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高三第一轮复习 第七章 机械能守恒定律提高练习
难度(★★★★★)
一、多选题
1.如图所示,劲度系数为的水平轻质弹簧左端固定,右端连接质量为的小物块,静止于点,物块与水平面之间的动摩擦因数为.现对木块施加一个水平向右的恒力,物块开始运动,且此后运动中能到达点右侧的最大距离是,已知重力加速度为,物块最大静摩擦力等于滑动摩擦力.则( )
A. 拉力的大小一定大于
B. 物块开始运动时加速度的大小满足:
C. 物块运动至点右侧距离是点时弹簧弹性势能增量为
D. 此后运动过程中物块可能再次经过点
【答案】BC
【解析】这个木块原来静止的状态有一个可能范围.假设最大静摩擦力是动摩擦.那么木块可以受到的最大静摩擦力是,为摩擦因数.弹簧压缩为-,使时可以平衡,这时摩擦力向左.弹簧伸长,使时也可以平衡,这时摩擦力向右.以弹簧平衡位置为原点,木块在-到之间都是可以平衡的.这时静摩擦力不需要达到最大值再来看问题,需要多大力才能拉动.假设木块在-处,我们知道,弹力向右,摩擦力向左平衡,再加向右的力无论多大必然使它运动.但在弹簧伸长时,这时摩擦向右,如果加一个向右的力,小于弹簧弹力时,肯定拉不动.超过弹簧拉力时,摩擦力会反向向左,也就是要克服的是摩擦力+弹簧拉力.在最右端时最大,也就是至少需要力,还得稍微大一点,不得小于.所以A错误。物块开始运动时,如果弹力向右,则,如果弹力向左,则,所以,B正确。从物块开始运动,到到达点右侧的最大距离,应用动能定理,得,所以C正确。在整个运动过程中,摩擦力做负功,消耗能量,所以此后运动过程中物块不可能再次经过点,所以D错误。故选择BC.
【点睛】根据受力分析和牛顿定律得出力和加速度的范围,再根据动能定理,能量守恒得出弹性势能。
2.如图所示,一质量为m的小球套在光滑的竖直杆上,一根轻质弹簧一端固定于O点,另一端与小球相连,弹簧与杆在同一竖直平面内,将小球由A点静止释放,此时弹簧恰好处于原长状态,小球下降的最低点为B,A、B高度差为h,整个过程弹簧的形变始终在弹性限度内,OA<OB,OC连线与杆垂直,重力加速度为g,则小球从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 小球的机械能一直减小
B. 小球下落到C点时速度最大
C. 弹簧的弹性势能增加了mgh
D. 小球的加速度等于重力加速度的位置有三处
【答案】CD
【解析】如右图所示,AD是关