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2019届一轮复习物理江苏专版:课时跟踪检测(十八) 机械能守恒定律及其应用

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          课时跟踪检测(十八)                   机械能守恒定律及其应用


    对点训练:机械能守恒的理解与判断

    1.(2018·南通八校联考)太阳神车由四脚的支架吊着一个巨大的摆锤摆动,游客被固定
在摆下方的大圆盘        A 上,如图所示。摆锤的摆动幅度每边可达
120°。6 台大功率的异步驱动电机同时启动,为游客创造                     4.3g 的加
速度,最高可飞跃至         15 层楼高的高空。如果不考虑圆盘             A 的自转,
根据以上信息,以下说法中正确的是(  )
    A.当摆锤摆至最高点的瞬间,游客受力平衡
    B.当摆锤摆至最高点时,游客可体验最大的加速度
    C.当摆锤在下摆的过程中,摆锤的机械能一定不守恒
    D.当摆锤在上摆过程中游客体验超重,下摆过程游客体验失重
    解析:选    C 当摆锤摆至最高点的瞬间,摆锤与游客将开始下降,具有向下的加速度,
游客受力不平衡,故         A 错误;当摆锤摆至最低点时,摆锤的速度最大,向心加速度最大,
所以游客可体验最大的加速度,故               B 错误;当摆锤在下摆的过程中,由于电动机做正功,
摆锤的机械能一定不守恒,故             C 正确;当摆锤在上摆过程中,摆锤向上做减速运动,加速
度方向向下,游客体验失重,故              D 错误。
    2.[多选]如图所示,A、B       两球质量相等,A        球用不能伸长的轻绳系于
O 点,B   球用轻弹簧系于       O′点,O    与 O′点在同一水平面上,分别将
A、B  球拉到与悬点等高处,使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处于自然状
态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时,两球仍处在同一水平

面上,则(  )
    A.两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等
    B.两球到达各自悬点的正下方时,A               球动能较大
    C.两球到达各自悬点的正下方时,B               球动能较大
    D.两球到达各自悬点的正下方时,A               球受到向上的拉力较大
    解析:选    BD 两个球都是从同一个水平面下降的,到达最低点时还是在同一个水平
面上,根据重力做功的特点可知在整个过程中,A、B                      两球重力做的功相同,但是,B             球在
下落的过程中弹簧要对球做负功,根据动能定理得,B                       球在最低点的速度要比          A 的速度小,
动能也要比     A 的小,故    A、C   错误,B   正确;由于在最低点时          B 的速度小,根据向心力的
公式可知,B      球需要的向心力小,所以弹簧对             B 的拉力也要比      A 受到的拉力的小,故         D 正
确。

    3.(2018·南京雨花台区监测)如图所示,一质量为               m 的小球固定于轻
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质弹簧的一端,弹簧的另一端固定于                O 点。将小球拉至       A 点,弹簧恰好无形变,由静止释

放小球,当小球运动到          O 点正下方与     A 点的竖直高度差为        h 的 B 点时,速度大小为        v。已
知重力加速度为       g,下列说法正确的是(  )
    A.小球运动到       B 点时的动能等于      mgh
                                   1
    B.小球由     A 点到  B 点重力势能减少2mv2
    C.小球由     A 点到  B 点克服弹力做功为        mgh
                                           1
    D.小球到达      B 点时弹簧的弹性势能为         mgh-2mv2
    解析:选    D 小球由     A 点到  B 点的过程中,小球和弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧
由原长到发生伸长的形变,小球动能增加量小于重力势能减少量,A                            项错误;小球重力势
能减少量等于小球动能增加量与弹簧弹性势能增加量之和,B                          项错误;弹簧弹性势能增加
量等于小球重力势能减少量与动能增加量之差,D                     项正确;弹簧弹性势能增加量等于小球
克服弹力所做的功,C          项错误。
    对点训练:单个物体的机械能守恒

    4.(2018·咸阳一模)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后又被弹起,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,测出弹簧弹力                                    F 随
时间   t 变化的图像如图乙所示,则(  )


    A.t1 时刻小球动能最大

    B.t2 时刻小球动能最大

    C.t2~t3 这段时间内,小球的动能先增加后减少

    D.t2~t3 这段时间内,小球增加的动能等于弹簧减少的弹性势能

    解析:选    C 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,即加速度减为零时,速度达到最大,故                               A 错误;t2  时刻,

弹力最大,故弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,速度等于零,故                              B 错误;t2~t3  这
段时间内,小球处于上升过程,先做加速度不断减小的加速运动,后做加速度不断增大的

减速运动,故      C 正确;t2~t3   这段时间内,小球和弹簧系统机械能守恒,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,故                    D 错误。

    5.如图甲所示,将质量为           m 的小球以速度      v0 竖直向上抛出,小球上升的最大高度为
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h。若将质量分别为        2m、3m、4m、5m      的小球,分别以同样大小的速度             v0 从半径均为     R=
1
2h 的竖直圆形光滑轨道的最低点水平向右射入轨道,轨道形状如图乙、丙、丁、戊所示。
则质量分别为      2m、3m、4m、5m      的小球中,能到达的最大高度仍为              h 的是(小球大小和空
气阻力均不计)(  )


    A.质量为     2m 的小球                   B.质量为     3m 的小球
    C.质量为     4m 的小球                    D.质量为    5m 的小球
    解析:选    C 由题意可知,质量为           m 的小球,竖直向上抛出时只有重力做功,故机械
                 1

                      2
能守恒,得:mgh=2mv0        。题图乙将质量为        2m 的小球以速度      v0 射入轨道,小球若能到达
最大高度为     h,则此时速度不为零,此时的动能与重力势能之和,大于初位置时的动能与

重力势能,故不可能,即           h2
	
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