第5章 第3讲 机械能守恒定律及应用 (Word练习)-【状元桥】2026高考物理一轮总复习（湖北专版）

第3讲　机械能守恒定律及应用 (建议用时：40分钟) 题组一　机械能守恒的判断 1．如图所示，小球从竖直放置的弹簧正上方自由下落．在小球接触弹簧到弹簧被压缩到最短的过程中(　C　) A．小球的动能减小 B．弹簧向小球传递了能量 C．小球和弹簧的总能量不变 D．小球的动能与重力势能之和不变 2．如图所示，摩天轮是游乐场里的大型娱乐项目，它的直径可以达到几百米．乘客乘坐时，转轮始终不停地匀速转动，下列说法正确的是(　B　) A．在最高点，乘客处于超重状态 B．任一时刻乘客受到的合力都不等于零 C．乘客在乘坐过程中对座椅的压力始终不变 D．乘客在乘坐过程中的机械能始终保持不变 题组二　单个物体的机械能守恒 3．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(　D　) A．3mg B．4mg C．5mg D．6mg 4．(多选)如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为半径为R的光滑圆弧形轨道，a为轨道的最高点，de面水平且有一定长度．今将质量为m的小球在d点的正上方高为h处由静止释放，让其自由下落到d处切入轨道内运动，不计空气阻力，则(　CD　) A．只要h大于R，释放后小球就能通过a点 B．只要改变h的大小，就能使小球通过a点后，既可能落回轨道内，又可能落在de面上 C．无论怎样改变h的大小，都不可能使小球通过a点后落回轨道内 D．调节h的大小，可以使小球飞出de面之外(即e的右侧) 题组三　多物体系统的机械能守恒问题 5．(多选)如图所示，质量为m的小环(可视为质点)套在固定的光滑竖直杆上，一足够长且不可伸长的轻绳一端与小环相连，另一端跨过光滑的定滑轮与质量为M的物块相连，已知M＝2m.与定滑轮等高的A点和定滑轮之间的距离为d＝3 m，定滑轮大小及质量可忽略．现将小环从A点由静止释放，小环运动到C点速度为0，重力加速度g取10 m/s2，则下列说法正确的是(sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)(　AD　) A．A、C间距离为4 m B．小环最终静止在C点 C．小环下落过程中减少的重力势能始终等于物块增加的机械能 D．当小环下滑至绳与杆的夹角为60°时，小环与物块的动能之比为2∶1 6．(多选)如图所示，一轻弹簧一端固定在O点，另一端系一小球，将小球从与悬点O在同一水平面且使弹簧保持原长的A点静止释放，让小球自由摆下，不计空气阻力，在小球由A点摆向最低点B的过程中，下列说法正确的是(　BD　) A．小球的机械能守恒 B．小球的机械能减少 C．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变 D．小球和弹簧组成的系统机械能守恒 7．如图所示，固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑，内轨粗糙．一小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于圆管的直径，球运动的轨道半径为R，空气阻力不计，重力加速度大小为g，下列说法一定正确的是(　B　) A．若v0＜2，小球运动过程中机械能不可能守恒 B．若v0＝3，小球运动过程中机械能守恒 C．若v0＜，小球不可能到达最高点 D．若v0＝2，小球恰好能到达最高点 8．如图所示，鼓形轮的半径为R，可绕固定的光滑水平轴O转动．在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆，杆上分别固定有质量为m的小球，球与O的距离均为2R.在轮上绕有长绳，绳上悬挂着质量为M的重物．重物由静止下落，带动鼓形轮转动．重物落地后鼓形轮匀速转动，转动的角速度为ω.绳与轮之间无相对滑动，忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量，不计空气阻力，重力加速度为g.求： (1)重物落地后，小球线速度的大小v； (2)重物落地后一小球转到水平位置A，此时该球受到杆的作用力的大小F； (3)重物下落的高度h. 答案　(1)2ωR　(2) (3)(ωR)2 9．某省青少年高尔夫球锦标赛于某地举行．如图所示，假设运动员在发球区A处通过挥杆击球，使质量为m的球以初速度v0沿如图轨迹落到球道上的B点，击球点与B处高度差为H，取A处所在平面为参考平面，不考虑空气阻力，重力加速度为g，求： (1)球在上升过程中其动能与重力势能相等的位置距离A位置的竖直高度； (2)球落在球道B处时的机械能和落地速度大小． 解析　(1)球在上升过程中机械能守恒，设距离A位置的竖直高度为h时，球的动能与重力势能相等，即Ek＝Ep＝mgh.由机械能守恒定律可得mv＝Ek＋mgh，联立解得h＝. (2)整个过程机械能守恒，所以球在B处时的机械能等于初始A位置处的机械能，即E＝mv.从A到B由机械能守恒定律得mv＝mv－mgH， 解得vB＝. 答案　(1)　(2)mv　 学科网（北京）股份有限公司 $$