- 机械能守恒定律
- 共101题
7.在今年上海的某活动中引入了全国首个户外风洞飞行体验装置，体验者在风力作用下漂浮在半空。若减小风力，体验者在加速下落过程中（ ）
正确答案
解析
据题意，体验者漂浮时受到的重力和风力平衡；在加速下降过程中，风力小于重力，即重力对体验者做正功，风力做负功，体验者的机械能减小；加速下降过程中，加速度方向向下，体验者处于失重状态，故选项B正确。
考查方向
解题思路
超重和失重只与加速度的方向有关，与物体的运动方向无关．加速度向上，超重；加速度向下，失重；
物体只有重力或弹簧的弹力做功，机械能守恒，如果还有其它力做功，当其它力做功的代数和为零，机械能不变；当其它力做功的代数和大于零，机械能增加；当其它力做功的代数和小于零，机械能减少．
易错点
知道超重和失重只与加速度的方向有关，与物体的运动方向无关．还要理解机械能守恒定律适用的条件．
知识点
质量为m的小球在竖直向上的恒定拉力作用下，由静止开始从水平地面向上运动，经一段时间，拉力做功为W，此后撤去拉力，球又经相同时间回到地面。以地面为零势能面，不计空气阻力。求：
37.球回到地面时的动能Ekt；
38.撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F；
39.球动能为W／5时的重力势能Ep。
正确答案
撤去拉力时球的机械能为W,由机械能守恒，回到地面时的动能
解析
撤去拉力时球的机械能为W,由机械能守恒，回到地面时的动能
考查方向
解题思路
机械能守恒
易错点
撤去拉力时的机械能关系
正确答案
设拉力作用时间为t,在此过程中球上升
由题意有
解得
根据牛顿定律
解得
解析
设拉力作用时间为t,在此过程中球上升
由题意有
解得
根据牛顿定律
考查方向
解题思路
运动学计算加速度，牛顿第二定律计算外力F
易错点
加速度的计算
正确答案
动能为
设球的位置在
而
解得
重力势能
设球的位置在h上方离地
由机械能守恒
因此
解析
动能为
考查方向
解题思路
功能关系和机械能守恒是手段，物理过程是关键
易错点
物理过程分析
9．如图所示，长度相同的三根轻杆构成一个正三角形支架，在A处固定质量为2m的小球，B处固定质量为m的小球，支架悬挂在O点，可绕过O点并与支架所在平面相垂直的同定轴转动．开始时OB与地面相垂直，放手后支架开始运动，在不计任何阻力的情况下，下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
本题有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，错选或不答得0分。
知识点
正确答案
解析
A、将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于P的速度．轻绳与杆的夹角为θ时，由速度的分解有：vP=vQcosθ，cosθ＜1，则得 vP＜vQ．故A正确．B、P先向下做加速运动，处于失重状态，则绳的拉力大小小于P的重力大小，即Q受到的拉力大小小于P的重力大小，故B错误．C、对于物块P和圆环Q组成的系统，只有重力做功，系统的机械能守恒．故C正确．D、除重力以外其它力做的功等于物体机械能的增量，物块Q上升到与滑轮等高前，拉力做正功，机械能增加，物块Q上升到与滑轮等高后，拉力做负功，机械能减小．所以Q上升到与滑轮等高时，机械能最大．故D正确．
考查方向
本题主要考查功能关系；运动的合成和分解；机械能守恒定律．
解题思路
将物块Q的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子的方向，在沿绳子方向的分速度等于P的速度．结合平行四边形定则求出P、Q速度的关系．通过绳子拉力对Q物体的做功情况，判断物块Q机械能的变化，从而得出何时机械能最大
易错点
关键会对速度进行分解，以及掌握功能关系，除重力以外其它力做功等于机械能的增量，并能灵活运用．
知识点
9．2022年第24届冬季奥林匹克运动会将在北京举行，跳台滑雪是冬奥会的比赛项目之一。如图所示为一简化后的跳台滑雪的雪道示意图，运动员从O点由静止开始，在不借助其它外力的情况下，自由滑过一段圆心角为60°的光滑圆弧轨道后从A点水平飞出，然后落到斜坡上的B点。已知A点是斜坡的起点，光滑圆弧轨道半径为40m，斜坡与水平面的夹角θ＝30°，运动员的质量m＝50 kg，重力加速度g＝10 m／s2。下列说法正确的是
A运动员从O运动到B的整个过程中机械能守恒
B运动员到达A点时的速度为20 m／s
C运动员到达B点时的动能为10 kJ
D运动员从A点飞出到落到B点所用的时间为
正确答案
解析
由于从O到B过程中，只有重力在做功，故机械能守恒，A选项正确；
对OA段，由动能定理得
对AB段，水平方向：
考查方向
本题考查了平抛运动、机械能守恒定律和动能定理等
解题思路
本题中因为不涉及到重力以外的其他力的功，所以可以应用机械能守恒定律或动能定理；AB段为平抛运动，故可采取相应的公式解决。
易错点
由于忽略了圆心角60°，而由机械能守恒定律得
知识点
15．如图所示为竖直平面内的直角坐标系。一个质量为m的质点，在恒力F和重力的作用下，从坐标原点O由静止开始沿直线OA斜向下运动，直线OA与y轴负方向成θ角（θ<90º）。不计空气阻力，重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
正确答案
解析
（在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
知识点
5．如图所示，M为固定在水平桌面上的有缺口的方形木块，abcd为半径是R的
正确答案
解析
列式mgh=mgR+（1/2）mv2
考查方向
解题思路
小球到达a点的临界条件是v=根号下Rg 利用机械能守恒条件进行计算。
易错点
小球到达a点的条件：V不等于0
知识点
24. 如图甲所示是一打桩机的简易模型。质量m=1kg的物体在拉力F作用下从与钉子接触处由静止开始运动，上升一段高度后撤去F，到最高点后自由下落，撞击钉子，将钉子打入一定深度。物体上升过程中，机械能E与上升高度h的关系图象如图乙所示。不计所有摩擦，g取10m/s2。求：
（1）物体上升1 m后再经多长时间才撞击钉子（结果可保留根号）；
（2）物体上升到0.25m高度处拉力F的瞬时功率。
正确答案
（1）设物体上升到h1=1m处的速度为v1，由图乙
解得v1=2m/s
物体自h1=1m后的运动是匀减速直线运动，设经t时间落到钉子上，则有
（2）对F作用下物体的运动过程，根据功能量关系有
由图象可得，物体上升h1=1m的过程中所受拉力F=12N
物体向上做匀加速直线运动，设上升至h2=0.25m时的速度为v2，加速度为a，根据牛顿第二定律有
根据运动学公式有
瞬时功率P=Fv2
解得P=12W
解析
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知识点
11．一个质量为m=0．20kg的小球系于轻质弹簧的一端，且套在光竖直的圆环上，弹簧固定于环的最高点A，环的半径R=0． 50m,弹簧原长L0 = 0． 50m，劲度系数为4．8N/m，如图所示，若小球从图示位置B点（已知
（1）小球到C点时的速度vC的大小．
（2）小球在C点时对环的作用力（g=10m/s2）．
正确答案
（1）3m/s
（2）3．2N，方向向下
解析
（1）依题意可知，球在B位置时弹簧处于原长状态，其弹性势能为零；
取小球为研究对象，从B到C的过程，由动能定理有：
mg（R+Rsin30°）+W弹=
其中W弹=-ΔEP= - 0． 60 J
代入数据解得：vc=3m/s
（2）在C点处，取小球为研究对象，设环对小球的弹力为N，由牛顿第二定律有：
N+mg+F弹=
F弹=k（2R-L0） ……③
②③联立解得N=3．2N，由牛顿第三定律知，球对环的作用力为N’=N=3．2N，方向竖直向下。
考查方向
本题考查动能定理、能量守恒定律（含机械能守恒定律）的应用，是高中物理力学的重要题型，常与共点力的平衡，牛顿运动定律等知识点结合出题，经常出现的情景有圆周运动，物体在斜面上的运动，连接体问题等。
解题思路
1、由B到C的过程根据动能定理或者能量守恒求出在C点的速度；
2、在C点根据圆周运动的一般规律，结合牛顿第二定律即可求出小球在C点处收到的环施加的作用力，再根据牛顿第三定律解出球对环的作用力。
易错点
1、忽视了隐含条件的分析，弹簧的原长为0．50m，初始释放物体时，弹簧为原长；
2、题干（2）问中问的是物体对环的作用力，忘记书写牛顿第三定律；
3、求解的作用力忘记表述方向，造成不必要的失分。
知识点
10．一个小球从高处由静止开始落下，从释放小球开始计时，规定竖直向上为正方向，落地点为重力势能零点。小球在接触地面前、后的动能保持不变，且忽略小球与地面发生碰撞的时间以及小球运动过程中受到的空气阻力。图中分别是小球在运动过程中的位移x、速度v、动能Ek和重力势能Ep随时间t变化的图象，其中正确的是（ ）
A
B
C
D
正确答案
解析
（在每小题给出的四个选项中，有一个选项或多个选项正确。全部选对的得3分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分）
知识点
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