内容正文:
十 机械能守恒定律及其应用
(建议用时:40分钟)
1.(多选)下列说法正确的是( )
A.如果物体受到的合力为0,则其机械能一定守恒
B.如果物体受到的合力做功为0,则其机械能一定守恒
C.物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,其机械能一定守恒
D.做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒
CD 解析:当物体竖直向上匀速运动时,物体所受的合外力等于0,合外力做功也等于0,物体的机械能不守恒,所以A、B两项错误;物体沿光滑曲面下滑时只有重力做功,所以机械能守恒,故C正确;当物体沿光滑斜面匀加速下滑时,物体的机械能守恒,故D正确。
2.如图所示,斜劈劈尖顶着竖直墙壁静止于水平面上,现将一小球从图示位置由静止释放,不计一切摩擦,则在小球从释放到落至地面的过程中,下列说法正确的是( )
A.斜劈对小球的弹力不做功
B.斜劈与小球组成的系统机械能守恒
C.斜劈的机械能守恒
D.小球重力势能的减少量等于斜劈动能的增加量
B 解析:斜劈由静到动,动能增加,只有弹力对斜劈做功,根据动能定理,小球对斜劈的压力对斜劈做正功,斜劈对小球的弹力对小球做负功,故A错误;不计一切摩擦,小球下滑时,小球和斜劈组成的系统只有重力势能和动能相互转化,小球重力势能的减少量等于斜劈和小球的动能的增加量,系统机械能守恒,B正确,C、D错误。
3.(多选)如图所示,两质量相同的小球A、B,分别用线悬在等高的O1、O2点,A球的悬线比B球的长,把两球的悬线均拉到水平位置后将小球无初速度释放,则经过最低点时(以悬点为零势能点)( )
A.A球的速度等于B球的速度
B.A球的动能大于B球的动能
C.A球的机械能大于B球的机械能
D.A球的机械能等于B球的机械能
BD 解析:初始时刻,两球的动能和势能均相等,则机械能相等,运动过程中只有重力做功,机械能守恒,所以到达最低点时,两球的机械能相等,两球获得的动能分别等于各自重力势能的减少量,即 Ek=mgl=mv2,因lA>lB,所以vA>vB。故A、C错误,B、D正确。
4.(2020·德州模拟)如图所示,质量为m的物块从A点由静止开始下落,加速度是 g,下落H到B点后与一轻弹簧接触,又下落h后到达最低点C,物块在由A点运动到C点的过程中,空气阻力恒定,则( )
A.物块机械能守恒
B.物块和弹簧组成的系统机械能守恒
C.物块机械能减少 mg(H+h)
D.物块和弹簧组成的系统机械能减少 mg(H+h)
D 解析:物块在未接触弹簧时加速度为 mg(H+h),选项D正确。,那么受到的空气阻力为重力的一半,故机械能不守恒,选项A、B错误;物块机械能的减少量为ΔE减=ΔEp减+ΔEk减=mg(H+h)+0=mg(H+h),选项C错误;物块与弹簧组成的系统机械能的减少量为克服空气阻力所做的功,为
5.(多选)如图所示,在倾角θ=30°的光滑固定斜面上,放有两个质量分别为1 kg和 2 kg 的可视为质点的小球A和B,两小球之间用一根长l=0.2 m的轻杆相连,小球B距离水平面的高度h=0.1 m。两小球由静止开始下滑到光滑地面上,不计小球与地面碰撞时的机械能损失,g取10 m/s2。则下列说法正确的是( )
A.整个下滑过程中小球A机械能守恒
B.整个下滑过程中小球B机械能不守恒
C.整个下滑过程中小球A机械能的增加量为 J
D.整个下滑过程中小球B机械能的增加量为 J
BD 解析:在下滑的整个过程中,只有重力对系统做功,系统的机械能守恒,但在小球B沿水平面滑行,而小球A沿斜面滑行时,轻杆的弹力对小球A、B做功,所以小球A、B各自机械能不守恒,故A错误,B正确;根据系统机械能守恒得mAg(h+lsinθ)+mBgh= J,故D正确;小球A的机械能减小,C错误。 mBv2-mBgh= m/s,系统下滑的整个过程中小球B机械能的增加量为 (mA+mB)v2,解得v=
6.如图所示,可视为质点的小球A、B用一不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱,A球的质量为B球的两倍。当B球位于地面上时,A球恰与圆柱轴心等高。将A球由静止释放,B球上升的最大高度是( )
A.2R B.
C. D.
C 解析:设B球质量为m,则A球质量为2m,A球刚落地时,两球速度大小都为v,根据机械能守恒定律得2mgR=R,故选C。,B球上升的最大高度为h+R==gR,B球继续上升的高度h=(2m+m)v2+mgR,得v2=
7.有一条长为2 m的均匀金属链条,有一半长度在光滑的足够高的斜面上,斜面顶端是一个很小的圆弧,斜面倾角为30°,另一半长度竖直下垂在空中,当链条从静止开始释放后,链条沿斜面向上滑动,则链条刚好全部滑出斜面时的速度为(g取10 m/s2)( )
A.2.5 m/s
B. m/s
C. m/s