2019-2020年高考物理总复习 第5章 第3课时 机械能守恒定律分组训练（含解析）.doc

2019-2020年高考物理总复习 第5章 第3课时 机械能守恒定律分组训练（含解析）A组机械能守恒的判断分析1(xx广东名校联考)某同学设计了一种静电除尘装置，如图9甲所示，其中有一长为L，宽为b，高为d的矩形通道，其前、后面板为绝缘体材料，上、下面板为金属材料图9乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定为U的高压直流电源相连带负电的尘埃被吸入矩形通道的水平速度为v0，当碰到下板后其所带电荷被中和，同时被收集将被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值，称为除尘率不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用要增大除尘率，则下列措施可行的是()图9A只增大电压UB只增大长度LC只增大高度dD只增大尘埃被吸入的水平速度v0【答案】AB2. (xx广东)如图10，游乐场中，从高处A到水面B处有两条长度相同的光滑轨道甲、乙两个小孩沿不同轨道同时从A处自由滑向B处，下列说法正确的有()图10A甲的切向加速度始终比乙的大B甲、乙在同一高度的速度大小相等C甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D甲比乙先到达B处【答案】BD【解析】本题考查了力的分解、牛顿运动定律、机械能守恒定律等知识难度中等由题图可知，甲的切向加速度先比乙大，之后甲的切向加速度减小，乙的切向加速度增大，最后甲的切向加速度比乙小，选项A错误；根据机械能守恒定律有mghmv2，故在同一高度时，甲、乙两小孩的速度大小相同，选项B正确；画出甲、乙的速度大小与时间的关系图象，图线下的面积表示甲、乙的位移，由图象可知，到达同一高度甲用的时间短，甲比乙先到达B处，选项C错误，选项D正确规律方法本题过程较为复杂，但是根据题意画出图象来帮助解题，则较为简单有些题目虽然没有图象，也没有要求考生画出图象，但是画出图象并借助图象来帮助解题，可能更为简单B组 竖直平面内圆周运动与机械能守恒定律的结合问题3.为了研究过山车的原理，物理兴趣小组提出了下列设想：如图11所示，取一个与水平方向夹角为30，长L0.8 m的倾斜轨道AB，通过水平轨道BC与竖直圆轨道相连，出口为水平轨道DE，整个轨道都是光滑的其中AB与BC轨道以微小圆弧相接，竖直圆轨道的半径R0.6 m现使一个质量m0.1 kg的小物块从A点开始以初速度v0沿倾斜轨道滑下，g取10 m/s2.问：图11 (1)若v05.0 m/s，则小物块到达B点时的速度为多大？(2)若v05.0 m/s，小物块到达竖直圆轨道的最高点时对轨道的压力为多大？(3)为了使小物块在竖直圆轨道上运动时能够不脱离轨道，v0大小应满足什么条件？【答案】(1) m/s(2)0.5 N(3)v0 m/s或v02 m/s【解析】(1)设到达B点的速度为vB，根据机械能守恒定律(均以BC为零势能参考平面)mvmgLsin 30mvvB m/s.(2)设小物块到达最高点速度为v，从A滑到最高点的过程中mvmgLsin 30mv2mg2R最高点处：FNmgm小物块受到轨道的弹力FN0.5 N根据牛顿第三定律，小物块对轨道的压力为FN0.5 N.(3)当v0足够大时，小物块能做完整的竖直圆周运动在最高点处：FN0(v)由可得：v0 m/s当v0足够小时，小物块能沿轨道滑回AB斜轨，则小物块沿竖直圆轨上升的最大高度hRmvmgLsin 30mgh由可得：v02 m/s所以v0应满足的条件是：v0 m/s或v02 m/s.Error! No bookmark name given.C组两体系统机械能守恒问题4.如图12所示，在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量为m的球，杆可绕无摩擦的轴O转动，使杆从水平位置无初速度释放摆下求当杆转到竖直位置时，轻杆对A、B两球分别做了多少功？图12【答案】0.2mgL0.2mgL【解析】设当杆转到竖直位置时，A球和B球的速度分别为vA和vB如果把轻杆、两球组成的系统作为研究对象，那么由于杆和球的相互作用力做功总和等于零，故系统机械能守恒若取B的最低点为重力势能参考平面，可得：2mgLmvmvmgL又因A球与B球在各个时刻对应的角速度相同，故vB2vA由以上二式得：vA，vB.根据动能定理，可解出杆对A、B做的功对于A有：WAmgmv0，所以WA0.2mgL.对B有：WBmgLmv0，所以WB0.2mgL.