2021届高考一轮复习基础练习：机械能守恒定律 (word 含答案)

[学生用书P331(单独成册)](建议用时：40分钟)一、单项选择题1．(2020·山东日照模拟)蹦极是一项非常刺激的户外休闲活动．北京青龙峡蹦极跳塔高度为68米，身系弹性蹦极绳的蹦极运动员从高台跳下，下落高度大约为50米．假定空气阻力可忽略，运动员可视为质点．下列说法正确的是 ( )A ．运动员到达最低点前加速度先不变后增大B ．蹦极过程中，运动员的机械能守恒C ．蹦极绳张紧后的下落过程中，动能一直减小D ．蹦极绳张紧后的下落过程中，弹力一直增大解析：选D.蹦极绳张紧前，运动员只受重力，加速度不变，蹦极绳张紧后，运动员受重力、弹力，开始时重力大于弹力，加速度向下，后来重力小于弹力，加速度向上，则蹦极绳张紧后，运动员加速度先减小为零再反向增大，故A 错误；蹦极过程中，运动员和弹性绳的机械能守恒，故B 错误；蹦极绳张紧后的下落过程中，运动员加速度先减小为零再反向增大，运动员速度先增大再减小，运动员动能先增大再减小，故C 错误；蹦极绳张紧后的下落过程中，弹性绳的伸长量增大，弹力一直增大，故D 正确．2.木块静止挂在绳子下端，一子弹以水平速度射入木块并留在其中，再与木块一起共同摆到一定高度如图所示，从子弹开始射入到共同上摆到最大高度的过程中，下列说法正确的是( )A ．子弹的机械能守恒B ．木块的机械能守恒C ．子弹和木块总机械能守恒D ．子弹和木块上摆过程中机械能守恒解析：选D.子弹射入木块过程，系统中摩擦力做负功，机械能减少；而共同上摆过程，系统只有重力做功，机械能守恒．综上所述，整个过程机械能减少，减少部分等于克服摩擦力做功产生的热量．3．(2020·北京模拟)将一个物体以初动能E 0竖直向上抛出，落回地面时物体的动能为E 02.设空气阻力恒定，如果将它以初动能4E 0竖直上抛，则它在上升到最高点的过程中，重力势能变化了( )A ．3E 0B ．2E 0C ．1.5E 0D ．E 0解析：选A.设动能为E 0，其初速度为v 0，上升高度为h ；当动能为4E 0，则初速度为2v 0，上升高度为h ′.由于在上升过程中加速度相同，根据v 2＝2gh 可知，h ′＝4h ，根据动能定理设摩擦力大小为f ，f ×2h ＝E 02，则f ×4h ＝E 0.因此在升到最高处其重力势能为3E 0，A 正确．4.如图所示，有一光滑轨道ABC ，AB 部分为半径为R 的14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 ，不计小球大小．开始时a 球处在圆弧上端A 点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，则下列说法正确的是( )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 球滑到水平轨道上时速度大小为2gRD ．从释放a 、b 球到a 、b 球滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a 球做的功为mgR 2解析：选D.a 、b 球和轻杆组成的系统机械能守恒，A 、B 错误；由系统机械能守恒有mgR ＋2mgR ＝12×2m v 2，解得a 、b 球滑到水平轨道上时速度大小为v ＝3gR ，C 错误；从释放a 、b 球到a 、b 球滑到水平轨道上，对a 球，由动能定理有W ＋mgR ＝12m v 2，解得轻杆对a 球做的功为W ＝mgR 2，D 正确． 5.如图所示，两物块a 、b 质量分别为m 、2m ，用细绳相连接，悬挂在定滑轮的两侧，不计滑轮质量和一切摩擦．开始时，两物块a 、b 距离地面高度相同，用手托住物块b ，然后突然由静止释放，直至物块a 、b 间高度差为h (物块b 尚未落地)．在此过程中，下列说法正确的是 ( )A ．物块b 重力势能减少了2mghB ．物块b 机械能减少了 23mgh C ．物块a 的机械能逐渐减小D ．物块a 重力势能的增加量小于其动能的增加量解析：选B.物块a 、b 间高度差为h 时，物块a 上升的高度为h 2，物块b 下降的高度为h 2，物块b 重力势能减少了2mg ·h 2＝mgh ，A 错误；物块b 机械能减少了ΔE b ＝2mg ·h 2－12×2m v 2，对物块a 、b 整体根据机械能守恒定律有0＝－2mg ·h 2＋mg ·h 2＋12×3m v 2，得12m v 2＝16mgh ，ΔE b ＝23mgh ，B 正确；物块a 的机械能逐渐增加23mgh ，C 错误；物块a 重力势能的增加量ΔE p a ＝mg ·h 2＝12mgh ，其动能的增加量ΔE k a ＝12m v 2＝16mgh ，得ΔE p a ＞ΔE k a ，D 错误． 6.如图所示，用长为L 的轻绳把一个小铁球悬挂在高为2L 的O 点处，小铁球以O 点为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处，不计空气阻力．若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为( )A.gLB.3gLC.5gLD.7gL解析：选D.小铁球恰能到达最高点B ，则小铁球在最高点处的速度v ＝gL .以地面为零势能面，小铁球在B 点处的总机械能为mg ×3L ＋12m v 2＝72mgL ，无论轻绳是在何处断的，小铁球的机械能总是守恒的，因此到达地面时的动能12m v 2＝72mgL ，故小铁球落到地面的速度v ′＝7gL ，D 正确．7.有一条长为L ＝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滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为(g 取10 m/s 2)( )A ．2.5 m/sB.522 m/sC. 5 m/sD.352m/s 解析：选B.设链条的质量为2m ，以开始时链条的最高点为零势能面，链条的机械能为E ＝E p ＋E k ＝－12×2mg ×L 4sin θ－12×2mg ×L 4＋0＝－14mgL (1＋sin θ)，链条全部滑出后，动能为E ′k ＝12×2m v 2，重力势能为E ′p ＝－2mg L 2，由机械能守恒可得E ＝E ′k ＋E ′p ，即－14mgL (1＋sin θ)＝m v 2－mgL ，解得v ＝12gL （3－sin θ）＝12×10×2×（3－0.5） m/s ＝522m/s，故B正确，A、C、D错误．二、多项选择题8.如图所示，在两个质量分别为m和2m的小球a和b之间，用一根长为L的轻杆连接(杆的质量不计)，两小球可绕穿过杆中心O的水平轴无摩擦地转动．现让轻杆处于水平位置，然后无初速度释放，重球b向下，轻球a向上，产生转动，在杆转至竖直的过程中()A．b球的重力势能减少，动能增加B．a球的重力势能增加，动能增加C．a球和b球的总机械能守恒D．a球和b球的总机械能不守恒解析：选ABC.a、b两球组成的系统中，只存在动能和重力势能的相互转化，系统的机械能守恒，C正确，D错误；其中a球的动能和重力势能均增加，机械能增加，轻杆对a球做正功；b球的重力势能减少，动能增加，总的机械能减少，轻杆对b球做负功，A、B正确．9.把质量是0.2 kg的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图甲所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C(图丙)．途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)．已知B、A的高度差为0.1 m，C、B的高度差为0.2 m，弹簧的质量和空气阻力都可以忽略，重力加速度g＝10 m/s2.则下列说法正确的是()A．小球从A上升至B的过程中，弹簧的弹性势能一直减小，小球的动能一直增加B．小球从B上升到C的过程中，小球的动能一直减小，势能一直增加C．小球在位置A时，弹簧的弹性势能为0.6 JD．小球从位置A上升至C的过程中，小球的最大动能为0.4 J解析：选BC.小球从A上升到B的过程中，弹簧的形变量越来越小，弹簧的弹性势能一直减小，小球在A、B之间某处的合力为零，速度最大，对应动能最大，A错误；小球从B上升到C的过程中，只有重力做功，机械能守恒，动能减少，势能增加，B正确；根据机械能守恒定律，小球在位置A时，弹簧的弹性势能为E p＝mgh AC＝0.2×10×0.3 J＝0.6 J，C正确；小球在B 点时的动能为E k ＝mgh BC ＝0.4 J ＜E km ，D 错误．三、非选择题10．(2020·安徽合肥一检)如图所示，质量M ＝50 kg 的运动员在进行体能训练时，腰部系着一不可伸长的轻绳，绳另一端连接质量m ＝11 kg 的轮胎．当运动员由静止开始沿水平跑道匀加速奔跑时，绳的拉力大小为70 N ，绳与跑道的夹角为37°，5 s 末绳突然断裂．轮胎与跑道间的动摩擦因数μ＝0.5，空气阻力不计，已知sin 37°＝0.6，g ＝10 m/s 2.求：(1)运动员的加速度大小；(2)3 s 末运动员克服绳拉力做功的功率；(3)从运动员开始运动至轮胎停下的过程中轮胎克服摩擦力做的功．解析：(1)对轮胎，由牛顿第二定律得T cos 37°－F f ＝maF N ＋T sin 37°＝mgF f ＝μF N解得a ＝2 m/s 2.(2)3 s 末运动员的速度为v ＝at 1＝6 m/s3 s 末运动员克服绳拉力做功的功率P ＝T v cos 37°＝336 W.(3)在加速过程中，轮胎的位移x ＝12at 2＝25 m 从运动员开始运动至轮胎停下的过程对轮胎由动能定理得W T －W f ＝0则W f ＝W T ＝Tx cos 37°＝1 400 J.答案：(1)2 m/s 2 (2)336 W (3)1 400 J11.轻质弹簧原长为2l ，将弹簧竖直放置在地面上，在其顶端将一质量为5m 的物体由静止释放，当弹簧被压缩到最短时，弹簧长度为l .现将该弹簧水平放置，一端固定在A 点，另一端与物块P 接触但不连接．AB 是长度为5l 的水平轨道，B 端与半径为l 的光滑半圆轨道BCD 相切，半圆的直径BD 竖直，如图所示．物块P 与AB 间的动摩擦因数μ＝0.5.用外力推动物块P ，将弹簧压缩至长度l ，然后放开，P 开始沿轨道运动．重力加速度大小为g .(1)若P 的质量为m ，求P 到达B 点时速度的大小，以及它离开圆轨道后落回到AB 上的位置与B 点之间的距离；(2)若P 能滑上圆轨道，且仍能沿圆轨道滑下，求P 的质量的取值范围．解析：(1)依题意，当弹簧竖直放置，长度被压缩至l 时，质量为5m 的物体的动能为零，其重力势能转化为弹簧的弹性势能．由机械能守恒定律，弹簧长度为l 时的弹性势能为E p ＝5mgl ①设P 的质量为M ，到达B 点时的速度大小为v B ，由能量守恒定律得E p ＝12M v 2B＋μMg ·4l ② 联立①②式，取M ＝m 并代入题给数据得v B ＝6gl ③若P 能沿圆轨道运动到D 点，其到达D 点时的向心力不能小于重力，即P 此时的速度大小v 应满足m v 2l－mg ≥0④ 设P 滑到D 点时的速度为v D ，由机械能守恒定律得12m v 2B ＝12m v 2D＋mg ·2l ⑤ 联立③⑤式得v D ＝2gl ⑥v D 满足④式要求，故P 能运动到D 点，并从D 点以速度v D 水平射出．设P 落回到轨道AB 所需的时间为t ，由运动学公式得2l ＝12gt 2⑦ P 落回到AB 上的位置与B 点之间的距离为s ＝v D t ⑧联立⑥⑦⑧式得s ＝22l .⑨(2)为使P 能滑上圆轨道，它到达B 点时的速度不能小于零．由①②式可知5mgl >μMg ·4l ⑩ 要使P 仍能沿圆轨道滑回，P 在圆轨道的上升高度不能超过半圆轨道的中点C . 由机械能守恒定律有12M v 2B≤Mgl ⑪ 联立①②⑩⑪式得53m ≤M <52m .答案：见解析。

2021届高考物理一轮巩固练习：机械能及其守恒定律含答案巩固复习：机械能及其守恒定律*一、选择题1、如图甲所示，轻弹簧竖直固定在水平地面上，t＝0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧上升到一定高度后再下落，如此反复，该过程中弹簧的弹力大小F随时间t的变化关系如图乙所示．不计空气阻力，则()A．t1时刻小球的速度最大B．t2时刻小球所受合力为零C．以地面为零重力势能面，t1和t3时刻小球的机械能相等D．以地面为零重力势能面，t1～t3时间内小球的机械能守恒2、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，不计小球大小。

开始时a球处在圆弧上端A点，由静止释放小球和轻杆，使其沿光滑轨道下滑，则下列说法正确的是( )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球滑到水平轨道上时速度大小为D.从释放a、b球到a、b球滑到水平轨道上，整个过程中轻杆对a球做的功为3、如图所示，一物块从斜面低端以初速度v0开始沿斜面上滑，物块与斜面间的动摩擦因数μ<tan α，其中α为斜面的倾角，物块沿斜面运动的最大高度为H，已知滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取斜面低端为参考平面，则物块在斜面上运动过程中机械能E、动能E k、重力势能E p与高度h的关系可能是下图中的()A B C D4、从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在毛毯上就不易碎，这是因为玻璃杯掉在水泥地上时()A．受到的冲量大B．受到地面的作用力大C．动量的变化量大D．动量大5、如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角θ<45°，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。

高考物理一轮复习专项训练及答案解析—机械能守恒定律及其应用1.如图所示，斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止在水平面上．现将一小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦，则在小球从释放到落至地面的过程中，下列说法中正确的是()A．斜劈对小球的弹力不做功B．斜劈与小球组成的系统机械能守恒C．斜劈的机械能守恒D．小球重力势能的减少量等于斜劈动能的增加量2.(2021·海南卷·2)水上乐园有一末段水平的滑梯，人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中．如图所示，滑梯顶端到末端的高度H＝4.0 m，末端到水面的高度h＝1.0 m．取重力加速度g＝10 m/s2，将人视为质点，不计摩擦和空气阻力．则人的落水点到滑梯末端的水平距离为()A．4.0 m B．4.5 mC．5.0 m D．5.5 m3．质量为m的小球从距离水平地面高H处由静止开始自由落下，取水平地面为参考平面，重力加速度大小为g，不计空气阻力，当小球的动能等于重力势能的2倍时，经历的时间为()A.6H g B ．2H 3g C.2H 3gD.2H g4.(2023·武汉东湖区联考)如图所示，有一条长为L ＝1 m 的均匀金属链条，有一半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°，另一半竖直下垂在空中，当链条从静止开始释放后链条滑动，则链条刚好全部滑出斜面时的速度为(g 取10 m/s 2)( )A ．2.5 m/sB.522 m/sC. 5 m/sD.352m/s 5.(多选)如图，一个质量为0.9 kg 的小球以某一初速度从P 点水平抛出，恰好从光滑圆弧ABC 的A 点沿切线方向进入圆弧(不计空气阻力，进入圆弧时无机械能损失)．已知圆弧的半径R ＝0.3 m ，θ＝60°，小球到达A 点时的速度v A ＝4 m/s.(取g ＝10 m/s 2)下列说法正确的是( )A ．小球做平抛运动的初速度v 0＝2 3 m/sB ．P 点和C 点等高C ．小球到达圆弧最高点C 点时对轨道的压力大小为12 ND ．P 点与A 点的竖直高度h ＝0.6 m6．如图所示，有一光滑轨道ABC ，AB 部分为半径为R 的14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2gRD ．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12mgR7.(多选)如图所示，质量为M 的小球套在固定倾斜的光滑杆上，原长为l 0的轻质弹簧一端固定于O 点，另一端与小球相连，弹簧与杆在同一竖直平面内．图中AO 水平，BO 间连线长度恰好与弹簧原长相等，且与杆垂直，O ′在O 的正下方，C 是AO ′段的中点，θ＝30°.现让小球从A 处由静止释放，重力加速度为g ，下列说法正确的有( )A ．下滑过程中小球的机械能守恒B ．小球滑到B 点时的加速度大小为32g C ．小球下滑到B 点时速度最大D ．小球下滑到C 点时的速度大小为2gl 08.(2023·广东省深圳实验学校、湖南省长沙一中高三联考)如图所示，一根长为3L 的轻杆可绕水平转轴O 转动，两端固定质量均为m 的小球A 和B, A 到O 的距离为L ，现使杆在竖直平面内转动，B 运动到最高点时，恰好对杆无作用力，两球均视为质点，不计空气阻力和摩擦阻力，重力加速度为g .当B 由最高点第一次转至与O 点等高的过程中，下列说法正确的是( )A ．杆对B 球做正功 B ．B 球的机械能守恒C ．轻杆转至水平时，A 球速度大小为10gL5D ．轻杆转至水平时，B 球速度大小为310gL59.(2023·广东省佛山一中高三月考)如图所示，物块A 套在光滑水平杆上，连接物块A 的轻质细线与水平杆间所成夹角为θ＝53°，细线跨过同一高度上的两光滑定滑轮与质量相等的物块B 相连，定滑轮顶部离水平杆距离为h ＝0.2 m ，现将物块B 由静止释放，物块A 、B 均可视为质点，重力加速度g ＝10 m/s 2，sin 53°＝0.8，不计空气阻力，则( )A ．物块A 与物块B 速度大小始终相等 B ．物块B 下降过程中，重力始终大于细线拉力C ．当物块A 经过左侧定滑轮正下方时，物块B 的速度最大D ．物块A 能达到的最大速度为1 m/s10．(2023·四川省泸县第一中学模拟)如图所示，把质量为0.4 kg 的小球放在竖直放置的弹簧上，并将小球缓慢向下按至图甲所示的位置，松手后弹簧将小球弹起，小球上升至最高位置的过程中其速度的平方随位移的变化图像如图乙所示，其中0.1～0.3 m 的图像为直线，弹簧的质量和空气的阻力均忽略不计，重力加速度g ＝10 m/s 2，则下列说法正确的是( )A．小球与弹簧分离时对应的位移小于0.1 mB．小球的v2－x图像中最大的速度为v1＝2 m/sC．弹簧弹性势能的最大值为E p＝1.2 JD．压缩小球的过程中外力F对小球所做的功为W F＝0.6 J11.(2020·江苏卷·15)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.12.如图所示，在倾角为θ＝30°的光滑斜面上，一劲度系数为k＝200 N/m的轻质弹簧一端固定在挡板C上，另一端连接一质量为m＝4 kg的物体A，一轻细绳通过定滑轮，一端系在物体A上，另一端与质量也为m的物体B相连，细绳与斜面平行，斜面足够长，B距地面足够高．用手托住物体B使绳子刚好伸直且没有拉力，然后由静止释放．取重力加速度g＝10 m/s2.求：(1)弹簧恢复原长时细绳上的拉力大小；(2)物体A沿斜面向上运动多远时获得最大速度；(3)物体A的最大速度的大小．13.(多选)(2023·河北省模拟)如图所示，竖直平面内固定两根足够长的细杆M、N，两杆无限接近但不接触，两杆间的距离可忽略不计．两个小球a、b(可视为质点)的质量相等，a球套在竖直杆M上，b球套在水平杆N上，a、b通过铰链用长度为L＝0.5 m的刚性轻杆连接，将a球从图示位置由静止释放(轻杆与N杆的夹角为θ＝53°)，不计一切摩擦，已知重力加速度的大小为g＝10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6.在此后的运动过程中，下列说法正确的是()A．a球下落过程中，其加速度大小始终不大于gB．a球由静止下落0.15 m时，a球的速度大小为1.5 m/sC．b球的最大速度为3 2 m/sD．a球的最大速度为2 2 m/s答案及解析1．B 2.A 3.B 4.A 5.CD6．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 )＝12·2m v 2，解得v ＝3gR ，C 错误；a 球在下滑过程中，杆对小球做功，重力对小球做功，故根据动能定理可得W ＋mgR ＝12m v 2，v ＝3gR ，联立解得W ＝12mgR ，D 正确．] 7．BD [下滑过程中小球的机械能会与弹簧的弹性势能相互转化，因此小球的机械能不守恒，故A 错误；因为在B 点，弹簧恢复原长，因此重力沿杆的分力提供加速度，根据牛顿第二定律可得mg cos 30°＝ma ，解得a ＝32g ，故B 正确；到达B 点时加速度与速度方向相同，因此小球还会加速，故C 错误；因为C 是AO ′段的中点，θ＝30°，由几何关系知当小球到C 点时，弹簧的长度与在A 点时相同，故在A 、C 两位置弹簧弹性势能相等，小球重力做的功全部转化为小球的动能，有mgl 0＝12m v C 2，解得v C ＝2gl 0，故D 正确．]8．D [由题知B 运动到最高点时，恰好对杆无作用力，有mg ＝m v 22L ，B 在最高点时速度大小为v ＝2gL ，因为A 、B 角速度相同，A 的转动半径只有B 的一半，所以A 的速度大小为v2，当B 由最高点转至与O 点等高时，取O 点所在水平面的重力势能为零，根据A 、B 机械能守恒，mg ·2L －mgL ＋12m ⎝⎛⎭⎫v 22＋12m v 2＝12m v A 2＋12m v B 2,2v A ＝v B ，解得v A ＝310gL 10，v B ＝310gL5，故C 错误，D 正确；设杆对B 做的功为W ，对B 由动能定理得mg ·2L ＋W ＝12m v B 2－12m v 2，解得W ＝－65mgL ，所以杆对B 做负功，B 机械能不守恒，故A 、B 错误．]9．D [根据关联速度得v A cos θ＝v B ，所以二者的速度大小不相等，A 错误；当物块A 经过左侧定滑轮正下方时细线与杆垂直，则根据选项A 可知，物块B 的速度为零，所以B 会经历减速过程，减速过程中重力会小于细线拉力，B 、C 错误；当物块A 经过左侧定滑轮正下方时，物块A 的速度最大，根据系统机械能守恒得mg (h sin θ－h )＝12m v 2，解得v ＝1 m/s ，D 正确．]10．C [由于不计空气阻力，则小球与弹簧分离后，小球加速度为g ，说明小球在x ＝0.1 m 时刚好回到弹簧原长位置，小球与弹簧分离，即分离时对应的位移为0.1 m ，A 错误；对直线段有v 22＝2g (0.3 m －0.1 m)，解得v 2＝2 m/s ，由题图可知最大速度v 1>v 2，B 错误；从释放到小球速度为0的过程，弹性势能全部转化为小球的机械能，以最低点为重力势能参考平面，小球的机械能为mgh 0＝0.4×10×0.3 J ＝1.2 J ，故弹簧弹性势能最大值为E p ＝1.2 J ，C 正确；向下按h ＝0.1 m 的过程，根据功能关系有W F ＋mgh ＝E p ，解得W F ＝0.8 J ，D 错误．] 11．(1)2ωR (2)(2mω2R )2＋(mg )2 (3)M ＋16m2Mg(ωR )2解析 (1)重物落地后，小球线速度大小v ＝ωr ＝2ωR (2)向心力F n ＝2mω2R 设F 与水平方向的夹角为α， 则F cos α＝F n F sin α＝mg解得F ＝(2mω2R )2＋(mg )2 (3)落地时，重物的速度v ′＝ωR 由机械能守恒得 12M v ′2＋4×12m v 2＝Mgh 解得h ＝M ＋16m 2Mg(ωR )2.12．(1)30 N (2)20 cm (3)1 m/s 解析 (1)弹簧恢复原长时， 对B ：mg －F T ＝ma 对A ：F T －mg sin 30°＝ma代入数据可求得：F T ＝30 N. (2)初态弹簧压缩量 x 1＝mg sin 30°k ＝10 cm当A 速度最大时有 F T ′＝mg ＝kx 2＋mg sin 30° 弹簧伸长量x 2＝mg －mg sin 30°k＝10 cm所以A 沿斜面向上运动x 1＋x 2＝20 cm 时获得最大速度． (3)因x 1＝x 2，故弹簧弹性势能的改变量ΔE p ＝0 由机械能守恒定律有 mg (x 1＋x 2)－mg (x 1＋x 2)sin 30° ＝12×2m v 2，解得v ＝1 m/s. 13．BC [a 球和b 球所组成的系统只有重力做功，则系统机械能守恒，以b 球为研究对象，b 球的初速度为零，当a 球运动到两杆的交点时，球在水平方向上的分速度为零，所以b 球此时的速度也为零，由此可知从a 球释放至a 球运动到两杆的交点过程中，b 球速度是先增大再减小，当b 球速度减小时，轻杆对a 、b 都表现为拉力，对a 分析，此时拉力在竖直方向上的分力与a 的重力方向相同，则此时其加速度大小大于g ，故A 错误；由机械能守恒得mg Δh ＝12m v a 2＋12m v b 2，当a 下落Δh ＝0.15 m 时，由几何关系可知轻杆与N 杆的夹角α＝30°，此时v a sin α＝v b cos α，联立解得v a ＝1.5 m/s ，故B 正确；当a 球运动到两杆的交点后再向下运动L 距离，此时b 达到两杆的交点处，a 的速度为零，b 的速度最大，设为v b m ，由机械能守恒得mg (L ＋L sin θ)＝12m v b m 2，解得v b m ＝3 2 m/s ，故C 正确； a 球运动到两杆的交点处，b的速度为零，设此时a 的速度为v a 0，由机械能守恒得mgL sin θ＝12m v a 02，解得v a 0＝2 2 m/s ，此时a球的加速度大小为g，且方向竖直向下，与速度方向相同，a球会继续向下加速运动，速度会大于2 2 m/s，故D错误．]。

姓名，年级：时间：专题六机械能守恒定律备考篇【考情探究】课标解读考情分析备考指导考点内容功和功率1.理解功和功率。

2.了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义考查内容1。

功、功率。

2。

动能、动能定理。

3.机械能守恒定律。

4.功能关系。

命题趋势1.一般与实际生产、生活相联系。

2。

利用功能关系、机械能守恒定律解决单个或多个物体的运动问题能量观点是高中物理解决问题的三大方法之一，既在选择题中出现，也在综合性的计算题中应用,常将功、功率、动能、势能等基础知识融入其他问题中考查，也常将动能定理、机械能守恒定律、功能关系作为解题工具在综合题中应用。

在复习本专题内容时,一定要下大力气打牢基础，尤其对动能定理、机械能守恒定律、功能关系,要深刻理解，灵活应用,形成应用能量观念、解决物理问题的基本思路动能与动能定理1.理解动能和动能定理。

2.能用动能定理解释生产生活中的现象机械能守恒定律1.理解重力势能,知道重力势能的变化与重力做功的关系。

2。

定性了解弹性势能。

3。

理解机械能守恒定律。

4.能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题功能关系与能量守恒定律体会守恒观念对认识物理规律的重要性【真题探秘】基础篇【基础集训】考点一功和功率1.(2019深圳一模,14，6分）在水平地面上方某处，把质量相同的P、O两小球以相同速率沿竖直方向抛出,P向上,O向下，不计空气阻力,两球从抛出到落地的过程中（)A.P球重力做功较多B.两球重力的平均功率相等C。

落地前瞬间,P球重力的瞬时功率较大D。

落地前瞬间,两球重力的瞬时功率相等答案D考点二动能与动能定理2.（2019梅州模拟,14,6分)物体做自由落体运动,从静止释放时开始计时,在某时刻物体的动能（)A。

与它所经历的时间成正比B。

与它的位移成正比C.与它的速度成正比D。

与它的动量成正比答案B3。

(2019汕头二模，24,12分）如图是冰上体育比赛“冰壶运动”的场地示意图（冰面水平).在某次训练中，甲队员将质量m=20 kg的一个冰壶石从左侧的A处向右推出，冰壶石沿中心线运动与A点相距为x=30 m的营垒中心O处恰好停下.此后，乙队员将完全相同的第二个冰壶石同样在A处向右推出，冰壶石从A处运动到O处经过的时间为t=10 s。

专题六机械能守恒定律考情探究课标解读考情分析备考指导考点内容功和功率1.理解功和功率。

2.了解生产生活中常见机械的功率大小及其意义。

本专题是力学的重点内容之一,高考对本专题通常从三个角度进行考查:第一,功和功率;第二,动能定理及其应用;第三,功能关系、机械能守恒定律及其应用。

一般与其他知识(比如牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动、电磁学等)结合起来考查学生对规律的应用理解、对综合问题的分析能力以及对能量转化与守恒思想的理解能力。

从近几年高考来看,关于功和能的考查,多以选择题的形式出现,有时与电流及电磁感应相结合命题。

动能定理多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题;动能定理仍将是高考考查的重点。

机械能守恒定律多数题目是与牛顿运动定律、平抛运动、圆周运动以及电磁学等知识相结合的综合性试题。

高考题注重与生产、生活、科技相结合,常将对相关知识的考查放在一些与实际问题相结合的情境中。

动能定理、机械能守恒定律及其应用1.理解动能和动能定理。

2.能用动能定理解释生产生活中的现象。

3.理解重力势能,知道重力势能的变化与重力做功的关系。

4.定性了解弹性势能。

5.通过实验,验证机械能守恒定律。

6.理解机械能守恒定律。

7.能用机械能守恒定律分析生产生活中的有关问题。

功能关系、能量守恒定律体会守恒观念对认识物理规律的重要性。

真题探秘基础篇固本夯基基础集训考点一功和功率1.(2019福建莆田质检)如图所示,乒乓球运动员用同一个乒乓球两次发球,乒乓球都在等高处水平向左越过球网,从发球点到落到台面的过程中(不计乒乓球的旋转和空气阻力),下列说法正确的是( )A.球第1次过网时的速度小于第2次过网时的速度B.球第1次的速度变化量小于第2次的速度变化量C.球两次落到台面时重力的瞬时功率相等D.球两次落到台面过程中重力的平均功率不相等答案 C2.用长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球,其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体,斜面体放在水平面上,开始时小球与斜面刚刚接触且细绳恰好竖直,如图所示,现在用水平推力F缓慢向左推动斜面体,直至细绳与斜面平行,则下列说法中正确的是( )A.小球受到的斜面的弹力始终与斜面垂直,故对小球不做功B.细绳对小球的拉力始终与小球的运动方向垂直,故对小球不做功C.小球受到的合外力对小球做功为零,故小球在该过程中机械能守恒D.若水平面光滑,则推力做功为mgL(1-cos θ)答案 B3.如图所示,某工厂用传送带向高处运送货物,将一货物轻轻放在传送带底端,第一阶段货物被加速到与传送带具有相同的速度,第二阶段与传送带相对静止,匀速运动到传送带顶端。

2021届高考物理--机械能及其守恒定律含答案（一轮）专题（一轮）：机械能及其守恒定律一、选择题1、(2019年汕头模拟)从同一高度落下的玻璃杯掉在水泥地上易碎，而掉在毛毯上就不易碎，这是因为玻璃杯掉在水泥地上时()A．受到的冲量大B．受到地面的作用力大C．动量的变化量大D．动量大2、坐落在镇江新区的摩天轮高88 m，假设乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动。

下列说法正确的是( )A.在摩天轮转动的过程中，乘客速度始终保持不变B.在最低点时，乘客所受重力大于座椅对他的支持力C.在摩天轮转动一周的过程中，合力对乘客做功为零D.在摩天轮转动的过程中，乘客重力的功率保持不变3、(2019年广东茂名联考)如图所示，一物块从斜面低端以初速度v0开始沿斜面上滑，物块与斜面间的动摩擦因数μ<tan α，其中α为斜面的倾角，物块沿斜面运动的最大高度为H，已知滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取斜面低端为参考平面，则物块在斜面上运动过程中机械能E、动能E k、重力势能E p与高度h 的关系可能是下图中的()A B C D4、(2019·昆明、玉溪统考)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一质量为m的小球，小球与一轻质弹簧一端相连，弹簧的另一端固定在地面上的A点，已知杆与水平面之间的夹角θ<45°，当小球位于B点时，弹簧与杆垂直，此时弹簧处于原长。

现让小球自C点由静止释放，在小球滑到杆底端(此时小球速度为零)的整个过程中，关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能，下列说法正确的是()A．小球的动能与重力势能之和保持不变B．小球的动能与重力势能之和先增大后减小C．小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变D．小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变5、如图所示，力F大小相等，物体运动的位移s也相同，哪种情况F做功最少()A B C D6、如图甲所示，海上救援时，一直升机悬停在空中，某质量为60 kg的伤员在绳索的牵引下沿竖直方向从船上升到飞机上，运动的v－t图象(以向上为正方向)如图乙所示，取g＝10 m/s2，则下列说法正确的是()A．5～7 s内伤员在下降B．前3 s内与最后2 s内伤员所受绳子的拉力之比为2：3C．整个过程中伤员重力所做的功为－1.62×104 JD．前3 s内与最后2 s内伤员重力做功的平均功率不相等7、(双选)关于动能，下列说法正确的是()A．公式E k＝12m v2中的速度v一般是物体相对于地面的速度B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同D．物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同8、(双选)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点无初速度释放，让小球自由摆下。

2021届一轮高考物理练习：机械能及其守恒定律（基础）及答案*机械能及其守恒定律*一、选择题1、(2019年甘肃兰州一诊)(双选)如图所示，物块从足够长粗糙斜面底端O点，以某一速度向上运动，到达最高点后又沿斜面下滑．物块先后两次经过斜面上某一点A点时的动能分别为E k1和E k2，重力势能分别为E p1和E p2，从O点开始到第一次经过A点的过程中重力做功为W G1，合外力做功的绝对值为W1，从O点开始到第二次经过A 点的过程中重力做功为W G2，合外力做功的绝对值为W2，则下列选项正确的是()A．E k1>E k2，E p1＝E p2B．E k1＝E k2，E p1>E p2C．W G1＝W G2，W1<W2D．W G1>W G2，W1＝W22、(双选)一个物体在拉力F的作用下在倾角θ=30°的粗糙斜面上向上始终匀速运动，物体与斜面的动摩擦因数μ=0.5，F与斜面的夹角α从零逐渐增大，物体离开斜面前，拉力F的大小与F的功率P的变化情况( )A.F变大B.P一直变小C.F先变小后变大D.P一直变大3、(2019·龙岩质检)如图所示，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一根轻质弹性橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直且处于原长，原长为h，现让圆环沿杆从静止开始下滑，滑到杆的底端时速度为零。

则在圆环下滑过程中(整个过程中橡皮绳始终处于弹性限度内)，下列说法中正确的是()A．圆环的机械能守恒B．圆环的机械能先增大后减小C．圆环滑到杆的底端时机械能减少了mghD．橡皮绳再次恰好恢复原长时，圆环动能最大4、质量为m的汽车沿平直的公路行驶，在时间t内，以恒定功率P由静止开始经过距离s达到最大速度v m。

已知汽车所受的阻力F f恒定不变，则在这段时间内发动机所做的功W可用下列哪些式子计算()A．W＝F f s B．W＝12F f v m t C．W＝F f v m t D．W＝12m v2m5、如图所示，水平地面上有一倾角为θ的三角形斜面体，其质量为M，上表面粗糙，下表面光滑．质量为m的滑块放在斜面上能保持静止．现用从零开始缓慢增大、方向水平向左的外力F作用在斜面体上，直到滑块与斜面体发生相对运动为止．在该过程中滑块受到的各力的分析，正确的是()A．斜面对滑块的支持力一直不做功B．滑块受到的摩擦力一直做负功C．斜面对滑块的支持力始终等于mgcosθD．当F大于(M＋m)gtanθ之后，支持力大于mg co sθ6、(2019·全国卷Ⅲ)从地面竖直向上抛出一物体，物体在运动过程中除受到重力外，还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用。

2021届高考一轮物理：机械能及其守恒定律含答案 一轮：机械能及其守恒定律*一、选择题1、(双选)如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A 、B 质量均为m ，在水平恒力F 作用下以速度v 做匀速运动在时轻绳断开，A 在F 作用下继续前进，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0至t ＝m v F 时间内，A 、B 的总动量守恒B ．t ＝2m v F 至t ＝3m v F 时间内，A 、B 的总动量守恒C ．t ＝2m v F 时，A 的动量为2m vD ．t ＝4m v F 时，A 的动量为4m v2、(双选)如图甲所示，长为l 、倾角为α的斜面固定在水平地面上，一质量为m 的小物块从斜面顶端由静止释放并沿斜面向下滑动，已知小物块与斜面间的动摩擦因数μ与下滑距离x 的变化图象如图乙所示，则 ( )A.μ0>tanαB.小物块下滑的加速度逐渐增大C.小物块下滑到斜面底端的过程中克服摩擦力做的功为μ0mglcosαD.小物块下滑到底端时的速度大小为3、如图所示，一物块从斜面低端以初速度v 0开始沿斜面上滑，物块与斜面间的动摩擦因数μ<tan α，其中α为斜面的倾角，物块沿斜面运动的最大高度为H ，已知滑动摩擦力等于最大静摩擦力，取斜面低端为参考平面，则物块在斜面上运动过程中机械能E 、动能E k 、重力势能E p 与高度h 的关系可能是下图中的( )A B C D4、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．522m/s C． 5 m/s D．352m/s5、用起重机将质量为m的物体匀速吊起一段距离，那么作用在物体上的各力做功情况应是下列说法中的哪一种()A．重力做正功，拉力做负功，合力做功为零B．重力做负功，拉力做正功，合力做正功C．重力做负功，拉力做正功，合力做功为零D．重力不做功，拉力做正功，合力做正功6、如图是一种工具——石磨，下面磨盘固定，上面磨盘可绕过中心的竖直转轴，在推杆带动下在水平面内转动．若上面磨盘直径为D，质量为m且均匀分布，磨盘间动摩擦因数为μ.若推杆在外力作用下以角速度ω匀速转动，磨盘转动一周，外力克服磨盘间摩擦力做功为W，则()A．磨盘推杆两端点的速度相同B．磨盘边缘的线速度为ωDC．摩擦力的等效作用点离转轴距离为WπμmgD．摩擦力的等效作用点离转轴距离为W 2πμmg7、如图所示，倾角θ＝37°的斜面AB与水平面平滑连接于B点，A、B两点之间的距离x0＝3 m，质量m＝3 kg的小物块与斜面及水平面间的动摩擦因数均为μ＝0.4。

2021届高考（人教）物理：机械能及其守恒定律一轮练习含答案专题复习：机械能及其守恒定律一、选择题1、(多选)如图所示，半径为R的光滑圆弧轨道ABC固定在竖直平面内，O是圆心，OC竖直，OA水平，B是最低点，A点紧靠一足够长的平台MN，D点位于A点正上方。

现于D点无初速度释放一个可视为质点的小球，在A点进入圆弧轨道，从C 点飞出后落在平台MN上的P点，不计空气阻力，下列说法正确的是( )A.改变D点的高度，小球可落在平台MN上任意一点B.小球落到P点前瞬间的机械能等于D点的机械能C.小球从A运动到B的过程中，重力的功率一直增大D.如果DA距离为h，则小球经过C点时对轨道的压力为-3mg2、(双选)如图所示，在粗糙水平面上，用水平轻绳相连的两个相同的物体A、B 质量均为m，在水平恒力F作用下以速度v做匀速运动在时轻绳断开，A在F作用下继续前进，则下列说法正确的是()A．t＝0至t＝m vF时间内，A、B的总动量守恒B．t＝2m vF至t＝3m vF时间内，A、B的总动量守恒C．t＝2m vF时，A的动量为2m vD．t＝4m vF时，A的动量为4m v3、从地面竖直上抛两个质量不同、初动能相同的小球，不计空气阻力，以地面为零势能面，当两小球上升到同一高度时，则()A．它们具有的重力势能相等B．质量小的小球动能一定小C．它们具有的机械能相等D．质量大的小球机械能一定大4、(双选)质量为m的物体静止在光滑水平面上，从t＝0时刻开始受到水平力的作用。

力的大小F与时间t的关系如图所示，力的方向保持不变，则()A．3t0时刻的瞬时功率为5F20t0 mB．3t0时刻的瞬时功率为15F20t0 mC．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为23F20t0 4mD．在t＝0到3t0这段时间内，水平力的平均功率为25F20t0 6m5、如图所示，水平地面上有一倾角为θ的三角形斜面体，其质量为M，上表面粗糙，下表面光滑．质量为m的滑块放在斜面上能保持静止．现用从零开始缓慢增大、方向水平向左的外力F作用在斜面体上，直到滑块与斜面体发生相对运动为止．在该过程中滑块受到的各力的分析，正确的是()A．斜面对滑块的支持力一直不做功B．滑块受到的摩擦力一直做负功C．斜面对滑块的支持力始终等于mgcosθD．当F大于(M＋m)gtanθ之后，支持力大于mg cosθ6、(双选)关于动能，下列说法正确的是()A．公式E k＝12m v2中的速度v一般是物体相对于地面的速度B．动能的大小由物体的质量和速率决定，与物体运动的方向无关C．物体以相同的速率向东和向西运动，动能的大小相等但方向不同D．物体以相同的速率做匀速直线运动和曲线运动，其动能不同7、在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出。

实验七验证机械能守恒定律1．实验目的验证机械能守恒定律。

2．实验原理(1)在只有重力做功的自由落体运动中，物体的重力势能和动能互相转化，但总的机械能保持不变。

若物体某时刻瞬时速度为v，下落高度为h，则其重力势能的减少量为mgh，动能的增加量为12m v2，看它们在实验误差允许的范围内是否相等，若相等则验证了机械能守恒定律。

(2)速度的测量：做匀变速运动的纸带上某点的瞬时速度等于相邻两点间的平均速度v t＝v2t。

计算打第n个点瞬时速度的方法是：测出第n个点的相邻前后两段相等时间T内下落的距离x n和x n＋1，由公式v n＝x n＋x n＋12T或v n＝h n＋1－h n－12T算出，如图所示。

3．实验器材铁架台(含铁夹)、打点计时器、学生电源、纸带、复写纸、导线、毫米刻度尺、重物(带纸带夹)。

4．实验步骤(1)仪器安装将检查、调整好的打点计时器按如图所示装置竖直固定在铁架台上，接好电路。

(2)打纸带将纸带的一端用夹子固定在重物上，另一端穿过打点计时器的限位孔，用手提着纸带使重物静止在靠近打点计时器的地方。

先接通电源，后松开纸带，让重物带着纸带自由下落。

更换纸带，重复做3～5次实验。

(3)选纸带分两种情况说明：①如果根据12m v 2＝mgh 验证时，应选点迹清晰，打点成一条直线，且1、2两点间距离小于或接近2 mm 的纸带。

若1、2两点间的距离大于2 mm ，这是由于先释放纸带，后接通电源造成的。

这样，第1个点就不是运动的起始点了，这样的纸带不能选。

②如果根据12m v 2B －12m v 2A ＝mg Δh 验证时，由于重物重力势能的变化是绝对的，处理纸带上的数据时，选择适当的点为基准点，这样纸带上打出的第1、2两点间的距离是否为2 mm 就无关紧要了，所以只要后面的点迹清晰就可选用。

5．数据处理(1)求瞬时速度由公式v n ＝h n ＋1－h n －12T可以计算出重物下落h 1、h 2、h 3…的高度时对应的瞬时速度v 1、v 2、v 3…(2)验证守恒方法一：利用起始点和第n 点计算。