内容正文:
机械能守恒定律及其应用
机械能守恒的判断
机械能是否守恒的三种判断方法
(1)利用机械能的定义判断:若物体动能、势能之和不变,则机械能守恒.
(2)利用做功判断:若物体或系统只有重力(或弹簧的弹力)做功,虽受其他力,但其他力不做功(或做功代数和为0),则机械能守恒.
(3)利用能量转化判断:若物体或系统与外界没有能量交换,物体或系统也没有机械能与其他形式能的转化,则机械能守恒.
1、(多选)一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离.假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是( )
A.运动员到达最低点前重力势能始终减小
B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹力做负功,弹性势能增加
C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D.蹦极过程中,重力势能的改变量与重力势能零点的选取有关
2、如图所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,弹簧一直保持竖直,空气阻力不计,那么小球从接触弹簧开始到将弹簧压缩到最短的过程中,下列说法中正确的是( )
A.小球的动能一直减小 B.小球的机械能守恒
C.克服弹力做功大于重力做功 D.最大弹性势能等于小球减少的动能
3、质量为的小球,以速度斜向上抛离高为的桌面,不计空气阻力,如图所示,那么小球经过A点时的机械能是(以桌面为零势能面)( )
A. B. C. D.
4、一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替,如图3甲所示,曲线上A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一个圆,在极限情况下,这个圆叫作A点的曲率圆,其半径叫作A点的曲率半径。现将一物体沿着与水平面成α角的方向以某一速度从地面抛出,如图乙所示,其轨迹最高点P离地面的高度为h,曲率半径为,忽略空气阻力,则tan α的值为( )
A. B.
C.2 D.4
5、(多选) 如图所示,光滑固定的竖直杆上套有小物块 a,不可伸长的轻质细绳通过大小可忽略的定滑轮连接物块 a 和小物块 b,虚线 cd 水平.现由静止释放两物块,物块 a 从图示位置上升,并恰好能到达c处.在此过程中,若不计摩擦和空气阻力,下列说法正确的是( )
A.物块 a 到达 c 点时加速度为零
B.绳拉力对物块 a 做的功等于物块 a 重力势能的增加量
C.绳拉力对物块 b先做负功后做正功
D.绳拉力对物块 b 做的功在数值上等于物块 b机械能的减少量
6、如图所示,物体A、B质量相同,在倾角为30°的光滑斜面上,滑轮及绳子质量均不计,现将系统由静止释放,不计空气阻力,则物体A在下降h距离时的速度大小为( )
A. B.2 C. D.
7、如图所示,竖直平面内固定两根足够长的细杆L1、L2,两杆不接触,且两杆间的距离忽略不计.两个小球a、b(视为质点)质量均为m,a球套在竖直杆L1上,b球套在水平杆L2上,a、b通过铰链用长度为l的刚性轻杆L连接,将a球从图示位置(轻杆与L2杆夹角为45°)由静止释放,不计一切摩擦,已知重力加速度为g.在此后的运动过程中,下列说法中正确的是( )
A.a球和b球所组成的系统机械能不守恒 B.b球的速度为零时,a球的加速度大小为零
C.b球的最大速度为 D.a球的最大速度为
8、(多选)如图所示,质量均为m的物块A和B用不可伸长的轻绳连接,A放在倾角为θ的固定光滑斜面上,而B能沿光滑竖直杆上下滑动,杆和滑轮中心间的距离为L,物块B从与滑轮等高处由静止开始下落,斜面与杆足够长,重力加速度为g.在物块B下落到轻绳与水平方向的夹角为θ的过程中,下列说法正确的是( )
A.开始下落时,物块B的加速度大于g
B.物块B的重力势能减小量为mgLtan θ
C.物块A的速度小于物块B的速度
D.物块B的末速度为
9、如图所示,物体B的质量是物体A质量的,在不计摩擦阻力的情况下,物体A自高处由静止开始下落。以地面为参考平面,当物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面的高度是( )
A. B. C. D.
10、(多选)如图所示,用轻杆通过铰链相连的小球A、B、C处于竖直平面内,质量均为m,两段轻杆等长.现将C球置于距地面高h处,由静止释放,假设三个小球只在同一竖直面内运动,不计一切摩擦,重力加速度为g,则在小球C下落过程中( )
A.小球A、B、C组成的系统机械能守恒
B.小球C的机械能一直