2022版高考物理 专题37 机械能守恒定律及应用练习（含解析）.docx

1、专题37机械能守恒定律及应用1单物体多过程机械能守恒问题：划分物体运动阶段，研究每个阶段中的运动性质，判断机械能是否守恒；表达式一般选用E1E2(要选择零势能面)或EpEk(不用选择零势能面).2.多物体的机械能守恒：“轻绳模型”与“轻杆模型”：要注意两端的物体速度大小是否相等；“轻弹簧模型”：要注意弹性势能的变化只与形变量有关；“非质点模型”：一般分析物体重心高度变化；一般选用EpEk或EAEB形式(不用选择零势能面)1.(多选)(2019湖南湘东六校联考)如图1，两个相同的小物块a和b之间用一根轻弹簧相连，它们用细线静止悬挂于足够高的天花板下细线某时刻被剪断，已知重力加速度为g，不计空气阻

2、力，则()图1A细线被剪断瞬间，a的加速度大小为0，b的加速度大小为2gB下落过程中弹簧一直保持原来的长度，a、b和弹簧组成的系统一起做自由落体运动C在下落过程中，弹簧恢复原长时a和b的加速度大小均为gD下落过程中，a、b和弹簧组成的系统机械能守恒答案CD解析设小物块的质量为m，细线未剪断前，对小物块b由平衡条件可得轻弹簧中拉力大小为Fmg，细线被剪断瞬间，轻弹簧中拉力不变，对小物块a，由牛顿第二定律，Fmgma0，解得小物块a的加速度大小为a02g，小物块b的受力情况不变，仍处于静止状态，b的加速度大小为0，选项A错误；在下落过程中，弹簧恢复原长时，两物块都处于完全失重状态，加速度大小均为g

3、，选项C正确；由于细线断开瞬间两物块的加速度大小不同，此后a的加速度逐渐减小，b的加速度逐渐增大，弹簧从拉伸状态逐渐恢复到原长，选项B错误；在下落过程中，a、b和弹簧组成的系统中只有重力和轻弹簧的弹力做功，系统机械能守恒，选项D正确2.如图2所示，用轻绳跨过定滑轮悬挂质量为m1、m2的两个物体A、B，已知m1m2.若滑轮质量及一切摩擦都不计，则系统由静止开始运动的过程中()图2AA、B各自的机械能守恒BA减少的机械能等于B增加的重力势能CA减少的重力势能等于B增加的重力势能D当A下落高度为h时，若A的速度为v，则m1ghm2gh(m1m2)v2答案D解析把A、B看成一个系统，系统的机械能与其他

4、形式的能量之间没有转化，系统机械能守恒，但就每个物体而言，绳子的拉力都对其做功，机械能均发生变化，A错误，B增加的机械能与A减少的机械能相等，B错误；由于m1m2，A减少的重力势能大于B增加的重力势能，C错误；二者运动过程中位移大小相等、速度大小相等，由EpEk可知，D正确3.如图3所示，用长为L的轻绳把一个小铁球悬挂在高为2L的O点处，小铁球以O点为圆心在竖直平面内做圆周运动且恰能到达最高点B处，不计空气阻力，重力加速度为g.若运动中轻绳断开，则小铁球落到地面时的速度大小为()图3A.B.C.D.答案D解析小铁球恰能到达最高点B，速度v.以地面为零势能面，小铁球在B点处的总机械能为mg3Lm

5、v2mgL，无论轻绳是在何处断的，小铁球的机械能总是守恒的，因此到达地面时的动能mv2mgL，故小铁球落到地面的速度v，D正确4一个物体从距水平地面H高处自由下落，不计空气阻力，当其动能是重力势能的2倍时(以地面为零势能面，重力加速度为g)，物体的速度为()A.B.C.D.答案C解析物体做自由落体运动，机械能守恒，故有：mgHmghmv2，物体的动能是其重力势能的2倍，故有mv22mgh，联立解得：v，选项C正确5.如图4所示，在倾角30的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L0.2 m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h0.1 m两球由

6、静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10 m/s2.则下列说法中正确的是()图4A整个下滑过程中A球机械能守恒B整个下滑过程中B球机械能守恒C整个下滑过程中A球机械能的增加量为 JD整个下滑过程中B球机械能的增加量为 J答案D解析在下滑的整个过程中，只有重力对系统做功，系统的机械能守恒，但在B球沿水平面滑行，而A沿斜面滑行时，杆的弹力对A、B球做功，所以A、B球各自机械能不守恒，故A、B错误；根据系统机械能守恒得：mAg(hLsin )mBgh(mAmB)v2，解得：v m/s，系统下滑的整个过程中B球机械能的增加量为mBv2mBgh J，故D正确；A球的机械能减少量

7、为 J，故C错误6.(2019山东临沂市期末)如图5所示，半径为R的光滑圆形轨市道固定在竖直平面内体积相同的两小球A、B的质量分别为m、m(为待定系数)A球从左边与圆心等高处由静止释放后沿轨道下滑，并与静止于轨道最低点的B球碰撞，碰撞后A、B两球能达到的最大高度均为，碰撞中无机械能损失，则待定系数为()图5A.B.C2 D3答案A解析A球从静止开始下滑到碰撞后A、B球达到最大高度的过程，由机械能守恒定律得mgR，解得，故A正确7一根质量为m、长为L的均匀链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半悬在桌边，桌面足够高，如图6甲所示若将一个质量为m的小球分别拴在链条左端和右端，如图乙、丙所示约束链条的挡板光滑，三种情况均将其由静止释放当整根链条刚离开桌面时，关于图甲、乙、丙中链条各自的速度va、vb、vc的大小关系，下列判断中正确的是()图6AvavbvcBvavbvavbDvavbvc答案C解析题图甲中，当整根链条离开桌面时，根据机械能守恒定律可得mgmv，解得va；题图乙中，当整根链条离开桌面时，根据机械能守恒定律可得mg2mv，解得vb；题图丙中，当整根链条离开桌面时，根据机械能守恒定律有mgmg2mv，解得vc，故vcvavb，故C正确