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1. 如图,轻质定滑轮固定在天花板上,物体
和
用不可伸长的轻绳相连,悬挂在定滑轮上,质量
,
时刻将两物体由静止释放,物体
的加速度大小为
。
时刻轻绳突然断开,物体
能够达到的最高点恰与物体
释放位置处于同一高度,取
时刻物体
所在水平面为零势能面,此时物体
的机械能为
。重力加速度大小为
,不计摩擦和空气阻力,两物体均可视为质点。下列说法正确的是( )
A.
物体
和
的质量之比为
B.
时刻物体
的机械能为
C.
时刻物体
重力的功率为
D.
时刻物体
的速度大小
【考点】
机械能守恒定律;
【答案】
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多选题
困难
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1. 如图所示,半径为
的光滑圆弧轨道
固定在竖直面内,
为圆心,
为轨道最低点,
为水平地面,
与竖直方向的夹角为
,
间距离为
点有一竖直固定挡板。一个质量为
的小球从
点上方一定高度处
点由静止释放,从
点进入圆弧轨道,从
点飞出后恰好垂直打在挡板上,板上的
点与
在同一水平线上,重力加速度为
, 不计空气阻力,小球可视为质点,
。则下列说法正确的是( )
A.
小球有可能垂直打在挡板上的
点
B.
小球在
点的速度大小为
C.
小球在
点对轨道的压力大小为
D.
点离
点的高度为
多选题
普通
2. 如图所示,竖直固定的光滑细杆上穿着一个小球B,小球通过一根不可伸长的轻绳绕过轻质光滑定滑轮与质量为
的物块A相连,用手将物块A竖直向上托起至定滑轮左侧细绳与竖直方向的夹角为
, 现突然松手,物块A开始在竖直方向上做往复运动,小球最高能到达
点。已知定滑轮到细杆的距离为d,Q点和定滑轮的高度相同,
,
, 重力加速度大小为
, 定滑轮可看作质点,下列说法正确的是( )
A.
小球经过
点时的加速度大小为
B.
小球的质量为
C.
绳中的最小张力为
D.
该系统的最大总动能为
多选题
普通
3. 滑雪运动员开展滑雪训练可简化为如下模型:将运动员(包括滑板)简化为质点,运动员以某一初速度从足够长的山坡底端向上冲,取坡底为零势能面。运动员的机械能
和重力势能
随离开坡底的高度h的变化规律如图所示,重力加速度
, 不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.
运动员向上冲的过程克服摩擦力做功为
B.
运动员再次回到坡底时机械能为
C.
运动员的质量为40kg
D.
运动员的初速度为10m/s
多选题
普通
1. 一物块爆炸分裂为速率相同、质量不同的三个物块,对三者落地速率大小判断正确的是( )
A.
质量大的落地速率大
B.
质量小的落地速率大
C.
三者落地速率都相同
D.
无法判断
单选题
容易
2. 下列物体运动过程中,可认为机械能守恒的是( )
A.
树叶从树枝上落下的运动
B.
氢气球拉线断了后的运动
C.
集装箱被起重机匀加速吊起的运动
D.
被投掷后的铅球在空中的运动
单选题
普通
3. 如图所示,一条不可伸长的轻质软绳跨过定滑轮,绳的两端各系一个质量分别为
、
的小球a和b、用手按住a球静止于地面时,b球离地面的高度为h。两物体均可视为质点,定滑轮的质量及一切阻力均不计,重力加速度为g。释放a球,b球刚落地时的速度大小为
。则
的值是( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
1. 某同学用如图1所示的装置验证轻弹簧和物块(带有遮光条)组成的系统机械能守恒。图中光电门安装在铁架台上且位置可调。物块释放前,细线与弹簧和物块的拴接点
在同一水平线上,且弹簧处于原长。滑轮质量和一切摩擦均不计,细线始终伸直。物块连同遮光条的总质量为
, 弹簧的劲度系数为
, 弹性势能
(
为弹簧形变量),重力加速度为
, 遮光条的宽度为
, 物块释放点与光电门之间的距离为
(
远远小于
。现将物块由静止释放,记录物块通过光电门的时间
(1)
改变光电门的位置,重复实验,每次物块均从
点静止释放,记录多组
和对应的时间
, 作出
图像如图2所示,若要验证轻弹簧和物块组成的系统机械能守恒,则在误差允许的范围内,需要验证正确的关系式是______。
A.
B.
(2)
在(1)中的条件下,
和
时,物块通过光电门时弹簧具有的弹性势能分别为
和
, 则
(用
表示)。
(3)
在(1)中的条件下,取某个值时,可以使物块通过光电门时的速度最大,速度最大值为
(
表示)。
实验探究题
困难
2. 某固定装置的竖直截面如图所示,由倾角
的直轨道
, 半径
、圆心角为
的圆弧
, 半径为
, 圆心角为
的圆弧
组成,轨道末端的
点为圆弧的最高点,轨道间平滑连接。质量
的物块
从轨道
上高度
处以初速度
下滑,经圆弧轨道
滑上轨道
。物块
与轨道
间的动摩擦因数
, 其余轨道光滑。(不计空气阻力,物块
视为质点,
,
,
)
(1)
若初速度
, 求物块
第一次通过
点时速度大小
;
(2)
若初速度
, 求物块
在轨道
上运动的总路程
;
(3)
若物块
沿轨道
从
点滑出,
应满足什么条件?
解答题
困难
3. 巧妙的化归思想是解决复杂物理问题的有力工具之一。请阅读材料,请回答以下问题:
(1)
如图图甲所示光滑水平桌面的O点钉有一枚钉子,长为L的不可伸长的轻绳一端通过极小绳套套在钉子上,另一端与质量为m的物块P连接,物块以大小为
的速度绕O点做圆周运动。O点距桌面右边缘的距离为2L。不计绳套与钉子间的摩擦力。某时刻剪断轻绳,求从剪断轻绳到物块P离开桌面右边缘的最短时间
;
(2)
如图图乙所示,质量为m的可视为质点的物块P与一轻质弹簧固定连接,静置于光滑的水平桌面上
, 轻弹簧另一端也固定。现将物块缓慢拉到M点释放,物块在运动过程中的某时刻剪断弹簧,求从剪断弹簧到物块P运动到Q点的最短时间
;已知
、M与M、Q间的距离均为L,弹簧弹性势能与形变量的关系为
, k为弹簧劲度系数且为已知量,
为形变量。
(3)
三个完全相同且均可视为质点的物块A、B、C,质量均为m,静置于光滑水平桌面上。如图图丙所示,A、B紧靠在一起,与C间的距离为L。现给A、B大小为v,方向相反的初速度。已知A、B、C之间两两存在大小为
的引力(
为施、受力物体间的距离),物块间的碰撞均为弹性碰撞,求物块B第一次回到原位置所需要的时间
。
解答题
困难
1. 如图所示,质量分别为m和2m的小物块Р和Q,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,Р通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑,Q与地面间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k,重力加速度大小为g。若剪断轻绳,Р在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
2. 水上乐园有一末段水平的滑梯,人从滑梯顶端由静止开始滑下后落入水中。如图所示,滑梯顶端到末端的高度
,末端到水面的高度
。取重力加速度
,将人视为质点,不计摩擦和空气阻力。则人的落水点到滑梯末端的水平距离为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
容易
3. 从地面竖直向上抛出一物体,其机械能
E
总
等于动能
E
k
与重力势能
E
p
之和。取地面为重力势能零点,该物体的
E
总
和
E
p
随它离开地面的高度
h
的变化如图所示。重力加速度取10 m/s
2
。由图中数据可得( )
A.
物体的质量为2 kg
B.
h
=0时,物体的速率为20 m/s
C.
h
=2 m时,物体的动能
E
k
=40 J
D.
从地面至
h
=4 m,物体的动能减少100 J
多选题
普通