機(jī)械能守恒定律--全大題

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1（2018秋橋東區(qū)校級(jí)月考）如圖所示，豎直平面內(nèi)的軌道ABCD由水平軌道AB與光滑的四分之一圓弧軌道CD組成，AB恰與圓弧CD在C點(diǎn)相切，軌道固定在水平面上一個(gè)質(zhì)量為m的小物塊（可視為質(zhì)點(diǎn)）從軌道的A端以初動(dòng)能E沖上水平軌道AB，沿著軌道運(yùn)動(dòng)，由DC弧滑下后停在水平軌道AB的中點(diǎn)已知水平軌道AB長(zhǎng)為l求：（1）小物塊與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)µ；（2）為了保證小物塊不從軌道的D端離開(kāi)軌道，圓弧軌道的半徑R至少是多大？（3）若圓弧軌道的半徑取第（2）問(wèn)計(jì)算出的最小值R，則小物塊經(jīng)過(guò)圓弧軌道C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為多大？解答：解：（1）小物塊最終停在AB的中點(diǎn)，在這個(gè)

2、過(guò)程中，由動(dòng)能定理得：mg（L+0.5L）=E， 解得：；（2）若小物塊剛好到達(dá)D處，速度為零，由動(dòng)能定理得：mgLmgR=E，解得CD圓弧半徑至少為：；（3）由機(jī)械能守恒定律得：，在C點(diǎn)，由牛頓第二定律得：，解得：N=3mg，由牛頓第三定律可知，對(duì)軌道的壓力大小為3mg，方向豎直向下；答：（1）小物塊與水平軌道的動(dòng)摩擦因數(shù)µ為；（2）為了保證小物塊不從軌道的D端離開(kāi)軌道，圓弧軌道的半徑R至少是；（3）小物塊經(jīng)過(guò)圓弧軌道C點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為大小為3mg，方向豎直向下2（2018春南雄市校級(jí)期末）如圖所示，質(zhì)量為m的小鐵塊A以水平速度v0沖上質(zhì)量為M、長(zhǎng)為l、置于光滑水平面C上的木板B

3、，正好不從木板上掉下，已知A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，此時(shí)木板對(duì)地位移為s，求這一過(guò)程中：（1）木板增加的動(dòng)能； （2）小鐵塊減少的動(dòng)能；（3）系統(tǒng)機(jī)械能的減少量； （4）系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量解答：解：（1）木板運(yùn)動(dòng)的位移為s，根據(jù)動(dòng)能定理得，0則動(dòng)能的增加量為mgs（2）小鐵塊的位移為l+s，根據(jù)動(dòng)能定理得，mg（l+s）=Ek可知小鐵塊動(dòng)能的減小量為mg（l+s）（3）則系統(tǒng)減小的機(jī)械能等于E=mg（l+s）mgs=mgl（4）系統(tǒng)產(chǎn)生的熱量等于系統(tǒng)減小的機(jī)械能，Q=E=mgl3（2016春小店區(qū)校級(jí)月考）如圖所示是一個(gè)橫截面為半圓、半徑為R的光滑柱面，一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線兩端分別系住物體A、B，（A

4、、B可以看成質(zhì)點(diǎn)）且A的質(zhì)量為1.2m，B的質(zhì)量為m，在圖示位置由靜止開(kāi)始釋放A物體，求（1）釋放A物體的瞬間，細(xì)線對(duì)A物體的拉力（2）物體B沿柱面達(dá)到半圓頂點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)線的拉力對(duì)物體B所做的功（重力加速度為g，=3）解答：解：（1）把AB看成一個(gè)整體，根據(jù)牛頓第二定律得：a= 對(duì)A受力分析，根據(jù)牛頓第二定律得：1.2mgF=1.2ma 解得：F=（2）以A、B和繩為系統(tǒng)，整體由動(dòng)能定理得： 解得：再以B為研究對(duì)象，根據(jù)動(dòng)能定理得： 解得：答：（1）釋放A物體的瞬間，細(xì)線對(duì)A物體的拉力為；（2）物體B沿柱面達(dá)到半圓頂點(diǎn)的過(guò)程中，細(xì)線的拉力對(duì)物體B所做的功為4（2011春鼓樓區(qū)校級(jí)期末）如圖所

5、示，在水平桌面的邊角處有一輕質(zhì)光滑的定滑輪K，一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)K分別與物塊A、B相連，A、B的質(zhì)量分別為mA、mB，開(kāi)始時(shí)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)現(xiàn)用一水平恒力F拉物塊A，使物塊B上升已知當(dāng)B上升距離為h時(shí)，B的速度為v，重力加速度為g求：（1）B物體的加速度（2）繩子對(duì)B物體的拉力所做的功？（3）物塊A克服摩擦力所做的功？解答：解：（1）B做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可得：v2=2ah； 解得：a=；（2）由牛頓第二定律可知：Tmg=ma；拉力為：T=mg+ma=mg+；則對(duì)B的拉力所做的功：WT=Th=mgh+mv2；（2）對(duì)A、B系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)能定理得：WFWfmBgh=所以物塊A克服摩擦力

6、做的功為：=FhmBgh答：（1）B的加速度為（2）此過(guò)程中對(duì)B的拉力所做的功為mgh+mv2；（3）此過(guò)程中物塊A克服摩擦力所做的功為FhmBgh5（2005山東）如圖，質(zhì)量為m1的物體A經(jīng)一輕質(zhì)彈簧與下方地面上的質(zhì)量為m2的物體B相連，彈簧的勁度系數(shù)為k，A、B都處于靜止?fàn)顟B(tài)一條不可伸長(zhǎng)的輕繩繞過(guò)輕滑輪，一端連物體A，另一端連一輕掛鉤開(kāi)始時(shí)各段繩都處于伸直狀態(tài)，A上方的一段繩沿豎直方向現(xiàn)在掛鉤上掛一質(zhì)量為m3的物體C并從靜止?fàn)顟B(tài)釋放，已知它恰好能使B離開(kāi)地面但不繼續(xù)上升若將C換成另一個(gè)質(zhì)量為（m1+m3）的物體D，仍從上述初始位置由靜止?fàn)顟B(tài)釋放，則這次B剛離地時(shí)D的速度的大小是多少？已知重

7、力加速度為g解答：解：開(kāi)始時(shí)，A、B靜止，設(shè)彈簧壓縮量為x1，有kx1=mlg 掛C并釋放后，C向下運(yùn)動(dòng)，A向上運(yùn)動(dòng)，設(shè)B剛要離地時(shí)彈簧伸長(zhǎng)量為x2，有kx2=m2g A不再上升，表示此時(shí)A和C的速度為零，C已降到其最低點(diǎn)由機(jī)械能守恒，與初始狀態(tài)相比，彈簧彈性勢(shì)能的增加量為E=m3g（x1+x2）m1g（x1+x2）C換成D后，當(dāng)B 剛離地時(shí)彈簧勢(shì)能的增量與前一次相同，由能量關(guān)系得（m1+m3）V2+m1V2=（m1+m3）g（x1+x2）m1g（x1+x2）E 由式得 （2m1+m3）V2=m1g（x1+x2） 由式得 V=所以B剛離地時(shí)D的速度的大小是6如圖所示，跨過(guò)同一高度處的定滑輪的細(xì)

8、線連接著質(zhì)量相同的物體A和B，A套在光滑水平桿上，定滑輪離水平桿的高度h=0.2m，開(kāi)始時(shí)讓連著A的細(xì)線與水平桿的夾角=37°，由靜止釋放B，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，A所獲得的最大速度為多大？（設(shè)B不會(huì)碰到水平桿，sin37°=0.6，sin53°=0.8，取g=10m/s2）解答：解：將A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，沿繩子方向上的分速度等于B的速度大小，有：vAcos=vB，當(dāng)=90°時(shí)，A的速率最大，此時(shí)B的速率為零根據(jù)動(dòng)能定理：，解得：vA=m/s答：A所獲得的最大速度為m/s7（2018春大豐市校級(jí)期中）質(zhì)量為m的滑塊與傾角為的斜面間的動(dòng)摩擦因

9、數(shù)為，tan，斜面底端有一個(gè)和斜面垂直放置的彈性擋板，滑塊滑到底端與它碰撞時(shí)沒(méi)有機(jī)械能損失，如圖所示若滑塊從斜面上高為h處以速度v0開(kāi)始沿斜面下滑，設(shè)斜面足夠長(zhǎng)，求：（1）滑塊最終停在何處？（2）滑塊在斜面上滑行的總路程是多少？解答：解：（1）由于tan，則重力沿斜面方向的分力mgsin大于滑動(dòng)摩擦力mgcos，可知滑塊最終緊靠擋板處（2）對(duì)全過(guò)程運(yùn)用動(dòng)能定理得，解得s=答：（1）滑塊最終停止擋板處 （2）滑塊在斜面上滑行的總路程為8（2016山東）如圖所示，一工件置于水平地面上，其AB段為一半徑R=1.0m的光滑圓弧軌道，BC段為一長(zhǎng)度L=0.5m的粗糙水平軌道，二者相切于B點(diǎn)，整個(gè)軌道位于

10、同一豎直平面內(nèi)，P點(diǎn)為圓弧軌道上的一個(gè)確定點(diǎn)一可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，其質(zhì)量m=0.2kg，與BC間的動(dòng)摩擦因數(shù)1=0.4工件質(zhì)量M=0.8kg，與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)2=0.1（取g=10m/s2）（1）若工件固定，將物塊由P點(diǎn)無(wú)初速度釋放，滑至C點(diǎn)時(shí)恰好靜止，求P、C兩點(diǎn)間的高度差h（2）若將一水平恒力F作用于工件，使物塊在P點(diǎn)與工件保持相對(duì)靜止，一起向左做勻加速直線運(yùn)動(dòng)求F的大小當(dāng)速度v=5m/s時(shí)，使工件立刻停止運(yùn)動(dòng)（即不考慮減速的時(shí)間和位移），物塊飛離圓弧軌道落至BC段，求物塊的落點(diǎn)與B點(diǎn)間的距離解答：解（1）物塊從P點(diǎn)下滑經(jīng)B點(diǎn)至C點(diǎn)的整個(gè)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)能定理得：mgh1mgL=0代入數(shù)據(jù)得： h=0.2m（2）設(shè)物塊的加速度大小為a，P點(diǎn)與圓心的連線與豎直方向間的夾角為，由幾何關(guān)系可得 cos=根據(jù)牛頓第二定律，對(duì)物體有 mgtan=ma對(duì)工件和物體整體有 F2（M+m）g=（M