一、单项选择题
1.【2019?新课标Ⅱ卷】如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直。一小物块以速度 从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时。对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)
A. B. C. D.
【答案】B
【考点定位】机械能守恒定律;平抛运动
【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查;解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系,即可通过数学知识讨论;此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。
2.【2019?全国新课标Ⅱ卷】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短。将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点,
A.P球的速度一定大于Q球的速度
B.P球的动能一定小于Q球的动能
C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力
D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度
【答案】C
【解析】小球摆动至最低点由动能定理: ,可得: ,因 ,故 ,选项A错误;由 ,因 ,则动能无法比较,选项B错误;在最低点, ,可得 ,选项C正确; ,两球的向心加速度相等,选项D错误,故选C。
【考点定位】圆周运动、机械能、向心力
【名师点睛】此题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律的应用;解题时要通过选择合适的物理规律列出方程找到要讨论的物理量,然后根据题目的条件来分析结论;此题意在考查考生对基本规律的掌握情况。
3.【2019?天津?5】如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中
A.圆环的机械能守恒
B.弹簧弹性势能变化了
C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零
D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变
【答案】B
考点:系统机械能守恒
4.【2019?山东卷】如图所示,将小球 从地面以初速度 竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球 从距地面 处由静止释放,两球恰在 处相遇(不计空气阻力)。则
A.两球同时落地
B.相遇时两球速度大小相等
C.从开始运动到相遇,球 动能 的减少量等于球 动能的增加量
D.相遇后的任意时刻,重力对球 做功功率和对球 做功功率相等
【答案】C
【考点定位】机械能守恒
5.【2018-2019?福建卷】如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A、B用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,A、B处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后A下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块
A.速率的变化量不同
B.机械能的变化量不同
C.重力势能的变化量相同
D.重力做功的平均功率相同
【答案】D
【解析】设斜面倾角为θ,刚开始AB处于静止状态,所以 ,所以 。剪断轻绳后A自由下落,B沿斜面下滑,AB都只有重力做功,根据动能定理得: , ,所以速度的变化量为 ,故A错误;剪断细线,A、B两物体都只有重力做功,机械能守恒,则机械能的变化量都为零,故B错误;重力势能变化量 ,由于AB的质量不相等,所以重力势能变化不相同,故C错误; A运动的时间为: ,所以A重力做功的平均功率为: , B运动有: ,解得: ,所以B重力做功的平均功率为: ,而 ,所以重力做功的平均功率相等,故D正确。
【考点定位】本题考查机械能守恒定律相关知识
6.【2018-2019?上海卷】如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍。当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高。将A由静止释放,B上升的最大高度是 ( )
A.2R B.5R/3 C.4R/3 D.2R/3
【答案】C
【考点定位】本题考查机械能守恒定律、竖直上抛运动等相关知识
7.【2019?安徽卷】如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若该小球仍由M点以出速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2。则( )
A.v1=v2 ,t1>t2 B. v1<v2,t1>t2 C. v1=v2,t1<t2 D. v1<v2,t1<t2
【答案】A
【解析】小球在运动过程中机械能守恒,故两次到达N点的速度大小相同,且均等于初速度,即v1=v2=v0;两小球的运动过程分别为先加速后减速和先减速后加速,定性做出小球运动的速率?时间图象如下图:
则图线与坐标轴所围成的面积表示小球的运动路程,小球两次的路程相等,故两次图线与坐标轴所围面积相同,由图可知,t1>t2,A正确。
【考点定位】机械能守恒定律、运动的图象
8.【2019?新课标全国卷Ⅱ】取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力,该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )
A. B. C. D.
【答案】 B
【考点定位】平抛运动的规律;机械能守恒定律。
二、多项选择题
9.【2019?辽宁卷】一蹦极运动员身系弹性蹦极绳从水面上方的高台下落,到最低点时距水面还有数米距离。假定空气阻力可忽略,运动员可视为质点,下列说法正确的是( )
A.运动员到达最低点前重力势能始终减小
B.蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加
C.蹦极过程中,运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒
D.蹦极过程中,重力势能的改变与重力势能零点的选取有关
【答案】ABC
【解析】在运动的过程中,运动员一直下降,则重力势能减小.故A正确;蹦极绳张紧后的下落过程中,弹性力做负功,弹性势能增加.故B正确;蹦极的过程中,系统只有重力做功,所以运动员、地球和蹦极绳所组成的系统机械能守恒,故C正确;重力势能的变化量与零势能点的选取无关.故D错误
【考点定位】机械能守恒
10.【2018-2019?上海卷】如图,质量分别为mA和mB的两小球带有同种电荷,电荷量分别为qA和qB,用绝缘细线悬挂在天花板上。平衡时,两小球恰处于同一水平位置,细线与竖直方向间夹角分别为θ1与θ2(θ1>θ2)。两小球突然失去各自所带电荷后开始摆动,最大速度分别vA和vB,最大动能分别为EkA和EkB。则( )
A.mA一定小于mB B.qA一定大于qB
C.vA一定大于vB D.EkA一定大于EkB
【答案】ACD
【解析】分别对A、B进行受力分析,如图所示
A到达最低点的动能:
B到达最低点的动能:
由于 可知, ,又: ,可得: 因此D也正确。
【考点定位】本题考查机械能守恒、库仑定律等相关知识
11.【2019?全国新课标Ⅱ?21】如图,滑块a、b的质量均为m,a套在固定直杆上,与光滑水平地面相距h,b放在地面上,a、b通过铰链用刚性轻杆连接。不计摩擦,a、b可视为质点,重力加速度大小为g。则
A.a落地前,轻杆对b一直做正功
B.a落地时速度大小为
C.a下落过程中,其加速度大小始终不大于g
D.a落地前,当a的机械能最小时,b对地面的压力大小为mg
【答案】BD
【考点定位】机械能守恒定律;运动的合成与分解
三、非选择题
12.【2018-2019?海南卷】如图,在竖直平面内有一固定光滑轨道,其中AB是长为R的水平直轨道,BCD是圆心为O、半径为R的3/4圆弧轨道,两轨道相切于B点。在外力作用下,一小球从A点由静止开始做匀加速直线运动,到达B点时撤除外力。已知小球刚好能沿圆轨道经过最高点C,重力加速度为g。求:
(1)小球在AB段运动的加速度的大小;
(2)小球从D点运动到A点所用的时间。
【答案】 ,
【考点定位】本题考查机械能守恒及其相关知识
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