《机械能守恒、功能关系、动能定理》压轴题-103道含详解

1、机械能守恒、功能关系、动能定理轴问题103道详细解说1 .如图所示，被固定有质量m的圆环的水平直棒嵌入，轮和棒的动摩擦系数为，现在轮被赋予右侧的初速v0，在运动中受到总是垂直于一个方向的力f的作用时，如果知道力f的大小F=kv(k是常数，v是轮的运动速度)，则轮在运动中克服摩擦力A.mv B . mv C. 0 D .mv-分析：mg=kv0时，即v0=时，环进行等速运动，Wf=0，环克服摩擦力的功为零(3点)mgkv0时，即v0时，环在运动中v减少，f减少，f增大，最终环的工作是克服摩擦力。 (5分)当mg时，环在运动中v减少，f减少，f减少到mg=kv时，环进行等速运动，Wf=，环克服摩擦

2、力的工作(7点)如图所示，嵌入固定有质量m的圆环的水平直线杆上，圆环和杆的摩擦系数为，现在，对圆环施加右初速，施加与圆环垂直的向上的力f，使f的大小变化，两者的关系为k为常数，圆环运动中的速度图像可能是图中的图像甲组联赛乙级联赛c.d.答案PS公司 /物理2 /请求/详细信息/e B- 8b 76-4a 70-bc47-ceaf 86如图所示，质量m的圆环被固定的水平直杆上，圆环和杆的动摩擦系数为。 现在，对圆环施加水平右的一定力f，在使圆环从静止状态运动的同时，与圆环垂直向上，施加大小随速度变化的力F1=kv。 其中k是常数，在圆环运动中()3 .如图所

3、示，粗糙度均匀的绝缘斜面下的o点有正电荷，带负电的小物体以初始速度V1从m点沿斜面滑动，到达n点后，速度变为零，然后退回到m点。 此时，速度是V2(V2V1 )。 小物体的电荷量不变化，如果OM=ONa .小物体上升的最大高度是在b.n到m的过程中，小物体的电势逐渐变小在c.m到n的过程中，电场力在对小物体做负作用之后再做正作用在d.n到m的过程中，小物体受到的摩擦力和电场力都先变大再变小回答： PS分析：设斜面的倾斜度为，设上升过程中沿斜面移动的最大距离为l。因为OM=ON，所以MN的两点电位相等，小的物体从m到n，从n到m的电场力都为零。 上行和下行通过相同的位置时，如果垂直斜面方向的电场

4、力的分力相等，则以相等的微小位移，在上行和下行之间，与电场力的分力对应的摩擦力起作用的功是相等的负功，因此，在上行和下行的过程中，战胜电场力的摩擦力起作用的功相等，设为W1。 在滑动和滑动过程中，如果对小物体应用动能定理，则由于-mgsinL-mgcosL-W1=-和mgsinL-mgcosL-W1=、上二式减法sinL=，a对OM=ON，电场力对小物体进行正工作后再进行负工作在BC错误的从n到m的过程中，小物体受到的电场力从垂直斜面的分力变大后变小，如果重力分力不变，摩擦力变大后变小，在这个过程中从小物体到o的距离变小后变大，根据库仑定律，小物体4 .如图所示，两个质量相等的单块a、b用轻弹

5、簧连接，b足够长，放在水平面上，所有的接触面都很光滑。 弹簧最初处于原来的长度，在运动中总是在弹性限度内。 对物体a施加水平一定的力，从a、b静止到第一次的速度相同的过程中，以下的说法是正确的()a .当a、b的加速度相等时，系统的机械能最大b .当a、b加速度相等时，a、b的速度差为最大c.a、b的速度相等时，a的速度为最大d .当a、b的速度相等时，弹簧的弹性电势最大答案如图所示，相对于a、b在水平方向受到力分析，F1是弹簧的拉伸力在加速度大小相同a的情况下，在a中F-F1=ma，在b中F1=ma，a的合成力(加速度)在全过程中减少，b的合成力(加速度)增加，在达到共同加速度之前，a的合成

6、力(加速度)比b的合成力(加速度)大得多，然后，a的合成力(加速度)为两物体运动的v-t图像如图所示，在tl时刻，两物体的加速度相等，倾斜相同，速度差最大，在t2时刻两物体的速度相等，a速度最大，两实线之间包围的面积最大值，即两物体的相对位移最大， 此时，弹簧被最大拉伸的重力和弹力以外的力在系统上做正的工作，因此系统的机械能增加，tl时刻以后拉伸力也做正的工作，即加速度相等的情况下，系统的机械能不是最大值。故选： BCD5 .如图所示，质量为m和2m的a、b两棵树之间用轻弹簧连接起来，放在光滑的水平面上，a靠着垂直壁。 用水平力f向左推b的话，弹簧只被压缩一定的长度，静止后弹簧积蓄的弹性势能为

7、e。 此时突然撤退f，对于由a、b和弹簧组成的系统，以下说法是正确的拆除a.f后，系统的运动量被保存，机械能被保存拆除b.f后，在a离开垂直墙壁前，系统的运动量没有被保存，机械能被保存卸下c.f后，a离开垂直壁后，弹簧的弹性作用力的最大值为e卸下d.f后，a离开垂直壁后，弹簧的弹性作用力的最大值为E/3a、b卸下f后，a离开垂直壁前，垂直方向两物体的重力和水平面的支撑力平衡，合力为零，壁对a有右弹性，系统的运动量不保存。 在这个过程中，只有弹簧的弹力对b工作，系统的机械能保存。 a离开垂直壁后，系统的水平方向不受外力，如果垂直方向的外力平衡的话，系统的运动量就会保存，只有弹簧的弹力起作用，机能

8、也会保存。 因此，a错了，b是正确的c、d卸下f后，a离开垂直壁后，两物体的速度相同时，弹簧的伸长最长，收缩最短，弹性势最大。 两物体的速度为v，a离开墙壁时，b的速度为v0.根据动量守恒和机械能守恒，2mv0=3mv，联合得到，弹簧的弹性势的最大值为. c错误，d是正确的6 .斜面体静止在平滑的水平地面上，其质量为m-2，斜面为平滑的曲面，斜面体的高度为h，底边的长度为a。 现在，质量为m1(m2=nm1 )的球从斜面体的前端静止地下降，在斜面体的下端滑动的速度为水平方向时，如下说是正确的a .在球落下的过程中，两者的运动量总是与大小相同的方向相反b .两者离开时斜面体向左移动的距离是c .

9、分离时球和斜面体的速度大小分别为和d .球在下降过程中斜面体的弹性给予它的工作是a .由小球和斜面体组成的系统，因为在水平方向上没有外力，所以系统水平方向运动量被保存，在其他方向上也没有保存，所以a是错误的对于b，各自的位移，因为两者都走在a的道路上，(v1 v2)t=a，得到斜面体的位移，方向是右，b是错误的c、为了系统水平方向运动量保存，m1v1-m2v2=0、v1=nv2。 另外，因为系统没有能量损失，所以系统机械能保存，即，能得到耦合速度关系，所以c是正确的d，关于弹力给球的工作，从动能定理中得到弹力的工作，d是错误的故选： c7 .如图所示，平滑的圆弧轨道固定在垂直面内，o为中心，O

10、A水平，OB为垂直，小球从a点沿轨道入射，速度为v1，小球到达最高点b的速度为v2，v1和v2的比率可能为()A. 1 : 2 B. 4 : 5C. 1 D. 4 : 3【回答】光碟【解析】问题分析：根据机械能守恒，球达到最高点b的最小速度，根据机械能守恒，此时，越大，球越小。选择CD试验点：机械能保存评分：偏难。 本问题的要点在于找到这两个速度比的范围，机械能守恒是一种问题解决手段，通过最高点的临界条件是重力等于向心力。8 .滑块以速度v1惯性沿着固定斜面从下向上移动，以返回原点时的速度v2和v2 v1，设滑块上移动的位移的中点为a，斜面下的重力电位为零时()a .上升时机械能减少，下降时机

11、械能增大b .上升时机械能减少，下降时机械能也减少c .上升中的动能与势能相等的位置在a点以上d .上升中的动能和势能相等的位置低于a点从v22fh铁环第四次到达q点时的动能是Ek2=Ek1-2fh=16J设小圈在空中再次上升的距离为h，则如下可以解开-mgh=0-ek2、h=0.8m铁环第四次到达q点时(向下运动)的动能是Ek3=Ek2=16J2fh之后，铁环总是沿着直线棒移动，直到停止为止，之后，设铁环沿着直线棒移动的距离为x，则如下mgh-fx=0-Ek3解： x=14m铁环的总行程是s=3hh2hx=28.4ma:(1)沿着杆运动的过程中，求出铁环受到的摩擦力f的大小为4N(2)图(3

12、)从开始落下到最终在箱底停止，求铁环运动的总行程s为28.4m本问题比较复杂的部分是第三个问题，在这里需要多次判定，利用判定铁环不能再次返回q的次数，求出通过q点以上的程度和通过摩擦力的程度(在这一段，摩擦力功和力上的作用相同，这是摩擦力功的特征)，合计容易出错的地方也是这个问题。11 .如右图所示，质量为m的车放在平滑的水平上，质量为m的物体放在车的一端。 水平的一定力f作用后，物体从静止开始运动，设车和物体之间的摩擦力为f，车长为l，车的位移为s，物体从车的一端运动到另一端时，下面的说法是正确的()mma、物体具有的动能是(F-f)(S L )。b .推车具有的动能是PSc .设物体克服摩擦力的功为f(S L )d .在这个过程中，由车和物体组成的系统机械能减少了fL【解析】a，根据动能定理