版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领
文档简介
PAGE10-机械能守恒定律(25分钟60分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分)1.下列运动的物体中,机械能守恒的是 ()A.加速上升的运载火箭B.被匀速吊起的集装箱C.光滑曲面上自由运动的物体D.在粗糙水平面上运动的物体【解析】选C。由于机械能守恒的条件是只有重力与系统内弹力做功,或有其他的力做功,但这些力所做的功为零。A中由于火箭受到了推力的作用才会加速上升,B中集装箱也受到了拉力的作用才会匀速上升,它们都是由于外力对物体做了功而使机械能增加,故A、B错误;D中粗糙的水平面对运动的物体做了负功,故D的机械能会减小,也错误;C中物体虽然在曲面上运动,但曲面是光滑的,物体不受摩擦力的作用,且物体在曲面上运动时受到的弹力与物体的运动方向总是垂直,不做功,所以它的机械能是守恒的,C正确。【补偿训练】忽视空气阻力,下列物体运动过程中满意机械能守恒的是 ()A.电梯匀速下降B.物体由光滑斜面顶端滑到斜面底端C.物体沿粗糙斜面匀速下滑D.拉着物体沿光滑斜面匀速上升【解析】选B。电梯匀速下降,说明电梯处于受力平衡状态,并不是只有重力做功,所以A错误;物体在光滑斜面上,受重力和支持力的作用,但是支持力的方向和物体运动的方向垂直,支持力不做功,只有重力做功,所以B正确;物体沿着粗糙斜面匀速下滑,物体受力平衡,摩擦力和重力都要做功,所以机械能不守恒,所以C错误;拉着物体沿光滑斜面匀速上升,物体受力平衡,拉力和重力都要做功,所以机械能不守恒,所以D错误。2.在距地面高度为H的位置斜向上抛出一个质量为m的小球,小球到达最高点时的速度大小为v1,小球落地时的速度大小为v2,忽视空气阻力。则小球抛出时的动能为 ()A.m-mgHB.mC.m-m D.m-mgH【解析】选A。小球上抛后的运动过程中,只受重力作用,故它遵循机械能守恒的规律,设小球抛出时的动能为Ek,则存在如下关系式:mgH+Ek=m,故小球抛出时的动能Ek=m-mgH,A是正确的。3.一根轻质弹簧的下端固定在水平地面,上端连接一个小球,静止时小球处于O点,如图所示。将小球向下压至A点位置(未超过弹簧的弹性限度)然后放开,小球将在竖直方向上下往复运动,小球到达的最高位置为B点,忽视空气阻力的影响。则关于小球从A点向上运动至B点的过程中,以下推断正确的是()A.弹簧的弹力对小球始终做正功B.弹簧的弹性势能与小球的动能之和肯定减小C.小球在O点上方某个位置时的动能达到最大D.小球在B点时弹簧的弹性势能最大【解析】选B。由于小球的一端连接着弹簧,故小球从A点向上运动至B点的过程中,在AO段弹簧对小球做正功,而在OB段,弹簧对小球做的是负功,故A错误;由于整个过程中,只有重力与弹力做功,故机械能守恒,即弹簧的弹性势能与小球的动能加重力势能的总和不变,当小球上升时,它的重力势能增大,故另外两个能量之和肯定减小,B正确;由于小球在O点时,小球受到的重力与弹簧的弹力正好相平衡,故此时小球的速度最大,动能最大,所以C错误;由于弹簧的自然状态在O点的上方,故小球在A点时的形变量肯定大于在B点时的形变量,故小球在A点时的弹性势能最大,D错误。【补偿训练】如图所示,在光滑的水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态。当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动过程中,下列说法正确的是 ()A.弹簧的弹性势能渐渐减小B.弹簧的弹性势能渐渐增大C.弹簧的弹性势能先增大再减小D.弹簧的弹性势能先减小再增大【解析】选D。当撤去F后,物体向右运动的过程中,弹簧先由压缩状态变到原长,再伸长,所以形变量先减小后增大,则弹簧的弹性势能先削减再增加,故D正确。弹簧的弹性势能与弹簧的形变量大小有关,形变量越大,弹性势能越大,题中弹簧先压缩后伸长,依据形变量的改变,分析弹性势能的改变。4.如图所示,质量为m的物体,以水平速度v0离开桌面,若以桌面为零势能面,不计空气阻力,则当它经过离地高度为h的A点时,所具有的机械能是()A.m+mgh B.m-mghC.m+mg(H-h) D.m【解析】选D。因不计空气阻力,仅有重力做功,故机械能守恒,选桌面为零势能面,故物体在抛出时的机械能为m,则在运动过程中任何位置的机械能均为m,则选项D正确。5.如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的圆环,圆环与竖直放置的轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,弹簧处于原长时,圆环高度为h。让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零。则在圆环下滑究竟端的过程中 ()A.圆环机械能守恒B.弹簧的弹性势能先减小后增大C.弹簧的弹性势能改变了mghD.弹簧与光滑杆垂直时圆环动能最大【解析】选C。圆环与弹簧构成的系统机械能守恒,圆环机械能不守恒,A错误。弹簧形变量先增大后减小再增大,所以弹性势能先增大后减小再增大,B错误。由于圆环与弹簧构成的系统机械能守恒,圆环的机械能削减了mgh,所以弹簧的弹性势能增加mgh,C正确。弹簧与光滑杆垂直时,圆环所受合力沿杆向下,圆环具有与速度同向的加速度,所以做加速运动,D错误。6.如图所示,mA=2mB,不计摩擦阻力,A物体自H高处由静止起先下落,且B物体始终在水平台面上。若以地面为零势能面,当物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面高度是 ()A.B.C.D.【解析】选B。A、B组成的系统机械能守恒,设物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面的高度是h,A的速度为v。则有:mAgh=mAv2,v2=2gh从起先到距地面的高度为h的过程中,削减的重力势能为:ΔEp=mAg(H-h)=2mBg(H-h)增加的动能为:ΔEk=(mA+mB)v2=(3mB)2gh=3mBgh,由ΔEp=ΔEk得h=H。二、非选择题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)7.(14分)如图所示,一个粗细匀称的U形管内装有同种液体,在管口右端盖板A密闭,两液面的高度差为h,U形管内液柱的总长度为4h。现拿去盖板,液体起先运动,当两液面高度相等时,右侧液面下降的速度是多大?【解析】拿去盖板,液体起先运动,当两液面高度相等时,由液体的机械能守恒可求出右侧液面下降的速度,此时,右侧高为h液柱重心下降了h,液体重力势能的减小量全部转化为整体的动能;设管子的横截面积为S,液体的密度为ρ,则右侧高出左侧的液体的体积为Sh,所以其质量为:m=ρSh,全部的液体的质量:M=ρS·4h拿去盖板,液体起先运动,当两液面高度相等时,右侧高为h液柱重心下降了h依据机械能守恒定律得:mg·h=Mv2即:ρhSg·h=ρ·4hSv2解得:v=。答案:【补偿训练】如图所示,静止放在水平桌面上的纸带,其上有一质量为m=0.1kg的铁块,它与纸带右端的距离为L=0.5m,铁块与纸带间、纸带与桌面间动摩擦因数均为μ=0.1。现用力F水平向左将纸带从铁块下抽出,当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘,铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为10m/s2,桌面高度为H=0.8m,不计纸带质量,(1)铁块抛出时速度大小;(2)纸带从铁块下抽出所用时间t1;(3)纸带抽出过程产生的内能E。【解析】(1)水平方向:s=vt ①竖直方向:H=gt2 ②由①②联立解得:v=2m(2)设铁块的加速度为a1,由牛顿其次定律,得μmg=ma1 ③纸带抽出时,铁块的速度v=a1t1 ④③④联立解得t1=2s。(3)铁块的位移s1=a1 ⑤设纸带的位移为s2;由题意知,s2-s1=L ⑥由功能关系可得E=μmgs2+μmg(s2-s1) ⑦由③④⑤⑥⑦联立解得E=0.3J。答案:(1)2m/s(2)2s(3)0.38.(16分)质量分别为m和2m的两个小球P和Q,中间用轻质杆固定连接,杆长为3L,在离P球L处有一个光滑固定轴O,如图所示。现在把杆置于水平位置后自由释放,在Q球顺时针摇摆到最低位置时,求(1)小球P的速度大小;(2)在此过程中小球P机械能的改变量;(3)要使Q球能做完整的圆周运动,给Q球的初速度至少为多大?【解析】在Q球顺时针摇摆到最低位置的过程中,对于两球和地球组成的系统机械能守恒,由此列式求解。依据动能和重力势能的改变,求P球机械能的改变。要使Q球能做完整的圆周运动,Q转到最高点时速度至少为零,依据系统的机械能守恒求解。(1)对于P球和Q球组成的系统,只有重力做功,系统机械能守恒,则有:2mg·2L-mgL=m+·2m两球共轴转动,角速度大小始终相等,由v=rω得:vQ=2vP联立解得:vP=(2)小球P机械能的改变量为:ΔE=mgL+m=mgL(3)设要使Q球能做完整的圆周运动,给Q球的初速度至少为v。当Q转到最高点时速度为零恰好能做完整的周期运动,由系统的机械能守恒得:2mg·2L=mgL+m+·2mv2解得:v=答案:(1)(2)mgL(3)(15分钟40分)9.(6分)如图所示,具有肯定初速度的物块,沿倾角为30°的粗糙斜面对上运动的过程中,受一个恒定的沿斜面对上的拉力F作用,这时物块的加速度大小为4m/s2,方向沿斜面对下,那么,在物块向上运动的过程中,A.物块的机械能肯定增加B.物块的机械能肯定减小C.物块的机械能可能不变D.物块的机械能可能增加也可能减小【解析】选A。机械能改变的缘由是非重力、弹力做功,题中除重力外,有拉力F和摩擦力Ff做功,则机械能的改变确定于F与Ff做功的大小关系。由mgsinα+Ff-F=ma知:F-Ff=mgsin30°-ma>0,即F>Ff,故F做正功多于克服摩擦力做功,故机械能增加。A项正确。10.(6分)质量为m的小球从高H处由静止起先自由下落,以地面作为参考平面,当小球的动能和重力势能相等时,重力的瞬时功率为 ()A.2mg B.mgC.mg D.mg【解析】选B。动能和重力势能相等时,下落高度为h=,速度v==,故P=mgv=mg,B选项正确。11.(6分)(多选)如图所示,弹簧固定在地面上,一小球从它的正上方A处自由下落,到达B处起先与弹簧接触,到达C处速度为0,不计空气阻力,则在小球从B到C的过程中 ()A.弹簧的弹性势能不断增大B.弹簧的弹性势能不断减小C.系统机械能不断减小D.系统机械能保持不变【解析】选A、D。从B到C,小球克服弹力做功,弹簧的弹性势能不断增加,A正确,B错误;对小球、弹簧组成的系统,只有重力和系统内弹力做功,系统机械能守恒,C错误,D正确。12.(22分)如图某物体以初动能E0从倾角θ=37°的斜面底A点沿斜面上滑,物体与斜面间的摩擦系数μ=0.5,而且mgsinθ>μmgcosθ。当物体滑到B点时动能为E,滑到C点时动能为0,物体从C点下滑到AB中点D时动能又为E。已知AB=s,求BC的长度。(sin37°=0.6、cos37°=0.8)【解析】设BC=s1;物体从B点滑到C点再从C点滑到D点的过程中EkB=EkD,即动能的增量为0。在这过程中,重力所做的功与路径无关,它等于摩擦力所做的功为-μmgcosθ(+2s1)由动能定理W合=ΔEk,得到:mgsinθ·-μmgcosθ(+2s1)=0,s1==答案:【补偿训练】如图所示为某同学设计的节能运输系统。斜面轨道的倾角为37°,木箱与轨道之间的动摩擦因数μ=0.25。设计要求:木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量m=2kg的货物装入木箱,木箱载着货物沿轨道无初速度滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动装货装置立即将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,接着再重复上述过程。若g取10m/s(1)离开弹簧后,木箱沿
温馨提示
- 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
- 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
- 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
- 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
- 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
- 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
最新文档
- 2024年临时仓储设施租赁及管理服务合同
- 标准新工程设计合同样本
- 2024年多人合伙共盈合同书范本
- 2024年度智能仓库设备安装合同
- 代销协议书范例2024
- 全面房屋装修合同模板集成
- 出口业务代理协议范本
- 2024物流合同范本
- 常见劳务派遣委托协议样本
- 广州建设工程装修施工合同范例
- 雅鲁藏布江大拐弯巨型水电站规划方案
- 广西基本医疗保险门诊特殊慢性病申报表
- 城市经济学习题与答案
- 国开成本会计第14章综合练习试题及答案
- 幼儿园大班科学:《树叶为什么会变黄》课件
- 1到50带圈数字直接复制
- 铁路工程施工组织设计(施工方案)编制分类
- 幼儿园中班数学《有趣的图形》课件
- 《规划每一天》教案2021
- 草莓创意主题实用框架模板ppt
- 山大口腔颌面外科学课件第5章 口腔种植外科-1概论、口腔种植的生物学基础
评论
0/150
提交评论