2024届高考物理一轮复习：机械能守恒大题训练

一轮复习-机械能守恒大题训练 子弹打木块，共速摆动 1．如图所示，质量为m，速度为v0的子弹，水平匀速飞行，击中前方悬挂于长为L的轻绳下端的木块（质量为M）；子弹未能穿出木块，使悬绳偏离竖直方向的最大偏角为θ，重力加速度为g，则子弹击中木块后产生的内能为多少?    摆动问题 2．把一个小球用细线悬挂起来，就成为一个摆。如图所示，小球从A处由静止释放，恰好能摆到与A等高的C处，B为小球运动的最低位置，取小球在B点的重力势能为0。已知小球质量m=1kg，B点到A、C连线的高度差h=0.45m，重力加速度g取10m/s2，不计空气阻力。求： （1）小球在C处的重力势能； （2）小球从A摆到C的过程中，重力对小球所做的功W； （3）小球在B处的速度大小v。    3.如图所示，两个质量均为m的重锤用不计质量的细杆AB连接，轻绳长度OA=OB=L，它们之间的夹角为30°，开始时OA偏离竖直方向30°，由静止开始下落。当左边的重锤碰到钟时，右边的重锤恰好在最低点，即OB恰好在竖直方向。求重锤碰到钟时的速度大小。 多过程结合绳模型 4.某同学研究实验室中的竖直平面内的过山车模型。如图所示，将质量为m=60g的小球从倾斜轨道上的某一位置由静止释放，小球将沿着轨道运动到最低点后进入圆轨道。他通过测量得到圆轨道的半径为R=0.4m。 （1）小球能够顺利通过圆轨道最高点的最小速度为多少？ （2）若不考虑摩擦等阻力，要使小球在运动过程中不从圆轨道上掉落，小球的释放点距轨道最低点的高度差应满足什么条件？ （3）该同学经过反复尝试，发现要使小球恰能通过圆轨道的最高点，小球的释放点距轨道最低点的高度差比不计阻力时的理论值要高，则从释放点运动到圆轨道最高点的过程中小球损失的机械能为多少？    直线结合圆弧模型 5．一滑雪项目如图所示，可视为质点的总质量（包括装备）为的滑板运动员，从高为的斜面的顶端A点由静止开始沿斜面下滑，在B点进入光滑的四分之一圆弧，圆弧半径为，运动员经C点沿竖直轨道冲出向上运动，经时间后到达C点正上方的最高点D（图中未标出）。若运动员经C点后在空中运动时只受重力，轨道段粗糙、段光滑.。（不计过B点时机械能的损耗和空气阻力）求： （1）运动员在C点的速度大小和离开C点可上升的高度； （2）运动员（包括装备）运动到圆轨道最低点B时对轨道的压力大小； （3）从A点到B点，运动员损失的机械能。 6．如图，半径R＝0.25m的光滑圆弧轨道的左端A与圆心O等高，B为圆弧轨道的最低点，圆弧轨道的右端C与一倾角θ＝37°的粗糙斜面相切。一质量m＝1kg的小滑块从A点正上方h＝1m处的P点由静止自由下落。已知滑块与粗糙斜面间的动摩擦因数μ＝0.75，不计空气阻力，sin37°＝0.6，cos37°＝0.8，重力加速度g＝10m/s2。求： （1）滑块运动到B点时速度和向心加速度； （2）滑块在粗糙斜面上向上滑行的最大距离； （3）分析说明滑块能否再次通过B点。 平抛结合杆模型 7.某同学自制了一游戏装置。如图所示，BC段为四分之一的光滑圆弧轨道，其半径为2R。CD段为内壁光滑的细口径半圆管道，其半径为R，管的口径远小于圆弧半径，圆弧轨道和半圆管道在最低点C处相切，BD在同一水平面上，将一质量为m的小球从圆弧轨道B点正上方的A点释放，小球沿切线进入圆弧轨道，从D点飞出后打在四分之一圆弧的P处，PD的连线与竖直方向的夹角用θ表示，该同学发现改变小球的释放高度h，θ也会随之变化。已知重力加速度为g，小球可视为质点，不计一切摩擦力和阻力。 （1）若使得小球在通过D点时对半圆管道没有压力，求小球释放时离B点的高度； （2）当时，求小球打在圆弧上时的动能； （3）要使得小球从D点飞出后打在圆弧上的动能最小，求此时和h的值。    结合弹簧 8.如图所示，在高h=30m的光滑水平平台上，质量m=3kg的小物块压缩弹簧后被锁扣K锁住，储存了一定量的弹性势能（水平平台的长度大于弹簧的原长）。若打开锁扣K，则物块与弹簧脱离后将以一定的水平速度向右从A点滑下平台做平抛运动，并恰好能从固定的光滑圆弧形轨道BC的B点沿切线方向进入圆弧形轨道。已知圆弧轨道所对的圆心角，圆弧轨道的圆心O与平台等高，轨道最低点C的切线水平，并与地面上长为L=35m的水平粗糙轨道CD平滑连接，物块与轨道CD间的动摩擦因数，小物块沿轨道BCD运动并与右边墙壁发生无能量损失的碰撞。（取） （1）求小物块原来压缩弹簧时储存的弹性势能； （2）求小物块第一次通过C点时的速度； （3）求小物块在CD段通过的总路程。 9.如图所示，粗糙水平面长，右端平滑连接着一个固定在竖直平面内、半径的光滑半圆轨道，其中轨道上点为最高点，轨道上点与圆心等高。水平面左端与光滑水平面平滑连接，一轻弹簧水平放置在水平面上，左端固定