（江苏专版）2022年高考物理总复习 课时作业二十 机械能守恒定律及其应用

（江苏专版）2022年高考物理总复习 课时作业二十 机械能守恒定律及其应用1关于机械能守恒，下列说法中正确的是() A物体做匀速运动，其机械能一定守恒 B物体所受合力不为零，其机械能一定不守恒 C物体所受合力做功不为零，其机械能一定不守恒 D物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2的匀加速运动，其机械能减少2(多选)如图所示，下列关于机械能是否守恒的判断正确的是()第2题图 A甲图中，物体A将弹簧压缩的过程中，A机械能守恒 B乙图中，物体B在大小等于摩擦力的拉力作用下沿斜面下滑时，B机械能守恒 C丙图中，斜面光滑，物体在推力F作用下沿斜面向下运动的过程中，物体机械能守恒 D丁图中，斜面光滑，物体在斜面上下滑的过程中，物体机械能守恒3(多选)如图所示，一质量不计的直角形支架两端分别连接质量均为m的两个小球A和B，支架的两直角边的长度分别为2l和l，支架可绕固定轴O在竖直平面内无摩擦转动开始时OB边处于水平位置，由静止释放，则下列正确的是()第3题图 AB球转到最低点时，B球的速度到达最大 BA球速度最大时，两直角边与竖直方向的夹角为45 CA、B两球的最大速度之比vAvB12 DA球速度最大时，两小球的总重力势能最小4倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止，如图，则()第4题图 A当传送带向上匀速运行时，物体克服重力和摩擦力做功 B当传送带向下匀速运行时，只有重力对物体做功 C当传送带向上匀加速运行时，摩擦力对物体做正功 D不论传送带向什么方向运行，摩擦力都做负功5如图所示，在同一竖直平面内，一轻质弹簧一端固定，静止斜靠在光滑斜面上，另一自由端恰好与水平线AB齐平，一长为L的轻质细线一端固定在O点，另一端系一质量为m的小球，O点到AB的距离为2L.现将细线拉至水平，小球从位置C由静止释放，到达O点正下方时，细线刚好被拉断当小球运动到A点时恰好能沿斜面方向压缩弹簧，不计碰撞时的机械能损失，弹簧的最大压缩量为L(在弹性限度内)，求：(1)细线所能承受的最大拉力F；(2)斜面的倾角；(3)弹簧所获得的最大弹性势能Ep.第5题图6质量分别为m和2m的两个小球P和Q，中间用轻质杆固定连接，杆长为L，在离P球处有一个光滑固定轴O，如图所示现在把杆置于水平位置后自由释放，在Q球顺时针摆动到最低位置时，求：(1)小球P的速度大小；(2)在此过程中小球P机械能的变化量第6题图7.如图所示，在竖直平面内固定一个四分之三圆管轨道质量为1 kg的小球从轨道顶端A点无初速释放，然后从轨道底端B点水平飞出落在某一坡面上，坡面呈抛物线形状，且坡面的抛物线方程为yx2.已知圆管轨道的半径为R，B点离地面 O点的高度也为R(R0.4 m)，小球运动到B点时速度水平，大小为 m/s.(重力加速度为g10 m/s2 )求：(1)小球到达B点时对轨道的作用力是多少？及从A运动到B的过程中克服阻力所做的功；(2)小球从B点水平飞出到落至坡面经历的时间第7题图8如图所示，质量为3 kg小球A和质量为5 kg的B通过一压缩弹簧锁定在一起，静止于光滑平台上，解除锁定，两小球在弹力作用下分离，A球分离后向左运动恰好通过半径R0.5 m的光滑半圆轨道的最高点，B球分离后从平台上以速度vB3 m/s水平抛出，恰好落在临近平台的一倾角为的光滑斜面顶端，并刚好沿光滑斜面下滑，已知斜面顶端与平台的高度差h0.8 m，g10 m/s2，求：(1)A、B两球刚分离时A的速度大小；(2)弹簧锁定时的弹性势能；(3)斜面的倾角.第8题图课时作业(二十)机械能守恒定律及其应用1.D【解析】物体做匀速运动其动能不变，但机械能可能变，如物体匀速上升或下降，机械能会相应的增加或减少，选项A错误；物体仅受重力作用，只有重力做功，或受其他力但其他力不做功或做功的代数和为零时，物体的机械能守恒，选项B、C错误；物体沿竖直方向向下做加速度为5 m/s2 的匀加速运动时，物体一定受到一个与运动方向相反的力的作用，此力对物体做负功，物体的机械能减少，故选项D正确2BD3CD【解析】AB两个球质量相等，其整体的重心在连线的中点处，当重心到达最低点时，两个球的速度最大，故A错误；AB两个球质量相等，其整体的重心在连线的中点处，当重心到达最低点时，两个球的速度最大，故两直角边与竖直方向的夹角为不是45度，故B错误；同轴转动角速度相等，根据公式vr，两个球的线速度之比为12，故C正确；两个球的线速度之比为12，A球速度最大时，B球速度也最大，故整体动能最大，重力势能一定最小，故D正确；故选CD.4C【解析】A当传送带向上匀速运行时，根据平衡条件知，摩擦力沿斜面向上，则摩擦力做正功，故不是克服摩擦力做功，A错误；B.当传送带向下匀速运行时，根据平衡条件知，摩擦力沿斜面向上，则摩擦力做负功，不是只有重力对物体做功，B错误；C.当传送带向上匀加速运行时，根据牛顿第二定律知合外力沿斜面向上，则摩擦力一定是沿斜面向上的，摩擦力做正功，C正确；D.由前面分析知摩擦力可以做正功，故D错误；故选C.5(1)3mg(2)45(3)【解析】(1)小球由C运动到O点正下方时，设速度为v1，由动能定理得，mgLmv，解得v1，小球在O点正下方时，有Fmgm，解得F3mg，所以F3mg.(2)细线被拉断后，小球做平抛运动，当运动到A点时，速度v2恰好沿斜面向下，由动能定理得mg(2LL)mvmv，解得v22.如图所示，第5题图有cos，解得45；(3)由能量守恒定律得mgLsinmvEp，解得Ep.6(1)(2)增加了mgL【解析】(1)两球和杆组成的系统机械能守恒，设小球Q摆到最低位置时P球的速度为v，由于P、Q两球的角速度相等，Q球运动半径是P球运动半径的两倍，故Q球的速度为2v.由机械能守恒定律得2mgmgmv22m(2v)2，解得v.(2)小球P机械能增加量Emgmv2mgL7(1)22.5 N9.5 J(2)0.2 s【解析】(1)在B点由牛顿第二定律：Nmgm得N22.5 N牛顿第三定律知N22.5 N方向竖直向下从A到B由动能定理可得：3mgR Wfmv0解得：Wf9.5 J(2)根据平抛规律应有：水平方向xvBt竖直方向Rygt2yx2联立得出t0.2 s.8(1)5 m/s(2)60 J(3)53【解析】(1)小球A恰好通过半径R0.5 m的光滑半圆轨道的最高点，设在最高点速度为v0，在最高点有mAgmA， 物体沿光滑半圆轨道上滑到最高点的过程中机械能守恒，mAg2RmAvmAv，联立解得vA5 m/s.(2)根据机械能守恒定律，弹簧锁定时的弹性势能EpmAvmBv60 J.(3)B球分离后做平抛运动，根据平抛运动规律有hgt2，解得t0.4 s，vygt4 m/s，小球刚好沿斜面下滑，tan，解得53.