课时分层作业14 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)广东专版

课时分层作业(十四) 1．(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是(　　) 　 甲　　　　乙　　　　　丙　　　　丁 A．甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，物体A的机械能守恒 B．乙图中，物体A固定，物体B沿斜面匀速下滑，物体B的机械能守恒 C．丙图中，不计任何阻力和定滑轮质量时，A加速下落，B加速上升过程中，A、B组成的系统机械能守恒 D．丁图中，小球沿水平面做匀速圆锥摆运动时，小球的机械能守恒 CD　[甲图中重力和系统内弹力做功，物体A和弹簧组成的系统机械能守恒，但物体A的机械能不守恒，A错误；乙图中物体B除受重力外，还受到弹力和摩擦力作用，弹力不做功，但摩擦力做负功，物体B的机械能不守恒，B错误；丙图中绳子张力对A做负功，对B做正功，代数和为零，A、B组成的系统机械能守恒，C正确；丁图中小球的动能不变，势能不变，机械能守恒，D正确。] 2．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，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取10 m/s2)(　　) A．10 J B．15 J C．20 J D．25 J A　[由h＝gt2和vy＝gt得：vy＝ m/s，落地时，tan 60°＝可得：v0＝＝ m/s，由机械能守恒得：Ep＝mv，可求得：Ep＝10 J，故A正确。] 3．(2023·广东清远高三检测)如图所示，光滑圆轨道固定在竖直面内，一质量为m的小球沿轨道做完整的圆周运动。已知小球在最低点时对轨道的压力大小为FN1，在最高点时对轨道的压力大小为FN2。重力加速度大小为g，则FN1－FN2的值为(　　) A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg D　[在最高点，根据牛顿第二定律可得FN2＋mg＝m，在最低点，根据牛顿第二定律可得FN1－mg＝m，从最高点到最低点过程中，机械能守恒，故有mg·2r＝mv－mv，联立三式可得FN1－FN2＝6mg，选项D正确。] 4．如图所示，长为L的均匀链条放在光滑水平桌面上，且使其长度的垂在桌边，松手后链条从静止开始沿桌边下滑，则链条滑至刚离开桌边时的速度大小为(假设离开瞬间的速度方向向下，重力加速度为g)(　　) A． B． C． D．4 C　[取桌面为零势能面，设链条的总质量为m，开始时链条的机械能E1＝－mg·L，当链条刚脱离桌面时的机械能E2＝mv2－，由机械能守恒可得E1＝E2，即有－mg·＝mv2－，解得v＝，故C正确。] 5．(多选)(2022·广东潮州市二模)第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在北京和张家口联合举行，北京成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一。如图，跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成；比赛中运动员从B运动到C可看成平抛运动。用E、P表示运动员在空中运动的机械能、重力的瞬时功率大小，用t表示运动员在空中的运动时间，下列图像中正确的是(　　) A　　　　　　　　　B C　　　　　　　　　D BC　[运动员从B运动到C，只有重力做功，运动过程中运动员的机械能守恒，即机械能不随着时间而变化，A错误，B正确；运动员从B运动到C做平抛运动，则重力的瞬时功率P＝mgvy＝mg2t，D错误，C正确。故选BC。] 6．(2022·广东韶关高三期末)如图所示，有一光滑轨道ABC，AB部分为半径为R的圆弧，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，重力加速度为g，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球都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 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(2R)＝·2mv2，解得v＝，选项C错误；a球在滑落过程中，杆对小球做功，重力对小球做功，故根据动能定理可得W＋mgR＝mv2，联立v＝，解得W＝mgR，故D正确。] 7．如图所示，竖直平面内有一半径R＝0.5 m的光滑圆弧槽BCD，B点与圆心O等高，一水平面与圆弧槽相接于D点，质量m＝0.5 kg的小球从B点正上方H高处的A点自由下落，由B点进入圆弧轨道，从D点飞出后落在水平面上的Q点，D、Q间的距离x＝2.4 m，球从D点飞出后的运动过程中相对于水平面上升的最大高度h＝0.8 m，g取10