5 26 平抛 机械能 重力势能变化习题
- 格式:doc
- 大小:366.50 KB
- 文档页数:6
一. 知识梳理:1. 动能:⑴.定义 物体由于运动而具有的能叫作动能。
用E K 表示。
. ⑵ 大小 221mv E K = ⑶.动能只有大小,没有方向,是标量,单位是焦耳,用J 表示。
⑷动能的大小不只与速度有关,还与物体的质量有关,动能只有正值。
2. 重力势能:⑴定义;地球上的物体具有跟它的高度有关的能叫做重力势能。
用E p 表示。
. ⑵大小:mgh E p =⑶.重力势能只有大小,没有方向,是标量。
单位是焦耳,用J 表示。
⑷.重力势能具有相对性。
在研究重力势能时,要首先选定一个零势能面。
重力势能有正负,但不表示方向,只表示物体相对于所选取的零势能面的位置。
在零势能面上,其值为正,在零势能面下,其值为负。
⑸ 重力势能与重力做功的关系:当重力做正功时,重力势能减少,重力做负功时,重力做负功时,重力势能增加。
3. 机械能守恒定律:⑴.机械能定义:动能和势能的统称为机械能。
⑵.定律内容:在只有重力做功的情形下,物体发生动能和重力势能的相互转化,机械能的总量保持不变。
⑶.定律的成立条件:只有重力和弹力做功。
物体可以有其它力作用,但其它力不作功,在解题时一定要注意。
⑷.解题步骤:①.确定研究对象 ②分析物体受力 ③判定守恒条件 ④当条件符合时,根据定律列方程。
二.练习题:《动能》 《重力势能》 《机械能守恒定律》习题㈠选择题:1.改变汽车的质量和速度都能使汽车的动能发生变化,在下面的四种情况中,能使汽车的动能变为原来的4倍的是:( )A.质量不变,速度增大到原来的4倍B.质量不变,速度增大到原来的2倍C.速度不变,质量增大到原来的2倍D.速度不变,质量增大到原来的3倍2.做匀加速直线运动的物体,速度从0增大到ν,动能增加了1E ∆;速度从ν增大到2ν,动能增加了2E ∆,则:( ) A. 1E ∆/2E ∆=1:1 B. 1E ∆/2E ∆=1:3 C. 1E ∆/2E ∆=1:2 D. 1E ∆/2E ∆=1:43.在下列几种运动中,遵守机械能守恒定律的运动是:( )A.雨点匀速下落B.物体做自由落体运动C.物体沿斜面匀速下滑D.4.一个物体从长度是L 、高度是H 的光滑斜面顶端A由静止开始下滑,如图所示,物体滑到斜面下端B 时速度的大小为:( )A.gHB.gH 2C.gLD.gL 25.沿着高度相同、坡度、长度和粗糙程度均不同的斜面把同一物体从底端拉到顶端,比较克服重力所做的功,正确的是( )A 沿长度大的粗糙斜面拉,克服重力做功最多B 沿坡度大的粗糙斜面拉,克服重力做功最多C 几种情况下克服重力所做的功相等,与路径无关D 无法比较6.物体在运动过程中,克服重力做功100J ,则正确的判断是( )A.物体的重力势能一定增加100JB.物体的重力势能一定减少100JC.物体的动能一定增加100JD.物体的动能一定减少100J7.两物体质量之比为1:3,它们距离地面高度之比是1:3。
机械能1.(多选题)一质量为1kg的铁球,由静止开始向上以1m/s2的加速度匀加速上升2m.下列说法中正确的是(g=10m/s2)()A.人对铁球做功11J B.合外力对铁球做功4JC.合外力对铁球做功2J D.铁球克服重力做功20J2.如图所示,一重为G的物块在与水平方向成α角的恒力F作用下,沿水平面向右匀速运动一段距离x.在此过程中,重力G和恒力F对物块所做的功分别为()A.0,FxcosαB.0,Fx C.Gx,0 D.Gxcosα,03.把一个物体竖直向上抛出去,该物体上升的最大高度是h,若物体的质量为m,所受的空气阻力恒为f,则在从物体被抛出到落回地面的全过程中()A.重力所做的功为mgh B.重力所做的功为2mghC.空气阻力做的功为零D.空气阻力做的功为﹣2fh4.如图所示,质量为m的物体始终静止在斜面上,在斜面体从图中实线位置沿水平面向右匀速运动到虚线位置的过程中,下列关于物体所受各力做功的说法正确的是()A.重力不做功B.支持力不做功 C.摩擦力不做功 D.合力做正功5.如图所示,让质量相同的物体沿高度相同,倾角不同的斜面从顶端运动到底端,下列说法正确的是()A.甲图中重力做的功最多 B.乙图中重力做的功最多C.丙图中重力做的功最多 D.重力做的功一样多6.如图所示,工人推动一台割草机在水平草坪上加速前进,推力方向与水平方向夹角为30°,对割草机所受各力的做功情况正确的判断是()A.推力对割草机做负功B.支持力对割草机做正功C.重力对割草机做负功D.合力对割草机做正功7.(多选题)质量为m的物体以竖直向下3g的加速度加速运动,在它向下运动h米的过程中()A.物体的动能增加mgh B.物体的机械能增加2mghC.合外力对物体做功2mgh D.物体的重力势能减少mgh8.物体运动过程中,重力对其做功500J,则物体的()A.动能一定增加500J B.动能一定减少500JC.重力势能一定增加500J D.重力势能一定减少500J9.(单选)一物体从H高处自由下落,当其动能等于重力势能时(以地面为零势能面),物体的速度为:A. gHB.gH2C. 2gHD. 21gH210.(单选)质量为m的小球,从离桌面H高处由静止下落,桌面离地高度为h,如图所示,若以桌面为参考平面,那么小球落地时的重力势能及整个过程中小球重力势能的变化分别为( )A.mgh,减少mg(H-h) B.mgh,增加mg(H+h)C.-mgh,增加mg(H-h) D.-mgh,减少mg(H+h)11.(单选)桌面高为h1,质量为m的小球从高出桌面h2的A点从静止开始下落到地面上的B点,以桌面为参考面,在此过程中小球重力做功和小球在桌面处的机械能分别为()A、mg(h1+h2)B、mgh2,mgh2C、mgh2,mg(h1+h2)D、mg(h1+h2),mg(h1+h2)12.(单选)关于重力势能,下列说法中正确的是( ).(A)重力势能的大小只由重物本身决定(B)重力势能恒大于零(C)在地面上的物体具有的重力势能一定等于零(D)重力势能实际上是物体和地球所共有的13.(单选)关于重力势能与重力做功的下列说法中正确的是()A.物体克服重力做的功等于重力势能的减少B.重力势能等于零的物体,不可能对别的物体做功C.用手托住一个物体匀速上举时,手的支持力做的功等于克服重力做的功与物体所增加的重力势能之和D.在同一高度,将物体以初速v0向不同的方向抛出,从抛出到落地过程中,重力做的功相等,物体所减少的重力势能一定相等14.(多选)如图所示一轻质弹簧下端悬挂一质量为m的小球,用手托着,使弹簧处于原长,放手后,弹簧被拉至最长的过程中,下列说法正确的是()A.小球先失重后超重B.小球机械能守恒C.小球所受的重力做的功大于弹簧的弹力对小球所做的功D.弹簧最长时,弹簧的弹性势能、小球的重力势能之和最大15.(多选题)如图所示,一根轻弹簧下端固定,竖立在水平面上。
2021年高考物理100考点最新模拟题千题精练第六部分机械能专题6.21与抛体运动相关的功能问题(基础篇)一.选择题1.(2020安徽阜阳期末)如图所示,a、b、c分别为固定竖直光滑圆弧轨道的右端点、最低点和左端点,Oa为水平半径,c点和圆心O的连线与竖直方向的夹角a=53°,现从a点正上方的P点由静止释放一质量m=1kg的小球(可视为质点),小球经圆弧轨道飞出后以水平速度v=3m/s通过Q点,已知圆弧轨道的半径R=1m,取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计空气阻力,下列分析正确的是()A. 小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为4.5JB. P、a两点的高度差为0.8mC. 小球运动到c点时的速度大小为4m/sD. 小球运动到b点时对轨道的压力大小为43N【参考答案】AD【名师解析】小球c到Q的逆过程做平抛运动,在c点,则有:小球运动到c点时的速度大小v c==m/s=5m/s,小球运动到c点时竖直分速度大小v cy=v tanα=3×m/s=4m/s 则Q、c两点的高度差h==m=0.8m。
设P、a两点的高度差为H,从P到c,由机械能守恒得mg(H+R cosα)=,解得H =0.65m小球从P点运动到Q点的过程中重力所做的功为W =mg[(H+R cosα)-h]=1×10×[(0.65+1×0.6)-0.8]J=4.5J,故A正确,BC错误。
从P到b,由机械能守恒定律得mg(H+R)=小球在b点时,有N-mg=m联立解得N =43N ,根据牛顿第三定律知,小球运动到b 点时对轨道的压力大小为43N ,故D 正确。
【关键点拨】。
采用逆向思维,小球c 到Q 的逆过程做平抛运动,结合平行四边形定则得出小球在c 点的速度和竖直分速度,从而求得Q 、c 两点的高度差。
从P 到c ,由机械能守恒定律求出P 、a 两点的高度差,即可求得小球从P 点运动到Q 点的过程中重力所做的功。
专题22 应用力学两大观点分析平抛运动与圆周运动组合问题(练)1.一个质量为m 的小铁块沿半径为R 的固定半圆轨道上边缘由静止滑下,到半圆底部时,小铁块所受向心力为铁块重力的1.5倍,则此过程中铁块损失的机械能为: ( )A .18mgRB .14mgR C .12mgR D .34mgR 【答案】B 【名师点睛】当滑到半球底部时,半圆轨道底部所受压力为铁块重力的1.5倍,根据牛顿第二定律可以求出铁块的速度;铁块下滑过程中,只有重力和摩擦力做功,重力做功不影响机械能的减小,损失的机械能等于克服摩擦力做的功,根据动能定理可以求出铁块克服摩擦力做的功。
2.如图所示,在水平桌面上的A 点有一个质量为m 的物体,以初速度v 0被抛出,不计空气阻力,当它到达B 点时,其动能为: ( )A .mgH mv +2021B .12021mgh mv +C .2mgh mgH -D .22021mgh mv +【答案】B【解析】不计空气阻力,只有重力做功,从A 到B 过程,由动能定理可得:E kB -12021mgh mv =,故E kB =12021mgh mv +,选项B 正确。
【名师点睛】以物体为研究对象,由动能定理或机械能守恒定律可以求出在B 点的动能.3.(多选)如图所示,半径为R 的光滑圆环固定在竖直平面内,AB 、CD 是圆环相互垂直的两条直径,C 、D 两点与圆心O 等高.一个质量为m 的光滑小球套在圆环上,一根轻质弹簧一端连在小球上,另一端固定在P 点,P 点在圆心O 的正下方2R 处.小球从最高点A 由静止开始沿逆时针方向下滑,已知弹簧的原长为R ,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为g .下列说法正确的有: ( )A .弹簧长度等于R 时,小球的动能最大B .小球运动到B 点时的速度大小为gR 2C .小球在A 、B 两点时对圆环的压力差为4mgD .小球从A 到C 的过程中,弹簧对小球做的功等于小球机械能的增加量【答案】CD【名师点睛】此题是对功能关系的考查;解题时要认真分析小球的受力情况及运动情况;尤其要知道在最高点和最低点弹簧的伸长量等于压缩量,故在两位置的弹力相同,弹性势能也相同;同时要知道机械能的变化量等于除重力以外的其它力做功。
机械能守恒类型题总结机械能守恒基础:1、选对错(1)克服重力做功,物体的重力势能一定增加.()(2)发生弹性形变的物体都具有弹性势能.()(3)物体速度增大时,其机械能可能在减小.()(4)物体所受合外力为零时,机械能一定守恒.()(5)物体受到摩擦力作用时,机械能一定要变化.()(6)物体只发生动能和势能的相互转化时,物体的机械能一定守恒.()【答案】(1)√(2)√(3)√(4)×(5)×(6)√2、关于重力势能,下列说法中正确的是()A.物体的位置一旦确定,它的重力势能的大小也随之确定B.物体与零势能面的距离越大,它的重力势能也越大C.一个物体的重力势能从-5 J变化到-3 J,重力势能减少了D.重力势能的减少量等于重力对物体做的功【答案】D3、(多选)关于弹性势能,下列说法中正确的是()A.任何发生弹性形变的物体,都具有弹性势能B.任何具有弹性势能的物体,一定发生了弹性形变C.物体只要发生形变,就一定具有弹性势能D.弹簧的弹性势能只跟弹簧被拉伸或压缩的长度有关【答案】AB4、(2018·山东省泰安市上学期期中)下列几种运动中,机械能一定守恒的是()A.做匀速直线运动的物体B.做匀变速直线运动的物体C.做平抛运动的物体D.做匀速圆周运动的物体【答案】C【解析】做匀速直线运动的物体,动能不变,重力势能可能变化,机械能不一定守恒,故A错误;若是在水平面上的匀加速直线运动,动能增大,重力势能不变,则机械能不守恒,故B错误;做平抛运动的物体,只有重力做功,机械能必定守恒,故C正确;若物体在竖直平面内做匀速圆周运动,动能不变,重力势能在变化,机械能不守恒,故D错误.5、(多选)(2018·河南省郑州市质检)下列说法正确的是()A .如果物体受到的合力为零,则其机械能一定守恒B .如果物体受到的合力做功为零,则其机械能一定守恒C .物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,其机械能一定守恒D .做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒【答案】 CD【解析】 物体沿光滑曲面自由下滑的过程中,只有重力做功,所以机械能守恒,选项C 正确;做匀加速运动的物体,其机械能可能守恒,如自由落体运动,选项D 正确.6、(多选)如图所示,斜面体置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是( )A .物体的重力势能减少,动能增加B .斜面体的机械能不变C .斜面体对物体的弹力垂直于接触面,不对物体做功D .物体和斜面体组成的系统机械能守恒【答案】 AD【解析】 物体下滑过程中重力势能减少,动能增加,A 正确;地面光滑,斜面体会向右运动,动能增加,机械能增加,B 错误;斜面体对物体的弹力垂直于接触面,与物体的位移并不垂直,弹力对物体做负功,C 错误;物体与斜面体组成的系统,只有重力做功,系统的机械能守恒,D 正确.7、(高考题)如图所示,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 位于地面上时,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【解析】 设B 球质量为m ,则A 球质量为2m ,A 球刚落地时,两球速度大小都为v ,根据机械能守恒定律得2mgR -mgR =12(2m +m )v 2,得v 2=23gR ,B 球继续上升的高度h =v 22g=R 3,B 球上升的最大高度为h +R =43R ,故选C.命题点1对守恒条件的理解1.在如图所示的物理过程示意图中,甲图中一端固定有小球的轻杆从右偏上30°角释放后绕光滑支点摆动;乙图为末端固定有小球的轻质直角架,释放后绕通过直角顶点的固定轴O 无摩擦转动:丙图为置于光滑水平面上的A、B两小车,B静止,A获得一向右的初速度后向右运动,某时刻连接两车的细绳绷紧,然后带动B车运动;丁图为置于光滑水平面上的带有竖直支架的小车,把用细绳悬挂的小球从图示位置释放,小球开始摆动.关于这几个物理过程(空气阻力忽略不计),下列判断中正确的是()A.甲图中小球机械能守恒B.乙图中小球A的机械能守恒C.丙图中两车组成的系统机械能守恒D.丁图中小球的机械能守恒【解析】甲图所示过程中轻杆对小球不做功,小球的机械能守恒;乙图所示过程中轻杆对A的弹力不沿杆的方向,会对小球做功,所以小球A的机械能不守恒,但把两个小球作为一个系统时机械能守恒;丙图所示过程中绳子绷紧的过程虽然只有弹力作为内力做功,但弹力突变有内能转化,机械能不守恒;丁图所示过程中细绳也会拉动小车运动,取地面为参考系,小球的轨迹不是圆弧,细绳会对小球做功,小球的机械能不守恒,把小球和小车当作一个系统,机械能才守恒.【答案】A2、如图所示,将一个内外侧均光滑的半圆形槽置于光滑的水平面上,槽的左侧有一竖直墙壁.现让一小球自左端槽口A点的正上方由静止开始下落,小球从A点与半圆形槽相切进入槽内,则下列说法正确的是()A.小球在半圆形槽内运动的全过程中,只有重力对它做功B.小球从A点向半圆形槽的最低点运动的过程中,小球处于失重状态C.小球从A点经最低点向右侧最高点运动的过程中,小球与槽组成的系统机械能守恒D.小球从下落到从右侧离开槽的过程中机械能守恒【答案】C【解析】 小球从A 点向半圆形槽的最低点运动的过程中,半圆形槽有向左运动的趋势,但实际上没有动,整个系统中只有重力做功,所以小球与槽组成的系统机械能守恒;小球过了半圆形槽的最低点以后,半圆形槽向右运动,系统没有其他形式的能量产生,满足机械能守恒的条件,所以系统的机械能守恒;小球从A 点至到达槽最低点过程中,小球先失重,后超重;小球由最低点向右侧最高点运动的过程中,半圆形槽也向右移动,半圆形槽对小球做负功,小球的机械能不守恒,故选项C 正确.3、如图所示,用一轻绳系一小球悬于O 点.现将小球拉至水平位置,然后释放,不计阻力,小球下落到最低点的过程中,下列表述正确的是( )A .小球的机械能守恒B .小球所受的合力不变C .小球的动能不断减小D .小球的重力势能增加【答案】A【解析】 小球在下落的过程中,受到重力和绳的拉力的作用,绳的拉力与小球的运动方向垂直,对小球不做功,只有重力做功,故在整个过程中小球的机械能守恒,选项A 正确;由于小球的速度变大,动能增加,所需的向心力变大,故小球所受的合力变大,选项B 、C 错误;小球的高度下降,重力势能减小,选项D 错误.4、如图所示,长度为l 的细线,一端固定于O 点,另一端拴一小球,先将细线拉直呈水平状态,使小球位于P 点,然后无初速度释放小球,当小球运动到最低点时,细线遇到在O 点正下方水平固定着的钉子K ,不计任何阻力,若要求小球能绕钉子在竖直面内做完整的圆周运动,则K 与O 点的距离可能是( )A.45l B .34l C.12l D .13l【解析】 设K 与O 点的距离为x ,则根据机械能守恒有mgl =12mv 20,若恰能完成完整的圆周运动,则12mv 20=mg ·2(l -x )+12mv 2,且mg =mv 2l -x,整理得x =35l ,因此K 与O 点的距离至少为35l ,因此A 、B 正确,C 、D 错误. 【答案】 AB第一类:单体机械能守恒问题命题点1 处理平抛与圆周运动相结合的问题1、(2017·课标卷Ⅱ,17)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v 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.v 216gB .v 28g C.v 24g D .v 22g【解析】 设小物块的质量为m ,滑到轨道上端时的速度为v 1.小物块上滑过程中,机械能守恒,有12mv 2=12mv 21+2mgR Ⅱ 小物块从轨道上端水平飞出,做平抛运动,设水平位移为x ,下落时间为t ,有2R =12gt 2Ⅱ x =v 1t Ⅱ联立ⅡⅡⅡ式整理得x 2=⎝⎛⎭⎫v 22g 2-⎝⎛⎭⎫4R -v 22g 2 可得x 有最大值v 22g ,对应的轨道半径R =v 28g.故选B. 【答案】 B2、(2018·山东泰安高三上学期期中)如图,在竖直平面内由14圆弧AB 和12圆弧BC 组成的光滑固定轨道,两者在最低点B 平滑连接.AB 弧的半径为R ,BC 弧的半径为R 2.一小球(可视为质点)在A 点正上方与A 相距R 2处由静止开始自由下落,经A 点沿圆弧轨道运动.求: (1)小球经B 点前后瞬间对轨道的压力大小之比; (2)小球离开C 点后,再经多长时间落在AB 弧上?【解析】 (1)设小球经过B 点时速度为v B ,根据机械能守恒定律得mg ⎝⎛⎭⎫R 2+R =12mv 2B小球经过B 点前后,根据牛顿第二定律F N 1-mg =m v 2B R F N 2-mg =m v 2B R2由牛顿第三定律知,小球经过B 点前后对轨道的压力大小也分别与F N 1、F N 2相等 F ′N =F N整理得F ′N 1F ′N 2=47. (2)设小球经过C 点时速度为v C ,根据机械能守恒定律得mg R 2=12mv 2C设小球再次落到弧AB 时,沿水平方向的距离为x ,沿竖直方向下降的高度为h .根据平抛运动的规律可知x =v C t ,h =12gt 2 由几何关系知x 2+h 2=R 2整理得t = 22-1R g . 【答案】 (1)47(2) 22-1R g 命题点2 处理多过程问题(含圆周、平抛运动的结合)1、(2016·课标卷Ⅱ,24)如图,在竖直平面内有由14圆弧AB 和12圆弧BC 组成的光滑固定轨道,两者在最低点B 平滑连接.AB 弧的半径为R ,BC 弧的半径为R 2.一小球在A 点正上方与A相距R 4处由静止开始自由下落,经A 点沿圆弧轨道运动.(1)求小球在B 、A 两点的动能之比;(2)通过计算判断小球能否沿轨道运动到C 点.【解析】 (1)设小球的质量为m ,小球在A 点的动能为E k A ,由机械能守恒可得E k A =mg R 4Ⅱ 设小球在B 点的动能为E k B ,同理有E k B =mg 5R 4Ⅱ 由ⅡⅡ联立可得E k B E k A=5Ⅱ (2)若小球能沿轨道运动到C 点,则小球在C 点所受轨道的正压力N 应满足N ≥0Ⅱ设小球在C 点的速度大小为v C ,根据牛顿第二定律和向心加速度公式有N +mg =m v 2C R 2Ⅱ 联立ⅡⅡ式可得m 2v 2C R≥mg Ⅱ 根据机械能守恒可得mg R 4=12mv 2CⅡ 根据ⅡⅡ式可知,小球恰好可以沿轨道运动到C 点.【答案】 (1)5 (2)小球恰好可以沿轨道运动到C 点2、如图所示,竖直平面内的一半径R =0.50 m 的光滑圆弧槽BCD ,B 点与圆心O 等高,一水平面与圆弧槽相接于D 点,质量m =0.10 kg 的小球从B 点正上方H =0.95 m 高处的A 点自由下落,由B 点进入圆弧轨道,从D 点飞出后落在水平面上的Q 点,DQ 间的距离x =2.4 m ,球从D 点飞出后的运动过程中相对水平面上升的最大高度h =0.80 m ,g 取10 m/s 2,不计空气阻力,求:(1)小球经过C 点时轨道对它的支持力大小F N ;(2)小球经过最高点P 的速度大小v P ;(3)D 点与圆心O 的高度差h OD .【解析】 (1)设经过C 点时速度为v 1,由机械能守恒有mg (H +R )=12mv 21由牛顿第二定律有F N -mg =mv 21R代入数据解得F N =6.8 N.(2)P 到Q 做平抛运动有h =12gt 2,x 2=v P t 代入数据解得v P =3.0 m/s.(3)由机械能守恒定律,有12mv 2P+mgh =mg (H +h OD ),代入数据,解得h OD =0.30 m. 【答案】 (1)6.8 N (2)3.0 m/s (3)0.30 m3、(2018·湖南省株洲市上学期质检一)如图所示,半径为R 的光滑圆周轨道AB 固定在竖直平面内,O 为圆心,OA 与水平方向的夹角为30°,OB 在竖直方向.一个可视为质点的小球从O 点正上方某处以某一水平初速度向右抛出,小球恰好能无碰撞地从A 点进入圆轨道内侧,此后沿圆轨道运动到达B 点.已知重力加速度为g ,求:(不计空气阻力)(1)小球初速度的大小;(2)小球运动到B 点时对圆轨道压力的大小.【答案】 (1)gR 2(2)6mg 【解析】(1)设小球的初速度为v 0,飞行时间为t ,则在水平方向有R cos 30°=v 0t在竖直方向有h 1=12gt 2,v y =gt 小球运动到A 点时与轨道无碰撞,故tan 30°=v 0v y联立解得v 0=gR 2,h 1=34R . (2)抛出点距轨道最低点的高度h =R +R sin 30°+h 1设小球运动到最低点B 时速度为v ,圆轨道对小球的弹力为F N ,根据机械能守恒有mgh +12m v 02=12m v 2 根据牛顿第二定律有F N -mg =m v 2R联立解得F N =6mg由牛顿第三定律得在B 点时小球对圆轨道的压力大小为F N ′=F N =6mg .4、(2018·河南省南阳市上学期期末)如图所示,固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑,内轨粗糙.一小球从轨道的最低点以初速度v 0向右运动,球的直径略小于圆管的直径,球运动的轨道半径为R ,空气阻力不计,重力加速度大小为g ,下列说法一定正确的是( )A .若v 0<2gR ,小球运动过程中机械能不可能守恒B .若v 0=3gR ,小球运动过程中机械能守恒C .若v 0<5gR ,小球不可能到达最高点D .若v 0=2gR ,小球恰好能到达最高点【答案】 B【答案】 若小球运动过程中机械能守恒,当小球恰好上升到与圆心等高处时,有:12m v 02=mgR ,解得v 0=2gR <2gR ,故A 错误;如果小球不挤压内轨,则小球到达最高点速度最小时,有mg =m v 2R ,从最低点到最高点过程中,由机械能守恒定律得:12m v 02=12m v 2+mg ·2R ,解得:v 0=5gR ,则小球要不挤压内轨且做完整圆周运动,初速度应大于等于5gR ,此时小球机械能守恒,故B 正确;若小球的速度小于5gR ,也有可能做完整的圆周运动到达最高点,只是最终在圆心下方做往复运动,故C 错误;如果小球运动到最高点时速度为0,由机械能守恒定律得:12m v 02=mg ·2R ,解得:v 0=2gR ,由于内轨粗糙,如果小球运动到最高点时速度为0,一定受到摩擦力作用,故小球在到达最高点以前速度已为零,不能到达最高点,故D 错误.第二类:多体机械能守恒命题点1 绳连接物体系统机械能守恒问题1、如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m 的圆环,圆环与一橡皮绳相连,橡皮绳的另一端固定在地面上的A 点,橡皮绳竖直时处于原长h .让圆环沿杆滑下,滑到杆的底端时速度为零.则在圆环下滑过程中( )A .圆环机械能守恒B.橡皮绳的弹性势能一直增大C.橡皮绳的弹性势能增加了mghD.橡皮绳再次达到原长时圆环动能最大【解析】圆环沿杆滑下,滑到杆的底端的过程中有两个力对圆环做功,即环的重力和橡皮绳的拉力,所以圆环的机械能不守恒,如果把圆环和橡皮绳组成的系统作为研究对象,则系统的机械能守恒,故A错误;橡皮绳的弹性势能随橡皮绳的形变量的变化而变化,由图知橡皮绳先缩短松弛后再伸长,故橡皮绳的弹性势能先不变再增大,故B错误;根据系统的机械能守恒,圆环的机械能减少了mgh,那么圆环的机械能的减少量等于橡皮绳的弹性势能增大量,为mgh,故C正确;在圆环下滑过程中,橡皮绳再次达到原长时,该过程中动能一直增大,但不是最大,沿杆方向合力为零的时刻,圆环的动能最大,故D错误.【答案】C2、如图所示,物块A与物块B通过一轻绳相连处在定滑轮两侧,物块A套在一光滑水平横杆上,用手按住A,此时轻绳与杆夹角为30°,物块B静止,现释放物块A,让其向右滑行,已知A、B质量均为m,定滑轮中心距横杆高度为h,忽略定滑轮大小,B始终未与横杆触碰,则下列说法中正确的为()A.B在下落过程中机械能守恒B.A物块的最大速度为2ghC.物块向右滑行过程中,绳对A的拉力的功率一直增大D.物块B的机械能最小时,物块A的动能最大【解析】B下落过程中,绳的拉力对B做负功,机械能不守恒,A错;当物体A到达滑轮正下方时,速度达到最大,此时v B=0,v A最大且沿水平方向,C错;A、B组成的系统机械能守恒:mg(2h-h)=12mv2A,v A=2gh,此时B机械能最小,A动能最大,B、D对.【答案】BD3、(2018·山东临沂高三上学期期中)如图所示,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处于静止状态.剪断轻绳后,A自由下落、B沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块()A .速度的变化量大小相等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不同【解析】 两物块着地时速度大小相等,方向不同,落地时间不同,故速度变化量大小相等,A 对;机械能都守恒,变化量为零也相同,B 错;m A g =m B g sin θ,质量不同,重力势能变化量不同,C 错;t =1sin θ2h g ,P A =m A gh t A ,P B =m B gh t B也相同,D 错. 【答案】 A4、(2018·山东泰安高三上学期期中)如图所示,一轻绳通过无摩擦的小定滑轮O 与质量为m B 的小球B 连接,另一端与套在光滑竖直杆上质量为m A 的小物块A 连接,杆两端固定且足够长,物块A 由静止从图示位置释放后,先沿杆向上运动.设某时刻物块A 运动的速度大小为v A ,加速度大小为a A ,小球B 运动的速度大小为v B ,轻绳与杆的夹角为θ.则( )A .vB =v A cos θ B .a A =m B g cos θm A-gC .小球B 减小的重力势能等于物块A 增加的动能D .当物块A 上升到与滑轮等高时,它的机械能最大【解析】 将v A 分解为沿绳方向的速度大小即为v B 、垂直于绳方向的速度,则v B =v A ·cos θ,设绳中张力为T ,则T cos θ-m A g =m A a A ,T -m B g =m B a B ,故A 对,B 错;小球B 减小的重力势能等于A 增加的重力势能与系统增加的动能之和,C 错;A 上升到与滑轮等高时,机械能最大,D 对.【答案】 AD5、(多选)(2018·贵州省贵阳市5月适应性二)如图所示,不可伸长的轻绳通过定滑轮将物块甲、乙(均可视为质点)连接,物块甲套在固定的竖直光滑杆上,用外力使两物块静止,轻绳与竖直方向夹角θ=37°,然后撤去外力,甲、乙两物块从静止开始运动,物块甲恰能上升到最高点P ,P 点与滑轮上缘O 在同一水平线上,甲、乙两物块质量分别为m 、M ,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度为g ,不计空气阻力,不计滑轮的大小和摩擦.设物块甲上升到最高点P 时加速度为a ,则下列说法正确的是( )A .M =2mB .M =3mC .a =gD .a =0 【答案】AC【解析】 设QP 间的距离为h ,OQ 间的绳长L =h cos 37°=5h4,则乙下降的高度为h ′=L -h tan37°=h2,则根据机械能守恒定律可知mgh =Mgh ′,解得M =2m ,故A 正确,B 错误.甲上升到最高点P 时,由于不受摩擦力,所以在竖直方向上只受重力,水平方向上弹力与绳子的拉力平衡,因此甲的加速度为g ,故C 正确,D 错误.6、如图6所示,左侧竖直墙面上固定半径为R =0.3 m 的光滑半圆环,右侧竖直墙面上与圆环的圆心O 等高处固定一光滑直杆.质量为m a =100 g 的小球a 套在半圆环上,质量为m b =36 g 的滑块b 套在直杆上,二者之间用长为l =0.4 m 的轻杆通过两铰链连接.现将a 从圆环的最高处由静止释放,使a 沿圆环自由下滑,不计一切摩擦,a 、b 均视为质点,重力加速度g =10 m/s 2.求:图6(1)小球a 滑到与圆心O 等高的P 点时的向心力大小;(2)小球a 从P 点下滑至杆与圆环相切的Q 点的过程中,杆对滑块b 做的功. 【答案】 (1)2 N (2)0.194 4 J【解析】 (1)当a 滑到与圆心O 等高的P 点时,a 的速度v 沿圆环切线竖直向下,b 的速度为零,由机械能守恒可得:m a gR =12m a v 2解得v =2gR在P 点对小球a ,由牛顿第二定律可得: F n =m a v 2R=2m a g =2 N(2)杆与圆环相切时,如图所示,此时a 的速度沿杆方向,设此时b 的速度为v b ,则知v a =v b cos θ由几何关系可得:cos θ=ll 2+R 2=0.8 球a 下降的高度h =R cos θa 、b 及杆组成的系统机械能守恒:m a gh =12m a v a 2+12m b v b 2-12m a v 2对滑块b ,由动能定理得:W =12m b v b 2=0.194 4 J命题点2 杆连接物体系统机械能守恒问题1、(2016·课标卷Ⅱ,21)如图,小球套在光滑的竖直杆上,轻弹簧一端固定于O 点,另一端与小球相连.现将小球从M 点由静止释放,它在下降的过程中经过了N 点.已知在M 、N 两点处,弹簧对小球的弹力大小相等,且ⅡONM <ⅡOMN <π2.在小球从M 点运动到N 点的过程中,( )A .弹力对小球先做正功后做负功B .有两个时刻小球的加速度等于重力加速度C .弹簧长度最短时,弹力对小球做功的功率为零D .小球到达N 点时的动能等于其在M 、N 两点的重力势能差【解析】 由M 和N 两点处弹簧对小球的弹力大小相等,且ⅡONM <ⅡOMN <π2知M 处的弹簧处于压缩状态,N 处的弹簧处于伸长状态,则弹簧的弹力对小球先做负功后做正功,再做负功,选项A 错误.当弹簧水平时,竖直方向的力只有重力,加速度为g ;当弹簧恢复原长,竖直方向的合外力为mg 时,加速度也为g ,则有两个时刻的加速度大小等于g ,选项B 正确;弹簧长度最短时,即弹簧水平,弹力与速度垂直,则做功的功率为零,选项C 正确;由M →N 的动能定理W F k +W G =ΔE k ,知M 和N 两点处弹簧对小球的弹力大小相等,则由弹力做功特点知W F k =0,即W G =ΔE k ,选项D 正确.【答案】 BCD2、(2015·课标卷Ⅱ,21)如图,滑块a 、b 的质量均为m ,a 套在固定竖直杆上,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,由静止开始运动.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2ghC .a 下落过程中,其加速度大小始终不大于gD .a 落地前,当a 的机械能最小时,b 对地面的压力大小为mg【解析】 滑块b 的初速度为零,末速度也为零,所以轻杆对b 先做正功,后做负功,选项A 错误;以滑块a 、b 及轻杆为研究对象,系统的机械能守恒,当a 刚落地时,b 的速度为零,则mgh =12mv 2a +0,即v a =2gh ,选项B 正确;a 、b 的先后受力分析如图所示.由a 的受力图可知,a 下落过程中,其加速度大小先小于g 后大于g ,选项C 错误;当a 落地前b 的加速度为零(即轻杆对b 的作用力为零)时,b 的机械能最大,a 的机械能最小,这时b 受重力、支持力,且F N b =mg ,由牛顿第三定律可知,b 对地面的压力大小为mg ,选项D 正确.3、如图所示,竖直平面内的半圆形光滑轨道,其半径为R .小球A 、B 质量分别为m A 、m B ,A 和B 之间用一根长为l (l <R )的轻杆相连,从图示位置由静止释放,球和杆只能在同一竖直面内运动,下列说法正确的是( )A .若m A <mB ,B 在右侧上升的最大高度与A 的起始高度相同 B .若m A >m B ,B 在右侧上升的最大高度与A 的起始高度相同C .在A 下滑过程中轻杆对A 做负功,对B 做正功D .A 在下滑过程中减少的重力势能等于A 与B 增加的动能【解析】 选轨道最低点为零势能点,根据系统机械能守恒条件可知A 和B 组成的系统机械能守恒,如果B 在右侧上升的最大高度与A 的起始高度相同,则有m A gh -m B gh =0,则有m A =m B ,故选项A 、B 错误;小球A 下滑、B 上升过程中小球B 机械能增加,则小球A 机械能减少,说明轻杆对A 做负功,对B 做正功,故选项C 正确;下滑过程中减少的重力势能等于B 上升过程中增加的重力势能和A 与B 增加的动能之和,故选项D 错误. 4、如图所示,半径为R 的光滑圆环固定在竖直平面内,C 是圆环最低点。
抛体运动的规律-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)一、单选题1.人站在平台上平抛一小球,球离手的速度为v1,落地时速度为v2,不计空气阻力,如图中能表示出速度矢量的演变过程的是()A. B. C. D.2.如图所示,从一根内壁光滑的空心竖直钢管A的上端边缘沿直径方向向管内水平抛入一个钢球,球与管壁多次相碰后落地(球与管壁相碰时间不计).若换一根等高但较粗的内壁光滑的钢管B,用同样的方法抛入此钢球,对比两次的运动时间,可得()A.钢球在A管中运动的时间长B.钢球在B管中运动的时间长C.钢球在两管中运动的时间一样长D.无法确定钢球在哪一根管中运动的时间长3.农民在精选谷种时,常用一种叫“风车”的农具进行分选.在同一风力作用下,谷种和瘪谷(空壳)谷粒都从洞口水平飞出,结果谷种和瘪谷落地点不同,自然分开,如图所示.若不计空气阻力,对这一现象,下列分析正确的是()A.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度大些B.谷种和瘪谷飞出洞口后都做匀变速曲线运动C.谷种和瘪谷从飞出洞口到落地的时间不相同D.M处是谷种,N处为瘪谷4.取水平地面为重力势能零点.一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能为重力势能的3倍。
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.5.如图所示,在高台滑雪比赛中,某运动员从平台上以v0的初速度沿水平方向飞出后,落到倾角为θ的雪坡上(雪坡足够长).若运动员可视为质点,不计空气阻力,重力加速度为g,则()A.如果v0不同,该战士落到雪坡时的位置不同,速度方向也不同B.如果v0不同,该战士落到雪坡时的位置不同,但空中运动时间相同C.该战士在空中经历的时间是D.该战士刚要落到雪坡上时的速度大小是6.平抛物体的运动规律可以概括为两点:(1)水平方向做匀速运动;(2)竖直方向做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图2所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面.这个实验()A.只能说明上述规律中的第(1)条B.只能说明上述规律中的第(2)条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律7.如图所在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后.将你认为正确的有()A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动8.从距地面高h处水平抛出一小石子,石子在空中飞行过程中(空气阻力不计),下列说法不正确的是()A.石子的运动为匀变速运动B.石子在空中飞行时间由离地高度确定C.石子每秒内速度的变化量恒定不变D.石子在任何时刻的速度与其竖直分速度之差逐渐增大9.要探究平抛运动的物体在水平方向上的运动规律,可采用()A.从抛出点开始等分水平位移,看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1:4:9:16…B.从抛出点开始等分水平位移,看相应时间间隔内的竖直位移之比是否为1:3:5:7…C.从抛出点开始等分竖直位移,看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1:3:5:7…D.从抛出点开始等分竖直位移,看相应时间间隔内的水平位移之比是否为1:1:1:1…二、多选题=10.如图,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度v a和v b沿水平方向抛出,经过时间t a和t b后落到与两抛出点水平距离相等的P点。
高二物理平抛运动试题答案及解析1.一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时,其速度方向与斜面垂直,运动轨迹如图中虚线所示.则此时小球水平速度与竖直速度之比、小球水平方向通过的距离与在竖直方向下落的距离之比分别为()A.水平速度与竖直速度之比为tanθB.水平速度与竖直速度之比为C.水平位移与竖直位移之比为2tanθD.水平位移与竖直位移之比为【答案】AC【解析】小球撞在斜面上,速度方向与斜面垂直,则速度方向与竖直方向的夹角为θ,则水平速度与竖直速度之比为,故A正确,B错误.水平位移与竖直位移之比,故C正确,D错误。
【考点】考查了平抛运动2.某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,结果球划着一条弧线飞到小桶的前方(如图所示)。
不计空气阻力,为了能把小球抛进小桶中,则下次再水平抛时,他可能作出的调整为()A.增大初速度,抛出点高度变大B.增大初速度,抛出点高度不变C.初速度大小不变,降低抛出点高度D.初速度大小不变,提高抛出点高度【答案】 C,抛出点离桶的高度为h,水平位移为,则平抛【解析】试题分析: 设小球平抛运动的初速度为v运动的时间,水平位移,由上式分析可知,提高抛出点高度h,增大初速度v0.将会增大,不可以把小球抛进小桶中,故A、B错误;速度不变,减小h,水平位移将减小,可以把小球抛进小桶中,故C正确;初速度大小不变,提高抛出点高度,水平位移将增大,不可以把小球抛进小桶中,故D错误。
【考点】平抛运动时,小球3.如图所示,水平面上固定有一个斜面,从斜面顶端向右平抛一只小球,当初速度为v。
现用不同的初速度v从该斜面顶端向右平抛这只小球,恰好落到斜面底端,小球的飞行时间为t以下哪个图象能正确表示小球的飞行时间t随v变化的函数关系【答案】C【解析】据题意,设斜面倾角为,小球做平抛运动,运动过程中水平位移为:,竖直位移为:,由于斜面倾角不变,则有:,整理得:,当增加速度,时间与平抛速度成正比;小球落地后,由于高度不变,则小球的平抛运动时间不变;故选项C正确。
7.4 重力势能(原卷版)一、单选题(本大题共15小题)1.下列关于重力势能的说法中正确的是()A. 重力势能是物体独有的B. 重力势能的变化只跟重力做功有关系,和其他力做功无关C. 重力势能是矢量,在地球表面以下为负D. 重力势能的增量等于重力对物体做的功2.关于重力做功和重力势能,下列说法正确的是()A. 当物体克服重力做功时,物体的重力势能一定减小B. 一个物体的重力势能从−5J变化到−3J,重力势能减少了C. 当物体克服重力做功时,物体的重力势能一定增加,动能不一定减小D. 重力势能为负值说明其方向与规定的正方向相反3.下列说法正确的是()A. 在地面上的物体,它具有的重力势能一定等于零B. 从同一高度将某一物体以不同的速率分别竖直上抛和平抛,则物体从抛出到落地的过程中,重力势能的变化是相同的C. 一物体从楼顶落到地面,若受到空气阻力的作用,则物体重力势能的减小量小于自由下落时重力势能的减小量D. 重力做功时,除了与物体运动的高度差有关,还与物体的运动性质有关4.关于重力做功、重力势能,下列说法正确的是()A. 重力做功与物体运动的路径有关B. 重力势能的大小有相对性,大小与参考面的选取无关C. 重力势能的变化与参考面的选取有关D. 重力做功的多少可以衡量重力势能的变化5.质量为0.5kg的小球,从桌面以上h1=0.4m的A点落到地面的B点,桌面高h2=0.8m.以桌面为参考平面,g取10m/s2,下列说法正确的是()A. 小球在A点的重力势能为6JB. 小球在B点的重力势能为4JC. 小球从A点下落到B点的过程中重力势能减少了6JD. 小球从A点下落到B点的过程中重力做的功为−6J6.物体做自由落体运动,E p表示重力势能,h表示下落的距离,以水平地面为零势能面,如图所示图像中能正确反映E p和h之间关系的是()A. B.C. D.7.如图所示,物体从A点出发,沿着3条不同的轨道运动到B点,则移动过程中重力做功的情况是()A. 沿路径Ⅰ运动,重力做功最多B. 沿路径Ⅱ运动,重力做功最多C. 沿路径Ⅲ运动,重力做功最多D. 沿各条路径重力做功都一样多8.物体1的重力势能E p1=3J,物体2的重力势能E p2=−3J,则()A. E p1=Ep2B. E p1>E p2C. E p1<E p2D. 无法判断9.物体在运动过程中克服重力做功100J,则以下说法正确的是A. 物体的高度一定降低了B. 物体的高度可能不变C. 物体的重力势能一定是100JD. 物体的重力势能一定增加100J10.如图所示,ACP和BDP是竖直平面内两个半径不同的半圆形光滑轨道,A、P、B三点位于同一水平面上,C和D分别为两轨道的最低点,将两个质量相同的小球分别从A和B两处同时无初速释放,则()A. 沿BDP光滑轨道运动的小球的重力势能永远为正值B. 两小球刚开始从A和B两处无初速释放时,重力势能相等C. 两小球到达C点和D点时,重力势能相等D. 两小球到达C点和D点时,重力做功相等11.一个100g的球从1.8m的高处落到一个水平板上又弹回到1.25m的高度,则整个过程中重力对球所做的功及球的重力势能的变化是(g=10m/s2)()A. 重力做功为1.8JB. 重力做了0.55J的负功C. 物体的重力势能一定减少0.55JD. 物体的重力势能一定增加1.25J12.如图所示,桌子放于水平地面上,桌面高为h2.一质量为m的小球处于桌面上方h1高处的a 点.若以桌面为参考平面,重力加速度为g,小球从a点下落到地面上的c点,下列说法正确的是()A. 小球在a点的重力势能为mg(h1+h2)B. 小球在桌面b处的重力势能为mgh2C. 小球从a点下落至c点的过程中,重力势能减少mg(h1+h2)D. 小球从a点下落至c点的过程中,重力势能减少mgh113.如图所示,桌面高为h,质量为m的小球从离桌面高H处自由落下,不计空气阻力,假设以桌面处为参考平面,则小球落到地面时瞬间的重力势能和整个过程中重力势能变化分别为()A. mgh,减少mg(H−h)B. mgh,增加mg(H+h)C. −mgh,增加mg(H−h)D. −mgh,减少mg(H+h)14.质量为m的物体,由静止开始下落,由于恒定的空气阻力,下落的加速度为4g/5,在物体下落h的过程中,下列说法不正确的是()A. 物体动能增加了4mgh/5B. 物体克服阻力所做的功为mgh/5C. 物体的机械能减少了4mgh/5D. 物体的重力势能减少了mgh15.如图所示,一根绳的两端分别固定在两座猴山的A、B处,A、B两点水平距离为16m,竖直距离为2m,A、B间绳长为20m。
2020-2021学年人教版(2019)必修第二册8.2重力势能课时作业14(含解析)1.图示为儿童蹦极的照片,儿童绑上安全带,在两根弹性绳的牵引下上下运动。
在儿童从最高点下降到最低点的过程中()A.重力对儿童做负功B.儿童的重力势能减少C.儿童重力的功率一直减少D.儿童刚接触蹦床时速度达到最大2.2003年10月15日9时,我国神州五号宇宙飞船把中国第一位航天员杨利伟送入太空。
飞船绕地球飞行14圈后,于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。
在返回舱减速下降软着陆的过程中,下列说法中正确的是()A.重力做负功,重力势能减小B.重力做正功,重力势能增大C.合力做负功,动能减小D.合力做正功,动能增大3.如图所示,木板可绕固定的垂直纸面的水平轴O转动,木板从水平位置OA缓慢转到OB位置的过程中,木板上重为5N的物块始终相对于木板静止,在这一过程中,物块的重力势能减少了4J。
用F N表示物块受到的支持力,用F f表示物块受到的摩擦力,以下判断正确的是()A.物块降低了1.25m B.F N对物块不做功C.F f对物块不做功D.F N和F f对物块都不做功4.如图所示,质量为m的物体在外力作用下从a点分别沿abc和adc轨迹运动到其左下方的c点。
已知a点与c点间的高度差为h,物体两次运动的时间均为t,重力加速度为g,则以下说法中正确的是()A.物体沿abc轨迹运动时,重力势能先减小后增大B.两次运动过程中重力做功的平均功率相等C.物体沿abc轨迹运动时,重力做功大于mghD.物体沿adc轨迹运动时,重力做功大于mgh5.在同一高度,把三个质量相同的球A,B,C分别以相等的速率竖直上抛,竖直下抛和平抛,它们都落到同一水平地面上,则三个球在运动过程中,重力对它们做的功分别为W A,W B,W C,重力的平均功率分别为P A,P B,P C,则它们的大小关系为()A.W A>W B=W C,P A>P B=P C B.W A=W B=W C,P A=P B=P CC.W A=W B=W C,P A>P B>P C D.W A=W B=W C,P B>P C>P A6.如图所示,一个物体以速度v0冲向与竖直墙壁相连的轻质弹簧,墙壁和物体间的弹簧被物体压缩,在此过程中以下说法正确的是()A.物体对弹簧做的功与弹簧的压缩量成正比B.物体连续向墙壁运动相同的位移,弹力做的功相等C.弹力对物体做正功,弹簧的弹性势能减小D.弹力对物体做负功,弹簧的弹性势能增加7.根据生活经验可知,处于自然状态的水都是往低处流的,当水不再流动时,水面应该处于同一高度。
高二物理抛体运动的规律试题答案及解析1.如图所示空间的某一区域内存在着相互垂直的匀强电场和匀强磁场,一个带电粒子以某一初速度由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开区域;如果这个区域只有电场,则粒子从B点离开场区;如果这个区域只有磁场,则粒子从D点离开场区;设粒子在上述三种情况下,从A到B点、A到C点和A到D点所用的时间分别是t1、t2和t3,比较t1、t2和t3的大小,则有(粒子重力忽略不计) [ ]A.B.C.D.【答案】C【解析】带电粒子由A点进入这个区域沿直线运动,从C点离开场区,这个过程粒子受到的电场力等于洛伦兹力,水平方向做匀速直线运动,运动时间,如果只有电场,带电粒子从A点射出,做类平抛运动,水平方向匀速直线运动,运动时间:,如果这个区域只有磁场,则这个粒子从D点离开场区,此过程粒子做匀速圆周运动,速度大小不变,方向改变,所以速度的水平分量越来越小,所以运动时间:,所以,故C正确.【考点】带电粒子在复合场、电场、磁场中的运动情况2.如右图是小球做平抛运动时的一闪光照片,该照片记下平抛小球在运动中的几个位置O、A、B、C,其中O为小球刚作平抛运动时初位置,O D为竖直线,照片的闪光间隔是1/30s,小球的初速度为 m/s(g = 10m/s2图中小方格均为正方形)。
【答案】0.5【解析】由表格中的点迹可以看出,OA、AB、BC间的水平位移相等,由平抛运动规律可知相邻两点间的时间相等,在竖直方向小球做自由落体运动,有,由水平方向3L=vT可求得初速度3.如图所示,在地面上以速度抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面.若以地面为参考平面且不计空气阻力,则A.物体落到海平面时的重力势能为mghB.物体在海平面上的动能为mv-mghC.重力对物体做的功为mghD.物体在海平面上的机械能为mv,【答案】CD【解析】本题考查的是斜抛问题。
重力做功与路径无关只与竖直方向的始末位置有关,所以C正确,.物体落到海平面时的重力势能为-mgh,差一个负号,A错误;物体在海平面上的动能为,B错误;斜抛运动,不考虑空气阻力,在运动过程中机械能守恒,所以D正确。
2560一、平抛实验试题精选1.如图所示,在研究平抛运动时,小球A 沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S ,被电磁铁吸住的小球B 同时自由下落.改变整个装置的高度H 做同样的实验,发现位于同一高度的A 、B 两球总是同时落地.该实验现象说明了A 球在离开轨道后( )A.水平方向的分运动是匀速直线运动B.水平方向的分运动是匀加速直线运动C.竖直方向的分运动是自由落体运动D.竖直方向的分运动是匀速直线运动2.下列哪些因素会使“研究物体平抛运动”实验的误差增大( )A.小球与斜槽之间有摩擦B. C.D.3.轨迹,小方格的边长b 、c 、d 值为__________(取 (g 取9.8m /s 24.均为5cm 。
如果取g (1(2(3)小球经过B 5部分,如图所示.O 图中所给的数据可求出平抛物体的初速度是 m/s,抛出点的位置坐标x = m, y = m (g 取10m/s 2)6.在“研究平抛物体的运动”的实验中:(1)为使小球水平抛出,必须调整斜槽,使其末端的切线成水平方向,检查方法是______________________________________________.(2)小球抛出点的位置必须及时记录在白纸上,然后从这一点画水平线和竖直线作为x 轴和y 轴,竖直线是用___________来确定的.(3)验证实验得到的轨迹是否准确的一般方法是:在水平方向从起点处取两段连续相等的位移与曲线交于两点,作水平线交于y 轴,两段y 辆位移之比为___________.(4)某同学建立的直角坐标系如图所示,设他在安装实验装置和其余操作时准确无误,只有一处失误,即是____________________________________________________________.(5)该同学在轨迹上任取一点M ,测得坐标为(x,y ),则初速度的测量值为___________,真实值为___________.这样测得的平抛初速度值与真实值相比 。
(填“偏大”、“偏小”或“相等”)A二、验证机械能守恒定律习题1、实验原理通过实验,分别求做自由落体运动物体的重力势能的减少量和相应过程动能的增加量。
若二者相等,说明机械能守恒,从而验证机械能守恒定律:(3)从打出的几条纸带中挑选第一、二点间的距离接近2mm且点迹清晰的纸带进行测量,记下第一个点的位置O,并在纸带上从任意点开始依次选取几个点1、2、3、4……,并量出各点到O点的距离,计算相应的重力势能减少量(4)测出一系列计数点到第一个点的距离,根据公式。
(5)比较是否相等。
5、实验结论在重力作用下,物体的重力势能和动能可以互相转化,但总的机械能守恒。
即当,或一定稍小于势能的减少量1、有4条用打点计时器(所用交流电频率为50 Hz)打出的纸带A、B、C、D,其中一条是做“验证机械能守恒定律”实验时打出的.为找出该纸带,某同学在每条纸带上取了点迹清晰的、连续的4个点,用刻度尺测出相邻两个点间距离依次为x1、x2、x3.请你根据下列x1、x2、x3的测量结果确定该纸带为(已知当地的重力加速度为9.791 m/s2) ( )A.61.0 mm 65.8 mm 70.7 mm B.41.2 mm 45.1 mm 53.0 mmC.49.6 mm 53.5 mm 57.3 mm D.60.5 mm 61.0 mm 60.6 mm2、“验证机械能守恒定律”的实验可以采用如图5-5-10所示的甲或乙方案来进行.(1)比较这两种方案,________(选填“甲”或“乙”)方案好些,理由_______________自由落体实验 斜面小车实验验证机械能守恒定律 验证机械能守恒定律图5-5-10(2)如图5-5-11是该实验中得到的一条纸带,测得每两个计数点间的距离如图中所示, 已知每两个计数点之间的时间间隔T =0.1 s .物体运动的加速度a =________;该纸带是 采用________(选填“甲”或“乙”)实验方案得到的,简要写出判断依据__________图5-5-11(3)如图5-5-12是采用甲方案时得到的一条纸带,在计算图中N 点速度时,几位同学 分别用下列不同的方法进行,其中正确的是 ( )图5-5-12A .v N =gnTB .v N =x n +x n +12TC .v N =d n +1-d n -12TD .v N =g (n -1)T 3、 利用气垫导轨验证机械能守恒定律.实验装置示意图如图5-5-17所示:图5-5-17(1)实验步骤:图5-5-18①将气垫导轨放在水平桌面上,桌面高度不低于1 m ,将导轨调至水平.②用游标卡尺测量挡光条的宽度l ,结果如图5-5-18所示,由此读出l =________mm. ③由导轨标尺读出两光电门中心之间的距离x =_________cm.④将滑块移至光电门1左侧某处,待砝码静止不动时,释放滑块,要求砝码落地前挡光 条已通过光电门2.⑤从数字计时器(图5-5-17中未画出)上分别读出挡光条通过光电门1和光电门2所用 的时间Δt 1和Δt 2.⑥用天平称出滑块和挡光条的总质量M ,再称出托盘和砝码的总质量m .(2)用表示直接测量量的字母写出下列所求物理量的表达式:①滑块通过光电门1和光电门2时瞬时速度分别为v 1=________和v 2=________.②当滑块通过光电门1和光电门2时,系统(包括滑块、挡光条、托盘和砝码)的总动能 分别为E k1=________和E k2=________.③在滑块从光电门1运动到光电门2的过程中,系统势能的减少ΔE p =________(重力加 速度为g ).(3)如果ΔE p ≈________,则可认为验证了机械能守恒定律.4、如图所示,两个质量各为m 1和m 2的小物块A 和B,分别系在一条跨过定滑轮的软绳两端,已知m 1>m 2.现要利用此装置验证机械能守恒定律.(1)若选定物块A 从静止开始下落进行测量,则需要测量的物理量有 .(在横线上填入选项前的编号)①物块的质量m 1、m 2. ②物块A 下落的距离及下落这段距离所用的时间.③物块B 上升的距离及上升这段距离所用的时间. ④绳子的长度.(2)为提高实验结果的准确程度,某小组同学对此实验提出以下建议:①绳的质量要轻. ②在“轻质绳”的前提下,绳越长越好.③尽量保证物块只沿竖直方向运动,不要摇晃. ④两个物块的质量之差要尽可能小.以上建议中确实对提高准确程度有作用的是 . (在横线上填入选项前的编号) (3)写出一条上面没有提到的对提高实验结果准确程度有益的建议:三、势能的变化和机械能守恒1.关于机械能是否守恒的叙述,正确的是( )A .作匀速直线运动的物体的机械能一定守恒.B .作匀变速运动的物体机械能可能守恒.C .外力对物体做功为零时,机械能一定守恒.D .只有重力对物体做功,物体机械能一定守恒.2.关于重力势能,以下说法中正确的是( )A. 某物体处于某个位置,重力势能的大小是唯一确定的B. 重力势能为0的物体,不可能对别的物体做功C. 物体做匀速直线运动时,重力势能一定不变D. 只要重力做功,重力势能一定变化3.把一个乒乓球用细线悬挂起来,拉开一角度后释放,其摆动的幅度越来越小,下列说法中正确的是( )A .能量正在消失B .乒乓球机械能可能守恒C .乒乓球的机械能减少D .只有乒乓球的动能和重力势能间的互相转化4.下列说法正确的是( )A. 热量能够从高温物体传到低温物体,但不能从低温物体传到高温物体B. 只要对热机不断改革,就可使热机把它得到的全部内能转化为机械能C. 不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其他变化D. 凡是不违背能量守恒定律的过程都一定能实现5.下列叙述中错误的是( )A. 做匀速直线运动的物体的机械能一定守恒B. 做匀速直线运动的物体的机械能可能守恒C. 外力对物体做功为0 ,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6.在2008北京奥运会上,俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05m 的成绩第24次打破世界纪录.如图5-1所示为她在比赛中的几个画面.下列说法中正确的是图5-1A.运动员过最高点时的速度为零B.撑杆恢复形变时,弹性势能完全转化为动能C.运动员要成功跃过横杆,其重心必须高于横杆D.运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功7.如图5-2所示,小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上,从小球接触弹簧到将弹簧压缩至最短的过程中(弹簧一直保持竖直)A.弹簧的弹性势能先增大后减小B.弹簧的弹性势能增加量大于小球重力势能减少量C.小球的动能一直在减小D.小球的机械能守恒8.一质量均匀、不可伸长的绳索,重为G,A、B两端固定在天花板上,如图5-3所示。
现在最低点C处施加一竖直向下的力,将最低点缓慢拉至D点。
在此过程中,绳的重心位置()A. 逐渐升高B. 逐渐降低C. 先降低后升高D. 始终不变图5-2 图5-3 图5-49.如图5-4所示,在长为L的轻杆中点A和端点B各固定一质量均为m的小球,杆可绕无摩擦的轴O转动,使杆从水平位置无初速释放摆下。
求当杆转到竖直位置时,轻杆对A、B两球分别做了多少功?一、平抛实验答案1C 2BC 3 2gL ; 0.70 m/s ; 0.875 m/s 。
4 10 Hz 1.5 m/s 2.5 m/s 5 2 m/s x=-0.4my=-0.2m 6 (1)看小球在末端是否滚动 (2)重垂线 (3)1∶3(4)坐标原点应建立在水平槽口正上方球心处,而该同学却错误地将坐标原点取在槽口处(5)x y g2 x )(2r y g +(r 为小球半径)二、物理验证机械能守恒定律答案1、C 解析:验证机械能守恒采用重锤的自由落体运动实现,所以相邻的0.02 s 内的位移增加量为Δx =gT 2=9.791×0.022 m≈3.9 mm.2、答案:(1)甲 该方案摩擦阻力小,误差小,操作方便 (2)4.83 m/s 2 乙 因为物体的加速度比g 小得多 (3)BC3、答案:(1)②9.35 ③60.00(在59.96~60.04之间的即可)(2)①l Δt 1 l Δt 2 ②12(M +m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 12 12(M +m )⎝ ⎛⎭⎪⎫l Δt 2 2 ③mgx (3)E k2-E k1 4、【解析】(1)通过连结在一起的A 、B 两物体验证机械能守恒定律,即验证系统的势能变化与动能变化是否相等,A 、B 连结在一起,A 下降的距离一定等于B 上升的距离;A 、B 的速度大小总是相等的,故不需要测量绳子的长度和B 上升的距离及时间.(2)如果绳子质量不能忽略,则A 、B 组成的系统势能将有一部分转化为绳子的动能,从而为验证机械能守恒定律带来误差;若物块摇摆,则两物体的速度有差别,为计算系统的动能带来误差;绳子长度和两个物块质量差应适当.(3)多次取平均值可减少测量误差,绳子伸长量尽量小,可减少测量的高度的准确度.【答案】(1)①②或①③.(2) ①③.(3)对同一高度进行多次测量取平均值;或选取受力后相对伸长量尽量小的绳.【点拨】这道实验题是源于课本的实验原理,但已经脱离课本实验本身的内容.从此题可以看出:实验题很明显已经开始逐步向新课标靠拢.但平时的训练中务必要学会如何分析实验误差和处理实验数据.三、势能的变化和机械能守恒1. BD 2. D 3. C 4.C 5. AC 6. D 7. B 8. A9. W A =-2.0mgL ;W B =0.2mgL【解析】设当杆转到竖直位置时,A 球和B 球的速度分别为V A 和V B 。