2024届高考物理一轮复习训练：绳和杆连接体中的能量和动量问题

高三一轮复习绳和杆连接体中的能量和动量问题专题突破 一、选择题 1. 如图所示，甲、乙两个光滑小球质量相同，通过轻直杆连接，竖直放置，两球均与竖直墙面接触并处于静止状态。在图示平面内，由于微扰动，乙球开始沿水平地面向右滑动，甲球下落。在甲球下落到地面前的整个过程中 A.甲球的机械能先减小后增大 B.乙球的机械能先减小后增大 C.甲乙的总动能先增大后减小 D.甲乙的总动能先减小后增大 2.如图所示,两质量均为m的小球用长为的不可伸长的轻绳连接后置于光滑水平桌面上，轻绳刚好伸直无弹力，O为轻绳的中点。现在O点施加一个方向与轻绳垂直的恒力F，两小球第一次碰撞后就能结合在一起，则 A.碰撞之前两小球的动量始终相同 B.两小球沿恒力F方向的分运动为匀加速运动 C.两小球碰前瞬间，垂直于恒力F方向的分速度大小为 D.两小球碰撞损失的机械能为FL 3.如图所示，玩具汽车通过绕过定滑轮(大小可以忽略)的轻绳与铁链的最右端相连，定滑轮距离地面的高度为80cm，铁链的长度为60cm，质量为1kg，若控制定滑轮左边的轻绳与地面始终垂直，玩具汽车从滑轮正下方以2m/s的速度向右速运动，当右边轻绳与竖直方向的夹角为37°时，绳子瞬间张紧，能量损失不计，之后玩具汽车继续向右运动，直到铁链恰好全部离开地面。不计一切摩擦，g取10 m/s2，sin 37°=0.6，下列说法正确的是 A.铁链在上升过程中动能保持不变 B.牵引力对玩具汽车所做的功大于铁链增加的机械能 C.铁链恰好全部离开地面时，克服重力做功的功率为53W D.在铁链离开地面的过程中，绳子拉力对铁链做的功为45J 4.如图所示，两轻杆OA、OB组成的支架AOB夹角为θ=30°，开始时OA杆水平，A端固定一个质量为2m的小球A，B端固定一个质量为m的小球B，OA的长度为L，OB的长度为2L，支架可在纸面内绕O点自由转动，现由静止释放支架AOB，已知重力加速度为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是 A.在任意时刻B球的向心加速度大小均是A球向心加速度大小的倍 B.当OB杆转到竖直位置时，球的速度大小为 C.当OA杆转到竖直位置时，A球的向心加速度为 D.支架AOB向左运动到最高点时，轻杆对B球做的功为mgL 5.如图,在竖直平面内有光滑轨道ABCD，AB、CD段是竖直轨道，BC段是半径为R的半圆弧轨道，B、C均与圆心等高，两个完全相同的小球P、Q(可视为质点)用一根长为3R的轻杆连接在一起，套在AB段轨道上，则从Q球在B点处由静止释放到两球第一次上升到最高点过程中，下列说法正确的是 A.整个过程中两球与轻杆组成的系统机械能不守恒 B.两球第一次上升到最高点时，Q球可能位于C处 C.当小球Q位于半圆弧轨道最低点时，小球Q的速度是小球P速度的2倍 D.当小球P下降的速度为零时，连接小球P、Q的轻杆与AB成30°角 6.如图所示，细绳AB和BC连接着一质量为m的物体P，其中绳子的A端固定，C端通过大小不计的光滑定滑轮连接着一质量也为m的物体Q(P、Q均可视为质点)。开始时,用手托住物体P，使物体P与AC两点等高且在一条水平直线上，且绳子处于拉直的状态，把手放开，P下落到图示位置时，夹角如图所示。已知AB=L，重力加速度为g。则由开始下落到图示位置的过程中，下列说法正确的是 A.物体Q与物体P的速度大小始终相等 B.释放瞬间 P的加速度小于g C.图示位置时，Q的速度大小为 D.图示位置时，Q的速度大小为 7.质量都为m的木块A和B，并排放在光滑水平地面上，A上固定一竖直轻杆，长为L的细线一端系在轻杆上部的O点，另一端系质量为m的小球C，现将C球向右拉起至水平拉直细线，如图所示，由静止释放，在之后的过程中 A.木块A最大速度为 B.木块A、B分离后，B的速度为 C.球过O点正下方后，上升的最大高度L D.C球在O点正下方向右运动时，速度为 8.两个可视为质点的摆球质量相等，用两根长度均为l的刚性轻杆1、2，连接轻1可绕固定点O自由转动，轻杆2可绕摆球自由转动。开始两球与O点等高，从静止释放后，两球在竖直面内做无序的运动。若某一时刻轻杆1与竖直方向夹角θ=30°，小球b恰好运动到与O点等高处，且此处为小球运动中的最高点，如图所示。重力加速度为g，不计摩擦及空气阻力。此时b的速度大小为 A.0 B. C. D. 9.如图所示，光滑硬质框架AOB固定在水平桌面上，其夹角θ=37°，在硬质框架的杆上套有两个质量均为m的小环P与Q，两环间用长为l的轻绳连接。初始时两小环静止，轻绳恰好拉直且垂直于直杆OB。现用恒力F沿OB方向拉环，从开始到环P的速度达到最大的过程中，下列说法中正确的是 A.外力F做功的功率一直增大 B.轻绳对环P的拉力做功的功率先增大后