在理想情況下,重力勢(shì)能與動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化,而機(jī)械能不變,滾擺將不斷上下運(yùn)動(dòng)。以下是物理網(wǎng)整理的機(jī)械能守恒定律專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練,請(qǐng)考生認(rèn)真練習(xí)。
一、選擇題
1.從地面豎直上拋兩個(gè)質(zhì)量不同的物體,設(shè)它們的初動(dòng)能相同,當(dāng)上升到同一高度時(shí)(不計(jì)空氣阻力以地面為零勢(shì)面),它們()
A.所具有的重力勢(shì)能相等
B.所具有的動(dòng)能相等
C.所具有的機(jī)械能不等
D.所具有的機(jī)械能相等
2.物體自地面上方離地h處開(kāi)始做自由落體運(yùn)動(dòng),Ek代表動(dòng)能,Ep代表重力勢(shì)能,E代表機(jī)械能,h表示下落的距離,以地面為零勢(shì)能面,下列圖象中能正確反映各物理量關(guān)系的是()
3.一個(gè)小孩從粗糙的滑梯上加速滑下,對(duì)于其機(jī)械能的變化情況,下列判斷正確的是()
A.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能不變,機(jī)械能減小
B.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能減小
C.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能增加
D.重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能不變
4.在下面列舉的各例中,若不考慮阻力作用,則物體機(jī)械能發(fā)生變化的是()
A.用細(xì)桿拴著一個(gè)物體,以桿的另一端為固定軸,使物體在光滑水平面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
B.細(xì)桿拴著一個(gè)物體,以桿的另一端為固定軸,使物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
C.物體沿光滑的曲面自由下滑
D.用一沿固定斜面向上、大小等于物體所受摩擦力的拉力作用在物體上,使物體沿斜面向上運(yùn)動(dòng)
5.下列有關(guān)機(jī)械能守恒的說(shuō)法中正確的是()
A.物體的重力做功,重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能一定守恒
B.物體克服重力做功,重力勢(shì)能增加,動(dòng)能減小,機(jī)械能一定守恒
C.物體以g加速下落,重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能一定守恒
D.物體以g/2加速下落,重力勢(shì)能減小,動(dòng)能增加,機(jī)械能可能守恒
6.質(zhì)量不計(jì)的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時(shí)刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點(diǎn),然后又被彈起離開(kāi)彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復(fù),不計(jì)空氣阻力.通過(guò)安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測(cè)出這一過(guò)程彈簧彈力F隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示,則()
A.t1時(shí)刻小球動(dòng)能最大
B.t2時(shí)刻小球動(dòng)能最大
C.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球的動(dòng)能先增加后減少
D.t2~t3這段時(shí)間內(nèi),小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能
7.如圖所示,小球以初速度v0從光滑斜面底部向上滑,恰能到達(dá)最大高度為h的斜面頂部.圖中A是內(nèi)軌半徑大于h的光滑軌道、B是內(nèi)軌半徑小于h的光滑軌道、C是內(nèi)軌直徑等于h的光滑軌道、D是長(zhǎng)為h的輕棒,其下端固定一個(gè)可隨棒繞O點(diǎn)向上轉(zhuǎn)動(dòng)的小球.小球在底端時(shí)的初速度都為v0,則小球在以上四種情況中能到達(dá)高度h的有()
二、非選擇題
8.斜面軌道AB與水平面之間的夾角=53,BD為半徑R=4 m的圓弧形軌道,且B點(diǎn)與D點(diǎn)在同一水平面上,在B點(diǎn),軌道AB與圓弧形軌道BD相切,整個(gè)光滑軌道處于豎直平面內(nèi),在A點(diǎn),一質(zhì)量為m=1 kg的小球由靜止滑下,經(jīng)過(guò)B、C點(diǎn)后從D點(diǎn)斜拋出去.設(shè)以豎直線MDN為分界線,其左邊為阻力場(chǎng)區(qū)域,右邊為真空區(qū)域.小球最后落到地面上的S點(diǎn)處時(shí)的速度大小vS=8 m/s,已知A點(diǎn)距地面的高度H=10 m,B點(diǎn)距地面的高度h=5 m.g取10 m/s2,cos 53=0.6,求:
(1)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小;
(2)小球經(jīng)過(guò)圓弧軌道最低處C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力;
(3)若小球從D點(diǎn)拋出后,受到的阻力f與其瞬時(shí)速度的方向始終相反,求小球從D點(diǎn)至S點(diǎn)的過(guò)程中阻力f所做的功.
9.小明站在水平地面上,手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動(dòng)手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖4所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長(zhǎng)為d,重力加速度為g.忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力.
(1)求繩斷時(shí)球的速度大小v1和球落地時(shí)的速度大小v2.
(2)問(wèn)繩能承受的最大拉力多大?
(3)改變繩長(zhǎng),使球重復(fù)上述運(yùn)動(dòng),若繩仍在球運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長(zhǎng)應(yīng)為多少?最大水平距離為多少?1.D [上升到同一高度時(shí)由Ep=mgh可知,m不同Ep不同,又因?yàn)檎麄(gè)過(guò)程中物體機(jī)械能守恒且初動(dòng)能相同,則在同一高度時(shí)兩物體所具有的動(dòng)能不同,D正確,A、B、C錯(cuò).]
2.BCD [重力勢(shì)能Ep隨h增大而減小,A錯(cuò),B對(duì);Ek=-Ep=mgh,C對(duì);E不隨h而變化,D對(duì).]
3.B [下滑時(shí)高度降低,則重力勢(shì)能減小,加速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能增加,摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能減小,B對(duì),A、C、D錯(cuò).]
4.B [物體若在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能、勢(shì)能均不變,物體的機(jī)械能不變;物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,勢(shì)能改變,故物體的機(jī)械能發(fā)生變化;物體沿光滑的曲面下滑,只有重力做功,機(jī)械能守恒;用一沿固定斜面向上、大小等于物體所受摩擦力的拉力作用在物體上時(shí),除重力以外的力做功為零,物體的機(jī)械能守恒,故選B]
5.C [物體的重力做功時(shí),物體下落,重力勢(shì)能一定減小,物體克服重力做功,說(shuō)明重力做負(fù)功,物體重力勢(shì)能增加,若只有重力做功,機(jī)械能守恒,若還有其他力如阻力做功,則機(jī)械能不守恒,A、B均錯(cuò);物體以g加速下落且重力勢(shì)能減小時(shí),說(shuō)明只有重力做功,機(jī)械能守恒,C對(duì);物體以g/2加速下落且重力勢(shì)能減小時(shí),說(shuō)明除有重力做功外,還有其他力做功,機(jī)械能一定不守恒,D錯(cuò).]
6.C [0~t1時(shí)間內(nèi)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),落到彈簧上并往下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,小球重力與彈簧對(duì)小球彈力的合力方向先向下后向上,故小球先加速后減速,t2時(shí)刻到達(dá)最低點(diǎn),動(dòng)能為0,A、B錯(cuò);t2~t3時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng),合力方向先向上后向下,小球先加速后減速,動(dòng)能先增加后減少,C對(duì);t2~t3時(shí)間內(nèi)由能量守恒知小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能減去小球增加的重力勢(shì)能,D錯(cuò).]
7.AD [在不違背能量守恒定律的情景中的過(guò)程并不是都能夠發(fā)生的,B、C中的物體沿曲線軌道運(yùn)動(dòng)到與軌道間的壓力為零時(shí)就會(huì)脫離軌道做斜上拋運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,故A、D正確.]
8.(1)10 m/s (2)43 N,方向豎直向下 (3)-68 J
解析 (1)設(shè)小球經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB,
由動(dòng)能定理得mg(H-h)=mv
求得vB=10 m/s.
(2)設(shè)小球經(jīng)過(guò)C點(diǎn)時(shí)的速度為vC,對(duì)軌道的壓力為FN,則軌道對(duì)小球的壓力N=N,
根據(jù)牛頓第二定律可得N-mg=
由機(jī)械能守恒得mgR(1-cos 53)+mv=mv
聯(lián)立,解得N=43 N
方向豎直向下.
(3)設(shè)小球由D到達(dá)S的過(guò)程中阻力所做的功為W,易知vD=vB,
由動(dòng)能定理可得mgh+W=mv-mv
代入數(shù)據(jù),解得W=-68 J.
9.(1)(2)mg (3)繩長(zhǎng)為時(shí)有最大水平距離為2d
解析 (1)設(shè)繩斷后球飛行的時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有
豎直方向:d=gt2
水平方向:d=v1t
解得v1=
由機(jī)械能守恒定律,有mv=mv+mg(d-d),解得v2=
(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T(mén),這也是球受到繩的最大拉力大小.
球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R=d
由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式,有T-mg=
得T=mg
(3)設(shè)繩長(zhǎng)為l,繩斷時(shí)球的速度大小為v3,繩承受的最大拉力不變,有T-mg=m,解得v3=
繩斷后球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直位移為d-l,水平位移為x,時(shí)間為t1.有d-l=gt,x=v3t1
得x=4 ,當(dāng)l=時(shí),x有極大值xmax=d.
機(jī)械能守恒定律專(zhuān)項(xiàng)訓(xùn)練及答案的全部?jī)?nèi)容就是這些,物理網(wǎng)預(yù)祝廣大考生可以考上理想的大學(xué)。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/gaokao/1015632.html
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