(全国通用版)2019版高考物理一轮复习 第五章 机械能 高效演练•创新预测 5.3 机械能守恒定律及其应用
5页1、5.3 机械能守恒定律及其应用高效演练创新预测1.(2018榆林模拟)下列关于机械能是否守恒的论述,正确的是()A.做变速曲线运动的物体,机械能一定不守恒B.沿水平面运动的物体,机械能一定守恒C.合外力对物体做功等于零时,物体的机械能一定守恒D.只有重力对物体做功时,机械能一定守恒【解析】选D。物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功,做变速曲线运动的物体,可能只受重力,如平抛运动的机械能守恒,故A错误;沿水平面运动的物体,物体可以做匀加速直线运动,所以机械能不一定守恒,故B错误;合外力对物体做功等于零时,物体的速度大小保持不变,但物体的高度可以变化,物体的机械能不一定守恒,故C错误;根据机械能守恒的条件可知,只有重力对物体做功时,机械能一定守恒,故D正确。2.(2018包头模拟)取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角的正切值为()A.B.C.1D.【解析】选C。设抛出时物块的初速度为v0,高度为h,物块落地时的速度大小为v,方向与水平方向的夹角为,根据机械能守恒定律得m+mgh=m
2、v2,由题得m=mgh,联立解得v=v0,则tan=1,故C正确,A、B、D错误。3.(多选)如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g,则()A.a落地前,轻杆对b一直做正功B.a落地时速度大小为C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于gD.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg【解题指导】解答本题应注意以下三点:(1)系统机械能守恒。(2)由速度的分解与合成可得,b物体的机械能先增大再减小。(3)a物体的机械能先减小再增大,机械能最小时杆的作用力为零。【解析】选B、D。选b滑块为研究对象,b滑块的初速度为零,当a滑块落地时,a滑块没有在水平方向上的分速度,所以b滑块的末速度也为零,由此可得b滑块速度是先增大再减小,当b滑块速度减小时,轻杆对b一直做负功,A项错误;当a滑块落地时,b滑块的速度为零,由机械能守恒定律,可得a落地时速度大小为,B项正确;当b滑块速度减小时,轻杆对a、b都表现为拉力,拉力在竖直方向上有分力与a的重力合成,其
3、加速度大小大于g,C项错误;a的机械能先减小再增大,当a的机械能最小时,轻杆对a、b的作用力均为零,故此时b对地面的压力大小为mg,D项正确。4.(新题预测)(多选)2017第十三届全运会蹦床比赛在天津科技大学体育馆举行,如图所示为福建运动员昝捷正在比赛时的照片,不计空气阻力,下列说法正确的是()A.运动员与蹦床相互作用过程先处于失重状态后处于超重状态B.运动员下落碰到蹦床后立即做减速运动C.运动员离开蹦床后机械能守恒D.运动员在整个运动过程中与蹦床组成的系统机械能守恒【解析】选C、D。运动员下落碰到蹦床后,开始重力大于弹力,加速度向下,先向下做加速运动,然后重力小于弹力,加速度向上,向下做减速运动,速度减到零以后再反弹的过程,运动员先向上做加速运动,后向上做减速运动,所以运动员与蹦床相互作用的过程先处于失重状态,然后处于超重状态,最后处于失重状态,故A、B错误;运动员离开蹦床后,只有重力做功,机械能守恒,故C正确;运动员在整个运动过程中,只有重力和系统内蹦床的弹力做功,则运动员和蹦床组成的系统机械能守恒,故D正确。5.(新题预测)如图所示,两个四分之三圆弧轨道固定在水平地面上,半径R
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