和弹簧由静止自由释放,物块下降了时,速度再次为零,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A. 弹簧性势能开始增加时物块的动能随即减小 B. 物块的速度再次为零时,弹簧的弹性势能为 C. 物块从开始下落到速度再次为零,物块克服弹簧弹力做功为D. 物块的速度最大时,弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和最小 【答案】CD 【解析】弹簧下端刚接触地面时,弹簧的弹性势能开始增加,此时由于重力大于弹力,物体动能仍然会增加,当弹力等于重力时,动能最大,以后动能减小,故A错误;物体的速度再次为零时,物体的重力势能减小mgH,物体的动能不变,可知弹黄的弹性势能为mgH.故B错误;物块从开始下落到速度再次为零,物体的重力势能减小mgH,物体的动能不变,所以物体的机械能减小mgH,由功能关系可知,物块克服弹簧弹力做功为mgH.故C正确;物块与弹簧组成的相同的机械能守恒,由功能关系可知,当物体的速度最大时,弹簧的弹性势能和物块的重力势能之和最小。故D正确。故选CD。 点睛:本题考查牛顿第二定律的动态分析以及能量守恒定律等,重点要分析弹簧弹力与重力的大小关系,从而分析物体的速度变化情况;知道系统的动能、重力势能和弹性势能之和守恒。 8. 如图所示,质量的小车静止在光滑的水平面上,车长,现有质量可视为质点的物块,以水平向右的速度从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止。物块与车面间的动摩擦因数,取,则( )
A. 物块滑上小车后,系统动量守恒和机械能守恒 B. 增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦生热不变 C. 若,则物块在车面上滑行的时间为 D. 若要保证物块不从小车右端滑出,则不得大于
【答案】BD
【解析】物块与小车组成的系统所受合外力为零,系统动量守恒;物块滑上小车后在小车上滑动过程中系统要克服摩擦力做功,部分机械能转化为内能,系统机械能不守恒,故A错误;系统动量守恒,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v;系统产生的热量:
,则增大物块与车面间的动摩擦因数,摩擦生热不变,选项B正确;若v0=2.5m/s,由动量守恒定律得:m2v0=(m1+m2)v,解得:v=1m/s,
对物块,由动量定理得:-μm2gt=m2v-m2v0,解得:t=0.3s,故C错误;要使物块恰好不从车厢滑出,须物块到车面右端时与小车有共同的速度v′,以向右为正方向,由动量守恒定律得:m2v0′=(m1+m2)v',由能量守恒定律得:m2v0′=(m1+m2)v′+μm2gL,解得:v0′=5m/s,故D正确;故选BD。 点睛:本题考查了动量守恒定律即能量守恒定律的应用,分析清楚物体运动过程是解题的前提,注意求解时间问题优先选用动量定理;系统摩擦产生的热量等一系统的机械能的损失. 9. 如图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其水平地面运动的图象如图乙所示.同时人顶杆沿22图象如图丙所示.若以地面为参考系,下列说法中正确的是( ) A. 猴子的运动轨迹为直线 B. 猴子在内做匀变速曲线运动 C. D. 时猴子的速度大小为时猴子的加速度为 【答案】BD
【解析】由乙图知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度竖直向下。由丙图知,猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故猴子在2s内做匀变速曲线运动。故A错误,B正确。x-t图象的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为vx=4m/s,竖直方向分速度vy=8m/s,t=0时猴子的速度大小为:
。故C错误。v-t图象的斜率等于加速度,则知猴子的加速度大小为:
.故D正确。故选BD。 点睛:解决本题的关键知道猴子参与了水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的匀减速直线运动,会运用运动的合成分析物体的运动轨迹和运动情况. 10. 如图所示,两个质量均为的小球套在半径为的圆环上,圆环可绕竖直方向的直径
与竖直方向的夹角, 与垂旋转,两小球随圆环一起转动且相对圆环静止。已知直,小球与圆环间恰好没有摩擦力,重力加速度为,是( )
。下列说法正确的 A. 圆环旋转角速度的大小为 B. 圆环旋转角速度的大小为 C. 小球受到的重力和弹力合力水平向左 D. 小球与圆环间摩擦力的大小为【答案】AD
点睛:解决本题的关键搞清物块做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律,抓住竖直方向上合力为零,水平方向上的合力提供向心力进行求解。
11. 如图所示,长度为的轻绳连着一个质量为的小球,悬于点。点正下方处有一个小钉子。刚开始让轻绳拉直,与竖直方向夹角为,将小球由静止释放,不考虑空气阻力,不计轻
绳撞到钉子的机械能损失。已知重力加速度为。下列说法正确的是( )
A. 当小球摆到最低点时,轻绳撞到钉子瞬间前后,小球的角速度变大 B. 当小球摆到最低点时,轻绳撞到钉子之前的瞬间,小球对绳的张力为C. 钉子离悬点越近,当小球摆到最低点轻绳撞到钉子后,绳子越容易断 D. 若轻绳撞到钉子后小球恰好能做完整的圆周运动,则轻绳撞到钉子瞬间前后小球的向心加速度之比为【答案】AD 【解析】当小球摆到最低点时,轻绳撞到钉子瞬间前后,小球的线速度不变,根据v=ωr可知,半径减小,则角速度变大,选项A正确;小球摆到最低点时,由机械能守恒定律:,在最低点:,解得T1=2mg,选项B错误;在最低点绳子碰 到钉子时,根据,钉子离悬点越远,则x越小,则T越大,即钉子离悬点越远,当小球摆到最低点轻绳撞到钉子后绳子越容易断,选项C错误;若轻绳撞到钉子后小球恰好能做完整的圆周运动,则在最高点的速度,在最低点的速度,此
时的向心加速度;绳子碰到钉子以前的向心加速度为,则轻绳撞到钉子瞬间前后小球的向心加速度之比为1:5,选项D正确;故选AD.
点睛:本题关键抓住摆球摆动过程中机械能守恒,碰到钉子前后小球的线速度不变,并能挖掘隐含条件,根据机械能守恒定律、牛顿第二定律及临界条件结合进行研究. 12. 如图所示, 是质量为为、半径为的光滑半圆弧槽,放在光滑的水平桌面上. 是质量的细长直杆,在光滑导孔的限制下, 只能上下运动.物块的质量为紧靠放置.初始
时, 杆被夹住,使其下端正好与半圆弧槽内侧的上边缘接触,然后从静止释放.则以下说法
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