课时跟踪检测(23) 机械能守恒定律中的连接体问题（Word练习）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

1/7 色学科网书城■ 品牌书店，知名教辅+正版资源 ■.ZXXK.c0m● 您身边的互联网+教辅专家 课时跟踪检测（二十三） 机械能守恒定律中的连接体问题 一、立足主干知识，注重基础性和综合性 1.(2023广州高三调)如图，现有一根轻杆OB,总长度为1.5m,B A 0 A为OB的中点，轻杆可绕O点在竖直面内自由转动，在A点和B点处各连接有一个质量m =10g的小球（小球体积忽略不计，将轻杆拉至水平位置由静止释放。则轻杆转到竖直位置 时，小球A的速度大小以及OA杆在竖直方向对小球A的作用力的大小是(g=10m/s() A.3m/s,0.34N B.4m/s,0.56N C.3m/s,0.56N D.4m/s,0.34N 解析：选C依题意，设杆长为L,小球从水平位置转到竖直位置，根据机械能守恒定 律可得mg\a\vs4\al\co1(L+\f(L2))=12m2+12mg2,由于A、B角速度相等，根据8 =r仙，可知g=24,联立代入数据求得1=3ms,对AB整体，由牛顿第二定律可得F-2mg =mA2L2十mvB2L,代入数据求得F=0.56N,故选C。 2.(多选)如图所示，一光滑杆一端固定于水平面上，杆与水平面夹角为0，杆上穿着一 个质量为m的小球，小球上连一轻弹簧，弹簧另一端固定于A点，初始时小球从B点静止 释放，小球沿杆向下运动，经过C点，此时弹簧为原长，最后到达D 点时速度为零(D点图中未标出)。已知AC与杆垂直，杆足够长，小球 在沿杆向下运动过程中始终未触到地面，则在小球从B点到D点运动过程中，下列说法正确 的是() A,小球的机械能守恒 B.小球的机械能先增加后减少 C.到达C点时小球的动能最大 D.CD间的距离大于BC间的距离 解析：选D依题意，对小球受力分析可知，小球在重力、弹簧弹力、杆的弹力的共 同作用下，先做加速运动，后做减速运动，到达D点时，小球的动能为零，重力势能减小， 所以小球的机械能不守恒，故A错误：由于AC与杆垂直且杆足够长，在运动过程中，杆对 小球的弹力一直与小球运动方向垂直，不做功：在C点时，弹轰处于原长，则在BC段，弹 蒉处于拉伸状态，方向与小球运动方向夹角小于90°，对小球做正功，小球机械能增加：在 CD段，弹簧也处于拉伸状态，弹篑拉力方向与小球运动方向夹角大于90°，对小球做负功， 小球机械能减少，所以小球的机械能先增加后减少，故B正确：小球从B点至D点运动过 程中，先做加速运动，后做诚速运动，当加速度为零时，速度最大，而到达C点时，弹簧处 于原长，小球的合力为mngsin 0,加速度不为零，故速度不是最大，所以动能不是最大，故C 错误：小球从B点到D点运动过程中，根据能量守恒定律可知，小球机械能的减小量等于弹 ·独家授权侵权必究 2/7 多学科网书城四 品牌书店，知名教辅·正版资源 b.zxxk.com 您身边的互联网+教辅专家 蒉弹性势能的增加量，即弹蒉在D点时的弹性势能一定大于在B,点时的弹性势能，由于在C 点时弹篑为原长，且BC段、CD段弹簧均处于拉伸状态，所以可知CD段弹轰的伸长量大于 BC段的仲长量，由几何关系可知CD间的距离大于BC间的距离，故D正确。 3.(多选)如图所示，一轻质光滑定滑轮固定在天花板上，质量相等 的小球A和圆环B通过不可伸长的轻绳跨过滑轮连接，圆环B套在光滑 水平直杆上，水平杆到滑轮上端的距离为1.2m,初始时小球A和圆环B 均处于静止状态，小球A位于滑轮顶端，B到滑轮的距离为2m。重力 加速度g取10m/s2,现由静止释放小球A,在小球A下落的过程中，下列说法正确的是() A.小球A的速度一直增大 B.小球A下落0.5m时，B的速度为5517)m/s C.小球A下落0.8m时，其机械能最小 D.圆环B向左运动过程中，杆对B的弹力一直竖直向上 解析：选BC当B运动到滑轮正下方时，B沿绳方向速度为零，则A的速度也为零， 说明A经历了先加速后减速的过程，故A错误：小球A下落0.5m时，B与滑轮间轻绳长为 1.5m,设轻绳与水平杆夹角为0，则有sin0=1.21.5=45,设此时B的速度大小为0，则此 时A的速度4=cos0,由系统机械能守恒mgh1=12m十12m042,带入数据可得o=5517) ms,故B正确：由于绳长不变，小球A下落0.8m时，B正好到达滑轮正下方，此时A的 速度为零，高度最低，之后B继续向左滑动，A高度升高，速度增大，所以小球A下落0.8m 时其动能和重力势能都达到最小，故C正确：当B正好到达滑轮正下方时，A速度为零，加 速度向上，说明轻绳拉力大于A的重力大小，则此时B受轻绳向上的拉力大于B的重力， 由竖直方向合力为零知，此刻杆对B的弹力是竖直向下的，故D错误。 4.(多选)如图所示，质量为m1的A环套在竖直杆上，质量为 m,