内容正文:
课时跟踪检测(二十八) 机械能守恒定律的理解及应用
(说明:标题目配有精品讲评课件)
一、立足基础,体现综合
1.在教室里,前排的一位同学将物理书本抛给后排的一位同学,则书在空中运动的过程中( )
A.加速度保持不变 B.抛出时的动能一定最大
C.重力的功率一直增大 D.机械能一直在减小
2.(2023·全国甲卷)一同学将铅球水平推出,不计空气阻力和转动的影响,铅球在平抛运动过程中( )
A.机械能一直增加 B.加速度保持不变
C.速度大小保持不变 D.被推出后瞬间动能最大
3.如图为“Y”形弹弓,先用力拉弹兜(内有弹丸)使皮筋拉伸,然后由静止释放弹丸,不计空气阻力,弹出的弹丸在空中运动一段时间后击中目标。下列说法不正确的是( )
A.拉伸皮筋的过程,皮筋的弹性势能增大
B.释放弹丸后弹丸弹出前,弹兜对弹丸做正功
C.弹出后在空中运动的过程,弹丸的动能一直增大
D.由静止释放后击中目标前,弹丸的机械能先增大后保持不变
4.(2023·浙江6月选考)铅球被水平推出后的运动过程中,不计空气阻力,下列关于铅球在空中运动时的加速度大小a、速度大小v、动能Ek和机械能E随运动时间t的变化关系中,正确的是( )
5.(2025·苏州高三质检)两相同的小球A和B,其中A以速度v0沿光滑水平面运动,B以速度v0滑入一光滑的两侧水平等高的凹槽,设B球在凹槽内的运动时间为t1,A球通过相同的水平位移时间为t2,则( )
A.t1>t2
B.t1=t2
C.t1<t2
D.B球滑动至右侧水平面时速度小于v0
6.图甲是某市科技馆的一件名为“最速降线”的展品,在高度差一定的不同光滑轨道中,小球滚下用时最短的轨道叫做最速降线轨道。取其中的“最速降线”轨道Ⅰ和直线轨道Ⅱ进行研究,如图乙所示,两轨道的起点M高度相同,终点N高度也相同,轨道Ⅰ的末端与水平面相切于N点。若将两个相同的小球a和b分别放在Ⅰ、Ⅱ两轨道的起点M,同时由静止释放,发现在轨道Ⅰ上的小球a先到达终点。下列描述两球速率v与时间t、速率平方v2与下滑高度h的关系图像可能正确的是( )
7.(2025·连云港期中)如图所示,质量均为m的小球A、B固定在长为L的轻直杆两端,两球半径忽略不计。初始时直杆置于直角光滑槽内处于竖直状态,由于微小扰动,A球沿竖直槽向下运动,B球沿水平槽向右运动。已知重力加速度为g。下列说法正确的是( )
A.滑动过程中A球机械能守恒
B.滑动过程中A、B组成的系统动量守恒
C.A球刚到达水平槽时机械能最小
D.当A球沿竖直槽下滑距离为0.4L时,A球的速度大小为
8.如图所示,轻弹簧一端固定于O点,另一端与质量为m的滑块连接,在外力作用下使滑块静止在固定光滑斜面上的A点,此时弹簧恰好水平。将滑块从A点由静止释放,沿斜面经B点运动到位于O点正下方的C点时,滑块的速度大小为v,且弹簧恰处于原长。已知弹簧原长为L,斜面倾角θ=37°,OB⊥AC,弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g,不计空气阻力。sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。从A点运动到C点的过程中( )
A.滑块的加速度先减小后增大
B.滑块在B点的速度最大
C.滑块在A点时弹簧的弹性势能为mv2+mgL
D.滑块在A点时弹簧的弹性势能大于在B点时弹簧的弹性势能
9.(10分)(2025·常熟高三质检)如图所示,在竖直平面内放置一半径为r的固定光滑细管(忽略管的内径),直径BD水平、半径OA竖直,O点为圆心。一个直径略小于管内径的质量为m的小球(可视为质点)由B点以某一初速度进入细管,若小球从A点水平飞出后恰好能击中B点。已知重力加速度为g,不计一切摩擦。求:
(1)小球运动到A点时的速度大小;(4分)
(2)小球运动到D点时对细管的压力大小。(6分)
二、注重应用,强调创新
10.(2023·湖南高考改编)如图,固定在竖直面内的光滑轨道ABC由直线段AB和圆弧段BC组成,两段相切于B点,AB段与水平面夹角为θ,BC段圆心为O,最高点为C,A与C的高度差等于圆弧轨道的直径2R。小球从A点以初速度v0冲上轨道,能沿轨道运动恰好到达C点,下列说法正确的是( )
A.小球从B到C的过程中,对轨道的压力逐渐减小
B.小球从A到C的过程中,重力的功率始终保持不变
C.小球的初速度v0=
D.若小球初速度v0增大,小球有可能从B点脱离轨道
11.如图所示,质量分布均匀的铁链,静止放在半径R= m的光滑半球体上方。给铁链一个微小的扰动使之向右沿球面下滑,当铁链的端点B滑至C处时其速度大小为3 m/s。已知∠AOB=60°,以OC所在平面为参考平面,取g=10 m/s2。则下列说法中正确的是( )
A.铁链下滑过程中靠近B端的一小段铁链机械能守恒
B.铁链在初始位置时其重心高度 m
C.铁链的端点A滑至C点时其重心下降2.8 m
D.铁链的端点A滑至C处时速度大小为6 m/s
12.(14分)如图所示,竖直平面内有一半径为R=0.50 m的光滑圆弧槽BCD,B点与圆心O等高,水平面DQ与圆弧槽相接于D点,一质量为m=0.10 kg的小球从B点的正上方H=0.95 m高处的A点自由下落,由B点进入圆弧槽轨道,从D点飞出后落在水平面上的Q点,DQ间的距离x=2.4 m,球从D点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h=0.80 m,取g=10 m/s2,不计空气阻力,求:
(1)小球经过圆弧槽最低点C时轨道对它的支持力大小FN;(5分)
(2)小球经过P点时的速度大小vP;(5分)
(3)D点与圆心O的高度差hOD。(4分)
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