（江苏专版）2019年高考物理总复习 课时作业二十 机械能守恒定律及其应用.doc

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课时作业 二十 　机械能守恒定律及其应用 (限时：45分钟) (班级________　姓名________) 1．关于机械能守恒，下列说法中正确的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．物体做匀速运动，其机械能一定守恒 B．物体所受合力不为零，其机械能一定不守恒 C．物体所受合力做功不为零，其机械能一定不守恒 D．物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动，其机械能减少 2．(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　) 第2题图 A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B．乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，B机械能守恒 C．丙图中，斜面光滑，物体在推力F作用下沿斜面向下运动的过程中，物体机械能守恒 D．丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒 3．(多选)如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的两个小球A和B，支架的两直角边的长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动．开始时OB边处于水平位置，由静止释放，则下列正确的是(　　) 第3题图 A．B球转到最低点时，B球的速度到达最大 B．A球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45 C．A、B两球的最大速度之比vA∶vB＝1∶2 D．A球速度最大时，两小球的总重力势能最小 4．倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止，如图，则(　　) 第4题图 A．当传送带向上匀速运行时，物体克服重力和摩擦力做功 B．当传送带向下匀速运行时，只有重力对物体做功 C．当传送带向上匀加速运行时，摩擦力对物体做正功 D．不论传送带向什么方向运行，摩擦力都做负功 5．如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，静止斜靠在光滑斜面上，另一自由端恰好与水平线AB齐平，一长为L的轻质细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点到AB的距离为2L.现将细线拉至水平，小球从位置C由静止释放，到达O点正下方时，细线刚好被拉断．当小球运动到A点时恰好能沿斜面方向压缩弹簧，不计碰撞时的机械能损失，弹簧的最大压缩量为L(在弹性限度内)，求： (1)细线所能承受的最大拉力F； (2)斜面的倾角θ； (3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep. 第5题图　　　 6．质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为L，在离P球处有一个光滑固定轴O，如图所示．现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低位置时，求： (1)小球P的速度大小； (2)在此过程中小球P机械能的变化量． 第6题图　　 7.如图所示，在竖直平面内固定一个四分之三圆管轨道．质量为1 kg的小球从轨道顶端A点无初速释放，然后从轨道底端B点水平飞出落在某一坡面上，坡面呈抛物线形状，且坡面的抛物线方程为y＝x2.已知圆管轨道的半径为R，B点离地面 O点的高度也为R(R＝0.4 m)，小球运动到B点时速度水平，大小为 m/s.(重力加速度为g＝10 m/s2 )求： (1)小球到达B点时对轨道的作用力是多少？及从A运动到B的过程中克服阻力所做的功； (2)小球从B点水平飞出到落至坡面经历的时间． 第7题图　　　 8．如图所示，质量为3 kg小球A和质量为5 kg的B通过一压缩弹簧锁定在一起，静止于光滑平台上，解除锁定，两小球在弹力作用下分离，A球分离后向左运动恰好通过半径R＝0.5 m的光滑半圆轨道的最高点，B球分离后从平台上以速度vB＝3 m/s水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为α的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h＝0.8 m，g＝10 m/s2，求： (1)A、B两球刚分离时A的速度大小； (2)弹簧锁定时的弹性势能； (3)斜面的倾角α. 第8题图　　　 课时作业(二十)　机械能守 恒定律及其应用1.D　【解析】　物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应的增加或减少，选项A错误；物体仅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，选项B、C错误；物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2 的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力的作用，此力对物体做负功，物体的机械能减少，故选项D正确． 2．BD 3．CD　【解析】　AB两个球质量相等，其整体的重心在连线的中点处，当重心到达最低点时，两个球的速度最大，故A错误；AB两个球质量相等，其整体的重心在连线的中点处，当重心到达最低点时，两个球的速度最大，故两直角边与竖直方向的夹角为不是45度，故B错误；同轴转动角速度相等，根据公式v＝ωr，两个球的线速度之比为1∶2，故C正确；两个球的线速度之比为1∶2，A球速度最大时，B球速度也最大，故整体动能最大，重力势能一定最小，故D正确；故选CD. 4．C　【解析】　A．当传送带向上匀速运行时，根据平衡条件知，摩擦力沿斜面向上，则摩擦力做正功，故不是克服摩擦力做功，A错误；B.当传送带向下匀速运行时，根据平衡条件知，摩擦力沿斜面向上，则摩擦力做负功，不是只有重力对物体做功，B错误；C.当传送带向上匀加速运行时，根据牛顿第二定律知合外力沿斜面向上，则摩擦力一定是沿斜面向上的，摩擦力做正功，C正确；D.由前面分析知摩擦力可以做正功，故D错误；故选C. 5．(1)3mg　(2)45　(3) 【解析】　(1)小球由C运动到O点正下方时，设速度为v1，由动能定理得，mgL＝ mv，解得v1＝，小球在O点正下方时，有F－mg＝m，解得F＝3mg，所以F＜3mg.(2)细线被拉断后，小球做平抛运动，当运动到A点时，速度v2恰好沿斜面向下，由动能定理得mg(2L－L)＝mv－mv，解得v2＝2.如图所示， 第5题图 有cosθ＝＝，解得θ＝45；(3)由能量守恒定律得 mgLsinθ＋mv＝Ep，解得Ep＝. 6．(1)　(2)增加了mgL 【解析】　(1)两球和杆组成的系统机械能守恒，设小球Q摆到最低位置时P球的速度为v，由于P、Q两球的角速度相等，Q球运动半径是P球运动半径的两倍，故Q球的速度为2v.由机械能守恒定律得 2mg－mg＝mv2＋2m(2v)2， 解得v＝. (2)小球P机械能增加量ΔE＝mg＋mv2＝mgL 7．(1)22.5 N　9.5 J　(2)0.2 s 【解析】　(1)在B点由牛顿第二定律：N－mg＝m得N＝22.5 N 牛顿第三定律知N′＝22.5 N　方向竖直向下 从A到B由动能定理可得：3mgR－ Wf＝mv－0 解得：Wf＝9.5 J (2)根据平抛规律应有：水平方向x＝vBt 竖直方向R－y＝gt2 y＝x2 联立得出t＝0.2 s. 8．(1)5 m/s　(2)60 J　(3)53 【解析】　(1)小球A恰好通过半径R＝0.5 m的光滑半圆轨道的最高点，设在最高点速度为v0，在最高点有mAg＝mA， 物体沿光滑半圆轨道上滑到最高点的过程中机械能守恒， mAg2R＋mAv＝mAv，联立解得vA＝5 m/s. (2)根据机械能守恒定律，弹簧锁定时的弹性势能Ep＝mAv＋mBv＝60 J. (3)B球分离后做平抛运动，根据平抛运动规律有 h＝gt2，解得t＝0.4 s，vy＝gt＝4 m/s， 小球刚好沿斜面下滑，tanα＝＝，解得α＝53.