2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第三節(jié) 機(jī)械能守恒定律隨堂檢測 新人教版

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1、2022屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第五章 機(jī)械能及其守恒定律 第三節(jié) 機(jī)械能守恒定律隨堂檢測 新人教版 1．(2015·高考天津卷)如圖所示，固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán)，圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接，彈簧的另一端連接在墻上，且處于原長狀態(tài)．現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑，已知彈簧原長為L，圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長度變?yōu)?L(未超過彈性限度)，則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中(　　) A．圓環(huán)的機(jī)械能守恒 B．彈簧彈性勢能變化了mgL C．圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)，所受合力為零 D．圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變 解析：選B.圓環(huán)沿桿下滑的過程中，圓環(huán)與彈簧組成的系統(tǒng)動(dòng)

2、能、彈性勢能、重力勢能之和守恒，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤；彈簧長度為2L時(shí)，圓環(huán)下落的高度h＝L，根據(jù)機(jī)械能守恒定律，彈簧的彈性勢能增加了ΔEp＝mgh＝mgL，選項(xiàng)B正確；圓環(huán)釋放后，圓環(huán)向下先做加速運(yùn)動(dòng)，后做減速運(yùn)動(dòng)，當(dāng)速度最大時(shí)，合力為零，下滑到最大距離時(shí)，具有向上的加速度，合力不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤． 2．(2015·高考四川卷)在同一位置以相同的速率把三個(gè)小球分別沿水平、斜向上、斜向下方向拋出，不計(jì)空氣阻力，則落在同一水平地面時(shí)的速度大小(　　) A．一樣大　　　　　　　 B．水平拋的最大 C．斜向上拋的最大 D．斜向下拋的最大 解析：選A.不計(jì)空氣阻力的拋體運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒．故以相同的

3、速率向不同的方向拋出落至同一水平地面時(shí)，物體速度的大小相等．故只有選項(xiàng)A正確． 3．如圖所示，豎直平面內(nèi)的半圓形光滑軌道，其半徑為R，小球A、B質(zhì)量分別為mA、mB，A和B之間用一根長為l(lmB，B在右側(cè)上升的最大高度與A的起始高度相同 C．在A下滑過程中輕桿對A做負(fù)功，對B做正功 D．A在下滑過程中減少的重力勢能等于A與B增加的動(dòng)能 解析：選C.選軌道最低點(diǎn)為零勢能點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)機(jī)械能守恒條件可知A和B組成的系

4、統(tǒng)機(jī)械能守恒，如果B在右側(cè)上升的最大高度與A的起始高度相同，則有mAgh－mBgh＝0，則有mA＝mB，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；小球A下滑、B上升過程中小球B機(jī)械能增加，則小球A機(jī)械能減少，說明輕桿對A做負(fù)功，對B做正功，故選項(xiàng)C正確；A下滑過程中減少的重力勢能等于B上升過程中增加的重力勢能和A與B增加的動(dòng)能之和，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 4. (2018·青島檢測)一半徑為R的半圓形豎直圓柱面，用輕質(zhì)不可伸長的細(xì)繩連接的A、B兩球懸掛在圓柱面邊緣兩側(cè)，A球質(zhì)量為B球質(zhì)量的2倍，現(xiàn)將A球從圓柱邊緣處由靜止釋放，如圖所示．已知A球始終不離開圓柱內(nèi)表面，且細(xì)繩足夠長，若不計(jì)一切摩擦，求： (1)A球沿圓柱內(nèi)表面滑至最低點(diǎn)時(shí)速度的大??； (2)A球沿圓柱內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)的最大位移． 解析：(1)設(shè)A球沿圓柱內(nèi)表面滑至最低點(diǎn)時(shí)速度的大小為v，B球的質(zhì)量為m，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有 2mgR－mgR＝×2mv2＋mv 由圖甲可知，A球的速度v與B球速度vB的關(guān)系為 vB＝v1＝vcos 45° 聯(lián)立解得v＝2. (2)當(dāng)A球的速度為零時(shí)，A球沿圓柱內(nèi)表面運(yùn)動(dòng)的位移最大，設(shè)為x，如圖乙所示，由幾何關(guān)系可知A球下降的高度h＝ 根據(jù)機(jī)械能守恒定律有2mgh－mgx＝0 解得x＝R. 答案：(1)2　(2)R