【3年高考】（浙江专用）2022届高三物理一轮复习第5章第3讲机械能守恒定律及其应用练习1.(2022课标Ⅱ,15,6分)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( )A.B.C.D.2.(2022安徽理综,15,6分)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2。则( )A.v1=v2,t1>t2 B.v1<v2,t1>t2C.v1=v2,t1<t2 D.v1<v2,t1<t23.(2022福建理综,17,6分)如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好处于静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )A.速率的变化量不同B.机械能的变化量不同C.重力势能的变化量相同D.重力做功的平均功率相同4.(2022浙江理综,23,16分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如图所示。图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m。开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头。大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤下端,荡到右边石头上的D点,此时速度恰好为零。运动过程中猴子均可看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2。求:(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值;(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;(3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小。3\n5.(2022北京理综,22,16分)如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上。已知l=1.4m,v=3.0m/s,m=0.10kg,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2。求(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s;(2)小物块落地时的动能Ek;(3)小物块的初速度大小v0。1.B 设物块在抛出点的速度为v0,落地时速度为v,抛出时重力势能为Ep,由题意知Ep=m;由机械能守恒定律得mv2=Ep+m,解得v=v0,设落地时速度方向与水平方向的夹角为θ,则cosθ==,解得θ=,B正确。2.A 管道内壁光滑,只有重力做功,机械能守恒,故v1=v2=v0;由v-t图像定性分析如图,得t1>t2。3.D 剪断轻绳后两物块运动中机械能守恒。着地时的速率皆为,故A、B皆错误。由剪断轻绳前的平衡状态可得mAg=mBgsinθ,故重力势能变化量mAgh=mBghsinθ<mBgh,C错误。由=F··cosα及=得=mAg,=mBg·cos(90°-θ)=mBgsinθ,故可知=,D正确。4.答案 (1)8m/s (2)9m/s (3)216N解析 (1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin,根据平抛运动规律,有h1=gt2①x1=vmint②联立①、②式,得vmin=8m/s③(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒,设荡起时速度为vC,有(M+m)gh2=(M+m)④vC==m/s≈9m/s⑤3\n(3)设拉力为FT,青藤的长度为L,对最低点,由牛顿第二定律得FT-(M+m)g=(M+m)⑥由几何关系(L-h2)2+=L2⑦得:L=10m⑧综合⑤、⑥、⑧式并代入数据解得:FT=(M+m)g+(M+m)=216N5.答案 (1)0.90m (2)0.90J (3)4.0m/s解析 (1)由平抛运动规律,有竖直方向h=gt2水平方向s=vt得水平距离s=v=0.90m(2)由机械能守恒定律,动能Ek=mv2+mgh=0.90J(3)由动能定理,有-μmg·l=mv2-m得初速度大小v0==4.0m/s3
