机械能守恒定律典型例题解析

2014年全国各地高考试卷中有不少机械能守恒定律的考题，选取其中一部分典型题，解析如下：

【例1】（2014·重庆卷）某车以相同功率在两种不同的水平路面上行驶，受到的阻力分别为车重的k1和k2倍，最大速率分别为v1和v2，则

A．      B．      C．     D．

【解析】以相同功率在两种不同的水平路面上行驶达最大速度时，有F=Ff=kmg。由P=Fv可知最大速度，则，故，选项B正确。

【答案】B

【例2】（2014·全国卷II卷）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．

【解析】建立平抛运动模型，设物体水平抛出的初速度为v0，抛出时的高度为h。根据题意，由，有；由于竖直方向物体做自由落体运动，则落地的竖直速度。所以落地时速度方向与水平方向的夹角，则，选项B正确。

【答案】B

【例3】（2014·全国卷II卷）一物体静止在粗糙水平地面上，现用一大小为F1的水平拉力拉动物体，经过一段时间后其速度变为v，若将水平拉力的大小改为F2，物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v，对于上述两个过程，用、分别表示拉力F1、F2所做的功，、分别表示前后两次克服摩擦力所做的功，则（  ）

A． ，          B． ，

C． ，        D． ，

【解析】由于物体两次受恒力作用做匀加速运动，由于时间相等，末速度之比为1:2，则加速度之比为1:2，位移之比为1:2。而摩擦力不变，由Wf=-Ff·x得：；由动能定理：，，整理得：，故。C正确。

【答案】C

【例4】（2014·全国卷II卷）如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环（可视为质点），从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为

A．Mg－5Mg     B．Mg+mg    C．Mg+5mg    D．Mg+10mg

【解析】根据机械能守恒，小圆环到达大圆环低端时：，对小圆环在最低点，由牛顿定律可得：；对大圆环，由平衡可知：，解得，选项C正确。

【答案】C

【例5】（2014·安徽卷）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，所需的时间为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>t2      C．v1=v2，t1<t2     D．v1<v2，t1<t2

【解析】由于是内壁光滑的闭合椭圆形管道，运动中只有重力做功，机械能守恒，MON在同一水平线上，故v1=v2=v0；而沿管道MPN运动，先减速后加速，沿管道MQN运动，先加速后减速，前者平均速率小，后者平均速率大，运动的路程相同，故t1>t2。A正确。

【答案】A

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