课时分层作业16 机械能守恒定律及其应用(Word练习)-【名师导航】2024年高考物理一轮总复习(新教材新高考)江苏专用

课时分层作业(十六)　机械能守恒定律及其应用 题组一　机械能守恒定律的判断 1．下列对各图的说法正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　　　丁 A．图甲中汽车匀速下坡的过程中机械能守恒 B．图乙中卫星绕地球做匀速圆周运动时所受合力为零，动能不变 C．图丙中弓被拉开过程弹性势能减少了 D．图丁中撑竿跳高运动员在上升过程中机械能增大 2．(2023·溧阳高三期末检测)在如图所示的物理过程示意图中，甲图为一端固定有小球的轻杆，从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动；丙图为轻绳一端连着一小球，从右偏上30°角处自由释放；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动，则关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计)，下列判断中正确的是(　　) 甲　　　　　　　　　　乙 丙　　　　　　　　　　丁 A．甲图中小球机械能守恒 B．乙图中小球A机械能守恒 C．丙图中小球机械能守恒 D．丁图中小球机械能守恒 题组二　单物体机械能守恒问题 3.将一小球从高处水平抛出，最初2 s内小球动能Ek随时间t变化的图像如图所 示，不计空气阻力，g取10 m/s2。根据图像信息，不能确定的物理量是(　　) A．小球的质量 B．小球的初速度 C．最初2 s内重力对小球做功的平均功率 D．小球抛出时的高度 4.(2023·宿迁中学检测)如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道AO对接半径为2R的光滑圆弧轨道OB于O点。可视为质点的物体从上面圆弧的某点C由静止下滑(C点未标出)，物体恰能从O点平抛出去。则(　　) A．∠CO1O＝60° B．∠CO1O＝45° C．落地点距O2的距离为2R D．落地点距O2的距离为2R 题组三　多物体机械能守恒问题 5.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＝10 m/s2)(　　) A．10 J B．15 J C．20 J D．25 J 6.如图所示，左侧竖直墙面上固定半径为R＝0.3 m的光滑半圆环，右侧竖直墙面上与圆环的圆心O等高处固定一光滑直杆。质量为ma＝100 g的小球a套在半圆环上，质量为mb＝36 g的滑块b套在直杆上，二者之间用长为l＝0.4 m 的轻杆通过两铰链连接。现将a从圆环的最高处由静止释放，使a沿圆环自由下滑，不计一切摩擦，a、b均视为质点，重力加速度g取10 m/s2。求： (1)小球a滑到与圆心O等高的P点时的向心力大小； (2)小球a从P点下滑至杆与圆环相切的Q点的过程中，杆对滑块b做的功。 题组四　用机械能守恒定律解决非质点问题 7.有一条长为2 m的均匀金属链条，有一半长度在光滑的足够高的斜面上，斜面顶端是一个很小的圆弧，斜面倾角为30°，另一半长度竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条沿斜面向上滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为(g取10 m/s2)(　　) A．2.5 m/s B． m/s C. m/s D． m/s 8.(2023·启东市吕四中学)如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态。现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时 弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中(　　) A．圆环的机械能守恒 B．弹簧弹性势能变化了mgL C．圆环下滑到最大距离时，所受合力为零 D．圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变 9.(2022·江苏无锡一模)如图所示，轻质弹簧的下端固定在光滑斜面的底部，一个质量为m的物块以平行于斜面的初速度v向弹簧运动。已知弹簧始终处于弹性限度范围内，则下列判断正确的是(　　) A．物块从接触弹簧到最低点的过程中，加速度大小先变小后变大 B．物块碰到弹簧后立刻开始做减速运动 C．物块从出发点到最低点过程中，物块减少的重力势能等于增加的弹性势能 D．物块的动能最大时，物块的重力势能最小 10．(2023·扬州市第一中学高三期末)如图所示，半径为R的半圆形管道ACB固定在竖直平面内，倾角为θ的斜面固定在水平面上，细线跨过小滑轮连接小球和物块，细线与斜面平行，物块质量为m，小球质量M＝3m，对物块施加沿斜面向下的力F使其静止在斜面底端，小球恰在A点。撤去力F后，小球由静止下滑。重力加速度为g，sin θ＝≈0.64，不计一切摩擦。求： (1)力F的大小； (2)小球运动到最低点C时，速度大小v以及管壁对它弹力的大小N