专题5机械能及其守恒定律.doc

专题5机械能及其守恒定律一、选择题(本大题共10个小题共50分每题至少有一个选项正确全部选对的得5分选对但不全的得3分有选错的得0分)1．物体沿直线运动的v－t关系如图1所示在第1秒内合外力对物体做的功为W那么()图1A．从第1秒末到第3秒末合外力做功为4WB．从第3秒末到第5秒末合外力做功为－2WC．从第5秒末到第7秒末合外力做功为WW解析：由题图知第1秒末速度、第3秒末速度、第7秒速度大小关系：v1＝v3＝v7由题知W＝eq\f(12)mv12－0那么由动能定理知第1秒末到第3秒末合外力做功W2＝eq\f(12)mv32－eq\f(12)mv12＝0故A错．第3秒末到第5秒末合外力做功W3＝0－eq\f(12)mv32＝－W故B错．第5秒末到第7秒末合外力做功W4＝eq\f(12)mv72－0＝W故C正确．第3秒末到第4秒末合外力做功W5＝eq\f(12)mv42－eq\f(12)mv32；因v4＝eq\f(12)v3所以W5＝－0.75W．故D正确．答案：CD2．带电荷量为＋q、质量为m的滑块沿固定的斜面匀速下滑现加上一竖直向上的匀强电场(如图2所示)电场强度为E且qE＜mg对物体在斜面上的运动以下说法正确的选项是()A．滑块将沿斜面减速下滑B．滑块仍沿斜面匀速下滑C．加电场后重力势能和电势能之和不变D．加电场后重力势能和电势能之和减小解析：没加电场时滑块匀速下滑有：mgsinθ＝μmgcosθ加上电场后因(mg－Eq)sinθ＝μ(mg－Eq)cosθ故滑块仍匀速下滑B正确．加电场后因重力做正功比电场力做负功多所以重力势能减少得多电势能增加得少重力势能和电势能之和减小C错误D正确．答案：BD3.(·模拟)半径为R的圆桶固定在小车上有一光滑小球静止在圆桶的最低点如图3所示．小车以速度v向右匀速运动当小车遇到障碍物突然停止时小球在圆桶中上升的高度不可能的是()A．等于eq\f(v22g)B．大于eq\f(v22g)C．小于eq\f(v22g)D．等于2R解析：小球沿圆桶上滑机械能守恒由机械能守恒分析知A、C、D是可能的．答案：B4.在竖直平面内有根光滑金属杆弯成如图4所示形状相应的曲线方程为y＝Acosx将一个光滑小环套在该金属杆上并从x＝0、y＝A处以某一初速度沿杆向＋x方向运动．运动过程中()A．小环在D点的加速度为零B．小环在B点和D点的加速度相同C．小环在C点的速度最大D．小环在C点和E点的加速度方向相同解析：小环在D点和B点的加速度是由环的重力沿杆切向分力产生的由对称性可知小环在两点的加速度的大小相同方向不同故A、B均错误；因C点最低小环的重力势能最小由机械能守恒知小环在C点的速度最大C正确；小环在C点和E点的加速度均为向心加速度故方向相反D错误．答案：C5.(·模拟)如图5所示为某探究活动小组设计的节能运动系统斜面轨道倾角为30°质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为eq\f(\r(3)6).木箱在轨道顶端时自动装货装置将质量为m的货物装入木箱然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下当轻弹簧被压缩至最短时自动卸货装置立刻将货物卸下然后木箱恰好被弹回到轨道顶端再重复上述过程．以下选项正确的选项是()A．m＝MB．m＝2MC．木箱不与弹簧接触时上滑的加速度大于下滑的加速度D．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能解析：自木箱下滑至弹簧压缩到最短的过程中由能量守恒有：(m＋M)gh＝(m＋M)gμcos30°·eq\f(hsin30°)＋E弹①在木箱反弹到轨道顶端的过程中由能量守恒有：E弹＝Mgμcos30°·eq\f(hsin30°)＋Mgh②联立①②得：m＝2MA错误B正确．下滑过程中：(M＋m)gsinθ－(M＋m)gμcosθ＝(M＋m)a1③上滑过程中：Mgsinθ＋Mgμcosθ＝Ma2④解之得：a2＝g(sinθ＋μcosθ)＞a1＝g(sinθ－μcosθ)故C正确．在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能所以D错误．答案：BC6．如图6甲所示足够长的固定光滑细杆与地面成一定倾角在杆上套有一个光滑小环沿杆方向给环施加一个拉力F使环由静止开始运动拉力F及小环速度v随时间t变化的规律如图乙所示重力加速度g取10m/s2.那么以下判断正确的选项是()图6A．小环的质量是1kgB．细杆与地面间的倾角是30°C．前3s内拉力F的最大功率是2.25WD．前3s内小环机械能的增加量是5.75J解析：设小环的质量为m细杆与地面间的倾角为α由题图乙知小环在第1