如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球,小球与一轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,已知杆与水平面之间的夹角θ<45°,当小球位于B点
题型:不详难度:来源:
如图所示,固定的倾斜光滑杆上套有一个质量为m的小球,小球与一轻质弹簧一端相连,弹簧的另一端固定在地面上的A点,已知杆与水平面之间的夹角θ<45°,当小球位于B点时,弹簧与杆垂直,此时弹簧处于原长.现让小球自C点由静止释放,在小球滑到杆底端的整个过程中,关于小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能,下列说法正确的是( )A.小球的动能与重力势能之和保持不变 | B.小球的动能与重力势能之和先增大后减少 | C.小球的动能与弹簧的弹性势能之和保持不变 | D.小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和保持不变 |
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答案
A、小球沿杆下滑的过程的受重力、杆的弹力和弹簧的拉力,重力和弹簧的拉力做功,所以小球机械能不守恒,故A错误. B、根据除了重力之外的力做功量度机械能守恒得 小球自C点由静止释放到B的过程中弹簧的拉力做正功,所以小球的机械能增大,从B点向下,弹簧的拉力与速度方向成钝角,做负功,小球的机械能减小,故B正确. C、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,而小球的重力势能减小,所以小球的动能与弹簧的弹性势能之和增大,故C错误. D、小球和弹簧组成的系统的机械能守恒,而小球的动能在变化,所以小球的重力势能与弹簧的弹性势能之和也在变化,故D错误. 故选B. |
举一反三
如图所示,轻弹簧的一端固定在竖直墙上,光滑弧形槽固定在光滑的水平面上,弧形槽底端与水平面相切,一质量为m的小物块从槽高h处开始自由下滑,下列说法正确的是( )A.在下滑过程中,物块的机械能守恒 | B.在整个过程中,物块的机械能守恒 | C.物块被弹簧反弹后,一直做匀速直线运动 | D.物块被弹簧反弹后,能回到槽高h处 |
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一个物体以1m/s2的加速度从高处竖直匀加速向下运动,则此物体的机械能( ) |
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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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. |
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