高考物理专题07机械能守恒备考强化训练14机械能守恒定律一新人教版.doc
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1、1 / 18【2019【2019 最新最新】精选高考物理专题精选高考物理专题 0707 机械能守恒备考强化训机械能守恒备考强化训练练 1414 机械能守恒定律一新人教版机械能守恒定律一新人教版本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于理解和掌握机械能守恒定律,能熟练地运用机械能守恒定律解决实际问题。这种类型的题一般有多种解法,便于训练学生的发散思维能力。 一、破解依据应用范围:针对物体(或系统)势能与势能差1势能只有保守力场才能引入势能的概念。势能大小、正负等由物体的相对位置决定。 (1)势能为状态量,是状态(位置)的单值函数,如(试用
2、 Ex 表示弹性势能)等。其数值还与零势能点的选取有关。2,2kxEmghExp(2)势能属于物体系统所共有。(3)只有保守力场才能引入势能的概念。说明:常用势能函数 势能曲线2.势能差:始末两点之间势能之差。其与势能比较,势能差更有实际应用价值。2 / 18机械能守恒应用条件:只有重力或弹力做功守恒方程: ,即初、末状态的机械能相等;,其中,即其动能增量等于势能减量。2211pkpkEEEEpkEE2112,ppkkkEEEEEE二、二、 精选习题精选习题选择题(每小题选择题(每小题 5 5 分,共分,共 4040 分)分)(1515 高考)以水平面为零势能面,则小球水平抛出时重力势高考)以
3、水平面为零势能面,则小球水平抛出时重力势能等于动能的能等于动能的 2 2 倍,那么在抛体运动过程中,当其动能和势能相等倍,那么在抛体运动过程中,当其动能和势能相等时,水平速度和竖直速度之比为:时,水平速度和竖直速度之比为: ( )A B1:1 C D3:11:22 :1(1515 天津)如图天津)如图-1-1 所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为 m m 的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端 连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知连接在墙上,并且处于原长状态,现让
4、圆环由静止开始下滑,已知 弹簧原长为弹簧原长为 L L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为 2L2L(未超过(未超过 弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中 A、圆环的机械能守恒 B、弹簧弹性势能变化了3mgL C、圆环下滑到最大距离时,所受合力为零 D、圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变(1717 全国全国)如图)如图-2-2,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直一小物块以速度半圆的直径与地面垂直一小物块以速度 v v 从轨道下端滑入轨道,从轨道下端滑入轨道,
5、并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为径有关,此距离最大时对应的轨道半径为( (重力加速度大小为重力加速度大小为 g)(g)( ) )3 / 18A. B. C. D.v2 2g (17(17 江苏江苏) )如图如图-3-3 所示,三个小球所示,三个小球 A A、B B、C C 的质量均为的质量均为 m m,A A 与与 B B、C C 间通过铰链用轻杆连接,杆长为间通过铰链用轻杆连接,杆长为 L.BL.B、C C 置于水平地面上,置于水平地面上,用一轻质弹簧连接,弹簧处于原长现用
6、一轻质弹簧连接,弹簧处于原长现 A A 由静止释放下降到最低点,由静止释放下降到最低点,两轻杆间夹角两轻杆间夹角 由由 6060变为变为 120.A120.A、B B、C C 在同一竖直平面内运在同一竖直平面内运动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为动,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为 g.g.则此下降则此下降过程中过程中( ( ) )AA 的动能达到最大前,B 受到地面的支持力小于 mgBA 的动能最大时,B 受到地面的支持力等于 mgC弹簧的弹性势能最大时,A 的加速度方向竖直向下D弹簧的弹性势能最大值为 mgL(1414 安徽)安徽) 如图如图-4-4 所示,有一内
7、壁光滑的闭合椭圆形管道,所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,置于竖直平面内,MNMN 是通过椭圆中心是通过椭圆中心 O O 点的水平线已知一小球从点的水平线已知一小球从M M 点出发,初速率为点出发,初速率为 v0v0,沿管道,沿管道 MPNMPN 运动,到运动,到 N N 点的速率为点的速率为 v1v1,所,所需时间为需时间为 t1t1;若该小球仍由;若该小球仍由 M M 点以初速率点以初速率 v0v0 出发,而沿管道出发,而沿管道 MQNMQN运动,到运动,到 N N 点的速率为点的速率为 v2v2,所需时间为,所需时间为 t2.t2.则则( ( ) )Av1v2,t1t2
8、 Bv1t2Cv1v2,t1t2.t2.选项选项 A A 正确正确:【答案答案】 C C【解析解析】A】A、球从、球从 A A 上升到上升到 B B 位置的过程中,先加速,当弹簧的位置的过程中,先加速,当弹簧的弹力弹力 kx=mgkx=mg 时,合力为零,加速度减小到零,速度达到最大,之时,合力为零,加速度减小到零,速度达到最大,之后小球继续上升弹簧弹力小于重力,球做减速运动,故小球从后小球继续上升弹簧弹力小于重力,球做减速运动,故小球从 A A 上上升到升到 B B 的过程中,动能先增大后减小,的过程中,动能先增大后减小,A A 错误;错误;B B、小球与弹簧组成、小球与弹簧组成的系统机械能
9、守恒,从的系统机械能守恒,从 A A 到到 B B 过程,弹簧弹性势能减小,小球的机过程,弹簧弹性势能减小,小球的机械能增加,离开械能增加,离开 B B 继续上升到继续上升到 C C 的过程小球机械能不变,故的过程小球机械能不变,故 B B 错误;错误;C C、根据能量的转化与守恒,小球在图甲中时,弹簧的弹性势能等于、根据能量的转化与守恒,小球在图甲中时,弹簧的弹性势能等于小球由小球由 A A 到到 C C 位置时增加的重力势能:位置时增加的重力势能:Ep=mgEp=mg(h2+h1h2+h1) ,C C 正确;正确;D D、设球在、设球在 B B 点的速度为点的速度为 v v,则,则 B B
10、 到到 C C 过程:过程:v2=2gh2Av2=2gh2A 到到 B B 过程,过程,v2=2v2=2(g-g-)h1h1 可见:可见:h2h2h1h1,D D 错误;故选:错误;故选:C CmF12 / 18【答案答案】AC】AC。【解析解析】A】A、由图乙所示图象可知,在、由图乙所示图象可知,在 0-4s0-4s 内,物块做匀加速内,物块做匀加速直线运动,加速度为:直线运动,加速度为:a=5m/s2a=5m/s2,由牛顿第二定律得:,由牛顿第二定律得:mgsin=mamgsin=ma,解得:,解得:sin=0.5sin=0.5,则,则 =,故,故 A A 正确;正确;B B、从、从 B
11、B 到到 C C过程,除重力做功外,弹簧弹力对物块最负功,物块的机械能不守过程,除重力做功外,弹簧弹力对物块最负功,物块的机械能不守恒,故恒,故 B B 错误;错误;C C、由能量守恒定律可得,在、由能量守恒定律可得,在 C C 点弹簧的弹性势能为:点弹簧的弹性势能为:EP=mvB2+mghBC=222+2101.2sin=16JEP=mvB2+mghBC=222+2101.2sin=16J,故,故 C C 正确;正确;D D、物块、物块从从 C C 点回到点回到 A A 点过程中,开始弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分点过程中,开始弹簧的弹力大于重力沿斜面向下的分力,合力向上,物块向上做加速运
12、动,弹力逐渐减小,物块所受合力,合力向上,物块向上做加速运动,弹力逐渐减小,物块所受合力减小,物块的加速度减小,然后弹簧的弹力小于重力沿斜面向下力减小,物块的加速度减小,然后弹簧的弹力小于重力沿斜面向下的分力,合力向下,物块做减速运动,随物块向上运动,弹簧弹力的分力,合力向下,物块做减速运动,随物块向上运动,弹簧弹力变小,物块受到的合力变大,加速度变大,当物体与弹簧分离后,变小,物块受到的合力变大,加速度变大,当物体与弹簧分离后,物块受到的合力等于重力的分力,加速度不变,物块做加速度不变物块受到的合力等于重力的分力,加速度不变,物块做加速度不变的减速运动,由此可知在整个过程中,物块的加速度先减
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