2024年高考物理二轮专题复习：机械能守恒定律

如图所示，在竖直平面内固定一个光滑的半圆形细管，A、B为细管上的两点，A点与圆心等高，B点为细管最低点。一个小球以大小为v₀的速度从A点匀速滑到B点，小球除受到重力和细管的弹力外，还受另外一个力。小球从A点滑到B点的过程中，关于小球，下列说法正确的是（　　）

  

弹弓飞箭（如图所示）颇受小孩的喜爱，某次一小孩手拉紧橡皮筋发射器，松开手后将飞箭竖直射向天空。从松开手至飞箭到达最高点的过程中（橡皮筋始终在弹性限度内且不计空气阻力），下列说法正确的是（ ）

如图所示，带孔物块 A 穿在光滑固定的竖直细杆上与一不可伸长的轻质细绳连接，细绳另一端跨过轻 质光滑定滑轮连接物块 B ，A 位于与定滑轮等高处。已知物块 A 的质量为 m 、物块 B 的质量为m ，定滑轮到细杆的距离为 L ，细绳的长度为 2L 。现由静止释放物块 A ，不计空气阻力及定滑轮大小，重力加速度大小为 g，两物块均可视为质点，下列说法正确的是（ ）

 如图，一端固定于天花板上的一轻弹簧，下端悬挂了质量均为m的A、B两物体，正在竖直方向做振幅为的简谐运动，当达到最高点时弹簧恰好为原长。当系统振动到某个位置时，剪断A、B间细绳，此后A继续做简谐运动。则下列说法中正确的是（ ）

 

如图所示，两小球a，b（可视为质点）通过铰链用刚性轻杆连接，a套在竖直杆M上，b套在水平杆N上。两根足够长的细杆M、N不接触（a、b球均可越过O点），且两杆间的距离忽略不计，将两小球从图示位置由静止释放，不计一切摩擦。下列说法中正确的是（　　）

  

如图，一轻弹簧左端固定在长木块的左端，右端与小物块连接，且、及与地面间接触光滑。开始时，和均静止，现同时对、施加等大反向的水平恒力和 ， 从两物体开始运动以后的整个运动过程中，对、和弹簧组成的系统整个过程中弹簧形变不超过其弹性限度 ， 正确的说法是（ ）

如图所示，光滑斜面体固定在水平地面上，斜面上有一轻弹簧，下端与固定挡板连接，质量为m的滑块(可视为质点)从斜面上的A点由静止释放，沿斜面下滑一段距离后，再压缩弹簧至最低点B， AB的高度差为h，滑块从A运动到B的过程中，则

抛绣球是广西民族运动会的传统项目。如图甲所示，某同学让绣球从点由静止开始在竖直平面内做圆周运动，获得一定速度后在点松手抛出，运动轨迹如图乙所示，点略高于点。已知绣球的质量为 ， 两点间的竖直距离为 ， 绣球经过点时速率为 ， 以点所在水平面为零势能参考面，整个过程不计空气阻力，重力加速度为 ， 下列说法正确的是（ ）

如图所示，质量为的物体A，其下端拴接一固定在水平地面上的轻质弹簧，弹簧的劲度系数 ， 物体A的上端通过不可伸长的细线跨过两个光滑的小定滑轮连接中间有孔的小球B，小球B套在倾角的光滑直杆上，D为杆的底端，O₂D与固定杆的夹角也是θ，细线O₁O₂B水平，此时细线的拉力是。小球B的质量m=15kg，C是杆上一点且O₂C与杆垂直， ， 重力加速度g取10m/s² ， ， 。现由静止释放小球B，下列说法正确的是（ ）

英国的物理学家乔治·阿特伍德在1784年制做一种测定重力加速度的机械叫阿特伍德机，受此启发，实验小组设计了如图所示的机械。具有共同水平轴的竖直轻质转盘的半径关系为 ， 物块A、B由细绳相连，物块B、C分别与绕在内、外盘上的细绳相连，开始时物块均处于静止状态，它们的质量分别为 ， 。某时刻物块被自由释放，物块A、B下降，C上升。当物块A下降高度h时A、B间的细绳突然断裂。已知细绳足够长，重力加速度为g，不计转盘与轴以及细绳间的摩擦，忽略空气阻力，运动过程中物块不会碰到转盘。下列说法中正确的是（ ）

如图所示，一个以为圆心、半径为的光滑圆环固定在竖直平面，点正上方固定一根竖直的光滑细杆。轻质弹簧套在光滑细杆上，上端固定在点，下端连接套在细杆上的滑块。小球穿在圆环上，通过一根长为的两端有铰链的轻质细杆与滑块连接。初始时小球处于圆环最高点，弹簧处于原长状态。小球受微小扰动初速度视为后沿圆环顺时针滑下。当小球运动到与圆心等高的点时，滑块速度达到最大值。已知滑块和小球的质量均为 ， 弹簧的劲度系数 ， 弹性势能为弹簧的形变量 ， 重力加速度为 ， 滑块和小球均可视为质点，则（ ）

游乐场的过山车可以底朝上在竖直圆轨道上运行，游客却不会掉下来，我们把这种情形抽象为如图所示的模型。水平轨道AB的右端B与半径为的圆轨道相接，圆轨道向右出口与一水平导轨BD连接。一个可以视为质点的玩具过山车且质量m=0.2kg，从水平轨道左端A以额定功率P=1W由静止启动，沿着水平轨道运动到B点关闭电动机，恰好能通过竖直圆轨道的最高点C，最后滑上水平导轨BD。所有摩擦不计，轨道连接处无能量损失，重力加速度g取。求：

如图所示，为某一食品厂家的生产流水线的一部分，轨道AB是半径为R的半圆，产品2加工后以 的速度从A 点沿光滑轨道开始下滑，到达轨道最低点B处时，与静止在此处的产品1发生弹性碰撞（假设每一个产品的质量均为m），被碰后的产品1 沿粗糙的水平轨道BC滑动，以的速度滑上运行速度为v的传送带CD。其中BC段为生产线中的杀菌平台，长度为d，传送带的摩擦因数为μ₂ ， 长度为L。求：

如图所示，光滑的水平面上有一质量木板，其右端恰好和光滑圆弧轨道的底端等高对接，木板右端放有一质量的物体可视为质点 ， 已知圆弧轨道半径。现将一质量的小滑块. 可视为质点 ， 由轨道顶端点无初速度释放，滑块滑到端后冲上木板，并与木板右端的物体粘在一起沿木板向左滑行，最后恰好不从木板左端滑出。已知滑块与木板上表面的动摩擦因数 ， 物体与木板上表面的动摩擦因数 ， 取。求：

        如图所示，在光滑四分之一圆弧轨道的顶端点，质量为的物块可视为质点由静止开始下滑，经圆弧最低点滑上粗糙水平面，圆弧轨道在点与水平轨道平滑相接，物块最终滑至点静止。若圆弧轨道半径为 ， 物块与水平面间的动摩擦因数为 ， 求：

        如图所示，是光滑的倾斜直轨道，是光滑的圆弧轨道，恰好在点与圆弧相切，圆弧的半径为一个质量为的小球在点由静止释放，设重力加速度为 ， 若它恰能通过最高点 ， 则小球在点的速度；点的高度。

如图所示，“”型平板静置在地面上，物块处于平板上的点，点左侧粗粆、右侧光滑，光滑部分的长度。用不可伸长的长度为的轻绳将质量为的小球悬挂在点正上方的0点。轻绳处于水平拉直状态，小球可视为质点，将小球由静止释放，下摆至最低点时轻绳拉断、小球与小物块碰掊后瞬间结合成一个物体 ， 之后沿平板兴动直至与右侧挡板发生弹性碰撞。已知的质量的质量与的动摩擦因数与地面间的动摩擦因数 ， 最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度 ， 整个过程中始终在上，所有碰撞时间忽略不计，不计空气阻力，求：

 如图所示，质量半径的光滑圆弧槽C和质量的木板B锁定在一起静止于光滑水平面上，圆弧槽末端水平且与木板上表面高度相同并平滑相接，某时刻，一个质量为的小物块A（可视为质点）从圆弧槽的顶端由静止滑下，当物块滑上木板瞬间圆弧槽和木板之间的锁定自动解除（对速度没影响），物块与木板之间的动摩擦因数为 ， 木板足够长，物块总不能到木板的右端，重力加速度。求：

 小区需要安装供小朋友玩游戏的滑道，滑道由光滑曲面滑梯PO和一条与其平滑连接的水平轨道ON构成，水平轨道右侧固定有一轻质弹簧，弹簧左端恰好位于M点，如图所示。为保证小孩玩要安全，工程师们进行了模拟测试：坐在塑料滑篮里的“小孩”从距离地面高h＝1.8m处由静止开始下滑，滑篮和“小孩”总质量m_A＝10kg，下滑后与静止于O点的橡胶块B发生碰撞。碰撞后瞬间橡胶块的速度v_B1＝2m/s，橡胶块向右移动时的速度。已知水平轨道OM长度L＝1.0m，滑篮和橡胶块与OM段之间的动摩擦因数相同，其余部分光滑，滑篮和橡胶块均可视为质点，碰撞均为弹性碰撞，弹簧始终在弹性限度内，重力加速度g＝10m/s²。求：

如图所示，质量为m的工件甲静置在光滑水平面上，其上表面由光滑水平轨道AB和四分之一光滑圆弧轨道BC组成，两轨道相切于B点，圆弧轨道半径为R，质量为m的小滑块乙静置于A点。不可伸长的细线一端固定于O点，另一端系一质量为M的小球丙，细线竖直且丙静止时O到球心的距离为L。现将丙向右拉开至细线与竖直方向夹角为θ并由静止释放，丙在O正下方与甲发生弹性碰撞（两者不再发生碰撞）；碰后甲向左滑动的过程中，乙从C点离开圆弧轨道。已知重力加速度大小为g，不计空气阻力。

 如图所示，将原长为的轻质弹簧放置在倾角为的轨道上，弹簧的一端固定在点，另一端与质量为的滑块接触但不连接（滑块可视为质点）。长为端与半径为的光滑圆轨道相切，点在圆心的正上方，点与点等高。滑块与间的动摩擦因数。用外力推动滑块至点，使得 ， 然后放开，滑块由静止开始沿轨道运动，之后刚好能到达圆轨道的最高点。已知重力加速度大小为。

如图所示，粗细均匀的光滑直杆竖直固定在地面上，一根轻弹簧套在杆上，下端与地面连接，上端连接带孔的质量为m的小球B并处于静止状态，质量为m的小球A套在杆上，在B球上方某一高度处由静止释放，两球碰撞后粘在一起。当A、B一起上升到最高点O时（O点未画出），A、B的加速度大小为 ， g为重力加速度，弹簧的形变总在弹性限度内，弹簧的劲度系数为k，A、B两球均可视为质点。求：

如图所示，水平传送带以恒定速度向右运动，左右两端点A、间距。传送带左侧用一光滑水平面与足够长、倾角的斜面相连。传送带右侧与竖直面内半径的光滑半圆形轨道相切于点（水平面与斜面连接处、传送带左右两侧连接处均平滑，物块通过时无机械能损失）。现将一质量的小物块自斜面上某点由静止释放，物块运动过程中不脱离轨道，并能顺利通过传送带从半圆轨道点水平抛出。已知物块与斜面间的动摩擦因数 ， 与传送带间的动摩擦因数。