1.一輕質彈簧,固定於天花板上的o點處,原長為l,如圖所示,乙個質量為m的物塊從a點豎直向上丟擲,以速度v與彈簧在b點相接觸,然後向上壓縮彈簧,到c點時物塊速度為零,在此過程中無機械能損失,則下列說法正確的是( )
a.由a到c的過程中,動能和重力勢能之和不變
b.由b到c的過程中,彈性勢能和動能之和不變
c.由a到c的過程中,物塊m的機械能守恆
d.由b到c的過程中,物塊與彈簧組成的系統機械能守恆
2.如圖所示,一勻質杆長為,從圖示位置由靜止開始沿光滑面abd滑動,ab是半徑為r的圓弧,bd為水平面.則當桿滑到bd位置時的速度大小為( )
abcd.
3.乙個小孩在蹦床上做遊戲,他從高處落到蹦床上後又被彈起到原高度,小孩從高處開始下落到彈起的整個過程中,他的運動速度v隨時間t變化的圖線如圖所示,圖中只有oa段和cd段為直線.則根據該圖線可
知( )
a.小孩在蹦床上的過程僅在t1到t3的時間內
b.小孩在蹦床上的過程僅在t1到t5的時間內
c.蹦床的彈性勢能增大的過程在t1到t2的時間內
d.蹦床的彈性勢能增大的過程在t1到t5的時間內
4.如圖4所示,在高1.5 m的光滑平台上有乙個質量為2 kg的小球被一細線拴在牆上,球與牆之間有一根被壓縮的輕質彈簧。
當燒斷細線時,小球被彈出,小球落地時的速度方向與水平方向成60°角,則彈簧被壓縮時具有的彈性勢能為(g=10 m/s2圖4
a.10 j b.15 j
c.20 j d.25 j
5.開啟水龍頭,水順流而下,仔細觀察將會發現連續的水流柱的直徑在流下的過程中,是逐漸減小的(即上粗下細),設水龍頭出口處半徑為1 cm,安裝在離接水盆75 cm高處,如果測得水在出口處的速度大小為1 m/s,g=10 m/s2,不考慮空氣阻力,則水流柱落到盆中時的半徑為( )
a.1 cm b.0.75 cm
c.0.5 cm d.0.25 cm
6.一物塊從如下圖所示的弧形軌道上的a點由靜止開始滑下,由於軌道不光滑,它僅能滑到b點.由b點返回後,僅能滑到c點,已知a、b高度差為h1,b、c高度差為h2,則下列關係正確的是( )
a.h1=h2 b.h1c.h1>h2 d.h1、h2大小關係不確定
解析:由能的轉化和守恆定律可知,物塊由a到b的過程中重力勢能減少mgh1,全部用於克服摩擦力做功,即wfab=mgh1,同理:wfbc=mgh2,又隨著小滑塊最大高度的降低,運動過程中的同位置處滑塊對軌道的壓力變小,必有wfab>wfbc,所以mgh1>mgh2,得:
h1>h2,c項正確.
答案:c
7.半徑為r的四分之一豎直圓弧軌道,與粗糙的水平面相連,如下圖所示.有乙個質量為m的均勻細直杆搭放在圓弧兩端,若釋放細桿,它將開始下滑,並且最後停在水平面上.在上述過程中( )
a.杆克服摩擦力所做的功為mgr
b.杆克服摩擦力所做的功為mgr
c.重力所做的功為mgr
d.外力做的總功為mgr
解析:在杆滑動的過程中,杆不能看作質點,重力所做的功為mg·r,摩擦力所做的功為wf,杆受到的支援力對杆不做功,根據動能定理有mg·r+wf=0-0,可得wf=-mgr,即合外力所做的總功為0,杆克服摩擦力所做的功為mgr,故只有b正確.
答案:b
8.如圖7所示,重10 n的滑塊在傾角為30°的斜面上,從a點由靜止下滑,到b點接觸到乙個輕彈簧。滑塊壓縮彈簧到c點開始彈回,返回b點離開彈簧,最後又回到a點,已知ab=0.
8 m,bc=0.4 m,那麼在整個過程中 ( )
a.滑塊動能的最大值是6 j圖7
b.彈簧彈性勢能的最大值是6 j
c.從c到b彈簧的彈力對滑塊做的功是6 j
d.滑塊和彈簧組成的系統整個過程機械能守恆
9.乙個高爾夫球靜止於平坦的地面上,在t=0時球被擊出,以初速度v0=31 m/s做斜拋運動,飛行中球的速率與時間的部分關係如圖8所示。若不計空氣阻力的影響,根據圖象提供的資訊可以求出( )
a.高爾夫球在何時離地最高圖8
b.高爾夫球可上公升的最大高度
c.高爾夫球的最大重力勢能
d.高爾夫球落地時離擊球點的距離
10.如圖9所示,圓心在o點、半徑為r的圓弧軌道abc豎直固定在水平桌面上,oc與oa的夾角為60°,軌道最低點a與桌面相切。一輕繩兩端繫著質量為m1和m2的小球(均可視為質點),掛在圓弧軌道邊緣c的兩邊,開始時,m1位於c點,然後從靜止釋放,設輕繩足夠長,不計一切摩擦。
則( )
a.在m1由c下滑到a的過程中兩球速度大小始終相等圖9
b.在m1由c下滑到a的過程中重力的功率先增大後減少
c.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點,則m1=2m2
d.若m1恰好能沿圓弧下滑到a點,則m1=3m2
11.如下圖所示,擺球的質量為m,從偏離水平方向θ=30°的位置由靜止釋放,求:
(1)小球運動到最低點a時繩子受到的拉力是多大?
(2)整個過程中小球的機械能還守恆嗎?
解析:(1)設懸線長為l,小球被釋放後,先做自由落體運動,直到下落高度為h=2lsinθ=l,處於鬆弛狀態的細繩被拉直為止.如右圖所示,這時,小球的速度方向豎直向下,大小為v=.
當繩剛被拉直時,在繩的衝力作用下,速度v的法向分量vn減為零(相應的動能轉化為繩的內能);小球以切向分量vτ=vcos30°,開始做變速圓周運動到最低點.根據後一過程中機械能守恆,有
m(vcos30°)2+mgl(1-cos60°)=mv
在最低點a,根據牛頓第二定律,又有f-mg=m
所以,繩的拉力為f=mg+m=3.5mg.
(2)整個過程中小球的機械能不守恆,細繩被拉直的瞬間小球的動能有損失,相應的動能轉化為繩的內能.
答案:(1)3.5 mg (2)不守恆
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