【物理】2020届一轮复习人教版机械能守恒定律及其应用课时作业 6页

2020 届一轮复习人教版 机械能守恒定律及其应用 课时作业 基础达标 图 K15-1 1.如图 K15-1 所示,将弹性绳上端固定,拉长后下端固定在运动员身上,并通过外 力作用使运动员停留在地面上,当撤去外力后,运动员被“发射”出去冲向高空. 若运动员始终沿竖直方向运动并可视为质点,忽略弹性绳质量与空气阻力.对于 运动员的上升过程,下列说法正确的是 (　　) A.运动员的动能先增大后保持不变 B.运动员的重力势能和弹性绳的弹性势能之和在合力为 0 时最小 C.弹性绳的弹性势能一直减小 D.运动员的机械能先增大后减小 图 K15-2 2.[2018·北京丰台测试] 某同学利用如图 K15-2 所示的实验装置研究摆球的运 动情况.摆球从 A 点由静止释放,经过最低点 C 到达与 A 等高的 B 点,D、E、F 是 OC 连线上的点,OE=DE,DF=FC,OC 连线上各点均可钉钉子.每次均将摆球从 A 点由 静止释放,不计绳与钉子碰撞时机械能的损失.下列说法正确的是 (　　) A.若只在 E 点钉钉子,摆球最高可能摆到 A、B 连线以上的某点 B.若只在 D 点钉钉子,摆球最高可能摆到 A、B 连线以下的某点 C.若只在 F 点钉钉子,摆球最高可能摆到 D 点 D.若只在 F 点以下某点钉钉子,摆球可能做完整的圆周运动 图 K15-3 3.在某次“蹦床”娱乐活动中,从小朋友下落到离地面高 h1 处开始计时,其动能 Ek 与离地高度 h 的关系如图 K15-3 所示.在 h1~h2 阶段图像为直线,其余部分为曲 线,h3 对应图像的最高点,小朋友的质量为 m,重力加速度为 g,不计空气阻力和一切 摩擦.下列有关说法正确的是 (　　) A.整个过程中小朋友的机械能守恒 B.从小朋友的脚接触蹦床直至蹦床被压缩至最低点的过程中,其加速度先增大后 减小 C.小朋友处于 h=h4 高度时,蹦床的弹性势能为 Ep=mg(h2-h4) D.小朋友从 h1 下降到 h5 过程中,蹦床的最大弹性势能为 Epm=mgh1 图 K15-4 4.如图 K15-4 所示,一长为 L 的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上,由于某一微小 的扰动使得链条向一侧滑动,则铁链完全离开滑轮时的速度大小为(重力加速度为 g) (　　) A. 2푔퐿B. 푔퐿 C. 푔퐿 2 D.1 2 푔퐿 5.(多选)有一系列斜面,倾角各不相同,它们的顶端都在 O 点,如图 K15-5 所示.有 一系列完全相同的滑块(可视为质点)从 O 点同时由静止释放,分别到达各斜面上 的 A、B、C、D……各点,下列判断正确的是 (　　) 图 K15-5 A.若各斜面光滑,且这些滑块到达 A、B、C、D……各点的速率相同,则 A、B、C、 D……各点处在同一水平线上 B.若各斜面光滑,且这些滑块到达 A、B、C、D……各点的速率相同,则 A、B、C、 D……各点处在同一竖直线上 C.若各斜面光滑,且这些滑块到达 A、B、C、D……各点的时间相同,则 A、B、C、 D……各点处在同一竖直面内的圆周上 D.若各斜面与这些滑块间有相同的动摩擦因数,且到达 A、B、C、D……各点的过 程中,各滑块损失的机械能相同,则 A、B、C、D……各点处在同一竖直线上 6.同重力场作用下的物体具有重力势能一样,万有引力场作用下的物体同样具有 引力势能.若取无穷远处引力势能为零,质量为 m 的物体距质量为 m0 的星球球心 距离为 r 时的引力势能为 Ep=-G푚0푚 푟 (G 为引力常量).设宇宙中有一个半径为 R 的 星球,宇航员在该星球上以初速度 v0 竖直向上抛出一个质量为 m 的物体,不计空 气阻力,经时间 t 后物体落回手中.下列说法错误的是(　　) A.在该星球表面上以 2푣0푅 푡 的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表面 B.在该星球表面上以 2 푣0푅 푡 的初速度水平抛出一个物体,物体将不再落回星球表 面 C.在该星球表面上以 2푣0푅 푡 的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表面 D.在该星球表面上以 2 2푣0푅 푡 的初速度竖直抛出一个物体,物体将不再落回星球表 面 技能提升 7.(多选)如图 K15-6 所示,半径为 R 的光滑圆环固定在竖直平面内,O 是圆心,虚线 OC 水平,D 是圆环最低点.两个质量均为 m 的小球 A、B 套在圆环上,两球之间用轻 杆相连,从图示位置由静止释放,则 (　　) 图 K15-6 A.A、B 系统在运动过程中机械能守恒 B.当杆水平时,A、B 球速度达到最大 C.B 球运动至最低点 D 时,A、B 系统重力势能最小 D.A 球从 C 点运动至 D 点过程中受到的合外力做正功 图 K15-7 8.(多选)[2018·苏、锡、常、镇四市调研] 如图 K15-7 所示,用铰链将质量均为 m 的三个小球 A、B、C 与长均为 L 的两根轻杆相连, B、C 置于水平地面上.在轻 杆竖直时,将 A 由静止释放,B、C 在杆的作用下向两侧滑动,三小球始终在同一竖 直平面内运动.忽略一切摩擦,重力加速度为 g,则此过程中 (　　) A.球 A 的机械能一直减小 B.球 A 落地的瞬时速度为 2푔퐿 C.球 B 对地面的压力始终等于3 2mg D.球 B 对地面的压力可小于 mg 9.[2018·太原二模] 如图 K15-8 所示为过山车的部分轨道,它由位于同一竖直 面内的倾斜直轨道 ab、半径不同的两个紧靠在一起的光滑圆轨道Ⅰ、Ⅱ(间距可 忽略)组成.其中,ab 与圆轨道Ⅰ相切于 b 点,ab=48.9 m,θ=37°;R1=10 m、 R2=5.12 m.车厢与 ab 间的动摩擦因数为 μ=0.125.一次游戏中,质量 m=500 kg 的车厢 A 被牵引到 a 点由静止释放,经切点 b 进入圆轨道Ⅰ;绕过圆轨道Ⅰ后到达 最低点 P 时,与停在 P 点的障碍物 B 相撞并连在一起进入圆轨道Ⅱ.将 A、B 视为 质点,不考虑空气阻力,g 取 10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8. (1)求车厢 A 通过圆轨道Ⅰ最高点时受到的弹力大小; (2)若车厢 A 能安全通过圆轨道Ⅱ,则 B 的质量不超过 A 的多少倍? 图 K15-8 挑战自我 10.如图 K15-9 所示,一不可伸长的轻质细绳长为 L,一端固定于 O 点,另一端系一 质量为 m 的小球,小球绕 O 点在竖直平面内做圆周运动(重力加速度为 g,不计空气 阻力). (1)若小球通过最高点 A 时的速度为 v,求 v 的最小值和此时绳对小球的拉力 F 的 大小; (2)若小球恰好通过最高点 A 且悬点距地面的高度 h=2L,小球经过 B 点或 D 点时 绳突然断开,求两种情况下小球从抛出到落地所用时间之差 Δt; (3)若小球通过最高点 A 时的速度为 v,小球运动到最低点 C 或最高点 A 时,绳突然 断开,两种情况下小球从抛出到落地的水平位移大小相等,试证明 O 点离地面的高 度 h 与绳长 L 之间应满足 h≥3 2L. 图 K15-9