【精准解析】高考物理一轮复习课时作业18　机械能守恒定律及其应用

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课时作业 18　机械能守恒定律及其应用
时间：45 分钟
1．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜
向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小
(　A　)
A．一样大 B．水平抛的最大
C．斜向上抛的最大 D．斜向下抛的最大
解析：由机械能守恒定律 mgh＋
1
2
m
v
2
1
＝
1
2
m
v
2
2
知，落地时速度
v
2
的大小相等，故 A正确．
2．取水平地面为重力势能零点．一物块从某一高度水平抛出，在
抛出点其动能与重力势能恰好相等．不计空气阻力．该物块落地时的
速度方向与水平方向的夹角为(　B　)
A.
π
6
B.
π
4
C.
π
3
D.
5
π
1
2
解析：设物块水平抛出的初速度为
v
0，高度为 h，由题意知
1
2
m
v
2
0
＝mgh，即
v
0＝
2
g
h
.物块在竖直方向上的运动是自由落体运动，落地
时的竖直分速度
v
y＝
2
g
h
＝
v
x＝
v
0，则该物块落地时的速度方向与水
平方向的夹角 θ＝
π
4
，故选项 B正确，选项 A、C、D错误．
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点处，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点时速度为
v
，A、B两点间的竖直
高度差为 h，则(　D　)
A．由 A到B重力做的功小于 mgh
B．由 A到B重力势能减少
1
2
m
v
2
C．由 A到B小球克服弹力做功为 mgh
D．小球到达位置 B时弹簧的弹性势能为 mgh－
m
v
2
2
解析：重力做功只与初末位置的高度差有关，则小球由 A至B重
力做功为 mgh，所以 A错误；小球由 A至B重力做功为 mgh，则重力
势能减少 mgh，小球在下降过程中重力势能转化为小球动能和弹簧弹
性势能，所以 mgh>
1
2
m
v
2，故 B错误；根据动能定理得 mgh＋W弹＝
1
2
m
v
2，所以由 A到B小球克服弹力做功为 mgh－
1
2
m
v
2，故 C错误；
弹簧弹力做的功等于弹性势能的变化，所以小球到达 B位置时弹簧的
弹性势能为 mgh－
1
2
m
v
2，故 D正确．
4．如图所示，把小车放在倾角为 30°的光滑斜面上，用轻绳跨过
定滑轮使之与盛有沙子的小桶相连，不计滑轮质量及摩擦，已知小车
的质量为 3m，小桶与沙子的总质量为 m，小车从静止释放后，在小桶
上升竖直高度为 h的过程中(　B　)
A．小桶处于失重状态
B．小桶的最大速度为
1
2
g
h
C．小车受绳的拉力等于 mg
D．小车的最大动能为 mgh
解析：小桶能够由静止上升是由于小车对它的拉力大于它自身的
重力，小桶加速度向上，则小桶处于超重状态，选项 A错误；由于整
个系统均在加速，当小桶上升至 h高度时速度最大，对系统由机械能
守恒定律得 3mghsin30°－mgh＝
1
2
·4m
v
2
，解得
v
m＝
g
h
2
，选项 B正确；
由于小桶处于超重状态，绳对小桶的拉力与绳对小车的拉力为相互作
用力，大小相等，即 FT＝mg＋ma，选项 C错误；速度最大时的动能
也最大，即 Ekm＝
1
2
·3m
v
2
＝
3
8
mgh，选项 D错误．
5．如图所示，质量为 m的物体 A和质量为 2m的物体 B通过不
可伸长的轻绳及轻质弹簧连接在轻滑轮两侧．开始用手托着物体 A使
弹簧处于原长且细绳伸直，此时物体 A与地面的距离为 h，物体 B静
止在地面上．现由静止释放 A，A与地面即将接触时速度恰好为 0，此
时物体 B对地面恰好无压力，重力加速度为 g，下列说法正确的是
(　C　)
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