培优04讲 机械能守恒定律 功能关系

2022年下学期雅礼洋湖实验中学高三物理培优第04讲机械能守恒定律、功能关系1.如下图，粗细均匀，两端开口的U形管内装有同种液体，开始时两边液面高度差为h，管中液柱总长度为4h，后来让液体自由流动，当两液面高度相等时，右侧液面下降的速度为()A.eq\r(\f(1,8)gh)B．eq\r(\f(1,6)gh)C.eq\r(\f(1,4)gh)D．eq\r(\f(1,2)gh)年春晚中开心麻花团队打造的创意形体秀?魔幻三兄弟?给观众留下了很深的印象，该剧采用了“斜躺〞的表演方式，三位演员躺在倾角为30°的斜面上完成一系列动作，摄像机垂直于斜面拍摄，让观众产生演员在竖直墙面前表演的错觉．如下图，演员甲被演员乙和演员丙“竖直向上〞抛出，到最高点后恰好悬停在“空中〞，演员甲的质量m＝60kg，该过程中观众看到演员甲上升的“高度〞为m．设演员甲和斜面间最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，不计空气阻力．那么该过程中，以下说法不正确的选项是()A．演员甲被抛出的初速度为4m/sB．演员甲运动的时间为sC．演员甲的重力势能增加了480JD．演员乙和演员丙对甲做的功为480J3．如下图，两个半径均为R的四分之一圆弧构成的光滑细圆管轨道ABC竖直放置，且固定在光滑水平面上，圆心连线O1O2水平．轻弹簧左端固定在竖直挡板上，右端与质量为m的小球接触(不拴接，小球的直径略小于管的内径)，长为R的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距离为R.开始时弹簧处于锁定状态，具有一定的弹性势能，重力加速度为g.解除弹簧锁定，小球离开弹簧后进入管道，最后从C点抛出．小球在C点时所受弹力大小为eq\f(3,2)mg.(1)求弹簧在锁定状态下的弹性势能Ep；(2)假设换用质量为m1的小球用锁定弹簧发射(弹簧的弹性势能不变)，小球质量m1满足什么条件时，从C点抛出的小球才能击中薄板DE?4．如下图，固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环，圆环与一橡皮绳相连，橡皮绳的另一端固定在地面上的A点，橡皮绳竖直时处于原长h.让圆环沿杆滑下，滑到杆的底端时速度为零．那么在圆环下滑过程中()A．圆环机械能守恒B．橡皮绳的弹性势能一直增大C．橡皮绳的弹性势能增加了mghD．橡皮绳再次到达原长时圆环动能最大5．在如下图的物理过程示意图中，甲图中一端固定有小球的轻杆从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动；乙图为末端固定有小球的轻质直角架，释放后绕通过直角顶点的固定轴O无摩擦转动：丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车，B静止，A获得一向右的初速度后向右运动，某时刻连接两车的细绳绷紧，然后带动B车运动；丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车，把用细绳悬挂的小球从图示位置释放，小球开始摆动．关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计)，以下判断中正确的选项是()A．甲图中小球机械能守恒B．乙图中小球A的机械能守恒C．丙图中两车组成的系统机械能守恒D．丁图中小球的机械能守恒6.如下图，物块A与物块B通过一轻绳相连处在定滑轮两侧，物块A套在一光滑水平横杆上，用手按住A，此时轻绳与杆夹角为30°，物块B静止，现释放物块A，让其向右滑行，A、B质量均为m，定滑轮中心距横杆高度为h，忽略定滑轮大小，B始终未与横杆触碰，那么以下说法中正确的为()A．B在下落过程中机械能守恒B．A物块的最大速度为eq\r(2gh)C．物块向右滑行过程中，绳对A的拉力的功率一直增大D．物块B的机械能最小时，物块A的动能最大7．悬崖跳水是一项极具挑战性的极限运动，需要运发动具有非凡的胆量和过硬的技术．跳水运发动进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设质量为m的运发动刚入水时的速度为v，水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降深度为h的过程中，以下说法正确的选项是(g为当地的重力加速度)()A．他的动能减少了(F－mg)hB．他的重力势能减少了mgh－eq\f(1,2)mv2C．他的机械能减少了FhD．他的机械能减少了mgh8．如下图，倾角θ＝37°的光滑斜面上粘贴有一厚度不计、宽度为d＝m的橡胶带，橡胶带的上外表与斜面位于同一平面内，其上、下边缘与斜面的上、下边缘平行，橡胶带的上边缘到斜面的顶端距离为L＝m，现将质量为m＝1kg、宽度为d的薄矩形板上边缘与斜面顶端平齐且从斜面顶端静止释放．矩形板与橡胶带之间的动摩擦因数为，重力加速度大小为g＝10m/s2，不计空气阻力，矩形板由斜面顶端静止释放到完全离开橡胶带的过程中(此过程矩形板始终在斜面上)，sin37°＝，cos37°＝，以下说法正确的选项是()A．矩形板受到的摩擦力大小为4NB．矩形板的重力做功为JC．产生的热量为JD．矩形板的上边缘穿过橡胶带下边缘时其速度大小为eq\f(2\r(35),5)m/s9．小车静止在光滑的水平导轨上，一个小球用细绳悬挂在车上由图中位置无初速度释放，在小球下摆到最低点的过程中，以下说法正确的选项是()A．绳对球的拉力不做功B．球克服绳拉力做的功等于球减少的机械能C．绳对车做的功等于球减少的重力势能D．球减少的重力势能等于球增加的动能10.如下图，水平传送带两端点A、B间的距离为L，传送带开始时处于静止状态．把一个小物体放到右端的A点，某人用恒定的水平力F使小物体以速度v1匀速滑到左端的B点，拉力F所做的功为W1、功率为P1，这一过程物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q1.随后让传送带以v2的速度逆时针匀速运动，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物体，使它以相对传送带为v1的速度匀速从A滑行到B，这一过程中，拉力F所做的功为W2、功率为P2，物体和传送带之间因摩擦而产生的热量为Q2.以下关系中正确的选项是()A．W1＝W2，P1<P2，Q1＝Q2B．W1＝W2，P1<P2，Q1>Q2C．W1>W2，P1＝P2，Q1>Q2D．W1>W2，P1＝P2，Q1＝Q211.图甲中，质量为m1＝1kg的物块叠放在质量为m2＝3kg的木板右端．木板足够长，放在光滑的水平面上，木板与物块之间的动摩擦因数为μ1＝.整个系统开始时静止，重力加速度g取10m/s2.(1)在木板右端施加水平向右的拉力F，为使木板和物块发生相对运动，拉力F至少应为多大？(2)在0～4s内，假设拉力F的变化如图乙所示，2s后木板进入μ2＝的粗糙水平面，在图丙中画出0～4s内木板和物块的v­t图象，并求出0～4s内物块相对木板的位移大小和整个系统因摩擦而产生的内能．12.如下图，一物体质量m＝2kg，在倾角θ＝37°的斜面上的A点以初速度v0＝3