至至M点放放开，摆摆球会达达到同一一水平高高度上的的N点如果在在E或FF处钉上上钉子，摆摆球将沿沿不同的的圆弧达达到同一一高度的的对应点点；反过过来，如如果让摆摆球从这这些点下下落，它它同样会会达到原原水平高高度上的的M点这个实实验可以以说明，物物体由静静止开始始沿不同同倾角的的光滑斜斜面(或或弧线)下滑时时，其末末速度的的大小图533144A只与与斜面的的倾角有有关 B只与与斜面的的长度有有关C只与与下滑的的高度有有关 D只与与物体的的质量有有关解析物物体沿光光滑斜面面(或弧弧线)下下滑，只只有重力力做功，由由机械能能守恒定定律得mmv2mggh，选选项C正确答案C图5

3、331553如图图533155所示，一一质量为为m的小小球固定定于轻质质弹簧的的一端，弹弹簧的另另一端固固定于OO点处，将将小球拉拉至A处处，弹簧簧恰好无无形变，由由静止释释放小球球，它运运动到OO点正下下方B点点的速度度为v，与与A点的的竖直高高度差为为h，则则A由AA到B重重力做功功为mgghB由AA到B重重力势能能减少mmv2C由AA到B小小球克服服弹力做做功为mmghD小球球到达位位置B时时弹簧的的弹性势势能为解析由由重力做做功的特特点知，A对；由A到B，小球减少的重力势能一部分转化为小球的动能，另一部分转化为弹簧的弹性势能，B、C均错，D对答案ADD4小明明和小强强在操场场上一起起踢

4、足球球，足球球质量为为m.如如图53116所示示，小明明将足球球以速度度v从地地面上的的A点踢踢起，当当足球到到达离地地面高度度为h的的B点位位置时，取取B处为为零势能能参考面面，不计计空气阻阻力则则下列说说法中正正确的是是图533166A小明明对足球球做的功功等于mmv2mgghB小明明对足球球做的功功等于mmghC足球球在A点点处的机机械能为为mv2D足球球在B点点处的动动能为mmv2mggh解析小小明对足足球做的的功Wmv2，A、B项错误误；足球球在A处处的机械械能为mmv2mggh，CC项错误误；由机机械能守守恒知，BB处动能能为mvv2mggh，DD项正确确答案D图5331775来自

5、自福建省省体操队队的运动动员黄珊珊汕是第第一次在在奥运会会上获得得蹦床奖奖牌的中中国选手手蹦床床是一项项好看又又惊险的的运动，如如图53117所示示为运动动员在蹦蹦床运动动中完成成某个动动作的示示意图，图图中虚线线PQ是是弹性蹦蹦床的原原始位置置，A为为运动员员抵达的的最高点点，B为为运动员员刚抵达达蹦床时时的位置置，C为为运动员员抵达的的最低点点不考考虑空气气阻力和和运动员员与蹦床床作用时时的机械械能损失失，A、BB、C三三个位置置运动员员的速度度分别是是vA、vB、vC，机械械能分别别是EAA、EB、EC，则它它们的大大小关系系是AvAAvB，vBvCBvAvB，vBvCCEAAEB，EB

6、ECDEAEB，EBEC解析最最高点AA的速度度为零，刚刚抵达BB位置时时的速度度不为零零，vAAvB，最低低点C的的速度也也为零，vvBvC，以人人为研究究对象，BBA机械械能守恒恒，EAAEB，BC弹力力对人做做负功，机机械能减减小，EEBEC.答案ACC图5331886如图图533188所示，质质量均为为m的AA、B两两个小球球，用长长为2LL的轻质质杆相连连接，在在竖直平平面内绕绕固定轴轴O沿顺顺时针方方向自由由转动(转轴在在杆的中中点)，不不计一切切摩擦，某某时刻AA、B球球恰好在在如图所所示的位位置，AA、B球球的线速速度大小小均为vv，下列列说法正正确的是是A运动动过程中中B球机

7、机械能守守恒B运动动过程中中B球速速度大小小不变CB球球在运动动到最高高点之前前，单位位时间内内机械能能的变化化量保持持不变DB球球在运动动到最高高点之前前，单位位时间内内机械能能的变化化量不断断改变解析OOB杆对对B球做做功，BB球的机机械能不不守恒，A错OA、OB杆等长，A球下降的高度等于B球上升的高度，即A、B两球构成系统的重力势能不变，因此A、B运动中速度大小不变，B对B球在到达最高点之前，动能不变，高度增加，重力势能增加，但单位时间内上升高度不断改变，因而单位时间内机械能的变化量不断改变，C错D对答案BDD图5331997如图图533199所示，一一物体从从光滑斜斜面ABB底端AA点

8、以初初速度vv0上滑，沿沿斜面上上升的最最大高度度为h.下列说说法中正正确的是是(设下下列情境境中物体体从A点点上滑的的初速度度仍为vv0)A若把把斜面CCB部分分截去，物物体冲过过C点后后上升的的最大高高度仍为为hB若把把斜面AAB变成成曲面AAEB，物物体沿此此曲面上上升仍能能到达BB点C若把把斜面弯弯成圆弧弧形D，物物体仍沿沿圆弧升升高hD若把把斜面从从C点以以上部分分弯成与与C点相相切的圆圆弧状，物物体上升升的最大大高度有有可能仍仍为h解析根根据题意意，由机机械能守守恒可知知，物体体滑到高高为h处处时速度度为零要使物物体上滑滑的高度度仍为hh，则物物体到达达最高点点时速度度必为零零，A

9、、C情况，物物体上升升到最高高点时速速度不为为零，所所以所能能达到的的高度应应小于hh，A、C错；B情况上上升到最最高点时时速度必必为零，故故B正确；D情况上上升到最最高点时时速度可可能为零零，所以以高度也也可能仍仍为h，故故D正确答案BDD8(220100长沙沙模拟)一个高高尔夫球球静止于于平坦的的地面上上，在tt0时时球被击击出，飞飞行中球球的速率率与时间间的关系系如图55320所所示若若不计空空气阻力力的影响响，根据据图象提提供的信信息可以以求出图533200A高尔尔夫球在在何时落落地B高尔尔夫球可可上升的的最大高高度C人击击球时对对高尔夫夫球做的的功D高尔尔夫球落落地时离离击球点点的距

10、离离解析因因高尔夫夫球被击击出后机机械能守守恒，所所以从题题图中看看到，55 s末速率率与初速速率相等等，说明明球落回回到地面面，在22.5 s速率最最小，为为水平速速度，根根据运动动的合成成与分解解可以算算出竖直直方向的的初速度度，这样样就可以以算出高高尔夫球球上升的的最大高高度和运运动的时时间，在在水平方方向高尔尔夫球匀匀速运动动，可以以求出射射程，因因高尔夫夫球的质质量未知知，不能能算出人人击球时时对高尔尔夫球做做的功，C项错误答案ABBD9(220111金考考卷)发发射地球球同步卫卫星要经经过三个个阶段：先将卫卫星发射射至近地地圆轨道道1，然然后使其其沿椭圆圆轨道22运行，最最后将卫卫

11、星送入入同步圆圆轨道33.轨道道1、22相切于于Q点，轨轨道2、33相切于于P点，如如图53221所示示当卫卫星分析析别在轨轨道1、22、3上上正常运运行时，则则以下说说法正确确的是图533211A卫星星在轨道道3上的的运行速速率大于于7.99 kmm/sB卫星星在轨道道3上的的机械能能小于它它在轨道道1上的的机械能能C卫星星在轨道道2上，PP点的机机械能大大于Q点点的机械械能D卫星星在轨道道1上的的机械能能小于在在轨道22上的机机械能解析由由Gm得v ，且且v77.9 km/s为卫星星在最低低轨道的的运行速速度，可见A错错；向更更高的轨轨道发射射需要更更大的机机械能，B错、D正确；同一轨道运

12、行时只有万有引力做功其机械能守恒，C错答案D10.（220111全国理理综）.一蹦极极运动员员身系弹弹性蹦极极绳从水水面上方方的高台台下落，到到最低点点时距水水面还有有数米距距离。假假定空气气阻力可可忽略，运运动员可可视为质质点，下下列说法法正确的的是（AABC） A. 运动员员到达最最低点前前重力势势能始终终减小B. 蹦蹦极绳张张紧后的的下落过过程中，弹弹性力做做负功，弹弹性势能能增加C. 蹦蹦极过程程中，运运动员、地地球和蹦蹦极绳所所组成的的系统机机械能守守恒D. 蹦蹦极过程程中，重重力势能能的改变变与重力力势能零零点的选选取有关关解析：主主要考查查功和能能的关系系。运动动员到达达最低点点

13、过程中中，重力力做正功功，所以以重力势势能始终终减少，AA项正确确。蹦极极绳张紧紧后的下下落过程程中，弹弹性力做做负功，弹弹性势能能增加，BB项正确确。蹦极极过程中中，运动动员、地地球和蹦蹦极绳所所组成的的系统，只只有重力力和弹性性力做功功，所以以机械能能守恒，CC项正确确。重力力势能的的改变与与重力势势能零点点选取无无关，DD项错误误。11.（220111海南）.现要通过实验验证机械能守恒定律。实验装置如图1所示：水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块，其总质量为M，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的砝码相连；遮光片两条长边与导轨垂直；导轨上B点有一光

14、电门，可以测试遮光片经过光电门时的挡光时间t，用d表示A点到导轨低端C点的距离，h表示A与C的高度差，b表示遮光片的宽度，s表示A ,B 两点的距离，将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度。用g表示重力加速度。完成下列填空和作图；（1）若若将滑块块自A点点由静止止释放，则则在滑块块从A运运动至BB的过程程中，滑滑块、遮遮光片与与砝码组组成的系系统重力力势能的的减小量量可表示示为_。动动能的增增加量可可表示为为_。若若在运动动过程中中机械能能守恒，与s的关系式为 _ (2)多多次改变变光电门门的位置置，每次次均令滑滑块自同同一点（AA点）下下滑，测测量相应应的s与与t值，结结果

15、如下下表所示示：以s为横横坐标，为纵坐标，在答题卡上对应图2位置的坐标纸中描出第1和第5个数据点；根据5个数据点作直线，求得该直线的斜率k=_2.40_(保留3位有效数字).由测得的的h、dd、b、MM和m数数值可以以计算出出直线的的斜率，将将k和进进行比较较，若其其差值在在试验允允许的范范围内，则则可认为为此试验验验证了了机械能能守恒定定律。二、计算算题(本本大题共共3小题题，共337分要有必必要的文文字说明明和解题题步骤，有有数值计计算的要要注明单单位)图53322212(20111金金考卷)(122分)如如图53222所示示，光滑滑弧形轨轨道下端端与水平平传送带带连接，轨轨道上的的A点到

16、到传送带带及传送送带到地地面的高高度均为为h55 m把一一物体自自A点由由静止释释放，物物体与传传送带之之间的动动摩擦因因数0.22.先让让传送带带不转动动，物体体滑上传传送带后后，从右右端B点点水平飞飞出，落落在地面面上的PP点，BB、P间间的水平平距离OOP为xx2 m然后后让传送送带沿顺顺时针方方向转动动，速度度大小为为v55 m/s，取gg100 m/s2.求：(1)传传送带转转动时，物物体落在在何处？(2)先先后两种种情况下下，传送送带对物物体做功功的比值值(3)两两种情况况下，物物体运动动所用时时间之差差解析(1)物物体刚进进入传送送带时，由由mghhmvv得：v1110 mm/s

17、离开B端端物体做做平抛运运动用时时t1，有hhgtt，解得得：t111 s传送带静静止时，物物体到BB端的速速度v222 m/s传送带转转动时，因因为v22vv1，故物物体先减减速后匀匀速由v2v5 mm/s得，xxv2t15 m(2)第第一次传传送带对对物体所所做的功功：W11m(vv2v)第二次传传送带对对物体所所做的功功：W22m(vv2v)两次做功功之比(3)物物体速度度由100 m/s减小到到5 m/s的过程程，两次次用时相相同，传传送带静静止时，物物体由55 m/s减小到到2 m/s用时tt11.5 st时间内内，物体体前行LLt5.25 m传送带转转动时，物物体前行行L用时时ts

18、1.05 s故第二次次比第一一次少用用时tttt1.5 ss1.05 s0.45 s答案(1)55 m(22)(3)00.455 s图53323313(12分分)如图图533233所示，在在倾角为为30的光滑滑斜面上上，有一一劲度系系数为kk的轻质质弹簧，其其一端固固定在固固定挡板板C上，另另一端连连接一质质量为mm的物体体A.有有一细绳绳通过定定滑轮，细细绳的一一端系在在物体AA上(细细绳与斜斜面平行行)，另另一端系系有一细细绳套，物物体A处处于静止止状态当在细细绳套上上轻轻挂挂上一个个质量为为m的物物体B后后，物体体A将沿沿斜面向向上运动动，试求求：(1)未未挂物体体B时，弹弹簧的形形变量

19、；(2)物物体A的的最大速速度值解析(1)设设未挂物物体B时时，弹簧簧的压缩缩量为xx，则有有：mgsiin 330kx所以x.(2)当当A的速速度最大大时，设设弹簧的的伸长量量为x，则有有mgsiin 330kxmgg所以xx对A、BB和弹簧簧组成的的系统，从从刚挂上上B到AA的速度度最大的的过程，由由机械能能守恒定定律得：mg22xmmg22xsiin 3302mmv解得vmm .答案(1)(2) 14(20110盐盐城模拟拟)(113分)如图55324甲甲所示，竖竖直平面面内的光光滑轨道道由直轨轨道ABB和圆轨轨道BCC组成，小小球从轨轨道ABB上高HH处的某某点由静静止滑下下，用力力传

20、感器器测出小小球经过过圆轨道道最高点点C时对对轨道的的压力为为F，并并得到如如图乙所所示的压压力F随随高度HH的变化化关系图图象(小球在在轨道连连接处无无机械能能损失，gg100 m/s2)求：图533244(1)小小球从HH3RR处滑下下，它经经过最低低点B时时的向心心加速度度的大小小；(2)小小球的质质量和圆圆轨道的的半径解析(1)由由机械能能守恒得得：mgHmv向心加速速度a6g60 m/s2.(2)由由机械能能守恒得得：mgHmg2Rmv由牛顿第第二定律律得：mgFFm解得：FFH5mgg根据图象象代入数数据得：m0.1 kkg，RR0.2 mm.答案(1)660 mm/s2(22)0

21、.1 kkg0.2 mm15.（220111安徽）（20分）Mmv0OPL如图所示示，质量量M=2kgg的滑块块套在光光滑的水水平轨道道上，质质量m=1kgg的小球球通过长长L=0.55m的轻轻质细杆杆与滑块块上的光光滑轴OO连接，小小球和轻轻杆可在在竖直平平面内绕绕O轴自由由转动，开开始轻杆杆处于水水平状态态，现给给小球一一个竖直直向上的的初速度度v0=4 mm/s，gg取100m/ss2。（1）若若锁定滑滑块，试试求小球球通过最最高点PP时对轻轻杆的作作用力大大小和方方向。（2）若若解除对对滑块的的锁定，试试求小球球通过最最高点时时的速度度大小。（3）在在满足（22）的条条件下，试试求小球

22、球击中滑滑块右侧侧轨道位位置点与与小球起起始位置置点间的的距离。解析：（11）设小小球能通通过最高高点，且且此时的的速度为为v1。在上上升过程程中，因因只有重重力做功功，小球球的机械械能守恒恒。则 设设小球到到达最高高点时，轻轻杆对小小球的作作用力为为F，方向向向下，则则 由由式，得得 FF=2N 由由牛顿第第三定律律可知，小小球对轻轻杆的作作用力大大小为22N，方方向竖直直向上。 （2）解解除锁定定后，设设小球通通过最高高点时的的速度为为v2，此时时滑块的的速度为为V。在上上升过程程中，因因系统在在水平方方向上不不受外力力作用，水水平方向向的动量量守恒。以以水平向向右的方方向为正正方向，有有

23、 在上升升过程中中，因只只有重力力做功，系系统的机机械能守守恒，则则 由式，得得 vv2=2m/s （33）设小小球击中中滑块右右侧轨道道的位置置点与小小球起始始点的距距离为ss1，滑块块向左移移动的距距离为ss2，任意意时刻小小球的水水平速度度大小为为v3，滑块块的速度度大小为为V/。由系系统水平平方向的的动量守守恒，得得 将式两边边同乘以以，得 因式对任任意时刻刻附近的的微小间间隔都成成立，累累积相加加后，有有 又 由式得得 16（220111北京）（16分）如图所示示，长度度为l的的轻绳上上端固定定在O点，下下端系一一质量为为m的小球球（小球球的大小小可以忽忽略）。（1）在在水平拉拉力F的作用用下，轻轻绳与竖竖直方向向的夹角角为，小球球保持静静止。画画出此时时小球的的受力图图，并求求力F的大小小；mOFl（2）由由图示位位置无初初速释放放小球，求求当小球球通过最最低点时时的速度度大小及及轻绳对对小球的的拉力。不不计空气气阻力。答案：（1）受受力图见见右 根根据平衡衡条件，的的拉力大大小F=mgttan（2）运运动中只只有重力力做功，系系统机械械能守恒恒TFmg则通过最最低点时时，小球球的速度度大小根据牛顿顿第二定定律 解得轻绳绳对小球球的拉力力，方向竖竖直向上上