高考物理二轮总复习第一部分专题突破方略专题二功与能量动量1.2.2机械能守恒和功能关系专题限时训练

由天下分享时间：2025/1/9 20:40:35 加入收藏我要投稿点赞

1.2.2 机械能守恒和功能关系

专题限时训练

一、单项选择题

1．如图所示的等边三角形框架用三根轻杆制成，边长为L，在其中两个顶点处各固定一个小球A和B，质量分别为2m和m.现将三角形框架的第三个顶点悬挂在天花板上O点，有一水平力F作用在小球A上，使OB杆恰好静止于竖直方向．不计一切摩擦，将力F撤去，框架绕O点自由转动，则( )

A．力F撤去前，AB杆的拉力为零 B．力F撤去前，AB杆的拉力不为零

C．撤去F后A球运动到最低点时的速度大小为v＝

3gL 2

23gLD．撤去F后A球运动到最低点时的速度大小为v＝

3答案：A

解析：撤去F之前，对球B受力分析，受重力和OB杆的拉力，由于受力平衡，故杆AB的拉力为零，故A正确，B错误；A、B球用杆相连，速度相等，撤去F后A球运动到最低点的过

LL13gL2

程系统机械能守恒：2mg－mg＝(2m＋m)v，解得v＝，故C、D错误．

2223

2．(2018·天津卷)滑雪运动深受人民群众的喜爱，某滑雪运动员(可视为质点)由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道AB，从滑道的A点滑行到最低点B的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率不变，则运动员沿AB下滑过程中( )

A．所受合外力始终为零 B．所受摩擦力大小不变 C．合外力做功一定为零 D．机械能始终保持不变答案：C

解析：因为运动员做曲线运动，所以合力一定不为零，A错误；运动员受力如图所示，在圆弧轨道内，重力沿垂直曲面的分力与曲面对运动员的支持力的合力充当向心力，故有FN－

v2v2

mgcos θ＝m，FN＝m＋mgcos θ，运动过程中速率恒定，且θ在减小，所以曲面对运

RR动员的支持力越来越大，根据f＝μFN可知摩擦力越来越大，B错误；运动员运动过程中速率不变，质量不变，即动能不变，动能变化量为零，根据动能定理可知合力做功为零，C正确；因为克服摩擦力做功，机械能不守恒，D错误．

3．(2018·陕西西北大附中)如图，固定在地面的斜面体上开有凹槽，槽内紧挨着放置六个半径均为r的相同小球，各球编号如图．斜面与水平轨道OA平滑连接，OA长度为6r.现将六个小球由静止同时释放，小球离开A点后均做平抛运动，不计一切摩擦．则在各小球运动过程中，下列说法正确的是( )

A．只有球6在OA段机械能增大 B．全过程中球1的机械能减少 C．球1的水平射程最小 D．六个球落地点各不相同答案：B

解析：球6在OA段运动时，由受力分析可知斜面上球在加速，球5对球6的作用力做正功，动能增加，球6的机械能增加，对4、5小球受力分析同理可知动能增加，故A错误；对球1受力分析，球1对球2的作用力做正功，则球2对球1的作用力做负功，球1机械能减少，故B正确；由于有部分小球在水平轨道上运动时，斜面上的小球仍在加速，故可知离开A点时球6的速度最小，水平射程最小，故C错误；由C可知，球6水平射程最小，球3、2、1速度相等，水平射程相同，故D错误．

4．小球从一定高度处由静止下落，与地面碰撞后回到原高度再次下落，重复上述运动．取小球的落地点为原点建立坐标系，竖直向上为正方向．下列速度v和位置x的关系图象中，能描述该过程的是( )

A B

C D

答案：A

解析：由题意知在运动过程中小球机械能守恒，设机械能为E，小球离地面高度为x时速度12vE为v，则有mgx＋mv＝E，可变形为x＝－＋，由此方程可知图线为开口向左、顶点在

22gmg2

?E，0?的抛物线，故选项A正确．

?mg???

5．如图所示，轻质弹簧上端固定，下端系一质量为m的物体．物体在A处时，弹簧处于原长状态．第一次用手托住物体使它从A处缓慢下降，到达B处时，手和物体恰好自然分开．第二次在A处静止释放物体，物体到达B处时的速度为v，不考虑空气阻力．物体从A到B的过程中，下列说法正确的是( )

A．第二次物体在B处的加速度大小等于重力加速度g B．两个过程中弹簧和物体组成的系统机械能都守恒 12C．第一次物体克服手的作用力做的功为mv

D．两个过程中弹簧的弹性势能增加量都等于物体重力势能的减少量答案：C

解析：在B处重力与弹力相等，物体的加速度为零，故选项A错误；由于第一次用手托住物体使它从A处缓慢下降，这个过程有手对物体做功，故机械能不守恒，故选项B错误；第一次重物在向下运动的过程中，要克服弹簧拉力做功，根据动能定理知mgh－W－W弹力＝0，第二次根据动能定理：mgh－W弹力