1、简答题 图为验证机械能守恒定律的实验装置示意图.现有的器材为:带铁夹的铁架台、电磁打点计时器、纸带、带铁夹的重锤、天平.回答下列问题:
(1)为完成此实验,除了所给的器材,还需要的器材有______.(填入正确选项前的字母)
A.米尺
B.秒表
C.0~12V的直流电源
D.0~I2V的交流电源
(2)实验中误差产生的原因有______.(写出两个原因)
参考答案:(1)用A项米尺测量长度,用D项交流电源供打点计时器使用.
(2)纸带与打点计时器之间有摩擦,用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差,计算势能变化时,选取始末两点距离过近,交流电频率不稳定.
故答案为:(1)AD
(2)纸带与打点计时器之间有摩擦,用米尺测量纸带上点的位置时读数有误差,计算势能变化时,选取始末两点距离过近,交流电频率不稳定.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图所示,一根长为L不可伸长的轻绳跨过光滑的水平轴O,两端分别连接质量为2m的小球A和质量为m的物块B,由图示位置释放后,当小球转动到水平轴正下方时轻绳的中点正好在水平轴O点,且此时物块B的速度刚好为零,则下列说法中正确的是

A.物块B一直处于静止状态
B.小球A从图示位置运动到水平轴正下方的过程中机械能守恒
C.小球A运动到水平轴正下方时的速度大于
D.小球A从图示位置运动到水平轴正下方的过程中,小球A与物块B组成的系统机械能守恒
参考答案:CD
本题解析:当小球转动到水平轴正下方时轻绳的中点正好在水平轴O点,所以小球A下降的高度为
?,物块B会上升一定的高度h,由能量守恒有:
?所以小球A运动到水平轴正下方时的速度
?,C正确;在整个过程中小球A与物块B组成的系统机械能守恒,B错D对。
本题难度:一般
3、简答题 已知A、B两物块的质量分别为m和3m,用一轻质弹簧连接,放在光滑水平面上,使B物块紧挨在墙壁上,现用力推物块A压缩弹簧(如图所示).这个过程中外力F做功为W,待系统静止后,突然撤去外力.在求弹簧第一次恢复原长时A、B的速度各为多大时,有同学求解如下:

解:设弹簧第一次恢复原长时A、B的速度大小分别为vA、vB
系统动量守恒:0=mvA+3mvB
系统机械能守恒:W=
解得:
;
(“-”表示B的速度方向与A的速度方向相反)
(1)你认为该同学的求解是否正确.如果正确,请说明理由;如果不正确,也请说明理由并给出正确解答.
(2)当A、B间的距离最大时,系统的弹性势能EP=?
参考答案:(1)不正确.
,vB=0;(2)
本题解析:(1)该同学的求解不正确.在弹簧恢复原长时,系统始终受到墙壁给它的外力作用,所以系统动量不守恒,且B物块始终不动,但由于该外力对系统不做功,所以机械能守恒,即在恢复原长的过程中,弹性势能全部转化为A物块的动能.

解得
,vB=0
(2)在弹簧恢复原长后,B开始离开墙壁,A做减速运动,B做加速运动,当A、B速度相等时,A、B间的距离最大,设此时速度为v,在这个过程中,由动量守恒定律得
mvA=(m+3m)v
解得
根据机械能守恒,有W=
解得
本题难度:一般
4、计算题 光滑水平面上放着质量mA=1kg的物块A与质量mB=2kg的物块B,A与B均可视为质点,A靠在竖直墙壁上,A、B间夹一个被压缩的轻弹簧(弹簧与A、B均不拴接),用手挡住B不动,此时弹簧弹性势能EP=49J。在A、B间系一轻质细绳,细绳长度大于弹簧的自然长度,如图所示。放手后B向右运动,绳在短暂时间内被拉断,之后B冲上与水平面相切的竖直半圆光滑轨道,其半径R=0.5m,B恰能到达最高点C。取g=10m/s2,求
(1)绳拉断后瞬间B的速度vB的大小;
(2)绳拉断过程绳对B的冲量I的大小;
(3)绳拉断过程绳对A所做的功W。

参考答案:解析:(1)设B在绳被拉断后瞬间的速度为
,到达C点时的速度为
,有
?

代入数据得
?
(2)设弹簧恢复到自然长度时B的速度为
,取水平向右为正方向,有


代入数据得
,其大小为4NS
(3)设绳断后A的速度为
,取水平向右为正方向,有
,
?代入数据得
。
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 如图所示,在光滑的水平面上固定着两轻质弹簧,一弹性小球在两弹簧间往复运动,把小球和弹簧视为一个系统,则小球在运动过程中(?)

A.系统的动量守恒,动能守恒
B.系统的动量守恒,机械能守恒
C.系统的动量不守恒,机械能守恒
D.系统的动量不守恒,动能守恒
参考答案:C
本题解析:小球和弹簧组成的系统受到重力和水平地面的支持力两个外力,小球与弹簧相互作用时,弹簧会用墙壁的作用力,所受合外力不等于零,动量不守恒;在运动过程中,小球和槽通过弹簧相互作用,但因为只有弹簧的弹力做功,动能和势能相互转化,而总量保持不变,机械能守恒.故C正确,A、B、D错误.
本题难度:一般