机械能综合应用 知识点题库

如图倾角为30°的斜面体固定在水平地面上,一根不可伸长的轻绳两端分别系着小球A和物块B , 跨过固定于斜面体顶端的滑轮O(可视为质点),A的质量为mB的质量为4m , 开始时,用手托住A , 使OA段绳恰处于水平伸直状态(绳中无拉力),OB绳平行于斜面,此时B静止不动,将A由静止释放,在其下摆过程中B始终保持静止,则在绳子到达竖直位置之前,下列说法正确的是( )

A . 物块B受到的摩擦力一直沿着斜面向上 B . 物块B受到的摩擦力增大 C . 绳子的张力先增大后减小 D . 地面对斜面体的摩擦力方向一直水平向右
如图11所示,mA=2mB,不计摩擦阻力,物体A自H高处由静止开始下落,且B物体始终在水平台面上.若以地面为零势能面,则当物体A的动能与其势能相等时,物体A距地面的高度是                               (  )

 

   图11

A . B . C . D .
一台二氧化碳激光器发出的激光功率为P=1000W , 出射光束截面积为S=1mm2 , 这束光垂直射到温度为T=273K,厚度为d=2cm的铁板上,如果有80%的光束能量被激光照射到的那一小部分铁板所吸收,并使其熔化成与光束等截面积的直圆柱孔,需要多长时间?(铁的有关参数:热容量c=26.6J/mol•k,密度ρ=7.90×103㎏/m3 , 熔点Tm=1798K,熔解热L=1.49×104J/mol,摩尔质量M=56×103㎏)

如图所示,在倾角为30°的光滑斜面底部固定一轻质弹簧,将一质量为m的物块B静置于斜面上,平衡时,弹簧的压缩量为x0 , O点为弹簧的原长位置.在距O点距离为2x0 的斜面顶端P点有一质量也为m的物块A,现让A从静止开始沿斜面下滑,A与B相碰后立即粘在一起沿斜面向下运动,并恰好回到O点(A、B均视为质点).试求:

  1. (1) A、B相碰后瞬间的共同速度的大小;

  2. (2) A、B相碰前弹簧具有的弹性势能;

  3. (3) 若在斜面顶端再连接一光滑的半径R=x0的半圆轨道PQ,圆轨道与斜面最高点P相切,现让物块A以多大初速度从P点沿斜面下滑,才能使A与B碰后在斜面与圆弧间做往复运动?

一根细绳绕过光滑的定滑轮,两端分别系住质量为M和m的长方形物块,且M>m,开始时用手握住M,使系统处于如图示状态.求:

  1. (1) 当M由静止释放下落h高时的速度(h远小于绳长,绳与滑轮的质量不计).

  2. (2) 如果M下降h刚好触地,那么m上升的总高度是多少?

如图所示,桌面离地高度为h=1m,质量为1kg的小球,从离桌面H=2m高处由静止下落.若以桌面为参考平面,则小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力做功分别为 (g=10m/s2)(   )

A . 10J,10J B . 10J,30J C . ﹣10J,10J D . ﹣10J,30J
如图甲所示,一轻质弹簧的两端与质量分别为m1和m2的两物块A、B相连接,并静止在光滑的水平面上.现使A瞬时获得水平向右的速度3m/s,以此刻为计时起点,两物块的速度随时间变化的规律如图乙所示,从图象信息可得(   )

A . 两物体的质量之比为m1:m2=2:1 B . 从t3到t4时刻弹簧由压缩状态恢复到原长 C . 在t1、t3时刻两物块达到共同速度1m/s,弹簧分别处于压缩状态和拉伸状态 D . 在t2时刻A和B的动能之比为EK1:EK2=1:4
如图所示,光滑水平面AB与竖直面的半圆形导轨在B点衔接,导轨半径R,一个质量为m的静止物块在A处压缩弹簧,把物块释放,在弹力的作用下获得一个向右的速度,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半圆周运动到达C点,求:

  1. (1) 弹簧对物块的弹力做的功;

  2. (2) 物块从B至C克服摩擦阻力所做的功;

  3. (3) 物块离开C点后落回水平面时动能的大小.

如图所示,ABC为一固定在竖直平面内的光滑轨道,BC段水平,AB段与BC段平滑连接.质量为m的小球从高为h处由静止开始沿轨道下滑,与静止在轨道BC段上质量为km的小球发生碰撞,碰撞前后两小球的运动方向处于同一水平线上.

  1. (1) 若两小球碰撞后粘连在一起,求碰后它们的共同速度;

  2. (2) 若两小球在碰撞过程中无机械能损失,

    a.为使两小球能发生第二次碰撞,求k应满足的条件;

    b.为使两小球仅能发生两次碰撞,求k应满足的条件.

如图甲所示,一长为l=1m的轻绳,一端穿在过O点的水平转轴上,另一端固定一质量为m的小球,整个装置绕O点在竖直面内转动.给系统输入能量,使小球通过最高点的速度不断加快,通过传感器测得小球通过最高点时,绳对小球的拉力F与小球在最高点动能Ek的关系如图乙所示,重力加速度为g,不考虑摩擦和空气阻力,请分析并回答以下问题:

  1. (1) 若要小球能做完整的圆周运动,对小球过最高点的速度有何要求?(用题中给出的字母表示).

  2. (2) 请根据题目及图象中的条件求出小球质量m的值.(g取10m/s2

  3. (3) 求小球从图中a点所示状态到图中b点所示状态的过程中,外界对此系统做的功.

  4. (4) 当小球达到图乙中b点所示状态时,立刻停止能量输入.之后的运动过程中,在绳中拉力达到最大值的位置,轻绳绷断,求绷断瞬间绳中拉力的大小.

如图,足够长光滑斜面的倾角为θ=30°,竖直的光滑细杆到定滑轮的距离为a=3m,斜面上的物体M和穿过细杆的m通过跨过定滑轮的轻绳相连,开始保持两物体静止,连接m的轻绳处于水平状态,放手后两物体从静止开始运动,已知M=5.5kg,m=3.6kg,g=10m/s2

  1. (1) 求m下降b=4m时两物体的速度大小各是多大?
  2. (2) 若m下降b=4m时恰绳子断了,从此时算起M最多还可以上升的高度是多大?
在倾角为 的固定光滑斜面上有两个用轻弹簧相连接的物块A.B,它们的质量分别为m1、m2 , 弹簧劲度系数为k,C为一固定挡板,系统处于静止状态。现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A使之向上运动,当物块B刚要离开挡板C时,物块A运动的距离为d,速度为v,则此时(   )

A . 物块B的质量满足m2gsinθ=kd B . 物块A的加速度为 C . 拉力做功的瞬时功率为 D . 此过程中,弹簧弹性势能的增量为
如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,右端连一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连,开始时物体B在细线的拉力作用下处于静止状态。现用竖直向下的力拉B,使B缓慢向下移动一段距离后由静止释放B,B开始竖直向上运动直至B运动到最高点,整个过程弹簧一直在弹性限度内处于伸长状态。关于物体B从最低点运动到最高点的过程,下列说法正确的是(   )

A . B的速度逐渐增大 B . A的动能先增大后减小 C . B的机械能逐渐变大 D . A,B组成的系统机械能守恒
如图,与水平面夹角θ=37°的斜面和半径R=0.4m的光滑圆轨道相切于B点,且固定于竖直平面内.滑块从斜面上的A点由静止释放,经B点后沿圆轨道运动,通过最高点C时轨道对滑块的弹力为零。已知滑块与斜面间动摩擦因数μ=0.25。(g取10m/s2 , sin37°=0.6,cos37°=0.8)求:

  1. (1) 滑块在C点的速度大小vC
  2. (2) 滑块在B点的速度大小vB
  3. (3) A、B两点间的高度差h。
2016年9月15日,我国发射了空间实验室“天宫二号”。它的初始轨道为椭圆轨道,近地点M和远地点N的高度分别为200km和350km,如图所示。关于“天宫二号”在该椭圆轨道上的运行,下列说法正确的是(   )

A .   在M点的速度小于在N点的速度 B . 在M点的加速度大于在N点的加速度 C . 在M点的机械能大于在N点的机械能 D . 从M点运动到N点的过程中引力始终做正功
如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,质量为m的光滑弧形槽静止放在光滑水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一个质量也为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是(   )

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A . 在下滑过程中,物块的机械能守恒 B . 在下滑过程中,物块和槽的动量守恒 C . 物块被弹簧反弹后,做匀速直线运动 D . 物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处
如图甲所示是一单摆(由轻绳和球A组成某次做简谐运动的图像。若将该单摆悬挂在O点,平衡时球A正好与粗糙水平地面接触(无弹力。现将球A拉到轻绳与竖直方向夹角为53°的位置由静止释放(轻绳恰好伸直),同时将球B(与A球完全一样)放在水平地面上且正好在O点的正下方(如图乙所示)。设球A与球B发生的是弹性正碰,碰撞时间极短,球B与地面的摩擦因数为0.5,下列说法正确的是(   )(本题中取 =10)

A . 该单摆的摆长为0.64m B . 球A从释放到与球B相撞时所花的时间为0.4s C . 由于地面粗糙,所以两球碰撞过程中不可以认为两球组成的系统动量守恒 D . 碰撞后,球B能前进的距离为0.512m
如图所示,质量 的金属小球从距水平面高 的光滑斜面上由静止开始释放,运动到A点时无能量损耗,水平面 是长 的粗糙平面,与半径 的光滑的半圆形轨道 相切于B点,其中半圆形轨道在竖直平面内,D为轨道的最高点,小球恰能通过最高点D,取 。求:

  1. (1) 小球与 面间的摩擦因数;
  2. (2) 若改变释放点高度,要使小球从D点飞出后能落到斜面上,释放点离地高度H应为多大。
如图所示,半径均为、质量均为、内表面光滑的两个完全相同的圆槽A和B并排放在光滑的水平面上,图中a、c分别为A、B槽的最高点,b、分别为A、B槽的最低点,A槽的左端紧靠着墙壁,一个质量为的小球C从圆槽A顶端的a点无初速度释放,。求:

  1. (1) 小球C从a点运动到b点时的速度大小及A槽对地面的压力大小;
  2. (2) 小球C在B槽内运动相对B槽上升的最大高度。
一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。其正上方位置有一只小球、小球从静止开始下落,在位置接触弹簧的上端,在位置小球所受弹力大小等于重力,在位置小球速度减小到零。不计空气阻力,关于小球下降阶段下列说法中正确的是(   )

A . 位置小球动能最大 B . 位置的过程中小球的机械能逐渐减少 C . 位置小球重力势能的减少等于弹簧弹性势能的增加 D . 位置小球重力势能的减少等于小球动能的增加
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