2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律及其条件专题练习

2021届高三物理一轮复习力学功和能机械能守恒定律及其条件专题练习一、填空题1．以速度竖直向上抛出一物体，忽略空气阻力的影响，则物体上升的最大高度为____；当物体的动能和重力势能相等时，物体离抛出点的高度为_____．2．如图所示，两块三角形的木板B、C竖直放在水平桌面上，它们的顶点连接在A处，底边向两边分开。一个锥体置于A处，放手之后，奇特的现象发生了，椎体自动地沿木板滚上了B、C板的高处，不计一切阻力。锥体在滚动过程中重心_______________（填“逐渐升高”、“逐渐降低”或“保持不变”）；锥体在滚动过程中机械能______________填“增大”、“减小”或“不变”）3．质量为 M 的滑块从倾角为 30︒的光滑斜面顶端开始下滑。到达斜面底端时速度为 v，当它的速度为____时，它的动能和重力势能正好相等，此时它的重力的即时功率为__________。4．从20m高处，以________m/s的速度水平抛出的物体，落地时的速度大小为25m／s.5．如图，光滑轨道abc固定在竖直平面内，c点与粗糙水平轨道cd相切，一质量为m的小球A从高静止落下，在b处与一质量为m的滑块B相撞后小球A静止，小球A的动能全部传递给滑块B，随后滑块B从c处运动到d处，且bd高，滑块B通过在cd段所用时间为t．求：（1）cd处的动摩擦因数μ（_____）；（2）若将此过程类比为光电效应的过程，则：A为__________；B为__________；分析说明：__________类比为极限频率．6．质量为m的小球，从离桌面高处由静止开始落下，桌面离地面的高度为，如图所示．若以桌面作为重力势能等于零的参考平面，那么，当小球落地时的机械能为_________，落地速率为________．7．汽车沿一段坡面向下行驶，通过刹车使速度逐渐减小，在刹车过程中重力势能________（填“增加”或“减少”），机械能_________填“不守恒”或“守恒”8．在竖直平面内，一根光滑硬质杆弯成如图所示形状，相应的曲线方程为 y = 0.1cos x（单位：m），杆足够长，图中只画出了一部分。将一质量为m的小环（可视为质点）套在杆上，在P点给小环一个沿杆斜向下的初速度v0=1m/s，g取10m/s2，则小环运动过程中能到达的最高点的y轴坐标为______ m，以及对应的x轴坐标为_______m。        9．以的速度将质量为的物体竖直向上抛出，若空气阻力忽略。则物体上升的最大高度是__________；当物体上升至高度为__________时，重力势能和动能相等。10．用细线悬挂的小球从图所示位置静止释放，若忽略空气阻力，那么小球在最高点的势能______下降至最低点的动能；实际上，小球在摆动过程中，会与空气摩擦产生热，摆幅逐渐减小，最终停下来，那么在摆动过程中由于摩擦而转化的内能______小球在最高点所具有的势能。（填“大于”、“等于”或“小于”） 11．机械能守恒条件是：(1)______ 功或______ 做功，   (2)______ 与______ 的相互转化12．斜面放在水平面上，斜面上放着物体，不计一切摩擦，将斜面和物体静止释放。则物体受到斜面的支持力做功为____________（填“正”、“负”或“零”）。理由是___________ 。   13．如图所示，倾角θ=30°的光滑斜面底端固定一块垂直于斜面的挡板．将长木板A静置于斜面上，A上放置一小物块B，初始时A下端与挡板相距L=4m，现同时无初速度释放A和B.已知在A停止运动之前B始终没有脱离A且不会与挡板碰撞，A和B的质量均为m=1 kg，它们之间的动摩擦因数μ=，A或B与挡板每次碰撞损失的动能均为ΔE=10J，忽略碰撞时间，重力加速度大小g取10 m/s2。求：(1)A第一次与挡板碰撞前瞬间的速度大小v___________；（结果可以由根式表示）(2)A第一次与挡板碰撞到第二次与挡板碰撞的时间Δt___________；（结果可以由根式表示）(3)B相对于A滑动的可能最短时间t___________。（结果可以由根式表示）14．如图所示，质量为m的物体以速度v0离开桌面后经过A点，桌面的高度为H，A点离地面的高度为h，以地面为零势能面，不计空气阻力，则小球抛出时的机械能E=__________，在A点的速度为___________ 。15．双人高台跳水比赛中的两位运动员，身高相等但一胖一瘦.若他们从跳台上同时自由下落，以水面为零势能参考面，则起跳前胖运动员的势能_________瘦运动员的势能；到达水面时，胖运动员的入水速度_________瘦运动员的入水速度，胖运动员的动能_________瘦运动员的动能.（以上各空格均选填“大于”“等于”或“小于”）二、解答题16．如图所示，“冰雪游乐场”滑道由光滑的曲面滑道AB和粗糙的水平滑道BC构成，AB滑道与BC滑道在B点平滑连接，一小孩乘坐冰车从滑道顶端A点由静止滑下，在曲面滑道的末端B点与处于静止状态的家长所坐的冰车发生碰撞，碰撞后小孩及其冰车恰好停止运动，家长及其冰车最终停在水平滑道的C点，已知曲面滑道AB的竖直高度h=3.2m，小孩和冰车的总质量m=30kg，家长和冰车的总质量为M=60kg，人和冰车可视为质点，重力加速度g取10m/s2。求：(1)小孩乘坐冰车经过B点时的速度大小vB；(2)碰撞后瞬间，家长（包括其冰车）运动的速度大小v；(3)碰撞过程中，小孩及家长（包括各自冰车）组成的系统损失的机械能△E。17．如图所示，质量的跳水运动员从距水面高的跳台上以的速度斜向上起跳，最终落入水中，若忽略运动员的身高，取，不计空气阻力。求：（1）运动员下落过程中机械能是否守恒？（2）运动员在跳台上时具有的重力势能（以水面为零势能参考平面）；（3）运动员入水时的速度大小。18．如图所示，光滑坡道顶端距水平面高度为h，质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下，进入水平面上的滑道时无机械能损失，为使A制动，将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上，另一端恰位于坡道的底端O点。已知在OM段，物块A与水平面间的动摩擦因数为μ，其余各处的摩擦力不计，重力加速度为g，求：(1)物块滑到O点时的速度大小；(2)弹簧最大压缩量为d时的弹性势能（设弹簧处于原长时弹性势能为零）；(3)在(2)问前提下，若物块A能够被弹回到坡道上，则它能够上升的最大高度是多少？
参考答案1．            2．逐渐升高    保持不变      3．        4．15          5．    光子    光电子            6．        7．减少；  不守恒        8．0.05    或           9．5    2.5    10．等于    等于            11．重力    弹力    动能    势能                 12．负    物体对斜面体的压力垂直斜面向下，水平向右方向有分力，斜面体向右有位移，由知物体对斜面体的压力做正功，物体和斜面体系统机械能守恒，故斜面体增加的机械能等于物体减小的机械能，故斜面体对物体的支持力做负功。13．2m/s    s    s        14．        15．大于    等于    大于         16．(1)8m/s；(2)4m/s；(3)480J17．（1）是（2）5000J（3）v=15m/s         18．(1)；(2)mgh－μmgd；(3)h－2μd