機(jī)械能守恒定律和能量轉(zhuǎn)化與守恒定律(老師)

1、如圖所示，絕緣彈簧的下端固定在斜面底端，彈簧與斜面平行，帶電小球Q(可視為質(zhì)點(diǎn))固定在光滑絕緣斜面上的M點(diǎn)，且在通過(guò)彈簧中心的直線(xiàn)ab上.現(xiàn)把與Q大小相同,帶電性也相同的小球P,從直線(xiàn)ab上的N點(diǎn)由靜止釋放，在小球P與彈簧接觸到速度變?yōu)榱愕倪^(guò)程中()A小球P的速度先增大后減小B小球P和彈簧的機(jī)械能守恒，且P速度最大時(shí)所受彈力與庫(kù)侖力的合力最大C.小球P的動(dòng)能、重力勢(shì)能、電勢(shì)能與彈簧的彈性勢(shì)能的總和增大D系統(tǒng)的機(jī)械能守恒答案A如圖所示，A、B兩球質(zhì)量相等,A球用不能伸長(zhǎng)的輕繩系于0點(diǎn),B球用輕彈簧系于0,點(diǎn),0與0,點(diǎn)在同一水平面上.分別將A、B球拉到與懸點(diǎn)等高處，使繩和輕彈簧均處于水平,彈簧處

2、于自然狀態(tài),將兩球分別由靜止開(kāi)始釋放,當(dāng)兩球達(dá)到各自懸點(diǎn)的正下方時(shí)兩球恰好仍處在同一水平()兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),兩球動(dòng)能相等兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),A球動(dòng)能較大兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),B球動(dòng)能較大兩球到達(dá)各自懸點(diǎn)的正下方時(shí),A球損失的重力勢(shì)能較多答案B解析小球P與彈簧接觸時(shí)，沿平行斜面方向受到小球Q對(duì)P的靜電力、重力的分力、彈簧的彈力，開(kāi)始時(shí)合力的方向沿斜面向下，速度先增加，后來(lái)隨著彈簧壓縮量變大，合力的方向沿斜面向上，速度逐漸減小，A項(xiàng)正確；小球P和彈簧組成的系統(tǒng)受到小球Q的靜電力，且靜電力做正功，所以系統(tǒng)機(jī)械能不守恒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；把彈簧、小球P、Q看成一個(gè)系統(tǒng)，除重力外無(wú)外力

3、對(duì)該系統(tǒng)做功，故系統(tǒng)的總能量守恒，C錯(cuò)誤.如圖所示,質(zhì)量為M、長(zhǎng)度為L(zhǎng)的小車(chē)靜止在光滑的水平面上.質(zhì)量為m的小物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))放在小車(chē)的最左端.現(xiàn)用一水平恒力F作用在小物塊上,使物塊從靜止開(kāi)始做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng).物塊和小車(chē)之間的摩擦力為Ff.物塊滑到小車(chē)的最右端時(shí)，小車(chē)運(yùn)動(dòng)的距離為1.在這個(gè)過(guò)程中,以下結(jié)論正確的是()物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)具有的動(dòng)能為(F-F)(l+s)f物塊到達(dá)小車(chē)最右端時(shí)，小車(chē)具有的動(dòng)能為Ffl阡物塊克服摩擦力所做的功為Ff(L+l)物塊和小車(chē)增加的機(jī)械能為Fl7答案ABC(2010鹽城模擬)如圖甲所示，豎直平面內(nèi)的光滑軌道由直軌道AB和圓軌道BC組成，小球從軌道AB上高H

4、處的某點(diǎn)由靜止滑下，用力傳感器測(cè)出小球經(jīng)過(guò)圓軌道最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力為F并得到如圖乙所示的壓力F隨高度H的變化關(guān)系圖象.(小球在軌道連接處無(wú)機(jī)械能損失，g=10m/s2)求：小球從H=3R處滑下，它經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)B時(shí)的向心加速度的大小;小球的質(zhì)量和圓軌道的半徑.答案(1)60m/s2(2)0.1kg0.2m解析(1)由機(jī)械能守恒得：2v2向心加速度a=g=6g=60m/s2(2)由機(jī)械能守恒得：mgHmg2R=mv22C由牛頓第二定律得：,v2mg+F=mR_解得：F晉H-5mg根據(jù)圖象代入數(shù)據(jù)得：m=0.1kg,R=0.2m.(2010山東濟(jì)南期末測(cè)試)如圖所示的“S”形玩具軌道，該軌道是用內(nèi)

5、壁光滑的薄壁細(xì)圓管彎成，放置在豎直平面內(nèi)，軌道彎曲部分是由兩個(gè)半徑相等的半圓對(duì)接而成，圓半徑比細(xì)管內(nèi)徑大得多，軌道底端與水平地面相切，軌道在水平方向不可移動(dòng).彈射裝置將一個(gè)小球(可視為質(zhì)點(diǎn))從a點(diǎn)水平彈射向b點(diǎn)并進(jìn)入軌道，經(jīng)過(guò)軌道后從最高點(diǎn)d水平拋出(拋出后小球不會(huì)再碰軌道)，已知小球與地面ab段間的動(dòng)摩擦因數(shù)“=0.2,不計(jì)其他機(jī)械能損失，ab段長(zhǎng)L=1.25m,圓的半徑R=0.1m,小球質(zhì)量m=0.01kg,軌道質(zhì)量為M=0.26kg,g取10m/s2，求：若v0=5m/s，小球從最高點(diǎn)d拋出后的水平位移.若v=5m/s，小球經(jīng)過(guò)軌道的最高點(diǎn)d時(shí)，管道對(duì)小球作用力的大小和方向.設(shè)小球進(jìn)入軌

6、道之間，軌道對(duì)地面的壓力大小等于軌道自身的重力，當(dāng)v0至少為多少時(shí)，小球經(jīng)過(guò)兩半圓的對(duì)接處c點(diǎn)時(shí)，軌道對(duì)地面的壓力為零.答案(1)0.98m(2)1.1N，方向豎直向下(3)6m/s解析(1)設(shè)小球到達(dá)d點(diǎn)處速度為v,由動(dòng)能定理，得Tn11pmgLmg4R=2mv22mv2220小球由d點(diǎn)做平拋運(yùn)動(dòng)，有4R=*gt2x=vt聯(lián)立并代入數(shù)值，解得小球從最高點(diǎn)d拋出后的水平位移：x=0.98m.(2)當(dāng)小球通過(guò)d點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得lV2FN+mg=mR代入數(shù)值解得管道對(duì)小球作用力F=1.1N，方向豎直向下.N設(shè)小球到達(dá)c點(diǎn)處速度為v,由動(dòng)能定理，得cumgLmg2R=gmv2mv22c20當(dāng)小

7、球通過(guò)c點(diǎn)時(shí)，由牛頓第二定律得v2FJ+mg=m-要使軌道對(duì)地面的壓力為零，則有F=MgN聯(lián)立并代入數(shù)值，解得v0=6m/s.如圖所示，水平桌面上有一輕彈簧，左端固定在A點(diǎn)，自然狀態(tài)時(shí)其右端位于B點(diǎn).D點(diǎn)位于水平桌面最右端，水平桌面右側(cè)有一豎直放置的光滑軌道MNP,其形狀為半徑R=0.8m的圓環(huán)剪去了左上角135的圓弧，MN為其豎直直徑，P點(diǎn)到桌面的豎直距離為R，P點(diǎn)到桌面右側(cè)邊緣的水平距離為2R.用質(zhì)量m：=0.4kg的物塊a將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)，釋放后彈簧恢復(fù)原長(zhǎng)時(shí)物塊恰停止在B點(diǎn).用同種材料、質(zhì)量為m2=0.2kg的物塊b將彈簧緩慢壓縮到C點(diǎn)釋放，物塊b過(guò)B點(diǎn)后其位移與時(shí)間的關(guān)系為x=6

8、12t2,物塊從D點(diǎn)飛離桌面恰好由P點(diǎn)沿切線(xiàn)落入圓弧軌道.g=10m/s2，求:BD間的水平距離.判斷物塊b能否沿圓弧軌道到達(dá)M點(diǎn).物塊b釋放后在桌面上運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中克服摩擦力做的功.答案(1)2.5m(2)不能(3)5.6J解析(1)設(shè)物塊由D點(diǎn)以初速度vD做平拋運(yùn)動(dòng)，落到P點(diǎn)時(shí)其豎直方向分速度為:v=：2gRyvy=tan45vD所以VD=4m/s在桌面上過(guò)B點(diǎn)后初速度v0=6m/s，加速度a=4m/s2v2v2所以BD間位移為xbd=D刼=2.5m若物塊能沿圓弧軌道到達(dá)M點(diǎn)，其速度為vm，由機(jī)械能守恒定律得：M11血R尹倉(cāng)=2叭22m2gRv2軌道對(duì)物塊的壓力為Fn，貝I：FN+m2g=m2p解得：Fn=(1；2)m2g0所以物塊不能到達(dá)M點(diǎn)設(shè)彈簧長(zhǎng)為AC時(shí)的彈性勢(shì)能為E,物體a、b與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為“，