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作业14 机械能守恒定律
1.下列情况中,运动物体的机械能一定守恒的是( )
A.物体不受摩擦力
B.只有重力对物体做功
C.物体做匀速直线运动
D.物体所受的合力为零
2.2020年11月28日20时58分,“嫦娥五号”探测器经过约112小时奔月飞行,在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火,约17分钟后,发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断,“嫦娥五号”探测器近月制动正常,如图所示,由M点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ,绕月三圈后进行第二次近月变轨,进入环月圆轨道Ⅰ,下列关于“嫦娥五号”说法正确的是( )
A.在轨道Ⅰ上的速度小于月球的第一宇宙速度
B.在轨道Ⅱ的运行周期小于在轨道Ⅰ的运行周期
C.在轨道Ⅰ上F点的机械能大于轨道Ⅱ上N点的机械能
D.在轨道Ⅱ上M点的加速度小于轨道Ⅰ上F点的加速度
3.2021年2月14日,中国台北选手谢淑薇晋级澳网八强,同时也是历史上首次闯进澳网八强最年长的女选手。在一次跃起击球过程中,她由静止竖直向上跳起,假设人与球拍重心上升的高度为
,在最高点将网球以原来大小的速度
斜向上击回,已知谢淑薇与球拍总质量为
,网球质量为
,重力加速度大小为
,不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.谢淑薇在整个起跳过程中机械能守恒
B.在起跳过程中地面对她的支持力做功为
C.在起跳过程中她与球拍重力势能的增加量为
D.谢淑薇击球过程中球拍对网球做功为
4.如图所示,在不计空气阻力的情况下,下列说法正确的是( )
A.图甲中,“蛟龙号”在被吊车吊下水的过程中它的机械能守恒
B.图乙中,运动员离开蹦床在上升、下降过程中机械能守恒
C.图丙中,撑竿跳高运动员在上升过程中机械能守恒
D.图丁中,火箭在发射过程中机械能守恒
5.某同学进行原地单手拍球练习。已知篮球质量为0.6kg,当篮球从1.0m高处自由下落时,反弹起来的高度为0.80m,若要使该篮球反弹后能回到原来高度,并在球回到最高点时拍打一次球,每分钟拍球60次,不计空气阻力和拍球时的能量损失,篮球与地面碰撞前、后的速度大小之比不变,则该同学拍球的平均功率约为( )
A.1.2W
B.1.5W
C.2.0W
D.2.5W
6.下列关于各种能量变化的说法正确的是( )
A.物体的速度发生变化时,物体的动能一定变化
B.物体做匀速圆周运动时,机械能一定守恒
C.物体重力势能增大时,则其动能一定减小
D.物体动能增大时,则其合外力一定做正功
7.沙游乐场有两个沙坡PM、QM,P、Q、M三点在同一竖直圆周上,圆心为O,圆周最低点为M,P、Q位置如图所示,一游客分别从P、Q两点由静止下滑到M点的过程中,加速度分别为a1、a2,经历的时间分别为t1、t2,损失的机械能分别为E1、E2,到达M点的速度分别为v1、v2,则( )
A.a1>a2
B.t1=t2
C.E1<E2
D.v1>v2
8.如图所示,小球以水平初速
平抛,O端为抛出点,P端为落地点,得到水平射程为s的平抛运动轨迹OP;现在按此平抛运动轨迹OP制成光滑杆,置于竖直平面内的OP位置。现将一小球套于制成的OP光滑杆上,由O端静止开始沿OP光滑杆滑下,P端为落地点。重力加速度为g。则当其到达轨道P端时( )
A.小球运动的时间为
B.小球运动的速率为
C.小球的机械能将减少
D.小球在水平方向的分速度大小为
9.第24届冬季奥运会将于2022年在北京和张家口举行,国人瞩目,万众期盼。跳台滑雪项目是冬奥会极具观赏性的项目之一、“跳台滑雪”可以简化为如图所示的模型,AO为助滑道,其中OC段是半径为R的一小段圆弧(与AC段平滑对接);OB为着陆坡,其倾角为θ。质量为m的运动员从助滑道上的A点由静止自由下滑,然后从O点沿水平方向飞出,最后落在着陆坡上某点(图中未画出)。已知A点与O点的高度差为
,重力加速度为g。运动员和滑雪板整体可看作一个质点,一切摩擦和空气阻力均可忽略。求运动员:
(1)滑到O点时对滑道的压力大小;
(2)从O点飞出到离着陆坡OB的距离最大的过程经历的时间;
(3)当运动员掉落至斜面上时重力的瞬时功率。
10.某校物理课外小组为了研究不同物体水下运动特征,使用质量
的流线型人形模型进行模拟实验。实验时让模型从
高处自由下落进入水中,入水的最大深度
。假设模型入水后受到大小恒定的阻力和
的恒定浮力,模型的位移大小远大于模型长度,忽略模型在空气中运动时的阻力,
。
试求模型:
(1)落到水面时速度v的大小
(2)模型在水中受到的阻为f的大小
(3)从开始下落到返回水面所需时间t
11.如图所示,质量
的跳水运动员从距水面高
的跳台上以
的速度斜向上起跳,最终落入水中。若忽略运动员的身高,不考虑空气阻力。取
,求:
(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面);