内容正文:
第3讲 机械能守恒定律
1.关于物体机械能是否守恒,下列说法正确的是( )
A.做匀速直线运动的物体机械能一定守恒
B.做变速直线运动的物体,机械能一定不守恒
C.做变速曲线运动的物体,机械能可能守恒
D.外力对物体做功等于零时,机械能一定守恒
2.(2022·广东潮州二模)(多选)第24届冬季奥林匹克运动会于2022年2月4日在北京和张家口联合举行,北京成为奥运史上首个举办过夏季奥林匹克运动会和冬季奥林匹克运动会的城市。跳台滑雪是冬奥会中最具观赏性的项目之一。如图,跳台滑雪赛道由助滑道AB、着陆坡BC、停止区CD三部分组成;比赛中运动员从B运动到C可看成平抛运动。用E、P表示运动员在空中运动的机械能、重力的瞬时功率大小,用t表示运动员在空中的运动时间,下列图像中正确的是( )
3.把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上,并把球往下按至A的位置,如图甲所示。迅速松手后,弹簧把球弹起,球升至最高位置C(图丙),途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)。已知A、B的高度差为h,C、B的高度差为2h,弹簧的质量和空气阻力均可忽略,选A位置为重力势能的零势能点,则( )
A.刚松手瞬间,弹簧弹力等于小球重力
B.状态甲中弹簧的弹性势能为2mgh
C.状态乙中小球的动能为mgh
D.状态丙中系统的机械能为3mgh
4.(2023·广东广州模拟)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.
5.如图所示,一长为L的均匀铁链对称挂在一轻质小滑轮上。由于某一微小的扰动使得链条向一侧滑动,滑轮离地面足够高,则铁链完全离开滑轮时的速度大小为( )
A. B.
C. D.
6.(2022·广东茂名二模)(多选)如图甲,在蹦极者身上装好传感器,可测量他在不同时刻下落的高度及速度。蹦极者从蹦极台自由下落,利用传感器与计算机结合得到如图乙所示的速度(v)—位移(l)图像。蹦极者及所携带设备的总质量为60 kg,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,下列表述正确的是( )
A.整个下落过程,蹦极者及设备组成的系统机械能不守恒
B.从弹性绳刚伸直开始,蹦极者做减速运动
C.蹦极者动能最大时,弹性绳的拉力大小等于重力
D.弹性绳的弹性势能最大值为15 600 J
7.(多选)内径面积为S的U形圆筒竖直放在水平面上,筒内装水,底部阀门K关闭时两侧水面高度分别为h1和h2,如图所示。已知水的密度为ρ,不计水与筒壁的摩擦阻力。现把连接两筒的阀门K打开,当两筒水面高度相等时,则该过程中( )
A.水柱的重力做正功
B.大气压力对水柱做负功
C.水柱的机械能守恒
D.当两筒水面高度相等时,水柱的动能是ρgS(h1-h2)2
8.(多选)如图所示,轻弹簧一端固定在O1点,另一端系一小球,小球穿在固定于竖直面内、圆心为O2的光滑圆环上,O1在O2的正上方,C是O1O2的连线和圆环的交点,将小球从圆环上的A点无初速度释放后,发现小球通过了C点,最终在A、B之间做往复运动。已知小球在A点时弹簧被拉长,在C点时弹簧被压缩,不计空气阻力,则下列判断正确的是( )
A.弹簧在A点的伸长量一定大于弹簧在C点的压缩量
B.小球从A至C一直做加速运动,从C至B一直做减速运动
C.弹簧处于原长时,小球的速度最大
D.小球机械能最大的位置有两处
9.(2022·辽宁沈阳检测)(多选)如图所示,圆心在O点,半径为R的圆弧轨道abc竖直固定在水平桌面上,Oc与Oa的夹角为60°,轨道最低点a与桌面相切。一段不可伸长的轻绳两端系着质量分别为m和4m的小球A和B(均可视为质点),挂在圆弧轨道边缘c的两边,开始时B位于c点,从静止释放,设轻绳足够长,不计一切摩擦,则B球由c下滑到a的过程中( )
A.当小球B经过a点时,A、B速度大小之比为1∶1
B.当小球B经过a点时,A、B速度大小之比为∶2
C.小球B经过a点时的速度大小为
D.小球B经过a点时的速度大小为
10.(多选)如图所示,两个质量为m的完全相同的小球A和B用轻杆连接,已知释放时A、B的高度差为h,不计一切摩擦,则在两小球由静止从曲面上的某点释放至均滑到水平面的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球A、B各自的机械能均保持不变
B.小球A、B组成的系统机械能守恒
C.杆对小球A做的功为-mgh
D.杆对小球B做的功为mgh
11.如图所示,倾角为37°的斜面与一竖直光滑圆轨道相切于A点,轨道半径R=1 m,将滑块由B点无初速度释放,滑块恰能运动到圆周的C点,OC水平,OD竖直,xAB=2 m,滑块可视为质点,取g=10 m/s2,
sin 37°=0.6,cos 37°=0.8