第七章 机械能守恒定律 知识点题库

如图所示,在水平地面上静止放着一个质量m=5kg的木箱,木箱和水平地面间的动摩擦因数为μ=0.5。现用一个与水平方向成θ=37°的恒力F=50N作用于木箱上,木箱在力F作用下由静止开始运动t=4.0s,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,取g=10m/s2。求

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  1. (1) 木箱运动4.0s 内合外力对物体做的总功W
  2. (2) 木箱运动4.0s 末拉力F对木箱做功的瞬时功率P2
质量为m的物体从静止出发以 的加速度竖直上升h,下列说法正确的是(    )
A . 物体的机械能增加 B . 物体的机械能增加 C . 物体的动能增加 D . 重力做功
质量为2kg的物体在合外力作用下做直线运动的 图象如图所示,下列说法正确的是(   )

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A . 在0﹣1s内合外力做功为4J B . 在1~3s内合外力做功为4J C . 在0.5s时合外力功率大小为4W D . 在2s时合外力功率大小为4W
如图所示,通过水平绝缘传送带输送完全相同的正方形单匝铜线框,为了检测出个别未闭合的不合格线框,让线框随传送带通过一固定匀强磁场区域(磁场方向垂直于传送带平面向下),观察线框进入磁场后是否相对传送带滑动就能够检测出未闭合的不合格线框。已知磁场边界MN、PQ与传送带运动方向垂直,MN与PQ间的距离为d,磁场的磁感应强度为B。各线框质量均为m,电阻均为R,边长均为L(L<d);传送带以恒定速度v0向右运动,线框与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。线框在进入磁场前与传送带的速度相同,且右侧边平行于MN进入磁场,当闭合线框的右侧边经过边界PQ时又恰好与传送带的速度相同。设传送带足够长,且在传送带上始终保持右侧边平行于磁场边界。对于闭合线框,求:

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  1. (1) 线框的右侧边刚进入磁场时所受安培力的大小;
  2. (2) 线框在进入磁场的过程中运动加速度的最大值以及速度的最小值;
  3. (3) 从线框右侧边刚进入磁场到穿出磁场后又相对传送带静止的过程中,传送带对该闭合铜线框做的功;
  4. (4) 总结求力做功的方法。
如图甲是某型号无人机在水平地面沿直线加速滑行和离开地面以固定仰角沿直线匀速爬升的示意图,无人机在滑行和爬升两个过程中:所受推力大小均为其重力的 倍,方向与速度方向相同;所受升力大小与其速率的比值均为k1 , 方向与速度方向垂直;所受空气阻力大小与其速率的比值均为k2 , 方向与速度方向相反。k1、k2未知;已知重力加速度为g,无人机质量为m,匀速爬升时的速率为v0 , 仰角为θ,且sinθ= ,cosθ=

  1. (1) 求k1 , k2的值。
  2. (2) 若无人机受到地面的阻力等于压力的k3倍,无人机沿水平地面滑行时能做匀加速直线运动,求k3的值。
  3. (3) 若无人机在水平地面由静止开始沿直线滑行,其加速度a与滑行距离s的关系如图乙所示,求s0~2s0过程与0~s0过程的时间之比。(无人机在s0~2s0这段滑行过程中的平均速度可用该过程始末速度的算术平均值替代)
原来静止的氕核( )、氘核( )、氚核( )混合物经同一电场加速后,具有相同的(   )
A . 速度 B . 动能 C . 质量和速度的乘积 D . 以上都不对
如图甲所示,一滑块从平台上A点以初速度v0向右滑动,从平台上滑离后落到地面上的落地点离平台的水平距离为s。多次改变初速度的大小,重复前面的过程,根据测得的多组v0和s,作出s2­-v 图片_x0020_100016 图像如图乙所示。滑块与平台间的动摩擦因数为0.3,重力加速度g=10 m/s2。求平台离地的高度h及滑块在平台上滑行的距离d。

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利用气垫导轨验证机械能守恒定律,实验装置如图1所示,水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m的小球相连。遮光片两条长边与导轨垂直,导轨上B点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t,用d表示A点到光电门B处的距离,b表示遮光片的宽度,将遮光片通过光电门的平均速度看作滑块通过B点时的瞬时速度,实验时滑块在A处由静止开始运动。

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  1. (1) 滑块通过B点的瞬时速度可表示为
  2. (2) 某次实验测得倾角θ=30°,重力加速度用g表示,滑块从A处到达B处时m和M组成的系统动能增加量可表示为△Ek=,系统的重力势能减少量可表示为△Ep=,在误差允许的范围内,若满足,则可认为系统的机械能守恒;
  3. (3) 在上述实验方法,某同学改变A、B间的距离,得到滑块到B点时对应的速度v,作出的v2-d图象如图2所示,并测得M=m,则重力加速度g=m/s2
如图所示,用长为l的轻质细线悬挂一个质量未知的小球,小球在A位置静止。现用力缓慢将小球拉到B位置,在这一过程中拉力做功为 ,细线与竖直方向的夹角为 。当地重力加速度为g,则小球质量为(   )

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A . B . C . D .
如图所示,在光滑绝缘水平面上,用长为2L的绝缘轻杆连接两个质量均为m的小球A和B,组成一个系统。其中A球带正电,电量为q。虚线MN与PQ平行且相距3L,开始时A 和B分别静止于虚线MN的两侧,虚线MN恰为AB两球连线的垂直平分线。视小球为质点, 不计轻杆的质量,在虚线MN、PQ间加上水平向右的匀强电场后,系统开始运动.若B球不带 电时,B球到达虚线PQ位置时速度大小为 ;若让B 球带上一定电荷,B球从图示位置向右恰能运动到虚线PQ位置,不计A、B两球间的库仑力,两球均视为点电荷。求:

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  1. (1) 虚线MN与PQ之间的电势差;
  2. (2) B 球的电性,B球所带电荷量;
  3. (3) B球带上述电荷后,从系统开始运动到B球第二次经过虚线MN位置的时间。
如图所示,质量为m的物体在水平恒力F的推动下,从山坡底部A处由静止运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为s。下列说法正确的是(   )

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A . 物体重力所做的功是mgh B . 合力对物体做的功是 C . 推力对物体做的功是 D . 阻力对物体做的功是
如图所示,在倾角为 的光滑斜面上有两个用轻质弹簧相连接的物块A、B。它们的质量均为m,弹簧的劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现开始用一力F沿斜面方向拉物块A使之向上运动,下列说法中正确的是(   )

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A . 物块B刚好离开挡板C时,物块A的位移为 B . 初始状态弹簧的弹性势能与物块B刚好离开挡板C时弹簧的弹性势能相等 C . 为了保证物块B不离开挡板C,若力F从零开始缓慢增大,则力F不能超过 D . 为了保证物块B不离开挡板C,若力F为恒力,则力F不能超过
质量为1kg的物体以初速度v。从固定斜面底端冲上斜面,物体在斜面上运动过程中的 图像如图所示(g=10m/s2),下列说法正确的是(   )


A . 此斜面与水平面夹角为37° B . 2s内该物体重力势能变化的最大值为12.5J C . 该物体在斜面上运动过程中机械能一定不守恒 D . 该物体在斜面上运动过程中合外力冲量为零
某次“验证机械能守恒定律”的实验中,用6V、50Hz电源的打点计时器打下的纸带如图3所示(图中的数据为从起始点O到该点的距离),重力加速度取9.8m/s2 , 若重锤质量为1kg。则打点计时器每隔s打次点,在打B点时,重锤的速度vB=m/s,重锤的动能EkB=J,从开始下落到打B点时,重锤的势能减少量是J。(保留2位有效数字)

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小明和小强在操场上一起踢足球。若足球质量为m,小明将足球以速度v从地面上的A点踢起。当足球到达最高点B位置时距离地面高度为h,如图所示,不计空气阻力,则下列说法中正确的是(   )

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A . 小明对足球做的功等于 B . 小明对足球做的功等于 C . 足球在最高点B位置处的动能为0 D . 足球在最高点B位置处的动能为
如图所示,圆心在 点、半径为 的光滑圆弧轨道 竖直固定在水平桌面上, 与OA的夹角为 ,轨道最低点A与桌面相切。足够长的轻绳两端分别系着质量为 的小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道光滑边缘 两边,开始时 位于 点,然后从静止释放, 球沿圆弧轨道运动到水平桌面上。在 点下滑到A点的过程中,下列选项中正确的是(  )

A . 两球速度大小始终相同 B . 的重力做功的功率一直增大 C . 轻绳对 做的功等于 的重力势能的增加量 D . 沿圆弧下滑到A点时恰好速度为零,则
下列关于“功与能”的说法正确的是(  )
A . 功分为正功和负功,功是矢量 B . 功率是描述做功快慢的物理量 C . 摩擦力对物体一定做负功 D . 重力势能有相对性,选取不同的零势能面,将改变同一过程的重力做功大小
如图所示一弹射游戏装置,在高度为h=0.8m的水平桌面上,滑块由压缩轻弹簧弹出,经过半径R=0.4m的竖直圆轨道后(不脱离轨道)再水平抛出击中水平地面上的目标。圆轨道和AB段光滑,滑块与长为0.8m的BD间动摩擦因数。初始弹簧压缩一合适形变量,释放后滑块通过圆轨道并击中目标,滑块经过圆心等高处C点对圆轨道的压力为重力的4倍。滑块质量m=10g且可视为质点,弹射时弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能,忽略空气阻力,各部分平滑连接。重力加速度g取10m/s2 , 求:

  1. (1) 滑块通过B点对圆轨道的压力FN
  2. (2) 目标距离桌面边缘的距离d;
  3. (3) 若在BD中点P放置一完全相同的滑块,两滑块碰撞后连为一整体,要使再次成功击中目标,弹簧的压缩量要变为初始压缩量的几倍。已知弹簧的弹性势能 , x为弹簧的形变量。
如图所示,三根长度、内径、管壁厚度相同的木管、铜管、银管竖直固定放置(相距较远),其下端到地面的高度相同。在每根管正上方各有一个完全相同的圆柱形磁铁,分别为a、b、c,它们下表面N极也在同一水平面上,现将a、b、c同时由静止释放,它们分别穿过对应的管道,观察到a、b、c不是同时到达地面,这种现象被戏称为牛顿的梦。不考虑管间感应磁场的影响,也不考虑磁铁间的相互影响,已知银的电阻率比铜的电阻率小。a、b、c从释放到落到地面的过程(     )

A . 三根管中磁通量的变化量不同 B . 从上往下看,铜管中感应电流的方向开始为逆时针方向,最后为顺时针方向 C . a最先落地,c最后落地 D . a、b、c落地时的速度大小关系为va>vb>vc
如图,将质量为的小钢珠以某一初速度点无撞击地进入两圆管组成的竖直细管道,经最高点水平射出后落到斜面上点,两圆心连线水平,为斜面的顶点,已知斜面与竖直线夹角 , 两圆管的半径为 , 重力加速度 , 求

  1. (1) 钢珠从点到点的平抛运动时间
  2. (2) 钢珠从处对管道的作用力大小
  3. (3) 钢珠在管道运动过程中克服阻力做的功
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