1、选择题 如图所示,小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑动,恰能到达最大高度为h的斜面顶部.图中①是内轨半径大于h的光滑轨道,②是内轨半径小于h的光滑轨道,③是内轨直径等于h的光滑轨道,④是长为1/2h的轻杆(可绕固定点O转动,小球与杆的下端相碰后粘在一起).小球在底端时的初速度都为v0,则小球在以上四种情况中能到达高度h的是(? )
A.①③
B.②④
C.②③
D.①④
参考答案:D
本题解析:小球到达斜面的顶部,机械能守恒,速度为零。①中小球到达高度h处速度可以为零,因为重力沿半径方向的分力与轨道的支持力的合力可以为零,即向心力可以为零。②中小球到达高度h处速度不能为零,因为重力沿半径方向的分力与轨道的弹力的方向都指向圆心,即向心力不能为零。③的临界速度为,不为零。④的临界速度可以为零。因此符合题意的只能是①和④,选项D正确。
本题难度:一般
2、选择题 下列所述的实例中(均不计空气阻力),机械能守恒的是(?)
A.石块被竖直向上抛出后在空中运动的过程
B.木箱沿斜面匀速下滑的过程
C.人乘电梯加速上升的过程
D.子弹射穿木块的过程
参考答案:A
本题解析:物体机械能守恒的条件是只有重力或者是弹力做功,根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况,即可判断物体是否是机械能守恒.
A、小石块被抛出后只受到重力的作用,所以石块的机械能守恒,故A正确.
B、木箱沿粗糙斜面匀速下滑,此过程中摩擦力对物体做了负功,所以物体的机械能不守恒,故B错误.
C、人在电梯中加速上升,电梯的支持力要对人做正功,所以人的机械能不守恒,故C错误.
D、子弹射穿木块的过程中,木块的阻力要做功,所以子弹的机械能不守恒,故D错误.
点评:本题是对机械能守恒条件的直接考查,掌握住机械能守恒的条件即可,题目比较简单
本题难度:一般
3、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
4、计算题 如图所示,一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失),并从最低点B通过一段光滑小圆弧滑上另一粗糙斜面CD。已知圆弧AB的半径R=0.9m,θ=600,B在O点正下方,斜面足够长,动摩擦因数u=0.5,斜面倾角为370,小球从p到达A点时的速度为4m/s。(g取10m/s2,cos37°=0.8,sin37°=0.6)问:
(1)P点与A点的水平距离和竖直高度
(2)小球在斜面上滑行的总路程
参考答案:(1) x=m;y=0.6m;(2)
本题解析:
试题分析: (1)A点的水平分速度为:vAx= vAcos60°=2m/s,
竖直分速度为:vAy= vAsin60°=m/s,时间t= vAy/g=s
P点与A点的水平距离x= vAxt=m
P点与A点的竖直高度y==0.6m
(2)设小球斜面向上运动的距离为,则
?再滑下时设过了A点,则
故小球不能过A点,只能来回摆动,最后停在B点,由能量守恒定律
得:?(1分)
本题难度:一般
5、选择题 如图所示小物体与一根水平轻弹簧相连,放在水平面上,弹簧的另一端固定在P点.已知小物体的质量 m ="2.0kg" ,它与水平面间的动摩擦因数为0.4 ,弹簧的劲度系数 k =" 200N" / m,用力 F 拉小物体,使它从弹簧处于自然状态的 O 点向右移动 10cm ,小物体处于静止,这时弹簧的弹性势能EP=" 1J" ,撤去外力后(?)
A.小物体向左滑动的距离可以达到 12.5 cm
B.小物体向左滑动的距离一定小于 12.5 cm
C.小物体回到 O 点时,物体的动能最大
D.小物体达到最左位置时,动能为0,弹簧的弹性势能也为0
参考答案:B
本题解析:在物体运动到O点的过程中运用动能定理判断出O点的速度不为零,弹簧将被压缩,根据能量守恒可以判断物体向右滑动距离的最大值,当加速度等于零时,速度最大,此时弹簧弹力等于摩擦力,当物体到达最右端时动能为零,弹簧处于压缩状态,弹性势能不为零,所以系统机械能不为零.
解:A、当物体至O点时,由动能定理得:Ep-μmg×0.1=mv2可知,物体至O点的速度不为零,将继续向右压缩弹簧,由能量守恒可得,Ep=μmgx′+Ep′,因Ep′>0,所以解得x′<12.5 cm,故A错误,B正确.
C、当物体向右运动至O点过程中,弹簧的弹力向右.由牛顿第二定律可知,kx-μmg=ma(x为弹簧的伸长量),当a=0时,物体速度最大,此时kx=μmg,弹簧仍处于伸长状态,故C错误.
D、物体到达最右端时,动能为零,但弹簧有弹性势能,故系统的机械能不为零,D错误.
故选B
点评:本题要求同学们能正确对物体进行受力分析,清楚物体的运动情况,知道当加速度等于零时,物体速度最大,由于有滑动摩擦力作用,系统的机械能不守恒,但能量守恒,难度适中.
本题难度:一般