机械能部分练习题.ppt

1、【例1】 (2012江苏卷，3)如图51所示，细线的一端固定于O点，另一端系一小球在水平拉力作用下，小球以恒定速率在竖直平面内由A点运动到B点在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是 (),对功、功率的理解及定量计算(选择题),图51,A逐渐增大 B逐渐减小 C先增大，后减小 D先减小，后增大 解析小球速率恒定，由动能定理知：拉力做的功与克服重力做的功始终相等，将小球的速度分解，可发现小球在竖直方向分速度逐渐增大，重力的瞬时功率也逐渐增大，则拉力的瞬时功率也逐渐增大，A项正确 答案A,图52,答案BC,【例2】 (2012安徽卷，16)如图53所示，在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道，半径OA水平、

2、OB竖直，一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落，小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力已知AP2R，重力加速度为g，则小球从P到B的运动过程中 (),功能关系与曲线运动的综合(选择题),图53,答案D,如图54所示是北京朝阳公园摩天轮，一质量为m的乘客坐在摩天轮中以速率v在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，假设t0时刻乘客在轨迹最低点且重力势能为零，那么，下列说法正确的是 (),图54,答案AD,如图56甲所示，长为4 m的水平轨道AB与半径为R0.6 m的竖直半圆弧轨道BC在B处相连接，有一质量为1 kg的滑块(大小不计)，从A处由静止开始受水平向右的力F作用，F的大小

3、随位移变化的关系如图乙所示，滑块与AB间的动摩擦因数为0.25，与BC间的动摩擦因数未知，取g10 m/s2，求：,图56,(1)滑块到达B处时的速度大小； (2)滑块在水平轨道AB上运动前2 m过程所用的时间； (3)若到达B点时撤去力F，滑块沿半圆弧轨道内侧上滑，并恰好能到达最高点C，则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少？,答案见解析,机械能守恒与力学知识的综合应用(计算题),图57,(1)求此人落到坡面时的动能； (2)此人水平跳出的速度为多大时，他落在坡面时的动能最小？动能的最小值为多少？,答案见解析,(2012温州五校联考)如图58所示，在竖直平面内，粗糙的斜面轨道AB的下端

4、与光滑的圆弧轨道BCD相切于B，C是最低点，圆心角BOC37，D与圆心O等高，圆弧轨道半径R1.0 m，现有一个质量为m0.2 kg可视为质点的小物体，从D点的正上方E点处自由下落，DE距离h1.6 m，小物体与斜面AB之间的动摩擦因数0.5.取sin 370.6，cos 370.8，g10 m/s2.求：,图58,(1)小物体第一次通过C点时轨道对小物体的支持力FN的大小； (2)要使小物体不从斜面顶端飞出，斜面的长度LAB至少要多长； (3)若斜面已经满足(2)要求，小物体从E点开始下落，直至最后在光滑圆弧轨道做周期性运动，在此过程中系统因摩擦所产生的热量Q的大小,(2)从EDCBA过程，

5、由动能定理得： WGWf0， WGmg(hRcos 37)LABsin 37， Wfmgcos 37LAB， 联立解得LAB2.4 m.,(3)因为mgsin 37mgcos 37(或tan 37)， 所以，小物体不会停在斜面上小物体最后以C为中心，B为一侧最高点沿圆弧轨道做往返运动， 从E点开始直至运动稳定，系统因摩擦所产生的热量， QEp， Epmg(hRcos 37)， 联立解得Q4.8 J. 答案(1)12.4 N(2)2.4 m(3)4.8 J,【典例1】 (2010上海物理，25)如图59所示，固定于竖直面内的粗糙斜杆，与水平方向夹角为30，质量为m的小球套在杆上，在大小不变的拉力

6、作用下，小球沿杆由底端匀速运动到顶端，为使拉力做功最小，拉力F与杆的夹角_，拉力大小F_,图59,解析设拉力F对小球做的功为WF，小球克服重力做的功为WG，小球克服摩擦力做的功为Wf，对小球应用动能定理得WFWGWf0，由此可知，当小球克服摩擦力做的功Wf0时，拉力做功最小，也即当小球与斜杆间的摩擦力为零时，拉力做的功最小，此时，小球与斜杆间无压力，其受力情况如图,由平衡条件得： F cos mgsin 30，F sin mgcos 30， 联立解得，60，Fmg. 答案60mg,【典例2】 (2010全国卷，24)如图510所示，MNP为竖直面内一固定轨道，其圆弧段MN与水平段NP相切于N，P端固定一竖直挡板M相对于N的高度为h，NP长度为s.