《2025优化设计一轮第5讲 专题提升 机械能守恒定律中的连接体问题.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2025优化设计一轮第5讲 专题提升 机械能守恒定律中的连接体问题.docx（9页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。
1、第5讲专题提升:机械能守恒定律中的连接体问题基础对点练题组一速率相等情境1 .如图所示.B物体的质量是A物体质:匣%在不计摩擦阻力的情况b-.A物体自而处由静止开始卜落。以地面为参考平面.当物体A的动能与其势能相等时.物体A距地面的高度足（A.HB.WC.WDWH逾组二角速度相等情境2 .（2023广东深用联考如图所示,一根长为31.的轻杆可绕水平转轴。转动.两端固定质量均为m的小球A和B.A到。的距离为现使杆在竖直平面内转动.B运动到最高点时.恰好对杆无作用力,两球均视为侦点,不计空气阻力和摩擦阻力.重力加速度为如当B由城高点第一次转至与。点等而的过程中,下列说法正确的是（）A.杆对B球做正
2、功BB球的机械能守恒C整杆转至水平时.A球速度大小为烂D,轻杆转至水平时,B球速度大小为宜警题组三关联速度情境3 .（2023江苏苏州三模如图所示,滑块a穿在固定的光滑竖直杆匕冰块b放在光泊水平地面匕a、b通过较盛用刚性轻杆连接，将a从跪地面一定高度处由静止择放,在a帮地前的运动过程中.卜列说法正确的是（）A.滑块a的机械能先战小后增大B.滑块a的动能先增大后减小C轻杆对a的作用力先增大后破小D.滑块a的加速度先M小后增大4 .（2023广东佛山概拟）如图所示,物块A套在光滑水平杆上,连接物块A的轻质细线与水平杆间所成夹角为。=53。.细纹跨过同一高度.的两光滑定滑轮与质量相等的物块B相连.定
3、滑轮顶部禹水平杆距离为=0.2m.现将物块B由静止择放.物块A、B均可视为质点,重力加速度g取10mH.sin53。=0&不计空气阻力J皿）A.物块A与物块B速度大小始终相等B.物块B下降过程中,重力始终大于细纹拉力C当物块A经过左（W定滑轮正下方时.物块B的速度最大D.物块A能达到的最大速度为1WS题组四含弹警的系统机械能守恒问题5 .（2024江苏南通模拟如图所示,轻弹宽-端连接小球,另一端固定于。点,现将球拉到与。点等高处,弹费处于自然状态,小球由静止择放,轨迹如虚线所示,上述运动过程中（）Ot-WvwvvpA.小球的机械能守恒B,小球的武力势能先减小后增大C.当球到达。点的正下方时,弹
4、黄的张力最大D当球到达。点的正下方时.重力的瞬时功率为06.（2022沏北卷）如图所示颂喷分别为和2,”的小物块P和Q.用轻质弹簧连接后放在水平地面上.P通过根水平轻绳连接到墙上.P的下去面光滑Q与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩搀力,用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离、撤去拉力后,Q恰好能保持岸止.斡黄形变始终在弹性限度内.弹费的劲雁系数为太重力加速度大小为小若剪断轻绳P在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为（）:SMZZZzZ/ZzZZzB邛mgA/，”gk7 .（2023河北保定一模）如图所示,a、b两个物块用一根足弊长的轻绳连接.跨放在光滑轮质定滑轮两W1.b的
5、班最大于a的旗联用手瞪直向上托住b使系统处于静止状态。轻顺弹簧下端固定.骅直立在b物块的正下方,弹黄上端与b相隰段正离,由静止秣放b,在b向下运动直至弹黄被压缩到最短的过程中（弹簧始终在弹性限度内）.下列说法正确的是（）A.在b接触弹资之前、b的机械能一直增加B.b接触弹簧后.a、b均做减速运动Cb接触舛簧后.绳子的张力为零D.a,b和绳子组成的系统机械优先不变，后M小综合提升练8 .（2023上海金山二模）小球和轻弹费组成的系统如图所示.系统沿光滑斜冏南静止开始下滑瞬间的势能为川界货刚接触到斜面底端挡板时系统势能为0?.小球运动到最低点时系统势能为E加则A.Ep=E似小球在呆低点时系统势能最
6、大BEm=与3小球在最低点时系统势能生大C品产与3,小球加速度为终时系统协能最大D%=E网小球加速度为零时系统势能最大9 .（2023山东泰安统考）如图所示.挎过轻侦滑轮a、b的一根轻质细绳,一端接在天花板上.另一端与小狗块A相接.A放在长为I、帧角为30的光滑斜面体上,物块B用细设悬挂在滑轮a的下方.细践Ab段与斜面平行,动滑轮两侧细线均登直.A与B的质状分别为桁、2m,重力加速度大小为处不计动滑轮与绳之间的蟀擦以及空气阻力.现将A从斜面底端由前止择放.一段时间后,A沿斜面匀加速上滑到中点,此时B尚未落地.整个过程中斜面体始终静止在水平地面上。卜列说法正确的是（）A.该过程中.B的机械能不变
7、B.该过程中.地面对斜面体的,摩擦力大小为加;C.A到达斜面中点的逑率为廊D.该过程中.细线的拉力大小用mgI（H多选）如图所示.滑块2套在光滑的竖真杆上并通过细绳绕过光滑定滑轮连接勃块I.物块1只与一轻质舛,连接在一起,轻质弹簧H-端固定在地面上,开始时用手托住滑块2.使绳子刚好伸直处于水平位置但无拉力,此时弹宽的压缩盘为d.现格滑块2从A处由静止择放t过B处的速度最大,到达C处的速度为零.此时物块1还没有到达滑轮位置,已知滑轮与杆的水平即离为3dAC间邦离为4d.不计滑轮质量、大小及摩擦。卜列说法正确的是（）A.滑块2下滑过程中.加速度一真及小B.滑块2珞过8处时的加速度等F零C物块1和滑
8、块2的质射之比为3：2D若滑块2质量增加一倍.其他条件不变,仍让滑块2IIIA处从静止滑到C处.滑块2到达C处时.物块1和滑块2的速度之比为4：S11 .（2023江苏常州二模）如图所示,两个完全相同的轻版小滑轮P、Q固定在天花板匕,段不可伸长的轻质细绳通过滑轮,两湘分别系住小琼A、B、现用-轻质光滑小挂钩将小琼C挂在滑轮PQ之间的水平细细的中间位置匕静止择放小球C在小球C下降的某时刻.拉小球C的细绳与水平方向成0ff1.）已知三小球A、B.C的旗星均为现A、B小球始终没有与P、Q相撞,忽略一切阻力Mn37。=0.6.8S37。=0.8.则下列关于小球C在下降过程中的说法正确的个数为（）A、B
9、.C三小球组成的系统机械能守恒小球C重力做功的枝时功率先变大后变小A、B、C三小球的速度大小的关系为VA=W=Wsin。当=53。时小琼C下降到最低点A.4B.3C.2DJ12 .（多选乂2023广西南宁模拟）如图所示,质业不计的直角形支架两口角边长度分别为21.和，支架两端分别连接质质为2m的小琼A和匝城为3”，的小球B支架可绕固定轴O在鞋直平面内无摩擦转动.开始时OA边处于水平位置.现将小球A市价止择放.则下列说法正确的足（）21.2m1.b611A.小球A、B机械传之和保持不变B.小球A到达最低点时的速度大小为2厝C小球A到达最低点的过程中.杆对小球A所做的功为-爷D.当OA与水平方向的
10、夹角为45。时.小球A的速度达到最大13 .如图所示.鼓形轮的半径为凡可绕固定的光滑水平轴。依动.在轮上沿相4重出的口径方向固定四根直杆.杆上分别固定有侦审为m的小球.球与O的距离均为2尺在轮上绕有长绳,绳上悬拄着鲂吊为网的重物.电物由静止下落,带动坡形轮转动,景物落地后被形轮匀速转动,转动的加速度为小绳1.j轮之间无相对滑动.忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量.不计空气阻力,重力加速度为g.求：(I)重物落地后.小球城速度的大小区(2)IR物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;(3)景物下落的高度讥14 .(2023X龙江哈尔滨模拟)如图所示,质,均为m的啦物A、B和质吊为
11、m的质物C(均可视为质点)用不可仲长的轻顺长绳跨过两个光滑的等高小定滑轮(半径可忽略连接,C与滑轮等高时,到两定滑轮的跖离均为，.现将系统由静止择放C竖直.向卜运动.下落高度为5时,速度达到豉大.己知运动过程中A.B始终未到达滑轮处.电力加速度大小为小(I)求C下落5时细绳的拉力大小FK(2)求C下落5时C的速度大小叱：(3)若用咙粒为,”的D普换C将其由静止律放.求D能卜降的最大跖离d,参考答案第5讲专题提升:机械能守恒定律中的连接体问题IB解析设当物体A距地面力时,其动能与势能相等,对A、B组成的系统,由机械能守恒定律答阿4（，S）=YmA+3人卜）根据超意可知，扣储=?.送田联立解得力=
12、:，,故选项B正确。2 .D解析由题知B运动到最高点时,恰好对杆无作用力,有在最高点时速度大小为V=J荻,因为A、B角速度相同.A的转动半径只有B的一半,所以A的速度大小为宗当B由最高点横至与。点等高时.取O点所在水平面的电力势能为零,根据A、B机械能守恒有切月2小3+gm（5）+MWVa2+m2A=vu,解得,A=罂J1.B=譬.故C错误.D正确;设杆对B做的功为W.对B由动能定理存,g21.+W=5n如2.解得W=与皿所以杆对B做负力.B机械能不守恒.故A、B错误.3 .A解析a.b整体的机械能守恒.当a的机械能最小时,b的速度最大,此时轻杆对b的推力为军;当a到达底那时,b的速度为零,所
13、以b的速度先推大后减小,功能先憎大后减小,则b的机械能先增大后减小,所以滑块a的机械能先减小后增大.故A正确.b的速度先增大后减小.所以a对b的作用力先是动力后是风力.b对a的作用力先是阻力后是动力,所以滑块a的动能一直增大,故B错误。当a的机械能最小时,b的速度最大,此时轻杆对b的推力为厚,轻杆用a的作.用力为零，轻杆对a的作用力先减小后指大,故C错误。轻杆对a的作用力先是咀力后是动力,滑块a的加速度一直增大,故D错误。4 .D解析根据关联速度得VAcosO=M所以二者的速度大小不相等.A错误;当物块A经过左何定滑轮正下方时细线与灯垂直,则根据A项分析可知.物块B的速度为搴,所以B会迳历减速
14、过程,减速过程中重力会小于细线拉力.B.C错谩;当物块A经过左便定滑抡正下方时,钢块A的速度最大,根据系统机桢能守恒得，叫（焉力）=TZWR解v,=1.11Vs,DJ-确。5.B解析以小球弹黄和地球组成的系统为研究对象.也于只有重力和弹力做功,故系统的机械能守恒;小球运动过程中受到弹簧弹力微功,则小球的机械能不守恒,故A错误。下摆过程中小球的重力做正功.重力势能减小;通过最低点后小球上升时重力做负功,重力势能增大.故B正隔。下摆过程中.弹簧的伸长量逐渐增大,小球运动的最低点在O点正下方左侧,即张力录大位置在O点正下方左侧,故C错误。当小球到达。点的正下方时,小球的速度方向为左下方,速度方向与重
15、力方向不垂直,则重力的瞬时功率不为零,故D错误。6 .C解析Q恰好能保持的止时.设弹黄的伸长量为工满足履=2/如厚若剪断轻蝇后,物块P与弹簧组成的系统机械能守恒.强黄的敷大压缩量也为其因此P相对于其初始位置的最大位移大小为s=2=震管故选C,7 .D解析由于b的质量大于a,由静止裸放b.b向下加速芟动,在b接触弹发之前,轻爆中拉力对b做负功,b的机械能一直选小,动能一直增加,选项A错误;b刚接触轻弹簧时,由于强力小于b重力和轻能拉力的合力b继续向下加速运动.a继续向上运动,选项B错误:b刚接触轻弹簧时.轻蝇的张力不为零.选项C错误:把冷放在光滑轻质定滑轮上技绳两端a.b两物体看作整体.在b接触
16、弹黄之前,a、b和能子组成的系统机械能守恒,b接触弹黄后.弹法的弹力对系统做负功,系统机械能减小,选项D正确，8A解析小球和轻弹簧俎成的系统机桢能守恒,小球的动能和系统的势能(包括重力势能和部性势能)相互转化,小球开始下滑和达到最低点时,小球的动能为学.系统的势能最大,即Ea=E2,当弹簧刚接触到斜面底端挡板时小球速度不为零,动能不为零,所以EM=EP条,故A正确,B、D错误;在压缩弹簧过程中,刚开始重力沿粉而向下的分力大于弹簧向上的弹力,后受力沿斜面向下的分力小于弹簧向上的弹力,根据牛顿笫二定律.小球先加速后减速,当加速度为零时.小球速度最大国比系统势能效小,故C铝误.8 .B解析由于B沿竖
17、直方向匀加速下窿,除重力以外还有通子拉力做功,所以B机械能不守恒.故A错误;A对斜面的压力大小为FN=SfC08吩,对千整面,在水平方向由平衡条件可得,地面对斜面的摩擦力大小为Ff=Fssin3(=加?.故B正确IA沿斜面匀加速上滑到斜面中点的过程中.A、B机械能守恒.可得2*=火夕1130+/2/”%2+如以2.又b=*a.联立解得VA=曲ZW=后Z故C错误:设细线上的拉力大小为A设A的加速度大小为“.由于B的加速度为A的加速度的一半,对A,B分别由牛桢第二定律可得F-w,sin300=ut.2/tjf-2F=2/rjM立解得=/F=*映故D错误。IOBD解析滑法2下滑过程中,能于拉力增大,
18、合力先战小后反向增大型8处速度最大”加速度为零,则加速度先减小后反向堵大,A错误,B正确。物块1静止时,弹簧压给量为d;当A下滑到C点时,滑块I上升的高度为=J(3d)2+(4d3d=24则当滑块2到达C时弹黄伸长的长度为d,此时强簧的弹性势能等于物块I糖止时的弹性势能;对于I,2及弹簧组成的系统,由机械能守恒定律有如g2d=m*4d,解得,f1.1.：,小=2：1.C错误。根据物块1和滑块2沿堤子方向的分速度大小相等.得v2cos。=叫.当滑块2到达C处时而costf=g=则物块I和滑块2的速度之比也：5a5火=4:5,D正确。I1.A解析刍略一切阻力,A、B、C三小球组戌的系统,机械能没有
19、向其他形式能量转化,机械能守恒.正确;小球C在下降过程中.速度先增大后减小,由。=愣，可知,小球C电才做功的瞬时功率先变大后变小.正确:小球C速度分解如图甲所示.由对称性可知-A=又Itsine=V,.得VA=V(J=KSin“正确;设滑轮PQ之间的水平缩褪的长度为2,小球C下降到最低点时,下降的高度为比滑轮与小球C之间长度为人如图乙所示,小球C下降支最低点过程中,三球组成的系统解析浅速度v=r,v=2Ro向心力F.=2niR设与水平方向的夹角为a则Fcosa=F.Fsina=，IgF=2m2R)i+(mg)2.(3)落地时.里物的速度ViR由机械能守恒得；“+4xg八二=m14.答案(I斗，喋2焉知(3)22解析设C下落、时,细飨与竖直方向的夹角为白几何关系可律Uin9=击=苧所以4=30对C其速度最大时,加速度为0,合力为O.有2尸ICOSH=m(2)由几何关系,当C下落百/时,A和B上升的高度为力=-/=/S11对A.B.C组成的系统.根据机械能守恒定律有/(302m=woVc2+2mv2又VA=VcCOSO(3)设D下落至最低点时.细绳与竖直方向的夬角为对A.B、D也成的系统.由机械能守恒定由几何关系得心自,=22,
