机械能守恒及其条件 知识点题库

关于伽利略的斜面实验,下列说法正确的是(    )


A . 伽利略斜面实验对于任意斜面都适用,都可以使小球在另一个斜面上升到同样的高度 B . 无论斜面是否光滑,都有可能重复伽利略实验 C . 在伽利略斜面实验中,只有斜面“坡度”较缓才有可能使小球上升到同样高度 D . 设想在伽利略斜面实验中,若斜面光滑,并且使斜面变成水平面,则可以使小球沿水平面运动到无穷远处
用如图7-9-8所示的实验装置验证机械能守恒定律,实验所用的电源为学生电源,输出电压为6 V的交流电和直流电两种.重物从高处由静止开始下落,重物上拖着的纸带通过打点计时器打出一系列的点,对纸带上的点的痕迹进行测量,即能验证机械能守恒定律.

下面列举了该实验的几个操作步骤:

A.按照图示的装置安装器材;

B.将打点计时器接到电源的直流输出端上;

C.用天平测量出重物的质量;

D.释放悬挂纸带的夹子,同时接通电源开关打出一条纸带;

E.测量打出的纸带上某些点之间的距离;

F.根据测量的结果计算分析重物下落过程中减少的重力势能是否等于增加的

动能.

指出其中没有必要进行的或者操作不恰当的步骤,将其选项对应的字母填在下面的横线上,并说明其原因:

.

自由摆动的秋千摆动幅度越来越小,在这过程中(  )
A . 机械能守恒 B . 能量正在消失 C . 只有动能和重力势能的相互转化 D . 减少的机械能转化为内能,但总能量守恒
在下列实例中,不计空气阻力,机械能不守恒的是(   )

A . 做斜抛运动的手榴弹 B . 沿竖直方向自由下落的物体 C . 起重机将重物体匀速吊起 D . 沿光滑竖直圆轨道运动的小球
一轻质弹簧,上端悬挂于天花板,下端系一质量为M的平板,处在平衡状态.一质量为m的均匀环套在弹簧外,与平板的距离为h,如图所示,让环自由下落,撞击平板.已知碰后环与板以相同的速度向下运动,使弹簧伸长(   )

A . 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总动量守恒 B . 若碰撞时间极短,则碰撞过程中环与板的总机械能守恒 C . 环撞击板后,板的新的平衡位置与h的大小无关 D . 在碰后板和环一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功
如图甲所示,某兴趣小组将一带有小孔、质量为m的小球和轻质弹簧穿在竖直固定的光滑细杆上,并在弹簧下端固定一力学传感器,从小球由高h处自由下落开始计时,t1时刻小球开始接触弹簧,传感器显示弹簧弹力与时间t的关系如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g,则下列说法正确的是(  )

A . t1时刻小球的动能最大 B . t2时刻小球的机械能最大 C . t3~t5时间内,小球的机械能一直在增大 D . 0~t5时间内,小球的机械能守恒
带有 光滑圆弧轨道、质量为m的滑车静止置于光滑水平面上,如图所示.一质量也为m的小球以速度v0水平冲上滑车,当小球上滑再返回,并脱离滑车时,以下说法正确的是(   )

A . 整个过程,小球和滑车组成的系统动量守恒 B . 脱离滑车后小球可能沿水平方向向左做平抛运动 C . 脱离滑车后小球一定做自由落体运动 D . 脱离滑车后小球可能水平向右做平抛运动
如图所示,质量均为m的a、b两球固定在轻杆的两端,杆可绕水平轴O在竖直面内无摩擦转动,已知两物体距轴O的距离L1>L2 , 现在由水平位置静止释放,在a下降过程中(   )

A . a、b两球角速度相等 B . a、b两球向心加速度相等 C . 杆对a、b两球都不做功 D . a、b两球机械能之和保持不变
如图,固定在竖直面内的光滑绝缘轨道由水平段 和半径为 的半圆环段 平滑相切而成,过圆环直径 的虚线左侧存在方向水平向右的匀强电场。现将一可视为质点的带正电小滑块,从水平轨道上的 点由静止释放,滑块沿轨道运动到半圆环上 点时对轨道的压力等于滑块重力的7倍,且滑块从 点离开半圆环后不经任何碰撞回到了 点。重力加速度为 .求:

  1. (1) 滑块到达 点的速度大小;
  2. (2) 点到 点的距离.
如图,光滑水平面上放有A、B两物块,B的质量M=3kg,A的质量m=1kg,B上固定一根水平轻质弹簧,B处于静止状态,A以速度v0=4m/s冲向B,并与弹簧发生作用,已知A、B始终在同一条直线上运动,则在A与弹簧作用直至分离的过程中,弹簧弹性势能的最大值EP及B的最大速度vB分别是(   )

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A . EP=4J,vB=1m/s B . EP=6J,vB=1m/s C . EP=4J,vB=2m/s D . EP=6J,vB=2m/s
如图所示,离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧处于自然长度.现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能水平进入圆筒中,不计空气阻力.下列说法中正确的是(   )

A . 小球向上运动的过程中处于失重状态 B . 小球压缩弹簧的过程中小球减小的动能等于弹簧增加的势能 C . 弹簧获得的最大弹性势能等于小球抛出时的动能 D . 小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒
如图所示,一个劲度系数为k的轻质弹簧竖直放置,弹簧上端固定一质量为2m的物块A,弹簧下端固定在水平地面上。一质量为m的物块B,从距离弹簧最上端高为h的正上方处由静止开始下落,与物块A接触后粘在一起向下压缩弹簧。从物块B刚与A接触到弹簧压缩到最短的整个过程中(弹簧保持竖直,且在弹性限度内形变),下列说法正确的是(   )

A . 物块B的动能先减少后增加又减小 B . 物块A和物块B组成的系统动量守恒 C . 物块A和物块B组成的系统机械能守恒 D . 物块A物块B和弹簧组成的系统机械能守恒
如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的粗糙半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R。一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,它经过B点的速度为v1 , 之后沿半圆形导轨运动,到达C点的速度为v2。重力加速度为g。在本题的求解过程中,没有直接利用牛顿运动定律,其原因有(   )

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A . 弹簧推物块过程中,由于弹簧弹力不是恒力,因此牛顿运动定律不成立 B . 物块脱离弹簧到B的过程,满足动量守恒的条件,可以不使用牛顿运动定律 C . 物块从B到C的过程,受变力作用、做曲线运动,因此牛顿运动定律求解会很繁琐 D . 物块从B到C的过程,机械能不守恒,这不满足牛顿运动定律应用的条件
下列叙述中正确的是(   )
A . 做匀速直线运动的物体机械能一定守恒 B . 做匀速直线运动的物体机械能可能不守恒 C . 外力对物体做功为零,物体的机械能一定守恒 D . 系统内只有重力和弹力做功时,系统的机械能一定守恒
如图,AOB是游乐场中滑道模型,它位于竖直平面内,由两个半径都是R的 圆周连接而成,它们的圆心O1 , O2与它两圆弧得到连接点O在同一竖直线上,O2B沿水池的水面,一小滑块可由弧AO的任意点从静止开始下滑。

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  1. (1) 若小滑块从开始下滑到脱离滑道过程中,在两个圆弧上滑过的弧长相等,则小滑块开始下滑时应在AO何处?(用该处到O1的连线与竖直线夹角表示)
  2. (2) 凡能在O点脱离滑道的小滑块,其落水点到O2的距离范围?
在如下四种情形中,物块的机械能守恒的是(   )

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A . 如甲图所示,物块向下运动压缩弹簧 B . 如乙图所示,物体沿光滑斜面自由下滑 C . 如丙图所示,物体在推力F作用下沿光滑斜面匀速下滑 D . 如丁图所示,物体在拉力F(大小等于所受斜面摩擦力)作用下沿斜面下滑
如图所示,一足够长、不可伸长的柔软轻绳跨过光滑轻质定滑轮,绳两端各系一小球A和B,质量分别为m和2m。A球静置于地面,B球用手托住,离地高度为h,此时轻绳刚好拉紧。由静止释放B球后,B球将拉动A球上升,设B球与地面碰撞后不反弹,A球上升过程中不会碰到定滑轮(重力加速度为g,空气阻力不计),试求:

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  1. (1) A球在上升过程中离地的最大高度为多大?
  2. (2) B球下落过程中轻绳对B球做的功。
如图所示,弹射器和竖直圆轨道固定在水平面上,竖直圆轨道在最低点分别与水平轨道BA、BD平滑连接。质量为m=0.1kg的小物块P(可视为质点)从弹射器弹出,经竖直圆轨道后与水平面上的一厚度不计的滑块Q发生弹性碰撞,P经过圆轨道最高点C时轨道对其弹力为F=4N。已知竖直圆轨道的半径r=0.1m,D点左侧轨道光滑,右侧轨道呈粗糙、光滑交替排列,每段的长度均为L=0.1m,Q与粗糙面间的动摩擦因数为μ=0.1,Q的长度也为L=0.1m。P、Q碰撞时间极短,重力加速度g=10m/s²。

  1. (1) 求未释放P前弹射器的弹性势能;
  2. (2) 要使P与Q碰撞后返回弹射器(返回时被锁定不再弹出),过程中P不脱离圆轨道,求Q的质量M的取值范围;
  3. (3) 当M=0.9kg时,Q停在第k个粗糙面上,求k值。
如图所示,在竖直平面内固定一半径为R、圆心为O的绝缘光滑圆轨道,AB为竖直直径,轨道处于电场强度大小为E、方向水平向左的匀强电场中。一质量为m的带正电小球(视为质点)静止在圆轨道内的C点,OC与OB的夹角。重力加速度大小为g,取 , 不计空气阻力。

  1. (1) 求小球所带的电荷量q;
  2. (2) 若撤去电场,求小球通过B点时对轨道压力的大小N。
如图所示,一弹射游戏装置由安装在水平台面上的固定弹射器、水平直轨道AB,圆心为O1的竖直半圆轨道BCD、圆心为O2的竖直半圆管道DEF,倾斜直轨道FG及弹性板等组成,轨道各部分平滑连接。已知滑块质量m=0.02kg(可视为质点),轨道BCD的半径R=0.9m,管道DEF的半径r=0.1m,滑块与轨道FG间的动摩擦因数μ=0.75,其余各部分轨道均光滑,轨道FG的长度l=1m,倾角θ=37°,弹射器中弹簧的弹性势能最大值Epm=1J,滑块与弹簧作用后,弹簧的弹性势能完全转化为滑块动能,滑块与弹性板作用后以等大速率弹回。(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

  1. (1) 在某次游戏中滑块第1次运动到与O1等高的C点时的速度v1=2m/s,求弹簧的弹性势能Ep;
  2. (2) 要使滑块不脱离轨道,求滑块第1次经过管道DEF的最高点F时对轨道的弹力FN至少多大;
  3. (3) 若滑块在运动过程中不脱离轨道且最终停在轨道FG上,求弹簧的弹性势能Ep的取值范围。
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