2019高考物理二轮复习第一部分专题二能量与动量专题强化练六机械

2019高考物理二轮复习第一部分专题二能量与动量专题强化练六机械能守恒定律功能关系

专题强化练(六)机械能守恒定律功能关系

考点1 机械能守恒定律的应用

1．(多选)如图所示，质量分别为m 和2m 的两个小球A 和B ，中间用轻质杆相连，在杆的中点O 处有一固定转动轴，把杆置于水平位置后释放，在B 球顺时针摆动到最低位置的过程中(不计一切摩擦)()

A ．

B 球的重力势能减少，动能增加，B 球和地球组成的系统机械能守恒

B ．A 球的重力势能增加，动能也增加，A 球和地球组成的系统机械能不守恒

C ．A 球、B 球和地球组成的系统机械能守恒

D ．A 球、B 球和地球组成的系统机械能不守恒

解析：A 球在上摆过程中，重力势能增加，动能也增加，机械能增加，B 项正确；由于A 球、B 球和地球组成的系统只有重力做功，故系统的机械能守恒，C 项正确，D 项错误；所

以B 球和地球组成系统的机械能一定减少，A 项错误．

答案：BC

2．(2018·天津卷)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB ，从滑道的A 点滑行到最低点B 的过程中，由于摩擦力的存在，

运动员的速率不变，则运动员沿AB 下滑过程中()

A ．所受合外力始终为零

B ．所受摩擦力大小不变

C ．合外力做功一定为零

D ．机械能始终保持不变

解析：运动员从A 到B 做曲线运动，所以合力一定不为零，A 错误；运动员的速率不变，由F N －mg cos θ＝m v2R ?F N ＝mg cos θ＋m v2R

知，在不同的位置，对曲面的压力不同，进而摩

擦力不同，B 错误；由动能定理知，合外力做功一定为零，故C 正确；运动员从A 到B 做曲线运动，动能不变，重力势能减少，机械能不守恒，D 错误．

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答案：C

3．(多选)(2018·泰安检测)如图所示，将质量为2m 的重物悬挂在轻绳的一端，轻绳的另一端系一质量为m 的环，环套在竖直固定的光滑直杆上A 点，光滑定滑轮与直杆的距离为d .A 点与定滑轮等高，B 点在距A 点正下方d 处．现将环从A 由静止释放，不计一切摩擦阻力，

下列说法正确的是()

A ．环到达

B 时，重物上升的高度h ＝d

B ．环从A 到B ，环减少的机械能等于重物增加的机械能

C ．环从A 能下降的最大高度为43d

D ．当环下降时，轻绳的拉力T ＝2mg

解析：根据几何关系有，环到达B 时，重物上升的高度h ＝2d －d ，故A 错误；环下滑过程中无摩擦力做功，故系统机械能守恒，即环减少的机械能等于重物增加的机械能，故B 正确；设环下降到最大高度为H 时，环和重物的速度均为零，此时重物上升的最大高度为：

H2＋d2－d, 根据机械能守恒有：mgH ＝2mg (H2＋d2－d )，解得：H ＝4d 3

，故C 正确；环向下运动，做非匀速运动，有加速度，所以重物向上运动，也有加速度，即环下降的时候，轻

绳的拉力不可能是2mg ，故D 错误．

答案：BC

考点2 能量守恒定律

4．如图所示是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图．图中①和②为楔块，③和④为垫板，楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦，在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中()

A ．缓冲器的机械能守恒

B ．摩擦力做功消耗机械能

C ．垫板的动能全部转化为内能

D ．弹簧的弹性势能全部转化为动能

解析：由于系统内存在摩擦力，在车厢撞击压缩弹簧的过程中需要克服摩擦力做功，机

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械能不守恒，垫板的动能一部分转化为弹簧弹性势能，另一部分转化为内能，A 、C 错误，B 正确．弹簧恢复原长过程中，克服摩擦力做功，弹性势能转化为内能和动能，D 错误．

答案：B

5．(2018·泰州中学月考)如图所示，在某竖直平面内，光滑曲面AB 与水平面BC 平滑连

接于B 点，BC 右端连接内壁光滑、半径r ＝0.2 m 的四分之一细圆管CD ，管口D 端正下方直立一根劲度系数k ＝100 N/m 的轻弹簧，弹簧一端固定，另一端恰好与管口D 端平齐．一个质量为1 kg 的小球放在曲面AB 上，现从距BC 的高度h ＝0.6 m 处静止释放小球，它与BC 间的动摩擦因数μ＝0.5，小球进入管口C 端时，它对上管壁有F N ＝2.5mg 的作用力，通过CD 后，在压缩弹簧过程中小球速度最大时弹簧的弹性势能E p ＝0.5 J ．重力加速度g 取10 m/s 2

.求：

(1)小球在C 处受到的向心力大小；

(2)在压缩弹簧过程中小球的最大动能E km ；

(3)小球最终停止的位置．

解析：(1)小球进入管口C 端时，它与圆管上管壁有大小为F ＝2.5mg 的相互作用力，故对小球由牛顿第二定律有F ＋mg ＝F n .

解得F n ＝35 N. (2)在压缩弹簧过程中，速度最大时合力为零．

设此时小球离D 端的距离为x 0，则有kx 0＝mg ，

解得x 0＝mg k ＝0.1 m.

在C 点，有F n ＝mv2C r ，解得v C ＝7 m/s.

解得v C ＝7 m/s.

由能量守恒定律有mg (r ＋x 0)＝E p ＋?

????Ekm －12mv2C ，解得E km ＝mg (r ＋x 0)＋12mv 2C －E p ＝6 J. 解得E km ＝mg (r ＋x 0)＋12mv 2C －E p ＝6 J.

(3)小球从A 点运动到C 点过程，由动能定理得

mgh －μmgs ＝12mv 2C ，

解得B 、C 间距离s ＝0.5 m.

小球与弹簧作用后返回C 处动能不变，小球的动能最终消耗在与BC 水平面相互作用的过