【走向高考】201届高三物理人教版一轮复习习题：第5章 第3讲机械能守恒定律.doc

第一部分　第五章　第3讲 一、选择题(1～6题为单选题，7～8题为多选题) 1.(2014·威海模拟)如图所示，a、b两小球静止在同一条竖直线上，离地面足够高，b球质量大于a球质量。两球间用一条细线连接，开始线处于松弛状态。现同时释放两球，球运动过程中所受的空气阻力忽略不计。下列说法不正确的是(　　) A．下落过程中两球间的距离保持不变 B．下落后两球间距离逐渐增大，一直到细线张紧为止 C．下落过程中，a、b两球都处于失重状态 D．整个下落过程中，系统的机械能守恒 [答案]　B [解析]　两球同时释放后，均做自由落体运动，加速度均为g，故两球均处于失重状态，且机械能守恒，两球间距也保持不变，A、C、D均正确，B错误。 2. (2014·南通模拟)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，两球受到向上的拉力一样大 [答案]　B [解析]　两球由水平位置下降到竖直位置，重力势能减少量相同，但B球重力势能减少量有一部分转化为弹簧的弹性势能，由系统机械能守恒定律可知，A球在悬点正下方的动能大，B正确，A、C错误；在最低点，由F－mg＝m及vAvB可知，FAFB，D错误。 3. (2014·浙江嘉兴模拟)如图所示，是全球最高的(高度208米)北京朝阳公园摩天轮，一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t＝0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是(　　) A．乘客运动的过程中，重力势能随时间的变化关系为Ep＝mgR(1＋cost) B．乘客运动的过程中，在最高点受到座位的支持力为m－mg C．乘客运动的过程中，机械能守恒，且机械能为E＝mv2 D．乘客运动的过程中，机械能随时间的变化关系为E＝mv2＋mgR(1－cost) [答案]　D [解析]　在最高点，根据牛顿第二定律可得，mg－N＝m，受到座位的支持力为N＝mg－m，B项错误；由于乘客在竖直平面内做匀速圆周运动，其动能不变，重力势能发生变化，所以乘客在运动的过程中机械能不守恒，C项错误；在时间t内转过的弧度为t，所以对应t时刻的重力势能为Ep＝mgR(1－cost)A项错误，总的机械能为E＝Ek＋Ep＝mv2＋mgR(1－cost)，D项正确。 4. (2014·山东省实验中学检测)如图所示，离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒，筒内固定一轻质弹簧，弹簧处于自然长度。现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出，刚好能水平进入圆筒中，不计空气阻力。下列说法中正确的是(　　) A．弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能 B．弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能 C．小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒 D．小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关 [答案]　A [解析]　小球从抛出到弹簧压缩到最短的过程中，只有重力和弹力做功，因此小球和弹簧系统的机械能守恒，即mv＝mgh＋Ep，由此得到Epmv，选项A正确，B、C错误；斜上抛运动可分解为竖直上抛运动和水平方向的匀速直线运动，在竖直方向上有2gh＝vsin2θ(θ为v0与水平方向的夹角)，解得v0＝由此可知，选项D错误。 5．(2014·大庆质量检测)如图所示，半径为R的金属环竖直放置，环上套有一质量为m的小球，小球开始时静止于最低点。现使小球以初速度v0＝沿环上滑，小球运动到环的最高点时与环恰无作用力，则小球从最低点运动到最高点的过程中(　　) A．小球机械能守恒 B．小球在最低点时对金属环的压力是6mg C．小球在最高点时，重力的功率是mg D．小球机械能不守恒，且克服摩擦力所做的功是0.5mgR [答案]　D [解析]　小球运动到环的最高点时与环恰无作用力，设此时的速度为v，由向心力公式可得：mg＝；小球从最低点到最高点的过程中，由动能定理可得：－Wf－2mgR＝mv2－mv，联立可得：Wf＝mv－mv2－2mgR＝mgR，可见此过程中小球机械能不守恒，克服摩擦力做功为mgR，选项D正确，选项A错误；小球在最高点时，速度v方向和重力的方向垂直，二者间的夹角为90°，功率P＝0，选项C错误；小球在最低点，由向心力公式可得：F－mg＝，F＝mg＋＝7mg，选项B错误。 6．(2014·北京丰台一模)某同学利用如图实验装置研究摆球的运动