2021版优化指导二轮全国物理练习题训练5

训练（5）能量观点在力学中的综合应用 国倒口基础扎实） 1. （2020-北京大兴区一模）根据生活经验可知，处于自然状态的水都是往低处流的，当水 不再流动时，水面应该处于同一高度.在著名的牛顿“水桶实验”中发现将一桶水绕竖直 固定中心转轴OO以恒定的角速度转动，稳定时水面呈凹状，水桶截面图如图所示.这一 现象可解释为，以桶为参考系，其中的水除受重力外，还受到一个与转轴垂直的“力”，其 方向背离转轴，大小与到轴的垂直距离成正比.水面上的一个小水滴在该力作用下也具有一 个对应的势能”，在重力和该力的共同作用下，水面上相同质量的小水滴最终将具有相同 的总势能.根据以上信息可知，下列说法中正确的是（） A. 该“力对水面上小水滴做功与路径有关 B. 小水滴沿水面向上移动时，该“势能”不变 C. 小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该“势能”的减少量 D. 小水滴沿水面向上移动时，受到重力和该力”的合力大小不变 C [由于该力做功与重力做功类似，所以该力对水面上小水滴做功与路径无关，故A 错误；由于该力与转轴垂直，所以小水滴沿水面向上移动时该力的方向与位移方向夹角小 于90。，该力做正功，该势能减小，故B错误；由能量守恒可知，小水滴具有的重力势能和 该力”对应的势能之和不变，小水滴沿水面向上移动时，重力势能增加，该势能减小，所 以小水滴沿水面向上移动时，重力势能的增加量等于该势能的减少量，故C正确；以桶为 参考系，小水滴处于平衡状态，小水滴受重力，与转轴垂直且背离转轴的力，水面的支持力， 由于水面的支持力方向与水面垂直，所以水面上的小水滴受到重力和该力的合力一定与水 滴所在水面垂直，小水滴沿水面向上移动时，加速度向上，处于超重状态，偏向下的合力减 小，即重力和该力的合力应该减小，故D错误.] 2. 韩晓鹏是我国首位在冬奥会雪上项目夺冠的运动员.他在一次自由式滑雪空中技巧比 赛中沿“助滑区”保持同一姿态下滑了一段距离，重力对他做功1 900J,他克服阻力做功100 J.韩晓鹏在此过程中（） A. 动能增加了 1 900J B. 动能增加了 2 000 J C. 重力势能减小了 1 900 J D. 重力势能减小了 2 000 J C [根据动能定理合外力做的功等于物体动能的增加量，重力对他做功1 900J,他克服 阻力做功100J,即阻力对他做功为一100J,则外力对他所做的总功为1900J 100J 1800 J,是正功，他的动能增加了 1800J, A、B错误；重力做的功等于重力势能的减少量，重力 对物体做功为1 900J,是正功，则重力势能减小了 1 900 J, C正确、D错误.] 3. （2020-山东临沂联考）如图所示，半径为R的光滑圆形轨道固定在竖直平面内.小球A、 B的质量分别为歹m2为待定系数）.A球从左边与圆心等高处由静止释放后沿轨道下滑， 并与静止于轨道最低点的B球碰撞，碰撞后A、B两球能达到的最大高度均为乎碰撞中无机 械能损失，则待定系数为（） C. 2D. 3 A [A球从静止开始下滑到碰撞后A, B球达到最大高度的过程中，由机械能守恒定律 夕o 伽M ,燃砌沪 „_1， -fr /3mgR 4 4，解何B3」 4. （多选）（2020湖北八市联考）如图所示，公园蹦极跳床深受儿童喜爱.一小孩系好安全 带后静止时脚刚好接触蹦床，将小孩举高至每根轻质弹性绳都处于原长时由静止释放，对小 孩下落过程的分析，下列说法正确的是（） A. 小孩一直处于失重状态 B. 弹性绳对小孩的作用力一直增大 C. 小孩的加速度一直增大 D. 小孩的机械能一直减小 BD [由于初始时刻弹性绳处于原长，弹力为零，小孩加速度向下，最后接触蹦床，速 度一定会减小至零，故小孩先处于失重状态，后处于超重状态，A错误；随着小孩的下落， 弹性绳伸长弹力增大，弹力之间夹角减小，弹性绳合力增大，B正确；小孩加速下落时，mg F ma,加速度减小，当接触蹦床后，做减速运动，FFntmgma,加速度增大， C错误；由于弹性绳和蹦床都会对小孩做负功，所以小孩的机械能一直减小，D正确.] 爵官团融会贯通） 5. （多选）（2020苏锡常镇四市二模）一物体放在倾角为。且足够长的光滑斜面上，初始位 置如图甲所示，在平行于斜面的力F（图中未画出）的作用下由静止开始沿斜面运动，运动过 程中物体的机械能E随位置X的变化关系如图乙所示.其中0〜XI过程的图线是曲线，X1X2 过程的图线是平行于X轴的直线,炬〜*3过程的图线是倾斜的直线，则下列说法正确的是（） A. 在。〜Xi的过程中，力F方向沿斜面向下 B. 在0〜羽的过程中，物体的加速度逐渐增大 C. 在为〜X2的过程中，物体的动能逐渐增大 D. 在X2〜X3的过程中，物体的重力势能逐渐增大 BC [由图可知在0〜M过程中物体机械能在减小，知拉力在做负功，如果拉力方向向下， 则知物体在沿斜面向上运动，这种情况不可能，所以拉力方向向上，则知物体在沿斜面向下 AF 运动，根据功能关系AEFAx，得F 。〜xi过程中图线的斜率逐渐减小到零，知物体的拉力逐渐减小，根据牛顿第二定律mgsin d-Fma,可知，加速度逐渐增大，故A错误，B正确；在为〜地过程中，拉力FO,机 械能守恒，向下运动，重力势能减小，动能增大，故C正确；在。〜M过程中，加速度的方 向与速度方向相同，都沿斜面向下，所以物体做加速运动，X1〜X2过程中，Fo,物体做匀 加速运动；X2X3过程，机械能增大，拉力做正功，沿斜面向下，故物体继续向下做加速运 动，即物体一直沿斜面向下运动.故D错误.] 6. （多选）（2020山东高考真题）如图所示，质量为M的物块A放置在光滑水平桌面上， 右侧连接一固定于墙面的水平轻绳，左侧通过一倾斜轻绳跨过光滑定滑轮与一竖直轻弹簧相 连.现将质量为m的钩码3挂于弹簧下端，当弹簧处于原长时，将B由静止释放，当3下 降到最低点时（未着地），A对水平桌面的压力刚好为零.轻绳不可伸长，弹簧始终在弹性限 度内，物块A始终处于静止状态.以下判断正确的是（） A. M2m B. 2m M3m C. 在B从释放位置运动到最低点的过程中，所受合力对3先做正功后做负功 D. 在B从释放位置运动到速度最大的过程中，B克服弹簧弹力做的功等于B机械能的 减少量 ACD [由题意可知B物体可以在开始位置到最低点之间做简谐振动，故在最低点时有 弹簧弹力T2mg；对4分析，设绳子与桌面间夹角为。，则依题意有2mgsin 6Mg故有 M2m,故A正确，B错误；由题意可知B从释放位置到最低点过程中，开始弹簧弹力小于 重力，物体加速，合力做正功；后来弹簧弹力大于重力，物体减速，合力做负功，故C正确； 对于B,在从释放到速度最大过程中，B机械能的减少量等于弹簧弹力所做的负功，即等于8 克服弹簧弹力所做的功，故D正确.] 7. （多选）（2020-辽宁辽南协作体二模）如图所示，三个小球A、B、C的质量均