第七章 机械能守恒定律 知识点题库

如图所示,质量为m=2kg的小物块从一半径为 的四分之一光滑圆弧轨道顶点A下滑,滑到圆弧最低点B后,滑上长为L=1.6m的水平桌面,水平桌面上沿运动方向粘贴了一段长度未知的粗糙纸面,桌面其它部分光滑,小物块与粗糙纸面的动摩擦系数为 。小物体滑出后做平抛运动,桌面离地高度h以及水平飞行距离s均为0.8m重力加速度为g)求:

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  1. (1) 在圆弧最低点B物块对轨道的压力;
  2. (2) 未知粗糙纸面的长度x为多少?
  3. (3) 将粗糙纸面放在不同位置,滑块从B端滑过桌面到落地过程,时间最长是多少?
如图甲所示,光滑平行金属导轨水平放置,间距为1m,其间有竖直向上的匀强磁场,两相同的导体棒垂直导轨放置,导体棒质量均为0.5kg,电阻均为4 ,导体棒与导轨接触良好.锁定CD棒,在AB棒上加一水平向右的拉力,使AB棒从静止开始做匀加速直线运动,拉力随时间的变化规律如图乙所示,运动9m后撤去拉力,导轨足够长且电阻不计,求:

  1. (1) AB棒匀加速运动的加速度及磁场的磁感应强度大小;
  2. (2) 撤去拉力后AB棒运动的最大距离;
  3. (3) 若撤去拉力的同时解除对CD棒的锁定,之后CD棒产生的焦耳热.
下列说法正确的一项是(   )
A . 只要物体有受力,则一定有力对物体做功 B . 只要物体发生了位移,则一定有力对物体做功 C . 只有在物体受力的同时产生了位移,才一定有力对物体做功 D . 以上说法均不完全正确
如图所示,左侧为光滑曲面的滑块A放置在光滑水平地面上,曲面末端与水平地面相切,让物块B由静止开始沿滑块A的光滑曲面下滑,则物块B从开始运动至到达曲面底端的过程中,下列说法正确的是(   )

A . 滑块A和物块B组成的系统动量不守恒 B . 物块B减小的重力势能等于滑块A增加的动能 C . 滑块A所受合外力的冲量为零 D . 物块B所受支持力冲量的大小大于其所受重力冲量的大小
如图为“验证机械能守恒定律”的实验装置示意图。

  1. (1) 某同学按照正确操作选的纸带如图所示,其中O是起始点,A、B、C 是打点计时器连续打下的3个点,打点频率为50Hz,该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C 各点的距离,并记录在图中(单位:cm),重锤的质量为 ,重力加速度 。根据以上数据当打点计时器打到B点时,重物重力势能的减少量为,动能的增加量为J 。(要求计算结果均保留三位有效数字)
  2. (2) 通过作图象的方法可以剔除偶然误差较大的数据,提高实验的准确程度。从纸带上选取多个点,测量从起始点O到其余各点的下落高度h,并计算各点速度的平方 ,然后以 为纵轴,以下落高度h为横轴,根据实验数据作出图线。若在实验误差允许的范围内,图线是一条过原点的直线,验证了机械能守恒定律,则图线斜率表示的物理量是
  3. (3) 在实验过程中,以下说法正确的是______
    A . 实验中摩擦不可避免,纸带越短克服摩擦做功越小,因此,实验选取纸带越短越好 B . 实验中用天平称出重物的质量是必不可少的步骤 C . 测出重物下落时间t,通过 计算出瞬时速度 D . 若纸带前面几点较为密集且不清楚,可以舍去前面比较密集的点,合理选取一段打点比较清晰的纸带,同样可以验证
如图所示,三个粗糙斜面固定在水平地面上,它们的高度均为h,倾角分别为θ1、θ2、θ3。让质量均为m的物体沿斜面从顶端滑到底端,物体与斜面间的动摩擦因数均为µ。物体在倾角为θ3的斜面上滑到底端时的动能为Ek , 关于Ek下列表达式正确的是(   )

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A . B . C . D .
一质量为m的重物,沿与竖直方向成 角直线做匀加速运动,加速度大小为a=g,整个过程重物下降的高度为H,则在此过程中(   )

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A . 重力势能减少2mgH B . 物体机械能增加mgH C . 合外力对物体做功 mgH D . 物体动能增加mgH
如图所示,水平传送带与左、右两边的光滑的水平台面等高,并能平滑对接.静止在台面上可视为质点的两滑块A、B质量分别为 ,B的左侧固定有一轻质水平弹簧,且刚开始处于原长状态.长 的传送带始终以 的速率顺时针转动,滑块A左侧的枪膛长 ,高压气体对质量为 子弹的平均作用力为 ,若把子弹在枪膛内的运动看作匀变速直线运动,子弹击中滑块A(子弹与滑块作用时间极短),并留在A内,两者一起滑上传送带的左端。已知A与传送带之间的动摩擦因数 ,忽略空气阻力,重力加速度g取 ,A与弹簧间可视为弹性碰撞.求:

  1. (1) 子弹与小滑块A的整体滑上传送带左端时的速度大小;
  2. (2) 小滑块A在第一次到达传送带右端时速度大小;
  3. (3) 小滑块A在第一次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能。
如图所示,四分之一光滑绝缘圆弧轨道AB与水平绝缘地面BC平滑连接,且O.A两点高度相同,圆弧的半径R=0.5m,水平地面上存在匀强电场,场强方向斜向上与地面成θ=37°角,场强大小E=1×104V/m,从A点由静止释放一带负电的小金属块(可视为质点),质量m=0.2kg,电量大小为q=5×10-4C,小金属块与水平面间的动摩擦因数为μ=0.2,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g=10m/s2(已知sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

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  1. (1) 金属块第一次到达B点(未进入电场)时对轨道的压力.
  2. (2) 金属块在水平面上滑行的总路程.
如图所示,倾角 的传送带以速度 顺时针运转,两传动轮之间的距离足够长,质量 的滑块从左侧底端以一定速度滑上传送带,滑块在传送带上运动的 图像如图所示,已知此过程传送带的速度保持不变( ),则在图示时间内(   )

A . 滑块与传送带间的动摩擦因数 B . 0~4s内,传送带对滑块做功 C . 0~4s内,滑块对传送带做功 D . 0~4s内,系统产生的内能为
如图所示,质量为 kg滑块(可视为质点),放在光滑的水平平台上,平台的左端与水平传送带相接,传送带以 m/s的速度沿顺时针方向匀速转动(传送带不打滑)。现将滑块缓慢向右压缩轻弹簧,轻弹簧的原长小于平台的长度,滑块静止时轻弹簧的弹性势能为 J,若突然释放滑块,滑块向左滑上传送带。已知滑块与传送带间的动摩擦因数为 ,传送带足够长,取 。求:

  1. (1) 滑块在传送带上运动时,其离传送带右端的最远距离;
  2. (2) 滑块第一次滑上传送带到离开传送带所经历的时间;
  3. (3) 滑块第一次滑上传送带到离开传送带由于摩擦产生的热量;
如图所示,一质量为m的小球固定于不可伸长的悬线的一端,悬线长为l,把悬线拉到水平位置后放手,设小球运动过程中空气阻力 大小恒定,则小球从水平位置A到竖直位置B的过程中,下列说法正确的是(  )

A . 重力对小球做功为 B . 绳的拉力对小球做功为0 C . 空气阻力对小球做功为 D . 小球机械能减少了
固定光滑斜面与水平面的夹角为α,质量为m的物体以6m/s的速度自斜面底端沿斜面向上滑动。以出发点为位移起点,物体的动能 随位移x大小变化的图像如图所示,重力加速度大小取 。则(   )

A . B . C . D .
从地面竖直向上抛出一物体(可视为质点),取地面为重力势能零点,该物体的机械能 和重力势能 随它离开地面的高度 的关系如图所示, 为物体上升的最大高度。则物体在上升过程中所受阻力与重力的比值为(   )

A . B . C . D .
如图所示,MN和PQ是电阻不计的平行金属导轨,其间距为L,导轨弯曲部分光滑,平直部分粗糙,右端接一个阻值为R的定值电阻。平直部分导轨左边区域有宽度为d、方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。质量为m、电阻也为R的金属棒垂直轨道从高度为h处静止释放,到达磁场右边界处恰好停止。已知金属棒与平直部分导轨间的动摩擦因数为 ,金属棒与导轨间接触良好。则金属棒穿过磁场区域的过程中(   )


A . 流过金属棒的最大电流为 B . 通过金属棒的电荷量为 C . 克服安培力所做的功为 D . 金属棒产生的焦耳热为
如图所示,两块相同的金属板正对着水平放置,当两板间加一定电压时,两板间形成稳定的电场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子,以水平速度v0从A点射入电场,经过一段时间后从B点射出电场,带电粒子出电场时的速度方向与竖直方向的夹角为α,金属板的长度为L,不计带电粒子所受重力,求:

  1. (1) 带电粒子从A点运动到B点在竖直方向的位移y的大小;
  2. (2) A、B两点间的电势差UAB
  3. (3) 两块相同金属板间的电场强度E的大小。
如图1所示为某网红秋千打卡示意图,由两根长度相同的绳子悬挂水平横梁A、B两点,绳子另一端固定在秋千座椅上(可绕中点D摆动),静止时绳子与竖直方向的夹角均为距离为h。图2为某次工作人员助力游客荡秋千的示意图,当游客自由摆动到最高点G时,工作人员恰好跃起并抓紧座椅,此后同游客一起无初速的由G点向下摆至最低点时,工作人员突然发力将游客水平快速推出,然后工作人员自由竖直下落到E处。若游客、座椅的总质量为m,工作人员的质量也为m,的夹角为 , 重力加速度为g,忽略一切阻力以及绳子质量,游客(含座椅)、工作人员近似处理为质点模型,求:

  1. (1) 游客与工作人员自由下摆到C处分离前时的速度大小;
  2. (2) 游客与工作人员分离前后瞬间绳子上拉力大小的增加量
两根足够长的光滑导轨竖直放置,间距为 , 底端接阻值为的电阻.将质量为的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端,金属棒和导轨接触良好,导轨所在平面与磁感应强度为的匀强磁场垂直,如图所示.除电阻外其余电阻不计。现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放,则(   )

A . 释放瞬间金属棒的加速度大于重力加速度 B . 金属棒向下运动时,流过电阻的电流方向为 C . 金属棒的速度为时,所受的安培力大小为 D . 电阻上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
一质量为m=2×103kg的汽车在水平直公路上由静止开始启动,已知汽车的额定功率P=120kw,汽车最终能达到的最大行驶速度为vmax=50m/s,假设汽车在运动过程中所受阻力大小恒定不变,求:
  1. (1) 若此汽车以额定功率启动,速度达到v=20m/s时,汽车的加速度a大小;
  2. (2) 若此汽车以恒定的加速度a1=0.8m/s2启动,它最多能维持多长时间的匀加速直线运动?
某同学设计出如图1所示的实验装置来验证机械能守恒定律。让小球自由下落,下落过程中小球先后经过光电门1和光电门2,光电计时器记录下小球通过光电门的时间分别为 , 已知当地的重力加速度为g,小球的直径为d。
  1. (1) 为了减小空气阻力的影响,实验中小球应该选择密度(选择“大”“小”“任意”)表面光洁的实心小球。

  2. (2) 该实验还需要测量下列哪些物理量____(填选项序号)。
    A . 小球的质量m B . 光电门1和光电门2之间的距离h C . 小球从光电门1运动到光电门2的时间t
  3. (3) 小球通过光电门1时的瞬时速度大小
  4. (4) 若表达式:成立,则小球下落过程中机械能守恒(用题中所用的物理量符号表示)。
  5. (5) 为了减小偶然误差,保持光电门1位置不变,上下调节光电门2,多次实验记录多组数据,作出随h变化的图像如图2所示,若该图线的斜率k=,就可以验证小球下落过程中机械能守恒。
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