机械能守恒定律和能量转化与守恒定律(老师)

1、如图所示，绝缘弹簧的下端固定在斜面底端，弹簧与斜面平行，带电小球Q(可视为质点)固定在光滑绝缘斜面上的M点，且在通过弹簧中心的直线ab上.现把与Q大小相同,带电性也相同的小球P,从直线ab上的N点由静止释放，在小球P与弹簧接触到速度变为零的过程中()A小球P的速度先增大后减小B小球P和弹簧的机械能守恒，且P速度最大时所受弹力与库仑力的合力最大C.小球P的动能、重力势能、电势能与弹簧的弹性势能的总和增大D系统的机械能守恒答案A如图所示，A、B两球质量相等,A球用不能伸长的轻绳系于0点,B球用轻弹簧系于0,点,0与0,点在同一水平面上.分别将A、B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平,弹簧处

2、于自然状态,将两球分别由静止开始释放,当两球达到各自悬点的正下方时两球恰好仍处在同一水平()两球到达各自悬点的正下方时,两球动能相等两球到达各自悬点的正下方时,A球动能较大两球到达各自悬点的正下方时,B球动能较大两球到达各自悬点的正下方时,A球损失的重力势能较多答案B解析小球P与弹簧接触时，沿平行斜面方向受到小球Q对P的静电力、重力的分力、弹簧的弹力，开始时合力的方向沿斜面向下，速度先增加，后来随着弹簧压缩量变大，合力的方向沿斜面向上，速度逐渐减小，A项正确；小球P和弹簧组成的系统受到小球Q的静电力，且静电力做正功，所以系统机械能不守恒，B项错误；把弹簧、小球P、Q看成一个系统，除重力外无外力

3、对该系统做功，故系统的总能量守恒，C错误.如图所示,质量为M、长度为L的小车静止在光滑的水平面上.质量为m的小物块(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上,使物块从静止开始做匀加速直线运动.物块和小车之间的摩擦力为Ff.物块滑到小车的最右端时，小车运动的距离为1.在这个过程中,以下结论正确的是()物块到达小车最右端时具有的动能为(F-F)(l+s)f物块到达小车最右端时，小车具有的动能为Ffl阡物块克服摩擦力所做的功为Ff(L+l)物块和小车增加的机械能为Fl7答案ABC(2010盐城模拟)如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由直轨道AB和圆轨道BC组成，小球从轨道AB上高H

4、处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过圆轨道最高点C时对轨道的压力为F并得到如图乙所示的压力F随高度H的变化关系图象.(小球在轨道连接处无机械能损失，g=10m/s2)求：小球从H=3R处滑下，它经过最低点B时的向心加速度的大小;小球的质量和圆轨道的半径.答案(1)60m/s2(2)0.1kg0.2m解析(1)由机械能守恒得：2v2向心加速度a=g=6g=60m/s2(2)由机械能守恒得：mgHmg2R=mv22C由牛顿第二定律得：,v2mg+F=mR_解得：F晋H-5mg根据图象代入数据得：m=0.1kg,R=0.2m.(2010山东济南期末测试)如图所示的“S”形玩具轨道，该轨道是用内

5、壁光滑的薄壁细圆管弯成，放置在竖直平面内，轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成，圆半径比细管内径大得多，轨道底端与水平地面相切，轨道在水平方向不可移动.弹射装置将一个小球(可视为质点)从a点水平弹射向b点并进入轨道，经过轨道后从最高点d水平抛出(抛出后小球不会再碰轨道)，已知小球与地面ab段间的动摩擦因数“=0.2,不计其他机械能损失，ab段长L=1.25m,圆的半径R=0.1m,小球质量m=0.01kg,轨道质量为M=0.26kg,g取10m/s2，求：若v0=5m/s，小球从最高点d抛出后的水平位移.若v=5m/s，小球经过轨道的最高点d时，管道对小球作用力的大小和方向.设小球进入轨

6、道之间，轨道对地面的压力大小等于轨道自身的重力，当v0至少为多少时，小球经过两半圆的对接处c点时，轨道对地面的压力为零.答案(1)0.98m(2)1.1N，方向竖直向下(3)6m/s解析(1)设小球到达d点处速度为v,由动能定理，得Tn11pmgLmg4R=2mv22mv2220小球由d点做平抛运动，有4R=*gt2x=vt联立并代入数值，解得小球从最高点d抛出后的水平位移：x=0.98m.(2)当小球通过d点时，由牛顿第二定律得lV2FN+mg=mR代入数值解得管道对小球作用力F=1.1N，方向竖直向下.N设小球到达c点处速度为v,由动能定理，得cumgLmg2R=gmv2mv22c20当小

7、球通过c点时，由牛顿第二定律得v2FJ+mg=m-要使轨道对地面的压力为零，则有F=MgN联立并代入数值，解得v0=6m/s.如图所示，水平桌面上有一轻弹簧，左端固定在A点，自然状态时其右端位于B点.D点位于水平桌面最右端，水平桌面右侧有一竖直放置的光滑轨道MNP,其形状为半径R=0.8m的圆环剪去了左上角135的圆弧，MN为其竖直直径，P点到桌面的竖直距离为R，P点到桌面右侧边缘的水平距离为2R.用质量m：=0.4kg的物块a将弹簧缓慢压缩到C点，释放后弹簧恢复原长时物块恰停止在B点.用同种材料、质量为m2=0.2kg的物块b将弹簧缓慢压缩到C点释放，物块b过B点后其位移与时间的关系为x=6

8、12t2,物块从D点飞离桌面恰好由P点沿切线落入圆弧轨道.g=10m/s2，求:BD间的水平距离.判断物块b能否沿圆弧轨道到达M点.物块b释放后在桌面上运动的过程中克服摩擦力做的功.答案(1)2.5m(2)不能(3)5.6J解析(1)设物块由D点以初速度vD做平抛运动，落到P点时其竖直方向分速度为:v=：2gRyvy=tan45vD所以VD=4m/s在桌面上过B点后初速度v0=6m/s，加速度a=4m/s2v2v2所以BD间位移为xbd=D刼=2.5m若物块能沿圆弧轨道到达M点，其速度为vm，由机械能守恒定律得：M11血R尹倉=2叭22m2gRv2轨道对物块的压力为Fn，贝I：FN+m2g=m2p解得：Fn=(1；2)m2g0所以物块不能到达M点设弹簧长为AC时的弹性势能为E,物体a、b与桌面间的动摩擦因数均为“，