如图a所示,光滑水平面上两个可看作质点的小球A、B在同一直线上运动,A球在前,B球在后,开始时B的速度大于A的速度,A、B两球之间有大小相等方向相反的与它们的距
题型:不详难度:来源:
如图a所示,光滑水平面上两个可看作质点的小球A、B在同一直线上运动,A球在前,B球在后,开始时B的速度大于A的速度,A、B两球之间有大小相等方向相反的与它们的距离平方成反比的斥力作用,这种相互作用力对应着一种能可以称之为相互作用能.在运动过程中,两个小球始终没有相撞,总动能和它们之间的相互作用能相互转化但总能量不变. 李云和几位同学在一起研究这样一个问题:两个小球在什么状态下,它们之间的相互作用能最大. 在研究的过程中,李云提出了上面的问题可以用如图b所示的情境类比.图b中A′、B′是两个在光滑水平面上同一直线上运动的滑块,A′与一轻质弹簧相连接.开始时B′的速度大于A′,在B′压缩弹簧后,当A′、B′的速度相等时,弹簧的弹性势能最大. 下列说法中正确的是( )
A.李云的类比是合理的,因为A、B速度相等时它们的相互作用能最大 | B.李云的类比是不合理的,因为A、B的速度不可能相等 | C.李云的类比是不合理的,因为A′、B′之间,A、B之间的相互作用力不遵从相同的规律 | D.李云的类比是不合理的,因为A′、B′之间的相互作用能是弹性势能,A、B之间的相互作用能不是弹性势能 |
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答案
A、B在相互作用力作用下,A做减速运动、B做加速运动,经过一段时间后两者速度相同,在此过程中相互作用力做负功,相互作用能增大,当两者速度相等时,相互作用能最大,在此过程中系统的动能与相互作用能之和保持不变;A′、B′接触后弹簧被压缩,A′做减速运动,B′做加速运动,经过一段时间后,两者速度相同,此时弹簧弹性势能,即它们间的相互作用能最大,在整个过程中,只有弹力做功,系统机械能守恒,它们的相互作用能与动能之和不变;则李云的类比是合理的. 故选A. |
举一反三
图中物体m机械能守恒的是(均不计空气阻力)( )A.
物块沿固定斜面匀速下滑 | B.
物块在F作用下沿固定光滑斜面上滑 | C.
小球由静止沿光滑半圆形固定轨道下滑 | D.
细线拴住小球绕O点来回摆动 |
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一个足球质量为3Kg 以30m/s的速度被踢到60m远处,在飞行过程中的最大高度是3m,那么足球的初动能是______J,球在飞行过程中的最大重力势能为______J,如果空气阻力不计足球落地时的动能为______J,机械能为______J. |
忽略空气阻力,下列物体运动过程中满足机械能守恒的是( )A.电梯匀速下降 | B.在真空管中自由下落的羽毛 | C.物体沿着斜面匀速下滑 | D.物体做自由落体运动 |
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如图所示,一根轻杆两端各固定一个质量相等的小球P、Q,杆绕过杆中点的轴在竖直平面内顺时针自由转动.不计摩擦阻力和空气阻力,在从图中水平位置第一次转到竖直位置的过程中( )A.P的机械能增加,Q的机械能减少 | B.P、Q的动能都增加 | C.合力对P做功为零,合力对Q做功也为零 | D.杆对P、Q的作用力对P、Q均不做功 |
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一个质量为m的物体以a=2g的加速度竖直向下运动,则在此物体下降h高度的过程中,下列说法正确的是( )A.物体的重力势能减少了2mgh | B.物体的动能减少了2mgh | C.物体的机械能保持不变 | D.物体的机械能增加了mgh |
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