如图所示,质量m=5㎏的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定在环上的A点,环半R=0.5m弹簧原长L0=R=0.5m.当球从图中位置C滑至最

如图所示,质量m=5㎏的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定在环上的A点,环半R=0.5m弹簧原长L0=R=0.5m.当球从图中位置C滑至最

题型:不详难度:来源:
如图所示,质量m=5㎏的小球系于弹簧的一端,套在光滑竖直圆环上,弹簧的另一端固定在环上的A点,环半R=0.5m弹簧原长L0=R=0.5m.当球从图中位置C滑至最低点B时,测得vB=3m/s,
(1)则在B点时弹簧的弹性势能Ep大小?
(2)描述小球过B点之后滑行时机械能的转化情况,并判断小球能否到达A点,为什么?
(3)若把小球换为质量M=2m=10Kg其它条件不变,求小球M到达B点速度大小.
(4)情况2中小球到达的最高点与情况1是否相同?为什么?
答案
(1)球由C到B的过程,设弹簧弹力做功为W,则:
mgR(1+cos60°)+W=
1
2
mv2
代入数据解得:W=-15J
则弹簧的弹性势能为:EP=15J;
(2)小球过B点之后,位置升高,则重力势能增加,速度减小则动能减少,弹簧的弹性势能减小,即动能和弹性势能转化为重力势能;
根据弹簧与小球组成的系统机械能守恒,小球只能到达与C等高的点,而不能到达A点;
(3)根据动能定理:MgR(1+cos60°)+W=
1
2
Mv2
W=-15J
联立得:v=2


3
m/s
(4)根据小球与弹簧组成的系统机械能守恒,同样小球M到达与C等高的点,即情况与情况1相同.
答:(1)在B点时弹簧的弹性势能Ep大小为15J;
(2)小球过B点后动能和弹性势能转化为重力势能,不能达到A点,因为小球与弹簧组成的系统机械能守恒;
(3)若把小球换为质量M=2m=10Kg其它条件不变,小球M到达B点速度大小为2


3
m/s.
(4)情况2中小球到达的最高点与情况1相同,同样根据机械能守恒,小球到达与C等高的点即速度减小为零.
举一反三
某块砖在一对平衡力作用下运动,则该砖(  )
A.势能一定不变,动能一定不变
B.势能可能改变,动能一定不变
C.势能可能改变,动能可能改变
D.势能一定不变,动能可能改变
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力对物体做功100J,下列说法正确的是(  )
A.物体具有的能量增加100J
B.物体具有的能量减小100J
C.有100J的能量发生了转化
D.产生了100J的能量
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一个钢球冲到一块竖直的木板上,由于钢球具有动能,板上出现了一个裂痕.钢球是怎样获得这个动能呢?
(1)请你设计一个情境,表明钢球的动能是从重力势能转化的,请你把这个情境画在图(1)中,并在图旁边加以必要的说明.
(2)请你设计一个情境,表明钢球的动能是从弹性势能转化的,请你把这个情境画在图(2)中,并在图旁边加以必要的说明.
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下列关于功和机械能的说法,正确的是(  )
A.在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功
B.合力对物体所做的功等于物体动能的改变量
C.物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取有关
D.运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量
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质量为m的物体,从静止出发以
g
2
的加速度竖直下落h,则(  )
A.物体的机械能增加了
1
2
mgh
B.物体的动能增加了
1
2
mgh
C.物体的机械能减少了
1
2
mgh
D.物体的重力势能减少了mgh
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