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1、新课标安徽专版?金版新学案?2021高三物理一轮复习 机械能守恒定律 能的转化和守恒定律随堂检测(本栏目内容，学生用书中以活页形式分册装订成册！)1如右图所示，一质量为m的小球固定于轻质弹簧的一端，弹簧的另一端固定于O点处，将小球拉至A处，弹簧恰好无形变，由静止释放小球，它运动到O点正下方B点的速度为v，与A点的竖直高度差为h，那么()A由A至B重力做功大于mghB由A至B重力势能减少mv2C由A至B小球克服弹力做功为mghD小球到达位置B时弹簧的弹性势能为【解析】由A到B，高度减小h，重力做功mgh，重力势能减少mgh，但因弹簧伸长，弹性势能增加，由能量守恒得：mghmv2Ep，可得：Epm
2、ghmv2，小球克服弹力做功应小于mgh，故A、B、C错误，D正确【答案】D2一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，那么此过程中铁块损失的机械能为()A.mgRB.mgRC.mgR D.mgR【解析】设铁块在圆轨道底部的速度为v，那么1.5mgmgm，由能量守恒有：mgREmv2，所以EmgR，正确答案为D.【答案】D3如右图所示，质量相等的甲、乙两小球从一光滑直角斜面的顶端同时由静止释放，甲小球沿斜面下滑经过a点，乙小球竖直下落经过b点，a、b两点在同一水平面上，不计空气阻力，以下说法中正确的选项是()A甲小球在a点的速
3、率小于乙小球在b点的速率B甲小球到达a点的时间等于乙小球到达b点的时间C甲小球在a点的机械能等于乙小球在b点的机械能D甲小球在a点时重力的功率等于乙小球在b点时重力的功率【解析】由机械能守恒得到两小球到达a、b两处的速度大小相等，所以A错误、C正确；设斜面的倾角为，甲小球在斜面上运动的加速度为agsin ，乙小球下落的加速度为ag，由t可知t甲t乙，B错误；甲小球在a点时重力的功率P甲mgvsin ，乙小球在b点时重力的功率P乙mgv，D错误【答案】C4如右图所示，一块长木板B放在光滑的水平地面上，在B上放一个木块A，现以恒定的力F拉B，由于A、B间摩擦力的作用，A将在B上滑动，以地面为参照物
4、，A、B都向前移动了一段距离，在此过程中()A外力F做的功等于A和B所组成的系统的动能增量BB对A的摩擦力所做的功大于A的动能增量CA对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D外力F对B所做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和【解析】A、B之间一对滑动摩擦力做功，使系统的局部机械能转化为内能，所以外力F与一对滑动摩擦力做功的代数和等于A和B组成的系统的动能增量，因而A、C错误；分别以A、B为对象利用动能定理，可判断出B错误，D正确【答案】D5如右图所示，小球从A点以初速度v0沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回A，C为AB的中点以下说法中正确的选项是()A小球从A出发到返回A
5、的过程中，位移为零，合外力做功为零B小球从A到C过程减少的动能比从C到B过程减少的动能多C小球从A到B过程与从B到A过程损失的机械能相等D小球从A到C过程与从C到B过程，速度的变化量相等【解析】小球从A出发到返回A的过程中，位移为零，重力做功为零，支持力不做功，摩擦力做负功，所以A选项错误；从A到B的过程与从B到A的过程中，位移大小相等，方向相反，损失的机械能等于克服摩擦力做的功，所以C选项正确；小球从A到C过程与从C到B过程，位移相等，合外力也相等，方向与运动方向相反，所以合外力做负功，大小相等，所以减少的动能相等，因此，B选项错误；小球从A到C过程与从C到B过程中，减少的动能相等，而动能的
6、大小与质量成正比，与速度的平方成正比，所以D错误【答案】C6如右图所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，以下说法正确的选项是()A物体的重力势能减少，动能增加B斜面的机械能不变C斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做功D物体的机械能守恒【解析】物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，且夹角大于90，所以物体克服相互作用力做功，物体的机械能减少，但动能增加，重力势能减少，故A项正确，B、C项错误对物体与斜面组成的系统内
7、，只有动能和重力势能之间的转化，故系统机械能守恒，物体的机械能减小，所以D项错误【答案】A7在2021年北京奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运发动伊辛巴耶娃以5.05 m的成绩第24次打破世界记录图为她在比赛中的几个画面，以下说法中正确的选项是()A运发动过最高点时的速度为零B撑杆恢复形变时，弹性势能完全转化为动能C运发动要成功跃过横杆，其重心必须高于横杆D运发动在上升过程中对杆先做正功后做负功【解析】撑杆跳运发动过最高点时竖直速度为零，水平速度不为零，选项A错误；当运发动到达最高点杆恢复形变时，弹性势能转化为运发动的重力势能和动能，选项B错误；运发动可以背跃式跃过横杆，其重心可能低于横杆，选项C错
8、误；运发动在上升过程中对杆先做正功转化为杆的弹性势能后做负功，杆的弹性势能转化为运发动的重力势能和动能，选项D正确【答案】D8如右图所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)，演员a站于地面，演员b从图示的位置由静止开始向下摆，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，演员a刚好对地面无压力，那么演员a与演员b质量之比为()A11B21C31 D41【解析】由机械能守恒定律求出演员b下落至最低点时的速度大小为v.mv2mgl(1cos 60)，v22gl(1cos 60)gl.此时绳的拉力为FTmgm2mg，演员a刚好对地压力为0.那么magFT2mg.故mam
9、21.【答案】B9来自福建省体操队的运发动黄珊汕是第一位在奥运会上获得蹦床奖牌的中国选手蹦床是一项好看又惊险的运动，如右图所示为运发动在蹦床运动中完成某个动作的示意图，图中虚线PQ是弹性蹦床的原始位置，A为运发动抵达的最高点，B为运发动刚抵达蹦床时的位置，C为运发动抵达的最低点不考虑空气阻力和运发动与蹦床作用时的机械能损失，A、B、C三个位置运发动的速度分别是vA、vB、vC，机械能分别是EA、EB、EC，那么它们的大小关系是()AvAvCBvAvB，vBvCCEAEB，EBEB，EBEC【解析】最高点A的速度为零，刚抵达B位置时的速度不为零，vAvC，以人为研究对象，BA机械能守恒，EAEB
10、，BC弹力对人做负功，机械能减小，EBEC.【答案】A10飞机场上运送行李的装置为一水平放置的环形传送带，传送带的总质量为M，其俯视图如右图所示现开启电动机，传送带达稳定运行的速度v后，将行李依次轻轻放到传送带上假设有n件质量均为m的行李需通过传送带运送给旅客假设在转弯处行李与传送带无相对滑动，忽略皮带轮、电动机损失的能量求从电动机开启，到运送完行李需要消耗的电能为多少？【解析】设行李与传送带间的动摩擦因数为，那么传送带与行李间由于摩擦产生的总热量Qnmgx由运动学公式得：xx传x行vt又：vgt，联立解得：Qnmv2由能量守恒得：EQMv2nmv2所以：EMv2nmv2.【答案】Mv2nmv
11、211质量为m的木块(可视为质点)左端与轻弹簧相连，弹簧的另一端与固定在足够大的光滑水平桌面上的挡板相连，木块的右端与一轻细线连接，细线绕过光滑的质量不计的轻滑轮，木块处于静止状态，在以下情况中弹簧均处于弹性限度内，不计空气阻力及线的形变，重力加速度为g.(1)在甲图中，在线的另一端施加一竖直向下的大小为F的恒力，木块离开初始位置O由静止开始向右运动，弹簧开始发生伸长形变，木块通过P点时，速度大小为v，O、P两点间的距离为x.求木块拉至P点时弹簧的弹性势能；(2)如果在线的另一端不是施加恒力，而是悬挂一个质量为M的钩码，如图乙所示，木块也从初始位置O由静止开始向右运动，求当木块通过P点时的速度
12、大小【解析】(1)用力F拉木块至P点时，设此时弹簧的弹性势能为E，根据功能关系得 FxEmv2所以弹簧的弹性势能为EFxmv2.(2)悬挂钩码M时，当木块运动到P点时，弹簧的弹性势能仍为E，设木块的速度为v，由机械能守恒定律得MgxE(mM)v2联立解得：v【答案】(1)Fxmv2(2)12(2021年成都市摸底测试)如右图所示为某同学设计的节能运输系统斜面轨道的倾角为37，木箱与轨道之间的动摩擦因数0.25.设计要求：木箱在轨道顶端时，自动装货装置将质量m2 kg的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物卸下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程假设g取10 m/s2，sin 370.6 ，cos 370.8.求： (1)离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小；(2)满足设计要求的木箱质量【解析】(1)设木箱质量为m，对木箱的上滑过程，由牛顿第二定律有：mgsin 37mgcos 37ma代入数据解得：a8 m/s2.(2)设木箱沿轨道下滑的最大距离为L，弹簧被压缩至最短时的弹性势能为Ep，根据能量守恒定律：货物和木箱下滑过程中有：(mm)gsin 37L(mm)gcos 37LEp木箱上滑过程中有Epmgsin 37Lmgcos 37L联立代入数据解得：mm2 kg.【答案】(1)8 m/s(2)2 kg