新高考物理一轮复习考点分层训练6.3 机械能守恒定律（2份，原卷版+解析版）

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\l "_Tc207474454" 题组1：机械能的概念与守恒条件的理解 PAGEREF _Tc207474454 \h 1
\l "_Tc207474455" 题组2：单个物体机械能守恒判断 PAGEREF _Tc207474455 \h 2
\l "_Tc207474456" 题组3：多个物体机械能守恒判断 PAGEREF _Tc207474456 \h 4
\l "_Tc207474457" 考点二 单个物体机械能守恒定律的应用 PAGEREF _Tc207474457 \h 5
\l "_Tc207474458" 题组1：单个物体单过程 PAGEREF _Tc207474458 \h 5
\l "_Tc207474459" 题组2：单个物体多过程 PAGEREF _Tc207474459 \h 6
\l "_Tc207474460" 考点三 多物体系统机械能守恒 PAGEREF _Tc207474460 \h 8
\l "_Tc207474461" 题组1：速度大小相等多物体系统 PAGEREF _Tc207474461 \h 8
\l "_Tc207474462" 题组2：角速度相等的多物体模型 PAGEREF _Tc207474462 \h 9
\l "_Tc207474463" 题组3：速度分解的多物体模型 PAGEREF _Tc207474463 \h 10
\l "_Tc207474464" 考点四 非质点类机械能守恒问题 PAGEREF _Tc207474464 \h 11
\l "_Tc207474465" 题组1：链条液体类 PAGEREF _Tc207474465 \h 11
\l "_Tc207474466" 题组2：多个小球类 PAGEREF _Tc207474466 \h 12
6.3 机械能守恒定律
考点一 机械能守恒定律的判断
题组1：机械能的概念与守恒条件的理解
1. （单选）如图所示，以桌面处的重力势能为0，不计空气阻力，将小球从距桌面高H处静止释放，则小球落地时的机械能为( )
A. 0B. mg(H+ℎ)C. mgHD. −mgℎ
【答案】C
【解答】解：以桌面为零势能面，小球在最高点时机械能E=mgH， 小球下落过程中机械能守恒，则小球落到地面前瞬间的机械能为mgH，故选C。
2. （单选）物体的运动如图甲、乙、丙所示，均不计空气阻力，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，小球从某一高度由静止落入光滑半圆形固定轨道，全过程小球的机械能一定守恒
B. 乙图中，物体所受的合外力为零时，机械能一定守恒
C. 丙图中，弹簧越长，弹性势能越大
D. 丙图中，光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球的机械能守恒
【答案】A
【解析】A.小球由静止沿光滑半圆形固定轨道下滑，轨道对小球的支持力不做功，只有重力做功，小球的机械能守恒，故A正确；
B.乙图中，物体所受的合外力为零时，物体沿斜面下滑，重力势能减小，动能不变，机械能等于重力势能与动能之和，故机械能减小，机械能一定不守恒，故B错误；
C.丙图中，如果弹簧开始时被压缩，弹簧恢复原长的过程中，弹簧越长，弹性势能越小，故C错误；
D.丙图中光滑水平面上，被压缩的弹簧将小球向右弹出的过程中，小球受到弹簧弹力的作用，弹簧弹力对小球做正功，故小球的机械能增加，故D错误。
故选A。
3. （多选）下列物体中，机械能守恒的是( )
A. 做平抛运动的物体
B. 被匀速吊起的集装箱
C. 光滑曲面上自由运动的物体
D. 以4g5的加速度竖直向上做匀减速运动的物体
【答案】AC
【解答】A.平抛运动的物体只受到重力的作用，所以机械能守恒，故A正确；
B.被匀速吊起的集装箱，动能不变，重力势能增大，故机械能增大，故机械能不守恒，故B错误；
C.光滑曲面上自由运动的物体，曲面的支持力不做功，只有重力做功，物体的机械能守恒，故C正确；
D.物体以a=45g的加速度竖直向上做匀减速运动，因a2πR)，R远大于一节车厢的长度和高度，为使整个过山车安全通过固定的圆形轨道，那么过山车在运行到圆形轨道前的速度至少为(车厢间的距离不计，忽略一切摩擦)( )
A. gRB. 3πgLC. gR(1+4πRL)D. gR(1+πRL)
【答案】C
【解析】当过山车进入轨道后，动能逐渐向势能转化，车速逐渐减小，当车厢占满圆形轨道时速度最小，设此时的速度为v，过山车的质量为M，圆形轨道上那部分过山车的质量M '=ML⋅2πR，由机械能守恒定律可得12Mv 02=12Mv2+M 'gR，，又因圆形轨道顶部车厢应满足mg=mv2R，联立解得v0= gR(1+4πRL)，故ABD错误，C正确。
故选C。