- 机械能守恒定律
- 共29368题
(10分)如图所示,内壁粗糙的半圆形碗固定在水平地面上,碗的半径R=1m。质量为2kg的小球自碗口静止释放,滑到碗底时的速度大小为v=4m/s。 (g=10m/s2) 则:
(1)从碗口到碗底小球重力势能的变化是多少?
(2)从碗口到碗底摩擦力对小球做功是多少?
(3)在碗底处,小球对碗底的压力是多少?
正确答案
(1)重力势能减少20J
(2)
(3)
(1) 重力势能减少20J
(2),
(3),
如图所示,在足够长的水平面的左端有一质量为M的物体A被固定,距A为处,有一质量为m的物体B以初速
沿水平面向右运动.若物体B受到A的引力恒为F,B与平面间的摩擦力大小恒为f,且F>f,而A与B每次碰撞没有机械能损失,求物体B以
开始运动,直到停下来所经过的路程.
正确答案
因为F>f,所以物体B最终会紧靠A,才能停止,以m为研究对象,设其通过总路程为s,根据动能定理
一质量为10 g的子弹以200 m/s的水平速度射入一个质量为190 g的静止在光滑水平面上木块,射入以后子弹留在木块中,则子弹和木块的共同速度为 m/s,若子弹与木块间的平均作用力为1000 N,则子弹打入木块的深度为 m。
正确答案
10 m/s 0.19 m
根据动量守恒,,可得子弹和木块的共同速度
,根据能量守恒,
,解得子弹打入木块的深度d=0.19m
故答案为:10;0.19
(2012年2月济南检测)如图所示,在光滑水平地面上放置质量M=2kg的长木板,木板上表面与固定的竖直弧形轨道相切。一质量m=1kg的小滑块自A点沿弧面由静止滑下,A点距离长木板上表面高度h=0.6m。滑块在木板上滑行t=1s后,和木板以共同速度v =1m/s匀速运动,取g=10m/s2。求:
(1) 滑块与木板间的摩擦力
(2) 滑块沿弧面下滑过程中克服摩擦力做的功
(3) 滑块相对木板滑行的距离
正确答案
(1) (2)
(3)
(1)对木板 …………………………1分
由运动学公式,有 ……………………1分
解得 ……………………………1分
(2)对滑块 ………………………1分
设滑块滑上木板时的初速度为v0,
由公式 ……………………………1分
解得
滑块沿弧面下滑的过程,由动能定理得
…………………………2分
可得滑块克服摩擦力做功为
…………………1分
(3)t=1s内木板的位移……………………1分
此过程中滑块的位移 …………1分
故滑块相对木板滑行距离…………1分
如图所示,物块由倾角为的斜面上端由静止滑下,最后停在水平面上,设物块与斜面及平面间的动摩擦因数都为
,试求物块在斜面上滑行的距离
与在平面上滑行的距离
的比值.
正确答案
由动能定理,
即
得
(8分)如图所示,质量为m=1kg的物体在与水平方向成α=37°的拉力F=10N的作用下,在动摩擦因数为μ=0.2的水平面上发生了一段位移x=2m,求:(g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)
(1)拉力F做的功;
(2)摩擦力做的功.
正确答案
(1)
(2)
(8分)(每问4分,第(2)问即使数对,无负号的扣2分)
(1)
(2)
如图5-7-5所示,物体从高为h的斜面上的A点由静止滑下,恰好停在水平面上的B点.若使其从B点开始运动且能回到斜面上的A点,则物体在B点的初速度应为多大?
图5-7-5
正确答案
物体从A运动到B,应用动能定理:mgh-W阻="0. " ①
物体从B运动到A,设初速度为v,再应用动能定理:-mgh-W阻=. ②
由①、②两式得:v=.
(13分)如图,重物M质量为1.0kg,以10m/s的初速度沿水平台面从A点向右运动,在B点与质量为0.20kg的静止小球m相碰撞,结果重物M落在地面上的D点。已知重物M与台面AB间的动摩擦因数为0.10,图中AB长18m,BC和CD均等于5.0m,取g=10m/s2。
求:(1)重物M与小球碰撞前瞬间速度大小;
(2)重物M与小球碰撞中所减少的动能;
(3)小球m落地点F与重物M落地点D之间的距离。
正确答案
(1)8m/s
(2)19.5J
(3)10m
(1)由动能定理,得
-μMgSAB=Mv12-
Mv02
∴v1=8m/s。 ①
(2)碰撞后,重物做平抛运动
由h=gt2,得
t=="1s " ②
∴v2=m/s="5m/s "
③
∴碰撞中,重物M所减少的动能为:△EK=Mv12-
Mv22=19.5J。 ④
(3)碰撞时,满足动量守恒,则
Mv1=Mv2+Mv3
∴v3=="15m/s " ⑤
小球的水平射程为:S′=v3t="15m " ⑥
∴两落点距离为:△S=S′-S=15m-5m=10m。 ⑦
评分标准:本题目13分②、③、⑥各1分 ④、⑦各2分 ①、⑤各3分。
物体受到合力F的作用,由静止开始运动,力F随时间变化的图象如图所示,下列说法中正确的是( )
正确答案
BCD
试题分析:据题意,从图可知物体开始先向负向运动,0-1s末速度为某个值-v,而位移为-s,之后力F反向,1-1.5s末速度减为0,此时总位移为-2s,之后物体向正向运动,1.5-2s末时速度为v,向正向运动了s,此时位移为-s,此后力又向负向,2-3s末速度减为0,此时位移也为0,故选项A错误而选项B正确;据以上分析,0-3s内力F的冲量等于动量变化,即,此过程力F做的功为:
,故选项C正确;3-4s末速度为-v,位移为-s,所以2-4s内力F冲量为:
,功为
,故选项D正确。
(16分)如图所示,水平地面上固定有高为h的平台,台面上有固定的光滑坡道,坡道顶端距台面高度也为h,坡道底端与台面相切。小球A从坡道顶端由静止开始滑下,到达水平光滑的台面与静止在台面上的小球B发生碰撞,并粘连在一起,共同沿台面滑行并从台面边缘飞出,落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半,两球均可视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。求
(1)小球A刚滑至水平台面的速度vA;
(2)A、B两球的质量之比mA:mB。
正确答案
(1)(2)1:3
解:(1)小球从坡道顶端滑至水平台面的过程中,由机械能守恒定律得
mAgh = mAvA2
解得:vA =
(2)设两球碰撞后共同的速度为v,由动量守恒定律得
mAvA=(mA + mB)v
粘在一起的两球飞出台面后做平抛运动
竖直方向:h = gt2
水平方向: = vt
联立上式各式解得:
(09·上海物理·20)质量为5´103 kg的汽车在t=0时刻速度v0=10m/s,随后以P=6´104 W的额定功率沿平直公路继续前进,经72s达到最大速度,设汽车受恒定阻力,其大小为2.5´103N。求:
(1)汽车的最大速度vm;(2)汽车在72s内经过的路程s。
正确答案
(1)24m/s(2)1252m
:(1)当达到最大速度时,P==Fv=fvm,vm==
m/s=24m/s
(2)从开始到72s时刻依据动能定理得:
Pt-fs= mvm2-
mv02,解得:s=
=1252m。
距沙坑高7m处,以v0=10m/s的初速度竖直向上抛出一个重力为5N的物体,物体落到沙坑并陷入沙坑0.4m深处停下。不计空气阻力,g=10m/s2。求:
(1)物体上升到最高点时离抛出点的高度;
(2)物体在沙坑中受到的平均阻力大小是多少?
正确答案
1)设物体上升到最高点时离抛出点为H, 由动能定理得
① (2分)
代入数据得H="5m " (2分)
(2)设物体在沙坑中受到的平均阻力为f,陷入沙坑深度为d,从最高点到最低点的
全过程中: mg(H+h+d)—fd="0 " (4分)
代入数据得F="155N " (2分)
略
一列火车在一段时间内运动的速度—时间图象如图所示。由此可知,这段时间内火车的动能在____________(选填“增大”或“减小”);牵引力对火车所做的功____________(选填“大于”或“小于”)火车克服阻力所做的功。
正确答案
:增大,大于
分析:由速度图象可知:火车做匀加速直线运动,速度增大,根据动能的表达式、牛顿第二定律及恒力做功表达式即可求解.
解答:解:由速度图象可知:火车做匀加速直线运动,速度增大,所以EK=mv2增大,
F-f=ma>0,所以F大于f,所以Fx>fx,即牵引力对火车所做的功大于火车克服阻力所做的功.
故答案为:增大;大于
点评:本题主要考查了动能的表达式、牛顿第二定律及恒力做功表达式的直接应用,要求同学们能根据图象得火车的运动情况.
如图所示,用大小为F的水平恒力,推静放在光滑水平地面A处的小物块,推至B处时物块速度为v,然后改用大小不变、方向相反的力F′推小物块,则小物块再次回到B处时的速度大小为__________,回到A处时的速度大小为_________
正确答案
v,v.
试题分析:根据动能定理可得,所以回到B处时的速度为
。
设AB相距s,当从A运动到B时有,当从B运动到A时有
,解得
点评:在应用动能定理解题的时候,一定要分清楚过程始末位置的状态
水平地面上一质量m=10Kg的物体在大小为30N的水平恒力F的作用下从静止开始运动了10m,之后撤去F,已知物体与地面的动摩擦因素μ等于0.1,g取10m/s2,问物体还能继续滑行多长距离?(8分)
正确答案
20m
本题可应用动能定理求解,设还能继续滑动s距离,由动能定理,两个公式分别为6分和2分
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