（浙江选考）2019届高考物理二轮复习 专题二 能量与动量 提升训练8 机械能守恒和能量守恒定律.doc

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1、1提升训练提升训练 8 8 机械能守恒和能量守恒定律机械能守恒和能量守恒定律 1 1.海洋能是一种蕴藏量极大的可再生能源,具有广阔的应用前景。下列能源不属于海洋能的是( ) A.潮汐能B.波浪能 C.太阳能D.海流能 2 2.如图所示,具有一定初速度的物块,沿倾角为 30的粗糙斜面向上运动的过程中,受一个恒定的沿斜 面向上的拉力F作用,这时物块的加速度大小为 4 m/s2,方向沿斜面向下,那么,在物块向上运动的 过程中,下列说法正确的是( ) A.物块的机械能一定增加 B.物块的机械能一定减小 C.物块的机械能可能不变 D.无法确定 3 3.市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)。在阳

2、光的照射下,小电扇快速转动,能给炎 热的夏季带来一丝凉爽。该装置的能量转化情况是( )A.太阳能电能机械能 B.太阳能机械能电能 C.电能太阳能机械能 D.机械能太阳能电能 4 4.物体做自由落体运动,Ek表示动能,Ep表示势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面,下列 所示图象中,能正确反映各物理量之间的关系的是( )5 5.如图所示,竖直放置的等螺距螺线管高为h,该螺线管是用长为l的硬质直管(内径远小于h)弯制而 成。一光滑小球从上端管口由静止释放,关于小球的运动,下列说法正确的是( ) A.小球到达下端管口时的速度大小与l有关 B.小球到达下端管口时重力的功率为mg2来源:学科网C.

3、小球到达下端的时间为22 2D.小球在运动过程中受管道的作用力大小不变 6 6.如图所示,一个人把质量为m的石块,从距地面高为h处,以初速度v0斜向上抛出。以水平地面为参 考平面,不计空气阻力,重力加速度为g,则( )A.石块离开手的时刻机械能为1 2m02B.石块刚落地的时刻动能为mghC.人对石块做的功是+mgh1 2m02D.人对石块做的功是1 2m027 7.如图所示,质量为m的物体(可视为质点)以某一速度从A点冲上倾角为 30的固定斜面,其运动的加速度为g,此物体在斜面上上升的最大高度为h,则在这个过程中物体( )2 3A.重力势能增加了mgh1 2 B.动能损失了mghC.克服摩擦

4、力做功mgh1 6D.机械能损失mgh1 38 8.2016 年巴西里约奥运会上,中国选手邓薇以 262 kg(抓举 115 kg,挺举 147 kg)的总成绩打破奥运 会纪录、世界纪录。某次抓举,在杠铃被举高的整个过程中,不计空气阻力,下列说法正确的是( ) A.杠铃的动能一直增大 B.杠铃的重力势能一直增大 C.杠铃的机械能守恒 D.杠铃一直处于超重状态 9 9.如图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,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。通过安装在弹簧下端的压力传感器,

5、测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图 象如图乙所示,则( )3A.t1时刻小球动能最大 B.t2时刻小球动能最大 C.t2t3时间内,小球的动能先增大后减小 D.t2t3时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能 1010.我们的课本上曾有一个小实验,课本截图如下。实验时,某同学把小纸帽压到桌面上,从放手到 小纸帽刚脱离弹簧的运动过程中,不计空气及摩擦阻力,下列说法正确的是( )A.小纸帽的机械能守恒 B.小纸帽刚脱离弹簧时动能最大 C.小纸帽在最低点所受的弹力等于重力 D.在某一阶段内,小纸帽的动能减小而小纸帽的机械能增加 1111.如图所示,一个质量为 2m的甲球和一个质量为m的乙球,

6、用长度为 2R的轻杆连接,两个球都被限制 在半径为R的光滑圆形竖直轨道上,轨道固定于水平地面。初始时刻,轻杆竖直,且质量为 2m的甲 球,在上方。此时,受扰动两球开始运动,重力加速度为g,则下列说法正确的是( ) A.甲球下滑过程中减少的机械能总大于乙球增加的机械能 B.甲球下滑过程中减少的重力势能总等于乙球増加的重力势能C.整个运动过程中甲球的最大速度为2 33D.甲球运动到最低点前,轻杆对乙球一直做正功 1212.三峡水力发电站是我国最大的水力发电站,三峡水库水位落差约 100 m,水的流量约 1.35104 m3/s,船只通航需要 3 500 m3/s 的流量,其余流量全部用来发电,水流

7、冲击水轮机发电时,水流减少 的机械能有 20%转化为电能。按照以上数据估算,如果三峡电站全部用于城市生活用电,它可以满足 约多少个百万人口城市生活用电(设三口之家平均每家每月用电 240 度)( ) A.2 个B.6 个C.18 个D.90 个 1313.如图所示,水平地面与一半径为l的竖直光滑圆弧轨道相接于B点,轨道上的C点位置处于圆心O 的正下方。在距地面高度为l的水平平台边缘上的A点,质量为m的小球以v0=的速度水平飞2出,小球在空中运动至B点时,恰好沿圆弧轨道在该点的切线方向滑入轨道。小球运动过程中空气 阻力不计,重力加速度为g,试求:4(1)B点与抛出点A正下方的水平距离x;(2)圆

8、弧BC段所对的圆心角;(3)小球滑到C点时,对圆轨道的压力。1414.如图所示,水平轨道BC的左端与固定的光滑竖直 圆轨道相切于B点,右端与一倾角为 30的1 4 光滑斜面轨道在C点平滑连接(即物体经过C点时速度的大小不变),斜面顶端固定一轻质弹簧,一 质量为 2 kg 的滑块从圆弧轨道的顶端A点由静止释放,经水平轨道后滑上斜面并压缩弹簧,第一次 可将弹簧压缩至D点,已知光滑圆轨道的半径R=0.45 m,水平轨道BC长为 0.4 m,其动摩擦因数 =0.2,光滑斜面轨道上CD长为 0.6 m,g取 10 m/s2,求:(1)滑块第一次经过B点时对轨道的压力;(2)整个过程中弹簧具有最大的弹性势

9、能;(3)滑块最终停在何处?5提升训练 8 8 机械能守恒和能量守恒定律 1 1.C 2 2.A 3 3.A 解析 帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能,供小电扇工作。小电扇工作时消耗电 能,将电能转化为扇叶的机械能,故选 A。 4 4.B5 5.C 解析 在小球到达最低点的过程中只有重力做功,故根据动能定理可知mgh= mv2,解得v=1 2 ,小球到达下端管口时的速度大小与h有关,与l无关,故 A 错误;到达下端管口的速度为v=2,速度沿管道的切线方向,故重力的瞬时功率为P=mgsin(为管口处管道切线方向与22水平方向的夹角),故 B 错误;物体在管内下滑的加速度为a=,设下滑所需时间

10、为t,则l= at2,t= 1 2,故 C 正确;小球得做的是加速螺旋运动,速度越来越大,做的是螺旋圆周运动,根据Fn=2 =22 可知,支持力越来越大,故 D 错误。2 6 6.D 7 7.D 解析 过程中重力做负功,WG=-mgh,所以重力势能增加mgh,故 A 错误;在沿斜面方向上受 到沿斜面向下重力的分力和沿斜面向下的摩擦力,根据牛顿第二定律可得mgsin30+Ff=ma,解得Ff= mg,故克服摩擦力做功Wf=Ffmg2h= mgh,机械能损失mgh,故 C 错误,D 正确;动1 6 30=1 61 31 3能损失量为合外力做的功的大小,Ek=F合s= mg2h= mgh,故 B 错

11、误。2 34 3 8 8.B 解析 杠铃被举起后,速度为 0,动能为 0,故 A 错;在举重的过程中杠铃的重力势能一直增 大,故 B 对;杠铃受到手的作用力,且做正功,杠铃的机械能不守恒,故 C 错;杠铃可能匀速上升,杠铃 不一定一直处于超重状态,故 D 错。 9 9.C 解析 t1时刻小球刚与弹簧接触,与弹簧接触后,先做加速度不断减小的加速运动,当弹力 增大到与重力平衡,即加速度为零时,速度达到最大;t2时刻,弹力最大,弹簧的压缩量最大,小球运 动到最低点,速度等于零;t2t3时间内,小球上升,先做加速度减小的加速运动,后做加速度增大的减 速运动;t2t3时间内,小球和弹簧组成的系统机械能守

12、恒,故小球增加的动能和重力势能之和等于弹 簧减少的弹性势能。 1010.D 解析 从放手到小纸帽刚脱离弹簧的运动过程中,弹簧的弹性势能转化为小纸帽的机械 能,所以在此过程中小纸帽的机械能会越来越大,不守恒,故 A 错误;上升时弹力逐渐减小,到等于小 纸帽的重力后,小纸帽就开始减速,动能开始减小,但弹簧弹性势能还继续转化为小纸帽的机械能, 机械能还在增大,故 B 错误,D 正确;小纸帽在最低点所受的弹力等于手的压力和重力之和,故 C 错误。1111.D 解析 在运动的过程中,由于只有动能和重力势能之间相互转化,所以甲球下滑过程中减 少的机械能总等于乙球增加的机械能,故 A 错误; 在运动的过程中

13、,重力对系统做正功,甲和乙的动能都增加,所以甲球下滑过程中减少的重力势 能总大于乙球增加的重力势能,故 B 错误; 当甲到达最低点时,乙也到达了最高点,该过程中系统减小的重力势能等于系统增加的动能,由于两球的线速度相等,设该速度为v,则 2mg2R-mg2R= mv2+2mv2,得v=2,故 C 错误;1 21 2 3甲球运动到最低点前,乙的重力势能一直增大,同时乙的动能也一直增大,可知轻杆对乙球一直 做正功,故 D 正确。 1212.C 解析 每秒用于发电的重力势能为mgh=11010 J,转化为电能的有 2109 J,每月约 5.21015 J,等于 1.44109度,大约 600 万个三

14、口之家,也就是 1 800 万人口,18 个百万人口,故 C 正确。 1313.答案 (1)2l (2)45 (3)(7-)mg,方向竖直向下26解析 (1)设小球做平抛运动到达B点的时间为t,由平抛运动规律得l= gt2,x=v0t1 2 联立解得x=2l。(2)由小球到达B点时竖直分速度vy=,tan=,解得=45。20(3)小球从A运动到C点的过程中机械能守恒,设到达C点时速度大小为vC,由机械能守恒定律 有mgl(1 + 1 -22)=1 2m21 2m02设轨道对小球的支持力为F,有F-mg=m2来源:学_科_网 解得F=(7-)mg2由牛顿第三定律可知,小球对圆轨道的压力大小为 F

15、=(7-)mg,方向竖直向下。21414.答案 (1)60 N,方向竖直向下 (2)1.4 J (3)滑块最终停止在BC间距B点 0.15 m 处(或 距C点 0.25 m 处) 解析 (1)滑块从A点到B点,由动能定理可得mgR=-0,解得vB=3 m/s1 2m2滑块在B点F-mg=m,解得F=60 N2 由牛顿第三定律可得物块对B点的压力F=F=60 N,方向竖直向下。 (2)滑块从A点到D点,该过程弹簧弹力对滑块做的功为W,由动能定理可得mgR-mgLBC- mgLCDsin30+W=0 Ep=-W 解得Ep=1.4 J。 (3)滑块最终停止在水平轨道BC间,从滑块第一次经过B点到最终停下来的全过程,由动能定理可得-mgs=0-1 2m2解得s=2.25 m则物体在BC段上运动的次数为n=5.6252.250.4 说明物体在BC上滑动了 5 次,又向左运动 0.6250.4=0.25 m 故滑块最终停止在BC间距B点 0.15 m 处(或距C点 0.25 m 处)。