2020届高考物理总复习作业23机械能守恒定律及其应用（含解析）

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1、作业23　机械能守恒定律及其应用一、选择题1．关于机械能是否守恒，下列说法正确的是(　　)A．做匀速直线运动的物体机械能一定守恒B．做匀速圆周运动的物体机械能一定守恒C．做变速运动的物体机械能可能守恒D．合外力对物体做功不为零，机械能一定不守恒解析：做匀速直线运动的物体与做匀速圆周运动的物体，其动能不变，但物体的重力势能可能变化，所以机械能可能不守恒，如物体在竖直平面内运动，选项A、B错误；物体做变速运动时，受到的合力不为零，但如果运动过程中只有重力做功，则机械能守恒，选项C正确；合外力做功不为零，物体的动能改变，但如果运动过程中只有重力做功，则物体的机械能守恒，选项D错误．答案：C2．如图2

2、3－1所示，一斜面固定在水平面上，斜面上的CD部分光滑，DE部分粗糙，A、B两物体叠放在一起从顶端C点由静止下滑，下滑过程中A、B保持相对静止，且在DE段做匀速运动．已知A、B间的接触面水平，则(　　)图23－1A．沿CD部分下滑时，A的机械能减少，B的机械能增加，但总的机械能不变B．沿CD部分下滑时，A的机械能增加，B的机械能减少，但总的机械能不变C．沿DE部分下滑时，A的机械能不变，B的机械能减少，故总的机械能减少D．沿DE部分下滑时，A的机械能减少，B的机械能减少，故总的机械能减少解析：在CD段下滑时，对A、B整体只有重力做功，机械能守恒；分析A的受力，B对A的支持力和摩擦力的合力与斜面

3、垂直，相当于只有重力做功，所以A、B的机械能都守恒，选项A、B错误；在DE段下滑时，动能不变，重力势能减少，所以机械能减小，D正确．答案：D3．如图23－2所示，由光滑细管组成的轨道固定在竖直平面内，AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧，CD段为平滑的弯管．一小球从管口D处由静止释放，最后能够从A端水平抛出落到地面上．关于管口D距离地面的高度必须满足的条件是(　　)图23－2A．等于2R　　　　　　　　B．大于2RC．大于2R且小于RD．大于R解析：细管可以提供支持力，所以小球到达A点的速度大于零即可，由机械能守恒定律得mv＝mgH－mg·2R，则vA＝＞0，解得H＞2R，故B正确．答案：B

4、图23－34．(2019年淄博、莱芜联考)如图23－3所示，不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球a和b.a球质量为m，静置于水平地面上；b球质量为3m，用手托住，高度为h，此时轻绳刚好拉紧．现将b球释放，则b球着地瞬间a球的速度大小为(　　)A.　　　　　　　B.C.D．2解析：在b球落地前，a、b两球组成的系统机械能守恒，且a、b两球速度大小相等，设为v，根据机械能守恒定律有：3mgh＝mgh＋(3m＋m)v2，解得v＝，故A正确．答案：A图23－45．(2019年烟台模拟)如图23－4所示，可视为质点的小球A和B用一根长为0.2m的轻杆相连，两球质量相等，开始时两小球置于光滑

5、的水平面上，并给两小球一个2m/s的初速度，经一段时间两小球滑上一个倾角为30°的光滑斜面，不计球与斜面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2，在两小球的速度减小为零的过程中，下列判断正确的是(　　)A．杆对小球A做负功B．小球A的机械能守恒C．杆对小球B做正功D．小球B速度为零时距水平面的高度为0.15m解析：由题意可知，A、B两球在上升中重力做负功，做减速运动；假设没有杆连接，则A上升到斜面时，B还在水平面上运动，即A在斜面上做减速运动，B在水平面上做匀速运动，因有杆存在，所以是B推着A上升，因此杆对A做正功，故A错误；因杆对A球做正功，故A球的机械能不守恒，故B错误；由以上分析可知，杆对球

6、B做负功，故C错误；根据系统机械能守恒，可得：mgh＋mg·(h＋Lsin30°)＝×2mv2，解得B球距水平面的高度h＝0.15m，故D正确．答案：D图23－56．(2019年广东肇庆二模)如图23－5所示，一个长直轻杆两端分别固定一个小球A和B，两球质量均为m，两球半径忽略不计，杆的长度为l.先将杆AB竖直靠放在竖直墙上，轻轻振动小球B，使小球B在水平面上由静止开始向右滑动，当小球A沿墙下滑距离为l时，下列说法正确的是(不计一切摩擦)(　　)A．小球A和B的速度都为B．小球A和B的速度都为C．小球A、B的速度分别为和D．小球A、B的速度分别为和图23－6解析：如图23－6所示，小球A沿墙下

7、滑l时，设小球A向下的速度为v1，小球B水平向右的速度为v2，则它们沿杆方向的分速度是相等的，且此时杆与水平面夹角为30°，故v1sin30°＝v2cos30°，得v1＝v2，则A、B错误；又因为杆下滑过程机械能守恒，故有mgl＝mg×＋mv＋mv，联立两式解得v2＝，v1＝，故C错误，D正确．答案：D图23－77．(多选)如图23－7所示，在地面上以速度v0抛出质量为m的物体，抛出后物体落在比地