通用版2020版高考物理大一轮复习考点规范练17机械能守恒定律及其应用新人教版 有答案
10页1、1 考点规范练考点规范练 1717 机械能守恒定律及其应用机械能守恒定律及其应用 一、单项选择题 1 1. 如图所示,竖立在水平面上的轻弹簧,下端固定,将一个金属球放在弹簧顶端(球与弹簧不连接),用力向下压球,使 弹簧被压缩,并用细线把小球和地面拴牢(图甲)。烧断细线后,发现球被弹起且脱离弹簧后还能继续向上运动 (图乙)。那么该球从细线被烧断到刚脱离弹簧的运动过程中,(不计空气阻力)下列说法正确的是( ) A.弹簧、小球所构成的系统机械能守恒 B.球刚脱离弹簧时动能最大 C.球所受合力的最大值等于重力 D.小球所受合外力为零时速度最小 答案 A 解析烧断细线后,小球受重力和弹力作用,故弹簧、小球所构的系统机械能守恒,选项 A 正确;小球受到重力 和向上的弹力两个力,弹簧的弹力先大于重力,小球加速上升,后弹力小于重力,小球减速上升,所以球的动能 先增大后减小,当加速度等于零时,此时所受的合力为零,即小球受到的弹簧的弹力等于小球的重力时速度最 大,动能最大,此时弹簧尚处于压缩状态,故 B、D 错误;小球刚开始向上运动时,合力向上,然后逐渐减小到零, 脱离弹簧后合力为mg,因不知道开始运动时
2、加速度的大小,故无法比较合力大小,故球所受合力的最大值不一 定等于重力,选项 C 错误。 2 2. 2 如图所示,一轻弹簧左端固定在长木板m的左端,右端与小木块m连接,且m与m及m与地面间接触光滑,开 始时,m与m均静止,现同时对m、m施加等大反向的水平恒力F1和F2。在两物体开始运动以后的整个运动过 程中(弹簧形变不超过其弹性限度),下列说法正确的是( ) A.对m、m和弹簧组成的系统,机械能守恒 B.对m、m和弹簧组成的系统,动能不断增加 C.对m、m和弹簧组成的系统,机械能不断增加 D.当弹簧弹力大小与F1、F2大小相等时,m、m的动能最大 答案 D 解析开始阶段,拉力大于弹簧的弹力,F1、F2对m、m均做正功,故系统的机械能不断增加。随着弹簧形变量 的增加,当拉力等于弹力时,物体速度最大、动能最大。之后随着弹簧形变量的增加,拉力小于弹力,物体开始 做减速运动,动能不断减小。速度减小到零后,物体反向运动,拉力F1、F2均开始做负功,故系统机械能减小。 所以选项 D 正确。 3 3. 如图所示,在高 1.5 m 的光滑平台上有一个质量为 2 kg 的小球被一细线拴在墙上,小球与墙之
3、间有一根被压 缩的轻质弹簧。当烧断细线时,小球被弹出,小球落地时的速度方向与水平方向成 60角,则弹簧被压缩时具 有的弹性势能为(g取 10 m/s2)( ) A.10 JB.15 JC.20 JD.25 J 3 答案 A 解析由 2gh=-0 得vy=,即vy=m/s,落地时,tan60=可得:v0=m/s,由机械能守恒定 vy2 2gh30 vy v0 vy tan60 =10 律得Ep=,可求得Ep=10J,故 A 正确。 1 2mv0 2 4 4. 如图所示,用长为l的轻绳把一个小铁球悬挂在高为 2l的O点处,小铁球以O为圆心在竖直平面内做圆周运 动且恰能到达最高点B处,不计空气阻力。若运动中轻绳断开,则小铁球落到地面时的速度大小为( ) A.B. gl3gl C.D. 5gl7gl 答案 D 解析小铁球恰能到达最高点B,则小铁球在最高点处的速度v=。以地面为零势能面,小铁球在B点处的总 gl 机械能为mg3l+ mv2= mgl,无论轻绳是在何处断的,小铁球的机械能总是守恒的,因此到达地面时的动能 1 2 7 2 mv2= mgl,故小铁球落到地面时的速度v=,正确选项为 D
4、。 1 2 7 27gl 5 5.如图所示,将一个内、外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁。现让一小球自 左端槽口A点的正上方由静止开始下落,从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是( ) 4 A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功 B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态 C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒 D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒 答案 C 解析小球在槽内运动的全过程中,从刚释放到最低点,只有重力做功,而从最低点开始上升过程中,除小球重 力做功外,还有槽对球的作用力做负功,故 A 错误;小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,加速度有竖 直向上的分量,处于超重状态,故 B 错误;小球在槽内运动的全过程中,从刚释放到最低点,只有重力做功,而从 最低点开始上升过程中,除小球重力做功外,还有槽对球的作用力做负功,所以小球的机械能不守恒,但球对槽 的作用力做正功,两者之和正好为零,所以小球与槽组成的系统机械能守恒,故 C 正确,D 错误。 6 6. 如图所示
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