2019版高考物理总复习第16课机械能守恒定律练习.doc
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1、1第 16 课 机械能守恒定律1判断机械能是否守恒a通过分析各力做功情况判断单个物体的机械能是否守恒 (1)(2015 天津理综,6 分)如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为 m 的圆环,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 mgL3C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答案:B解析:圆环与弹簧组成的系统机械能守恒,即圆环的重力势能、动能与
2、弹簧的弹性势能之和保持不变,故 D 项错误。在圆环下落过程中弹簧的弹性势能增加,则圆环的机械能减少,故 A 项错误。圆环下滑到最大距离时速度为零,但是加速度不为零,即合力不为零,故 C项错误。根据几何关系可得此时圆环的重力势能减少了 mgL,而圆环的动能变化量为 0,3根据机械能守恒定律知弹簧的弹性势能增加了 mgL,故 B 项正确。3(2)(多选)(2017 宜昌模拟,6 分)如图所示,一轻弹簧一端固定在 O 点,另一端系一小球,将小球从与悬点 O 在同一水平面且使弹簧保持原长的 A 点无初速度地释放,让小球自由摆下,不计空气阻力,在小球由 A 点摆向最低点 B 的过程中,下列说法中正确的是
3、( )2A小球的机械能守恒B小球的机械能减少C小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和不变D小球与弹簧组成的系统机械能守恒答案:BD解析:小球由 A 点下摆到 B 点的过程中,弹簧被拉长,弹簧的弹力对小球做了负功,所以小球的机械能减少,故 A 项错误,B 项正确。在此过程中,由于只有重力和弹簧的弹力做功,所以小球与弹簧组成的系统机械能守恒,即小球减少的重力势能等于小球获得的动能与弹簧增加的弹性势能之和,故 C 项错误,D 项正确。b通过分析外力做功情况判断多个物体组成的系统机械能是否守恒(3)(多选)(2017 天门模拟,6 分)如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板 P 连接,另一端与物体 A 相
4、连,物体 A 置于光滑水平桌面上, A 右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体 B 相连。开始时托住 B,让 A 处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放 B,直至B 获得最大速度,下列有关该过程的分析正确的是( )A B 物体受到细线的拉力保持不变B A 物体与 B 物体组成的系统机械能不守恒C B 物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量D当弹簧的拉力等于 B 物体的重力时, A 物体的动能最大答案:BD解析:以 A、 B 组成的系统为研究对象,有 mBg kx( mA mB)a,由于弹簧的伸长量 x 逐渐变大,从开始到 B 速度达到最大的过程中 B 加速度逐渐减小,又由 mBg FT
5、 mBa 可知,此过程中细线的拉力逐渐增大,是变力,故 A 项错误。 A 物体、弹簧与 B 物体组成的系统机械能守恒,而 A 物体与 B 物体组成的系统机械能不守恒,故 B 项正确。 B 物体机械能的减少量等于 A 物体机械能的增加量与弹簧弹性势能的增加量之和,所以 B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量,故 C 项错误。当弹簧的拉力等于 B 物体的重力时, B 物体的加速度为零,速度最大, A 物体的动能最大,故 D 项正确。2机械能守恒定律的应用a单个物体机械能守恒的应用(4)(2016 全国,12 分)如图所示,在竖直平面内由 圆弧 AB 和 圆弧 BC 组成的光滑固定14 12
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