第五章 第3讲 机械能守恒定律及其应用-【创新教程】2024高考物理复习大一轮课时作业word（老教材，人教版）

第3讲　机械能守恒定律及其应用 [基础对点练] 1.(机械能守恒条件的应用)(多选)如图所示，一轻弹簧固定于O点，另一端系一重物，将重物从与悬点O在同一水平面且弹簧保持原长的A点无初速度地释放，让它自由摆下，不计空气阻力．在重物由A点摆向B点的过程中，下列说法正确的是(　　) A．重物的机械能守恒 B．重物的机械能不守恒 C．重物的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 D．重物与弹簧组成的系统机械能守恒 答案：BD 2．(机械能守恒定律的应用)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升，在某一高度时撤去恒力，若以地面作为重力势能的参考平面，不计空气阻力，则在整个过程中，物体的机械能随时间变化关系正确的是(　　) 答案：C 3．(机械能守恒的应用) 某同学参加编程机器人大赛，该参赛机器小车(视为质点)的质量为2 kg，设定该参赛机器小车的速度大小始终为1 m/s.现小车要通过一个半径为0.2 m的圆弧凸桥，重力加速度大小g取10 m/s2，下列说法正确的是(　　 ) A．小车通过圆弧凸桥的过程中机械能守恒 B．小车通过圆弧凸桥的过程中所受合力始终为零 C．小车通过圆弧凸桥的最高点时，桥受到的压力大小为10 N D．小车通过圆弧凸桥的最高点时，桥受到的压力大小为30 N 解析：C　[小车在通过圆弧凸桥的过程中速度大小不变，所以动能不变，小车的重力势能先变大后变小，机械能不守恒，故A错误；小车做匀速圆周运动，合外力不为零，合外力充当向心力，故B错误；小车通过圆弧凸桥最高点时，由牛顿第二定律得：mg－N＝m，解得：N＝10 N，由牛顿第三定律可知，圆弧凸桥受到的压力大小为10 N，故C正确，D错误．] 4．(轻绳连接的两物体机械能守恒)如图所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍．当B位于地面上时，A恰与圆柱轴心等高．将A由静止释放，B上升的最大高度是(　　) A．2R　　B.　　　C.　　　D. 解析：C　[设B球质量为m，则A球质量为2m，A球刚落地时，两球速度大小都为v，根据机械能守恒定律得2mgR－mgR＝(2m＋m)v2，得v2＝gR，B球继续上升的高度h＝＝，B球上升的最大高度为h＋R＝R，故选C.] 5．(自由落体中机械能守恒)物体做自由落体运动，Ek代表动能，Ep代表势能，h代表下落的距离，以水平地面为零势能面，不计一切阻力．下列图象能正确反映各物理量之间关系的是(　　) 解析：B　[由机械能守恒定律得Ep＝E－Ek，可知势能与动能关系的图象为倾斜的直线，C错误；由动能定理得Ek＝mgh，则Ep＝E－mgh，故势能与h关系的图象也为倾斜的直线，D错误；Ep＝E－mv2，故势能与速度关系的图象为开口向下的抛物线，B正确；Ep＝E－mg2t2，势能与时间关系的图象也为开口向下的抛物线，A错误．] 6．(轻弹簧连接的物体机械能守恒)(多选)如图所示，质量为m的小球套在倾斜放置的固定光滑杆上，一根轻质弹簧一端固定于O点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内，将小球沿杆拉到弹簧水平位置由静止释放，小球沿杆下滑，当弹簧位于竖直位置时，小球速度恰好为零，此时小球下降的竖直高度为h，若全过程中弹簧始终处于伸长状态且处于弹性限度范围内，下列说法正确的是(　　) A．弹簧与杆垂直时，小球速度最大 B．弹簧与杆垂直时，小球的动能与重力势能之和最大 C．小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量小于mgh D．小球下滑至最低点的过程中，弹簧的弹性势能增加量等于mgh 解析：BD　[弹簧与杆垂直时，弹力方向与杆垂直，合外力方向沿杆向下，小球继续加速，速度没有达到最大值，故A错误；小球运动过程中，只有重力和弹簧弹力做功，系统机械能守恒，当弹簧与杆垂直时，弹簧伸长量最短，弹性势能最小，故小球动能与重力势能之和最大，故B正确；小球下滑至最低点的过程中，系统机械能守恒，初、末位置动能都为零，所以弹簧的弹性势能增加量等于重力势能的减小量，即为mgh，故C错误，D正确．] 7．(轻杆连接的机械能守恒)如图所示，有一光滑轨道ABC，AB部分为半径为R的1/4圆弧，BC部分水平，质量均为m的小球a、b固定在竖直轻杆的两端，轻杆长为R，小球可视为质点．开始时a球处于圆弧上端A点，由静止开始释放小球和轻杆，使其沿光滑弧面下滑，下列说法正确的是(　　) A．a球下滑过程中机械能保持不变 B．b球下滑过程中机械能保持不变 C．a、b球滑到水平轨道上时速度大小均为 D．从释放a、b球到a、b球都滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为mgR 解析：D　[对于单个小球来说，杆的弹力做功，小球机械能不守恒，A、B错误；两个小球组成的系统只有重力做功，所以系统的机械能守恒，故有mgR＋mg(