2017-2018学年高考物理专题07机械能守恒备考强化训练14机械能守恒定律（一）新人教版强化训练14 机械能守恒定律（一）本套强化训练搜集近年来各地高中物理高考真题、模拟题及其它极有备考价值的习题等筛选而成。其主要目的在于理解和掌握机械能守恒定律，能熟练地运用机械能守恒定律解决实际问题。这种类型的题一般有多种解法，便于训练学生的发散思维能力。 一、破解依据应用范围：针对物体(或系统)势能与势能差1势能只有保守力场才能引入势能的概念。势能大小、正负等由物体的相对位置决定。 (1)势能为状态量，是状态(位置)的单值函数，如（试用Ex表示弹性势能）等。其数值还与零势能点的选取有关。(2)势能属于物体系统所共有。(3)只有保守力场才能引入势能的概念。说明:常用势能函数 势能曲线2.势能差：始末两点之间势能之差。其与势能比较，势能差更有实际应用价值。机械能守恒应用条件:只有重力或弹力做功守恒方程： ,即初、末状态的机械能相等；，其中，即其动能增量等于势能减量。二、 精选习题选择题（每小题5分，共40分）（15高考）以水平面为零势能面，则小球水平抛出时重力势能等于动能的2倍，那么在抛体运动过程中，当其动能和势能相等时，水平速度和竖直速度之比为： （ ）A B1:1 C D（15天津）如图-1所示，固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环，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，并且处于原长状态，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图-1A、圆环的机械能守恒B、弹簧弹性势能变化了C、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（17全国）如图-2，半圆形光滑轨道固定在水平地面上，半圆的直径与地面垂直一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道，并从轨道上端水平飞出，小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关，此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()图-22A. B. C. D. (17江苏)如图-3所示，三个小球A、B、C的质量均为m，A 与B、C间通过铰链用轻杆连接，杆长为L.B、C 置于水平地面上，用一轻质弹簧连接，弹簧处于原长现A 由静止释放下降到最低点，两轻杆间夹角由60变为120.A、B、C 在同一竖直平面内运动，弹簧在弹性限度内，忽略一切摩擦，重力加速度为g.则此下降过程中()图-3AA的动能达到最大前，B受到地面的支持力小于mgBA的动能最大时，B受到地面的支持力等于mgC弹簧的弹性势能最大时，A 的加速度方向竖直向下D弹簧的弹性势能最大值为mgL（14安徽） 如图-4所示，有一内壁光滑的闭合椭圆形管道，置于竖直平面内，MN是通过椭圆中心O点的水平线已知一小球从M点出发，初速率为v0，沿管道MPN运动，到N点的速率为v1，所需时间为t1；若该小球仍由M点以初速率v0出发，而沿管道MQN运动，到N点的速率为v2，所需时间为t2.则()Av1v2，t1t2 Bv1t2Cv1v2，t1t2 Dv1v2，t1t2图-4（14吉林九校摸底）把质量为m的小球（可看做质点）放在竖直的轻质弹簧上，并把小球下按到A的位置（图-5甲），如图所示。迅速松手后，弹簧把小球弹起，球升至最高位置C点（图-5丙），途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态（图-5乙）。已知AB的高度差为h1，BC的高度差为h2，重力加速度为g，不计空气阻力。则（ ）A小球从A上升到B位置的过程中，动能增大B小球从A上升到C位置的过程中，机械能一直增大C小球在图甲中时，弹簧的弹性势能为D一定有图-5（14武汉二中模拟）如图-6，在倾斜角为的光滑斜面上放一轻质弹簧，其下端固定，静止时上端位置在B点，在A点放上一质量的小物体，小物体自由释放，从开始的一段时间内的图像如图10所示，小物体在时运动到B点,在0.9s到达C点，BC的距离为1.2m（），由图知（ ）图-6A、斜面倾斜角B、物体从B运动到C的过程中机械能守恒C、在C点时，弹簧的弹性势能为16JD、物快从C点回到A点过程中，加速度先增后减，再保持不变8.(14福建) 如图-7所示，两根相同的轻质弹簧，沿足够长的光滑斜面放置，下端固定在斜面底部挡板上，斜面固定不动质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端现用外力作用在两物块上，使两弹簧具有相同的压缩量，若撤去外力后，两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧，则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程，两物块()A最大速度相同B最大加速度相同C上升的最大高度不同D重力势能的变化量不同图-7填空题（共24分）（16四川）（6分）用如图-8所示的装置测量弹簧的弹性势能。将弹簧放置在水平气垫导轨上，左端固定，右端在O点；在O点右侧的B、C位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连。先用米尺测得B、C两点间距离x，再用带有遮光片的滑块压缩弹簧到某位置A，静止释放，计时器显示遮光片从B到C所用的时间t，用米尺测量A、O之间的距离x。图-8（1）计算滑块离开弹簧时速度大小的表达式是_。（2）为求出弹簧的弹性势能，还需要测量_。A弹簧原长 B当地重力加速度 C滑块（含遮光片）的质量（3）增大A、O之间的距离x，计时器显示时间t将_。A增大 B减小 C不变（17天津）(8分) (2)如图-9所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是_图-9A重物选用质量和密度较大的金属锤B两限位孔在同一竖直面内上下对正C精确测量出重物的质量D用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图-10所示纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有_图-10AOA、AD和EG的长度BOC、BC和CD的长度CBD、CF和EG的长度DAC、BD和EG的长度（14广东）（10分）某同学根据机械能守恒定律，设计实验探究弹簧的弹性势能与压缩量的关系图-11(1)如图11(a)所示，将轻质弹簧下端固定于铁架台，在上端的托盘中依次增加砝码，测量相应的弹簧长度，部分数据如下表由数据算得劲度系数k_N/m.(g取9.80 m/s2)砝码质量(g)50100150弹簧长度(cm)8.627.636.66 (2)取下弹簧，将其一端固定于气垫导轨左侧，如图11(b)所示；调整导轨，使滑块自由滑动时，通过两个光电门的速度大小_(3)用滑块压缩弹簧，记录弹簧的压缩量x；释放滑块，记录滑块脱离弹簧后的速度v.释放滑块过程中，弹簧的弹性势能转化为_(4)重复(3)中的操作，得到v与x的关系如图11(c)由图可知，v与x成_关系由上述实验可得结论：对同一根弹簧，弹性势能与弹簧的_成正比计算题（共36分）12.（16全国 ）（12分）如图-12，在竖直平面内由圆弧AB和圆弧BC组成的光滑固定轨道，两者在最低点B平滑连接。AB弧的半径为R，BC弧的半径为。一小球在A点正上方与A相距处由静止开始自由下落，经A点沿圆弧轨道运动。（1）求小球在B、A两点的动能之比；（2）通过计算判断小球能否沿轨道运动到C点。图-1213.(15济南二模）（10分）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-13a所示。若将一个质量为m小球分别拴在链条左端和右端，如图-13b、图-13c所示。约束链条的挡板光滑，三种情况均由静止释放，当整根链条刚离开桌面时，速度分别为，试比较它们的速度大小。图-1314.（15西安交大附中）（14分） 如图-14所示，一质量m0.4 kg的滑块(可视为质点)静止于动摩擦因数0.1的水平轨道上的A点现对滑块施加一水平外力，使其向右运动，外力的功率恒为P10.0 W经过一段时间后撤去外力，滑块继续滑行至B点后水平飞出，恰好在C点沿切线方向进入固定在竖直平面内的光滑圆弧形轨道，轨道的最低点D处装有压力传感器，当滑块到达传感器上方时，传感器的示数为25.6 N已知轨道AB的长度L2.0 m，半径OC和竖直方向的夹角37，圆形轨道的半径R0.5 m(空气阻力可忽略，重力加速度g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8)，求：(1)滑块运动到C点时速度VC的大小；(2)B、C两点的高度差h及水平距离x；(3)水平外力作用在滑块上的时间t.图-14 (四)选做题图-15F15（14惠州一中）如图-15所示，物体在斜面上受到平行于斜面向下拉力F作用，沿斜面向下运动，已知拉力F大小恰好等于物体所受的摩擦力，则物体在运动过程中 （ ）A做匀速运动 B做匀加速运动C机械能保持不变D机械能增加图-1616.（14西工大附中训练）如图-16所示，为一传送装置，其中AB段粗糙，AB段长为L0.2 m，动摩擦因数0.6，BC、DEN段均可视为光滑，且BC的始、末端均水平，具有h0.1 m的高度差，DEN是半径为r0.4 m的半圆形轨道，其直径DN沿竖直方向，C位于DN竖直线上，CD间的距离恰能让小球自由通过在左端竖直墙上固定有一轻质弹簧，现有一可视为质点的小球，小球质量m0.2 kg，压缩轻质弹簧至A点后由静止释放（小球和弹簧不粘连），小球刚好能沿DEN轨道滑下求：小球到达N点时速度的大小；压缩的弹簧所具有的弹性势能。图-1717.（14福建）图-17为某游乐场内水上滑梯轨道示意图，整个轨道在同一竖直平面内，表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切点A距水面的高度为H，圆弧轨道BC的半径为R，圆心O恰在水面一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下，不计空气阻力(1)若游客从A点由静止开始滑下，到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面上的D点，OD2R，求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf；(2)若游客从AB段某处滑下，恰好停在B点，又因受到微小扰动，继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道，求P点离水面的高度h.(提示：在圆周运动过程中任一点，质点所受的向心力与其速率的关系为F向m)图-1818.（16新课标I）（18分）如图-18，一轻弹簧原长为，其一端固定在倾角为的固定直轨道的底端A处，另一端位于直