1.追寻守恒量——能量 知识点题库

如图所示,长L=4m的传送带以v=2m/s的速度匀速运动.将质量为m=1kg的物体无初速度放在传送带上的A端,物体与传送带动摩擦因数μ=0.2,A、B间的距离为9m.g=10m/s2 , 求:

  1. (1) 物体从A端到达B端的时间

  2. (2) 传送带对物体做功

  3. (3) 在传送物体过程产生的热量.

如图所示,竖直平面内有一个圆,BD是其竖直直径,AC是其另一条直径,该圆处于匀强电场中,场强方向平行于圆周所在平面.带等量负电荷的相同小球从圆心O以相同的初动能沿不同方向射出,小球会经过圆周上不同的点,其中通过圆周上A点的小球动能最小,忽略空气阻力,下列说法中正确的是(   )

A . 电场方向沿OA方向 B . 小球经过圆周上的不同点时,过B点的小球的动能和电势能之和最小 C . 小球经过圆周上的不同点时,过C点的小球的电势能和重力势能之和最小 D . 小球经过圆周上的不同点时,机械能最小的小球应经过圆弧CND上的某一点

如图所示,在竖直平面内有一质量为M的Π形线框abcd,水平边bc长为L,电阻为r,竖直边ab与cd的电阻不计;线框的上部处于与线框平面垂直的匀强磁场Ⅰ区域中,磁感应强度为B1 , 磁场Ⅰ区域的水平下边界(图中虚线)与bc边的距离为H.质量为m、电阻为3r的金属棒PQ用可承受最大拉力为3mg的细线悬挂着,静止于水平位置,其两端与线框的两条竖直边接触良好,并可沿着竖直边无摩擦滑动.金属棒PQ处在磁感应强度为B2的匀强磁场Ⅱ区域中,B2的方向与B1相同.现将Π形线框由静止释放,当bc边到达磁场Ⅰ区域的下边界时,细线刚好断裂,重力加速度为g.则从释放Π形线框至细线断裂前的整个过程中:

  1. (1) 感应电流的最大值是多少?

  2. (2) Π形线框下落的最大速度是多少?

  3. (3) 金属棒PQ产生的热量是多少?

  4. (4) 请分析说明:Π形线框速度和加速度的变化情况,求出加速度的最大值和最小值.

如图所示,轻弹簧一端与墙相连,质量m=2kg的木块沿光滑水平面以V0=5m/s的初速度向左运动,当木块压缩弹簧后速度减为V=3m/s时弹簧的弹性势能是(   )

A . 9J B . 16J C . 25J D . 32J
如图所示,在竖直方向上A、B两物体通过劲度系数为k的轻质弹簧相连,A放在水平地面上;B、C两物体通过细绳绕过轻质定滑轮相连,C放在固定的光滑斜面上.用手拿住C,使细线刚刚拉直但无拉力作用,并保证ab段的细线竖直、cd段的细线与斜面平行.已知A、B的质量均为m,C的质量为4m,重力加速度为g,细线与滑轮之间的摩擦不计,开始时整个系统处于静止状态.释放C后它沿斜面下滑,A刚离开地面时,B获得最大速度,求:

  1. (1) 从释放C到物体A刚离开地面时,物体C沿斜面下滑的距离.

  2. (2) 斜面倾角α.

  3. (3) B的最大速度vBm

如图所示,两根电阻不计的光滑平行金属导轨倾角为θ,导轨下端接有电阻R,匀强磁场垂直于斜面向上.质量为m,电阻不计的金属棒ab在沿斜面与棒垂直的恒力F作用下沿导轨匀速上滑,上升高度h.在这过程中(   )

A . 金属棒所受各力的合力所做的功等于零 B . 金属棒所受各力的合力所做的功等于mgh和电阻R产生的焦耳热之和 C . 恒力F与重力的合力所做的功等于棒克服安培力所做的功与电阻R上产生的焦耳热之和 D . 恒力F和重力的合力所做的功等于电阻R上产生的焦耳热

如图所示,两平行光滑的金属导轨AD、CE相距L=1.0m,导轨平面与水平面的夹角α=30°,下端A、C用导线相连,导轨电阻不计.PQGH范围内有方向垂直斜面向上、磁感应强度B=0.5T的匀强磁场,磁场的宽度d=0.6m,边界PQ、HG均与导轨垂直.电阻r=0.40Ω的金属棒MN放置在导轨上,棒两端始终与导轨电接触良好,从与磁场上边界GH距离为b=0.40m的位置由静止释放,当金属棒进入磁场时,恰好做匀速运动,棒在运动过程中始终与导轨垂直,取g=10m/s2

求:

  1. (1) 金属棒进入磁场时的速度大小v;

  2. (2) 金属棒的质量m;

  3. (3) 金属棒在穿过磁场的过程中产生的热量Q.

猴子通过树梢上的藤条越过河流的情景如图所示,图中BC是一条平坦的小路,长为4m,B端离河岸A处的水平距离为3m,AB两点恰好都在以O为圆心的圆周上.树梢上O点有一最大承受力为86N、长为5m、质量不计的藤条自然下垂,其末端刚好落在小路的左端B处.现有一只质量为5kg的猴子从平坦的小路C处由静止开始匀加速奔跑,到B处获得一定的水平速度并抓住藤条末端荡到河岸A处,不计猴子抓住藤条时的能量损失及空气阻力,重力加速度g=10m/s2 . 求猴子从B处安全荡到A处

  1. (1) 重力势能的改变量;

  2. (2) 在平坦小路B处的最小速度;

  3. (3) 在平坦小路上匀加速奔跑的加速度满足的条件.

有条河流,流量(单位时间内流过的液体体积)Q=2m3/s,落差h=5m,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240v,输电线总电阻为R=30Ω,允许损失功率为输出功率的6%,为满足用户的需求,则该输电线路的使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“220v,100w”的电灯正常发光?( g取10m/s2

如图所示,一物体以速度v0冲向光滑斜面AB,并能沿斜面升高h,下列说法正确的是(   )

A . 若把斜面从C点锯断,由机械能守恒定律知,物体冲出C点后仍能升高h B . 若把斜面弯成如图所示的半圆弧形,物体仍能沿AB升高h C . 若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧状,物体都不能升高h,因为机械能不守恒 D . 若把斜面从C点锯断或弯成如图所示的半圆弧状,物体都不能升高h,但机械能仍守恒
如图所示,物块放在小车上,随小车一起向右加速运动的过程中,下列说法正确的是(  )

A . 摩擦力对物块做正功,物块内能增加 B . 弹力对物块做正功 C . 若小车运动的加速度逐渐增加,物块可能相对小车滑动 D . 若小车运动的加速度逐渐减小,物块可能相对小车滑动
如图所示,质量为m=245g的物块(可视为质点)放在质量为M=0.5kg的木板左端,足够长的木板静止在光滑水平面上,物块与木板间的动摩擦因数为μ=0.4,质量为m0=5g的子弹以速度v0=300m/s沿水平方向射入物块并留在其中(时间极短),子弹射入后,g取10m/s2 , 求:

(Ⅰ)物块相对木板滑行的时间;

(Ⅱ)物块相对木板滑行的位移.

如图所示,半径R=0.4m的光滑圆弧轨道BC固定在竖直平面内,轨道的上端点B和圆心O的连线与水平方向的夹角θ=30°,下端点C为轨道的最低点且与粗糙水平面相切,一根轻质弹簧的右端固定在竖直挡板上。质量m=0.1kg的小物块(可视为质点)从空中的A点以v0= m/s的速度被水平抛出,恰好从B点沿轨道切线方向进入轨道,经过C点后沿水平面向右运动至D点时,弹簧被压缩至最短,C、D两点间的水平距离L=0.8m,已知小物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10m/s2 . 求:

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  1. (1) 小物块从A点运动至B点的时间;
  2. (2) 小物块经过圆弧轨道上的C点时,对轨道的压力大小;
  3. (3) 该过程中弹簧的最大弹性势能Epm
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mgh C . 物体的动能增加 D . 重力做功mgh
物块以60J的初动能从固定的斜面底端沿斜面向上滑动,当它的动能减少为零时,重力势能增加了40J,则物块回到斜面底端时的动能为(  )

A . 10J B . 20J C . 30J D . 40J
蹦极是非常刺激的运动,如图所示,跳跃者站在很高的平台上,一端固定的长长的橡皮绳绑在人的踝关节处,人双腿并拢,由静止开始下落,约5s时,人在橡皮绳的作用下开始往上反弹,反复上下运动多次后,安全悬挂于半空中静止不动,以人、橡皮绳、地球为系统,下列说法正确的是(   )

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A . 在5s时,系统的弹性势能最大 B . 0到5s内,人下落的高度接近125m C . 0到5s内,系统重力势能的减小量等于弹性势能的增大量 D . 人从静止下落到最终静止悬挂的过程中,系统机械能的减小量等于重力势能的减小量
如图所示,粗糙水平面上有三个物体a,b,c均处于静止状态,质量关系为ma=2mb=2mc , a,b与一根轻弹簧拴接,弹簧被锁定,处于压缩状态。b、c靠在一起但不粘连,三个物体与地面间的动摩擦因数均相同。现突然解除弹簧的锁定,三个物体运动起来。下列叙述正确的是(   )

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A . 物体b与c分离时,弹簧处于拉伸状态 B . 物体b与c分离前,a物体的位移比b物体的位移大 C . 由于地面粗糙,物体b与c分离前,三个物体和弹簧组成的系统,动量不守恒 D . 从开始到物体b与c分离,弹簧弹性势能减小量大于三个物体动能增加量之和
如图所示,电动机带动足够长的水平传送带以速度2m/s匀速运行,一质量为1kg的小木块由静止轻放在传送带上,经过一段时间小木块与传送带相对静止,在这个过程中(   )

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A . 滑动摩擦力对小木块做的功为2J B . 摩擦产生的热量为4J C . 电动机带动小木块多消耗的电能为4J D . 传送带克服滑动摩擦力做的功为2J
平传送带在电动机的带动下以恒定的速率运动。某时刻在传送带左侧A端轻轻放置一个质量为的小物体,经时间小物体恰好与传送带共速,此时小物体未到达传送带的最右端,在这段时间内(   )

A . 摩擦力对小物体做的功为 B . 由于小物体与传送带相互作用而产生的内能为 C . 由于小物体与传送带相互作用电动机要多做的功为 D . 共速前小物体受向右的摩擦力,共速后小物体受向左的摩擦力
如图所示,质量的长木板B静止于光滑水平面上,质量为的小物体A(可视为质点)静止在B的左端,B的右边放有竖直固定挡板。长为l的轻细绳下端悬挂一质量为m的小物块P,P和A等高且略高于B上表面。现将P向左拉高使细绳拉直且与竖直方向夹角后由静止释放,P与A碰撞后反弹的速度减为零时的高度为释放高度的 , 然后撤去悬线和物块P。已知A与B间的动摩擦因数为 , A始终未滑离B,B与竖直挡板碰前A和B已相对静止,且B和挡板间为弹性碰撞。求:

  1. (1) P与相碰后A的速度大小;
  2. (2) P与A碰撞过程的能量损失;
  3. (3) 最终A、B运动的速度大小;
  4. (4) 木板B的长度L至少要多长。
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