人教6.3 机械能守恒定律及其应用（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题6.3 机械能守恒定律及其应用
一、单选题
1．如图所示，一条轻绳跨过定滑轮，绳的两端各系一个小球a和b，用手托住球b，当绳刚好被拉紧时，球a静止于地面，球b离地面的高度为h，h为绳长度的，已知球a的质量为m，球b的质量为，重力加速度为g。定滑轮的质量及轮与轴间的摩擦均不计。现无初速度释放球b，假设球b碰到地面以后速度立刻减小到零，忽略空气阻力，则下列说法正确的是（　　）
A．在球b下落过程中，球a所受拉力大小为
B．球a可达到的离地最大高度为
C．在球b下落过程中，球a的机械能在减小
D．球b落地前瞬间速度大小为
【答案】B
【解析】
A．在球b下落和a球上升过程中，两球的加速度大小相等，则有
对a球由牛顿第二定律可得
解得
故A错误；
BD．由静止到b球落地过程由机械能守恒有
解得
由于a球具有向上的速度，b球落地后绳中拉力为0，对a有
球a可达到的离地最大高度为，故B正确，D错误；
C．在球b下落过程中，绳子的拉力对小球a做正功，则小球机械能增加，故C错误。
故选B。
2．从地面竖直向上抛出一物体，取地面为重力势能零势能面，该物体的机械能E和重力势能Ep，随它离开地面的高度h的变化关系如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．h＝0时，物体的动能为80J B．h＝2m时，物体的动能为50J
C．h=3m时，物体的动能为60J D．h=4m时，物体的动能为80J
【答案】B
【解析】
A．由图可知，h＝0时，物体的机械能为100J，此时的重力势能为0，则此时物体的动能为100J，故A错误；
B．由图可知，机械能随h的变化关系为
h＝2m时，物体的机械能为90J，此时重力势能为40J，则物体的动能为50J，故B正确；
C．h=3m时，物体的机械能为85J，物体的重力势能为60J，则物体的动能为25J，故C错误；
D．h=4m时，物体的机械能为80J，物体的重力势能为80J，则物体的动能为0，故D错误。
故选B。
3．如图所示，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，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，已知AB的竖直高度差为h，不计空气阻力，则 （　　）
A．小球到达B点的动能小于mgh
B．小球由A到B过程重力的功率一直增大
C．小球到达B点时弹簧的弹性势能等于mgh
D．小球由A到B过程机械能守恒
【答案】A
【解析】
A．小球由A到B过程，由动能定理
小球到达B点的动能小于mgh，故A正确；
B．重力的功率等于重力与竖直方向分速度的乘积，小球在B竖直分速度为0，小球在B重力的功率为零，故小球由A到B过程重力的功率先增大后减小，故B错误；
C．弹簧的弹性势能等于克服弹力做的功，由上式得
故C错误；
D．根据机械能守恒条件，小球由A到B过程机械能不守恒，小球和弹簧组成的系统机械能守恒，故D错误。
故选A。
4．如图所示，高为h1的书桌放置在水平地面上，质量为m的小球从离桌面h2高处由静止释放，选桌面为零重力势能面，重力加速度大小为g，空气阻力忽略不计，则小球触地前瞬间的机械能为（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
取桌面为零势能面，小球在下落过程中机械能守恒，小球触地前瞬间的机械能为
故C正确，ABD错误。
故选C。
5．下列情境中，机械能守恒的是（       ）
A．月球上的羽毛自由下落 B．跳伞运动员在空中匀速下落
C．观光电梯加速上升 D．小朋友沿着滑梯匀速下滑
【答案】A
【解析】
A．羽毛自由下落时，只有重力做功，机械能守恒故A正确；
B．跳伞运动员在空中匀速下落，动能不变，势能减少，机械能不守恒，故B错误；
C．观光电梯加速上升，动能和势能都增加，机械能不守恒，故C错误；
D．小朋友沿着滑梯匀速下滑，动能不变，势能减少，机械能不守恒，故D错误。
故选A。
二、多选题
6．2022年第24届冬奥会在北京-张家口成功举办，图甲为在张家口的国家跳台滑雪中心“雪如意”, 图乙为跳台滑雪的示意图。质量为m的运动员从长直倾斜的助滑道AB的A处由静止滑下，为了改变运动员的速度方向，在助滑道AB与起跳台D之间用一段弯曲滑道相切衔接，其中最低点C处附近是一段以O为圆心的圆弧，圆弧轨道半径为R。A与C的竖直高度差为H，弯曲滑道末端即起跳台D与滑道最低点C的高度差为h，重力加速度为g。不计空气阻力及摩擦，则运动员（　　）
A．到达C点时的动能为mgH
B．到达C点对轨道的压力大小为