1、高考资源网（） 您身边的高考专家第2课时系统机械能守恒定律的应用必备知识基础练进阶训练第一层1.如图所示，斜面体置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()A物体的重力势能减少，动能增加，机械能增大B斜面体的机械能不变C斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D物体和斜面体组成的系统机械能守恒2如图所示，将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上，槽的左侧有一固定的竖直墙壁现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落，从A点与半圆形槽相切进入槽内，则下列说法正确的是()A小球在半圆形槽内运动的全过程中，只有重力对它做功B小球从A点向
2、半圆形槽的最低点运动的过程中，小球处于失重状态C小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中，小球与槽组成的系统机械能守恒D小球从下落到从右侧离开槽的过程中，机械能守恒3如图所示，轻绳连接A、B两物体，A物体悬在空中距地面H高处，B物体放在水平面上若A物体质量是B物体质量的2倍，不计一切摩擦由静止释放A物体，以地面为零势能面当A的动能与其重力势能相等时，A距地面的高度是()A.H B.HC.H D.H4.如图所示，物体A静止光滑的水平面上，A的左边固定有轻质弹簧，与A质量相等的物体B以速度v向A运动并与弹簧发生碰撞，A、B始终沿同一直线运动，则A、B组成的系统动能损失最大的时刻是()AA开始运动
3、时 BA的速度等于v时CB的速度等于零时 DA和B的速度相等时关键能力综合练进阶训练第二层一、单选题1如图所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接，弹簧的另一端连接在墙上，且处于原长状态现让圆环由静止开始下滑，已知弹簧原长为L，圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度)，则在圆环下滑到最大距离的过程中()A圆环的机械能守恒B弹簧弹性势能变化了mgLC圆环下滑到最大距离时，所受合力为零D圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变2如图所示，可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接，跨过固定在地面上半径为R的光滑圆柱，A的质量为B的两倍当B位
4、于地面时，A恰与圆柱轴心等高将A由静止释放，B上升的最大高度是()A2R B.C. D.二、多选题3如图所示，内壁光滑的圆形轨道固定在竖直平面内，轨道内甲、乙两小球固定在轻杆的两端，甲、乙两球质量相同，开始时乙球位于轨道的最低点，现由静止释放轻杆，下列说法正确的是()A甲球下滑至底部的过程中，轻杆对甲、乙两小球组成的系统不做功B甲球滑回时不一定能回到初始位置C甲球可沿轨道下滑到最低点且具有向右的瞬时速度D甲球滑回时一定能回到初始位置三、计算题4.如图所示，质量分别为3 kg和5 kg的物体A、B，用轻绳连接跨在一个定滑轮两侧，轻绳正好拉直，且A物体底面与地面接触，B物体距地面0.8 m，求：(
5、g取10 m/s2)(1)放开B物体，当B物体着地时A物体的速度大小；(2)B物体着地后A物体还能上升多高？学科素养升级练进阶训练第三层1.(多选)如图所示，跨过光滑且质量不计的定滑轮用轻绳拴接质量分别为m和2m的物体甲、乙将两物体置于同一高度，将装置由静止释放，经一段时间甲、乙两物体在竖直方向的间距为l，重力加速度用g表示则在该过程中()A甲的机械能一直增大B乙的机械能减少了mglC轻绳对乙所做的功在数值上等于乙的重力所做的功D甲的重力所做的功在数值上小于甲增加的动能2.(多选)如图所示，质量分别为m和2m的两个小球A和B，中间用长为2L的轻杆相连，在杆的中点O处有一固定水平转动轴，把杆置于
6、水平位置后由静止释放，在B球顺时针转动到最低位置的过程中()AA、B两球的角速度大小始终相等B重力对B球做功的瞬时功率一直增大CB球转动到最低位置时的速度大小为 D杆对B球做正功，B球机械能不守恒3.(多选)如图所示，在倾角为30的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L0.2 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h0.1 m两球从静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2.则下列说法中正确的是 ()A下滑的整个过程中A球机械能不守恒B下滑的整个过程中两球组成的系统机械能不守恒C两球在光滑水平面上运动时的速
7、度大小为2 m/sD下滑的整个过程中B球机械能的增加量为 J4.如图所示，质量为m的木块放在光滑的水平桌面上，用轻绳绕过桌边的定滑轮与质量为M的砝码相连已知M2m，让绳拉直后使砝码从静止开始下降h(此时竖直绳长小于桌高)的距离，木块仍在桌面上，则此时砝码的速度为多大？5.如图所示，质量均为m的物体A和B，通过轻绳跨过定滑轮相连斜面光滑，倾角为，不计绳子和滑轮之间的摩擦开始时A物体离地的高度为h，B物体位于斜面的底端，用手托住A物体，使A、B两物体均静止现将手撤去(1)求A物体将要落地时的速度为多大？(2)A物体落地后，B物体由于惯性将继续沿斜面向上运动，则B物体在斜面上到达的最高点离地的高度为
8、多大？第2课时系统机械能守恒定律的应用必备知识基础练1答案：D解析：物体下滑时，重力做正功，物体的重力势能减小，动能增加由于地面光滑，斜面体将向右运动，所以斜面对物体的支持力将对物体做负功，所以物体的机械能减小，故A错误；物体对斜面体要做正功，所以斜面体的机械能要增加，故B错误；斜面对物体的作用力垂直于接触面，该作用力与物体对地的位移不垂直，所以斜面对物体做功，故C错误；在整个运动过程中，只有重力做功，物体和斜面体组成的系统机械能守恒，故D正确2答案：C解析：小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中，半圆形槽有向左运动的趋势，但是实际上没有动，整个系统只有重力做功，所以小球与半圆形槽组成的系统
9、机械能守恒而小球过了半圆形槽的最低点以后，半圆形槽向右运动，由于系统没有其他形式的能量产生，满足机械能守恒的条件，所以系统的机械能守恒小球到达槽最低点前，小球先失重，后超重当小球向右上方滑动时，半圆形槽向右移动，半圆形槽对小球做负功，小球的机械能不守恒综合以上分析可知C正确3答案：B解析：设A的动能与重力势能相等时A距地面高度为h，对A、B组成的系统，由机械能守恒得：mAg(Hh)mAv2mBv2又由题意得：mAghmAv2mA2mB由式解得：hH，故B正确4答案：D解析：因系统只有弹力做功，系统机械能守恒，故A、B组成的系统动能损失最大时，弹簧弹性势能最大又因当两物体速度相等时，A、B间弹簧
10、形变量最大，弹性势能最大，故D正确关键能力综合练1答案：B解析：圆环在下滑的过程中，圆环和弹簧组成的系统机械能守恒，而圆环的机械能并不守恒，A错误；在下滑到最大距离的过程中，圆环动能的变化量为零，因此圆环减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能，即EPmgmgL，B正确；圆环下滑的过程中速度先增大后减小，加速度先减小后增大，到最大距离时，向上的加速度最大，此时圆环所受合力不为零，C错误；由于圆环重力势能、圆环的动能与弹簧的弹性势能之和为定值，因此圆环重力势能与弹簧弹性势能之和先减小后增大，D错误2答案：C解析：解答本题时应注意以下两点：(1)从A开始运动到A落到地面之前的过程中，A、B组成的系统机械
11、能守恒；(2)B上升的高度应该是从地面开始计算A、B的质量分别记为2m、m，当A落到地面上时，B恰好运动到与圆柱轴心等高处，以A、B整体为研究对象，则A.B组成的系统机械能守恒，故有2mgRmgR(2mm)v2，A落到地面上以后，B以速度v竖直上抛，又上升的高度为h，解得hR，此时绳子未绷直，故B上升的最大高度为RhR，C正确3答案：AD解析：甲球下滑的过程中，甲、乙两小球组成的系统，只有动能和重力势能相互转化，机械能守恒，轻杆对系统不做功，A正确；两球滑动过程中，只有重力作用，故机械能守恒，所以甲球滑回时，一定能回到初始位置，B错误，D正确；两球滑动过程中，只有重力作用，机械能守恒，甲球的质
12、量等于乙球的质量，甲球沿轨道下滑能滑到最低点且速度为0，C错误4答案：(1)2 m/s(2)0.2 m解析：(1)方法一由E1E2解对A、B组成的系统，当B下落时系统机械能守恒，以地面为零势能参考面，则mBghmAgh(mAmB)v2，解得v m/s2 m/s方法二由EkEp解对A、B组成的系统，有(mAmB)v2(mAghmBgh)，解得v2 m/s.方法三由EAEB解对A、B组成的系统，有mAghmAv2，解得v2 m/s.(2)当B落地后，A以2 m/s的速度竖直上抛，则A上升的高度由机械能守恒可得mAghmAv，h m0.2 m.学科素养升级练1答案：AB解析：两个物体组成的系统，只有
13、重力做功，系统机械能守恒，甲的重力势能和动能都增大，故甲的机械能增大，故A正确；经一段时间甲、乙两物体在竖直方向的间距为l，根据系统机械能守恒定律得2mgmg(m2m)v2，v，乙减少的机械能E2mg 2mv2，两式联立得Emgl，故B正确；由于乙向下做加速运动，重力大于绳子的拉力，因此轻绳对乙所做的功在数值上小于乙的重力所做的功，故C错误；对甲分析，甲的重力所做的功等于mg，增加的动能为mv2mgl，则甲的重力做的功在数值上大于甲增加的动能，故D错误2答案：AC解析：A、B两球用轻杆相连，角速度大小始终相等，故A正确；杆在水平位置时，重力对B球做功的瞬时功率为零，杆在竖直位置时，B球的重力和
14、速度方向垂直，重力对B球做功的瞬时功率也为零，但在其他位置重力对B球做功的瞬时功率不为零，因此，重力对B球做功的瞬时功率先增大后减小，故B错误；设B球转动到最低位置时的速度为v，两球角速度大小相等，转动半径相等，所以两球的线速度大小也相等，对A、B两球和杆组成的系统，由机械能守恒定律得，2mgLmgL2mv2mv2，解得v，故C正确；B球的重力势能减少了2mgL，动能增加了mgL，机械能减少了，所以杆对B球做负功，故D错误3答案：AD解析：A对，B错：在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒；但B在水平面滑行，而A在斜面滑行时，杆的弹力对A做负功，对B做正功，所以A球机械能不守
15、恒，B球的机械能也不守恒C错：根据系统机械能守恒得mAg(hLsin 30)mBgh(mAmB)v2，代入数据解得v m/s.D对：系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为mBv2mBgh J.4答案：解析：方法一利用机械能守恒定律求解设砝码开始离桌面的距离为x，取桌面所在的水平面为零势能面，则系统的初态机械能E1Mgx，系统的末态机械能E2Mg(xh)(Mm)v2，由E2E1，得Mg(xh)(Mm)v2Mgx，又M2m联立以上两式得v.方法二利用动能定理求解设拉力对木块所做的功为W，则拉力对砝码所做的功为W，对木块由动能定理得Wmv2，对砝码由动能定理得MghWMv2，联立以上两式得v.5答案：(1)(2)解析：(1)撤去手后，A、B两物体同时运动，并且速率相等，由于两物体组成的系统只有重力做功，故系统的机械能守恒设A物体将要落地时速度大小为v，由机械能守恒定律得mghmghsin (mm)v2解得v.(2)A物体落地后，B物体由于惯性将继续沿斜面向上运动，此时绳子对其没有拉力，对B物体而言，只有重力做功，故机械能守恒设其到达的最高点离地高度为H，由机械能守恒定律得mv2mg(Hhsin )解得H.- 8 - 版权所有高考资源网
