一、單項(xiàng)選擇題
1.【2019?新課標(biāo)Ⅱ卷】如圖,半圓形光滑軌道固定在水平地面上,半圓的直徑與地面垂直。一小物塊以速度 從軌道下端滑入軌道,并從軌道上端水平飛出,小物塊落地點(diǎn)到軌道下端的距離與軌道半徑有關(guān),此距離最大時(shí)。對應(yīng)的軌道半徑為(重力加速度大小為g)
A. B. C. D.
【答案】B
【考點(diǎn)定位】機(jī)械能守恒定律;平拋運(yùn)動
【名師點(diǎn)睛】此題主要是對平拋運(yùn)動的考查;解題時(shí)設(shè)法找到物塊的水平射程與圓軌道半徑的函數(shù)關(guān)系,即可通過數(shù)學(xué)知識討論;此題同時(shí)考查學(xué)生運(yùn)用數(shù)學(xué)知識解決物理問題的能力。
2.【2019?全國新課標(biāo)Ⅱ卷】小球P和Q用不可伸長的輕繩懸掛在天花板上,P球的質(zhì)量大于Q球的質(zhì)量,懸掛P球的繩比懸掛Q 球的繩短。將兩球拉起,使兩繩均被水平拉直,如圖所示。將兩球由靜止釋放,在各自軌跡的最低點(diǎn),
A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的動能一定小于Q球的動能
C.P球所受繩的拉力一定大于Q球所受繩的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
【答案】C
【解析】小球擺動至最低點(diǎn)由動能定理: ,可得: ,因 ,故 ,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由 ,因 ,則動能無法比較,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;在最低點(diǎn), ,可得 ,選項(xiàng)C正確; ,兩球的向心加速度相等,選項(xiàng)D錯(cuò)誤,故選C。
【考點(diǎn)定位】圓周運(yùn)動、機(jī)械能、向心力
【名師點(diǎn)睛】此題考查機(jī)械能守恒定律及牛頓第二定律的應(yīng)用;解題時(shí)要通過選擇合適的物理規(guī)律列出方程找到要討論的物理量,然后根據(jù)題目的條件來分析結(jié)論;此題意在考查考生對基本規(guī)律的掌握情況。
3.【2019?天津?5】如圖所示,固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán),圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接,彈簧的另一端連接在墻上,并且處于原長狀態(tài),現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑,已知彈簧原長為L,圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長度變?yōu)?L(未超過彈性限度),則在圓環(huán)下滑到最大距離的過程中
A.圓環(huán)的機(jī)械能守恒
B.彈簧彈性勢能變化了
C.圓環(huán)下滑到最大距離時(shí),所受合力為零
D.圓環(huán)重力勢能與彈簧彈性勢能之和保持不變
【答案】B
考點(diǎn):系統(tǒng)機(jī)械能守恒
4.【2019?山東卷】如圖所示,將小球 從地面以初速度 豎直上拋的同時(shí),將另一相同質(zhì)量的小球 從距地面 處由靜止釋放,兩球恰在 處相遇(不計(jì)空氣阻力)。則
A.兩球同時(shí)落地
B.相遇時(shí)兩球速度大小相等
C.從開始運(yùn)動到相遇,球 動能 的減少量等于球 動能的增加量
D.相遇后的任意時(shí)刻,重力對球 做功功率和對球 做功功率相等
【答案】C
【考點(diǎn)定位】機(jī)械能守恒
5.【2018-2019?福建卷】如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊A、B用輕繩連接并跨過滑輪(不計(jì)滑輪的質(zhì)量和摩擦)。初始時(shí)刻,A、B處于同一高度并恰好靜止?fàn)顟B(tài)。剪斷輕繩后A下落、B沿斜面下滑,則從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊
A.速率的變化量不同
B.機(jī)械能的變化量不同
C.重力勢能的變化量相同
D.重力做功的平均功率相同
【答案】D
【解析】設(shè)斜面傾角為θ,剛開始AB處于靜止?fàn)顟B(tài),所以 ,所以 。剪斷輕繩后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,根據(jù)動能定理得: , ,所以速度的變化量為 ,故A錯(cuò)誤;剪斷細(xì)線,A、B兩物體都只有重力做功,機(jī)械能守恒,則機(jī)械能的變化量都為零,故B錯(cuò)誤;重力勢能變化量 ,由于AB的質(zhì)量不相等,所以重力勢能變化不相同,故C錯(cuò)誤; A運(yùn)動的時(shí)間為: ,所以A重力做功的平均功率為: , B運(yùn)動有: ,解得: ,所以B重力做功的平均功率為: ,而 ,所以重力做功的平均功率相等,故D正確。
【考點(diǎn)定位】本題考查機(jī)械能守恒定律相關(guān)知識
6.【2018-2019?上海卷】如圖,可視為質(zhì)點(diǎn)的小球A、B用不可伸長的細(xì)軟輕線連接,跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱,A的質(zhì)量為B的兩倍。當(dāng)B位于地面時(shí),A恰與圓柱軸心等高。將A由靜止釋放,B上升的最大高度是 ( )
A.2R B.5R/3 C.4R/3 D.2R/3
【答案】C
【考點(diǎn)定位】本題考查機(jī)械能守恒定律、豎直上拋運(yùn)動等相關(guān)知識
7.【2019?安徽卷】如圖所示,有一內(nèi)壁光滑的閉合橢圓形管道,置于豎直平面內(nèi),MN是通過橢圓中心O點(diǎn)的水平線。已知一小球從M點(diǎn)出發(fā),初速率為v0,沿管道MPN運(yùn)動,到N點(diǎn)的速率為v1,所需時(shí)間為t1;若該小球仍由M點(diǎn)以出速率v0出發(fā),而沿管道MQN運(yùn)動,到N點(diǎn)的速率為v2,所需時(shí)間為t2。則( )
A.v1=v2 ,t1>t2 B. v1<v2,t1>t2 C. v1=v2,t1<t2 D. v1<v2,t1<t2
【答案】A
【解析】小球在運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,故兩次到達(dá)N點(diǎn)的速度大小相同,且均等于初速度,即v1=v2=v0;兩小球的運(yùn)動過程分別為先加速后減速和先減速后加速,定性做出小球運(yùn)動的速率?時(shí)間圖象如下圖:
則圖線與坐標(biāo)軸所圍成的面積表示小球的運(yùn)動路程,小球兩次的路程相等,故兩次圖線與坐標(biāo)軸所圍面積相同,由圖可知,t1>t2,A正確。
【考點(diǎn)定位】機(jī)械能守恒定律、運(yùn)動的圖象
8.【2019?新課標(biāo)全國卷Ⅱ】取水平地面為重力勢能零點(diǎn)。一物塊從某一高度水平拋出,在拋出點(diǎn)其動能與重力勢能恰好相等。不計(jì)空氣阻力,該物塊落地時(shí)的速度方向與水平方向的夾角為( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【考點(diǎn)定位】平拋運(yùn)動的規(guī)律;機(jī)械能守恒定律。
二、多項(xiàng)選擇題
9.【2019?遼寧卷】一蹦極運(yùn)動員身系彈性蹦極繩從水面上方的高臺下落,到最低點(diǎn)時(shí)距水面還有數(shù)米距離。假定空氣阻力可忽略,運(yùn)動員可視為質(zhì)點(diǎn),下列說法正確的是( )
A.運(yùn)動員到達(dá)最低點(diǎn)前重力勢能始終減小
B.蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負(fù)功,彈性勢能增加
C.蹦極過程中,運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
D.蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點(diǎn)的選取有關(guān)
【答案】ABC
【解析】在運(yùn)動的過程中,運(yùn)動員一直下降,則重力勢能減小.故A正確;蹦極繩張緊后的下落過程中,彈性力做負(fù)功,彈性勢能增加.故B正確;蹦極的過程中,系統(tǒng)只有重力做功,所以運(yùn)動員、地球和蹦極繩所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故C正確;重力勢能的變化量與零勢能點(diǎn)的選取無關(guān).故D錯(cuò)誤
【考點(diǎn)定位】機(jī)械能守恒
10.【2018-2019?上海卷】如圖,質(zhì)量分別為mA和mB的兩小球帶有同種電荷,電荷量分別為qA和qB,用絕緣細(xì)線懸掛在天花板上。平衡時(shí),兩小球恰處于同一水平位置,細(xì)線與豎直方向間夾角分別為θ1與θ2(θ1>θ2)。兩小球突然失去各自所帶電荷后開始擺動,最大速度分別vA和vB,最大動能分別為EkA和EkB。則( )
A.mA一定小于mB B.qA一定大于qB
C.vA一定大于vB D.EkA一定大于EkB
【答案】ACD
【解析】分別對A、B進(jìn)行受力分析,如圖所示
A到達(dá)最低點(diǎn)的動能:
B到達(dá)最低點(diǎn)的動能:
由于 可知, ,又: ,可得: 因此D也正確。
【考點(diǎn)定位】本題考查機(jī)械能守恒、庫侖定律等相關(guān)知識
11.【2019?全國新課標(biāo)Ⅱ?21】如圖,滑塊a、b的質(zhì)量均為m,a套在固定直桿上,與光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通過鉸鏈用剛性輕桿連接。不計(jì)摩擦,a、b可視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g。則
A.a(chǎn)落地前,輕桿對b一直做正功
B.a(chǎn)落地時(shí)速度大小為
C.a(chǎn)下落過程中,其加速度大小始終不大于g
D.a(chǎn)落地前,當(dāng)a的機(jī)械能最小時(shí),b對地面的壓力大小為mg
【答案】BD
【考點(diǎn)定位】機(jī)械能守恒定律;運(yùn)動的合成與分解
三、非選擇題
12.【2018-2019?海南卷】如圖,在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道,其中AB是長為R的水平直軌道,BCD是圓心為O、半徑為R的3/4圓弧軌道,兩軌道相切于B點(diǎn)。在外力作用下,一小球從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點(diǎn)C,重力加速度為g。求:
(1)小球在AB段運(yùn)動的加速度的大;
(2)小球從D點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)所用的時(shí)間。
【答案】 ,
【考點(diǎn)定位】本題考查機(jī)械能守恒及其相關(guān)知識
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