培優(yōu)04講 機(jī)械能守恒定律 功能關(guān)系

2022年下學(xué)期雅禮洋湖實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三物理培優(yōu)第04講機(jī)械能守恒定律、功能關(guān)系1.如下圖，粗細(xì)均勻，兩端開(kāi)口的U形管內(nèi)裝有同種液體，開(kāi)始時(shí)兩邊液面高度差為h，管中液柱總長(zhǎng)度為4h，后來(lái)讓液體自由流動(dòng)，當(dāng)兩液面高度相等時(shí)，右側(cè)液面下降的速度為()A.eq\r(\f(1,8)gh)B．eq\r(\f(1,6)gh)C.eq\r(\f(1,4)gh)D．eq\r(\f(1,2)gh)年春晚中開(kāi)心麻花團(tuán)隊(duì)打造的創(chuàng)意形體秀?魔幻三兄弟?給觀眾留下了很深的印象，該劇采用了“斜躺〞的表演方式，三位演員躺在傾角為30°的斜面上完成一系列動(dòng)作，攝像機(jī)垂直于斜面拍攝，讓觀眾產(chǎn)生演員在豎直墻面前表演的錯(cuò)覺(jué)．如下圖，演員甲被演員乙和演員丙“豎直向上〞拋出，到最高點(diǎn)后恰好懸停在“空中〞，演員甲的質(zhì)量m＝60kg，該過(guò)程中觀眾看到演員甲上升的“高度〞為m．設(shè)演員甲和斜面間最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，重力加速度g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力．那么該過(guò)程中，以下說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是()A．演員甲被拋出的初速度為4m/sB．演員甲運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為sC．演員甲的重力勢(shì)能增加了480JD．演員乙和演員丙對(duì)甲做的功為480J3．如下圖，兩個(gè)半徑均為R的四分之一圓弧構(gòu)成的光滑細(xì)圓管軌道ABC豎直放置，且固定在光滑水平面上，圓心連線O1O2水平．輕彈簧左端固定在豎直擋板上，右端與質(zhì)量為m的小球接觸(不拴接，小球的直徑略小于管的內(nèi)徑)，長(zhǎng)為R的薄板DE置于水平面上，板的左端D到管道右端C的水平距離為R.開(kāi)始時(shí)彈簧處于鎖定狀態(tài)，具有一定的彈性勢(shì)能，重力加速度為g.解除彈簧鎖定，小球離開(kāi)彈簧后進(jìn)入管道，最后從C點(diǎn)拋出．小球在C點(diǎn)時(shí)所受彈力大小為eq\f(3,2)mg.(1)求彈簧在鎖定狀態(tài)下的彈性勢(shì)能Ep；(2)假設(shè)換用質(zhì)量為m1的小球用鎖定彈簧發(fā)射(彈簧的彈性勢(shì)能不變)，小球質(zhì)量m1滿足什么條件時(shí)，從C點(diǎn)拋出的小球才能擊中薄板DE?4．如下圖，固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán)，圓環(huán)與一橡皮繩相連，橡皮繩的另一端固定在地面上的A點(diǎn)，橡皮繩豎直時(shí)處于原長(zhǎng)h.讓圓環(huán)沿桿滑下，滑到桿的底端時(shí)速度為零．那么在圓環(huán)下滑過(guò)程中()A．圓環(huán)機(jī)械能守恒B．橡皮繩的彈性勢(shì)能一直增大C．橡皮繩的彈性勢(shì)能增加了mghD．橡皮繩再次到達(dá)原長(zhǎng)時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大5．在如下圖的物理過(guò)程示意圖中，甲圖中一端固定有小球的輕桿從右偏上30°角釋放后繞光滑支點(diǎn)擺動(dòng)；乙圖為末端固定有小球的輕質(zhì)直角架，釋放后繞通過(guò)直角頂點(diǎn)的固定軸O無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)：丙圖為置于光滑水平面上的A、B兩小車，B靜止，A獲得一向右的初速度后向右運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻連接兩車的細(xì)繩繃緊，然后帶動(dòng)B車運(yùn)動(dòng)；丁圖為置于光滑水平面上的帶有豎直支架的小車，把用細(xì)繩懸掛的小球從圖示位置釋放，小球開(kāi)始擺動(dòng)．關(guān)于這幾個(gè)物理過(guò)程(空氣阻力忽略不計(jì))，以下判斷中正確的選項(xiàng)是()A．甲圖中小球機(jī)械能守恒B．乙圖中小球A的機(jī)械能守恒C．丙圖中兩車組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D．丁圖中小球的機(jī)械能守恒6.如下圖，物塊A與物塊B通過(guò)一輕繩相連處在定滑輪兩側(cè)，物塊A套在一光滑水平橫桿上，用手按住A，此時(shí)輕繩與桿夾角為30°，物塊B靜止，現(xiàn)釋放物塊A，讓其向右滑行，A、B質(zhì)量均為m，定滑輪中心距橫桿高度為h，忽略定滑輪大小，B始終未與橫桿觸碰，那么以下說(shuō)法中正確的為()A．B在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒B．A物塊的最大速度為eq\r(2gh)C．物塊向右滑行過(guò)程中，繩對(duì)A的拉力的功率一直增大D．物塊B的機(jī)械能最小時(shí)，物塊A的動(dòng)能最大7．懸崖跳水是一項(xiàng)極具挑戰(zhàn)性的極限運(yùn)動(dòng)，需要運(yùn)發(fā)動(dòng)具有非凡的膽量和過(guò)硬的技術(shù)．跳水運(yùn)發(fā)動(dòng)進(jìn)入水中后受到水的阻力而做減速運(yùn)動(dòng)，設(shè)質(zhì)量為m的運(yùn)發(fā)動(dòng)剛?cè)胨畷r(shí)的速度為v，水對(duì)他的阻力大小恒為F，那么在他減速下降深度為h的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是(g為當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?()A．他的動(dòng)能減少了(F－mg)hB．他的重力勢(shì)能減少了mgh－eq\f(1,2)mv2C．他的機(jī)械能減少了FhD．他的機(jī)械能減少了mgh8．如下圖，傾角θ＝37°的光滑斜面上粘貼有一厚度不計(jì)、寬度為d＝m的橡膠帶，橡膠帶的上外表與斜面位于同一平面內(nèi)，其上、下邊緣與斜面的上、下邊緣平行，橡膠帶的上邊緣到斜面的頂端距離為L(zhǎng)＝m，現(xiàn)將質(zhì)量為m＝1kg、寬度為d的薄矩形板上邊緣與斜面頂端平齊且從斜面頂端靜止釋放．矩形板與橡膠帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為，重力加速度大小為g＝10m/s2，不計(jì)空氣阻力，矩形板由斜面頂端靜止釋放到完全離開(kāi)橡膠帶的過(guò)程中(此過(guò)程矩形板始終在斜面上)，sin37°＝，cos37°＝，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．矩形板受到的摩擦力大小為4NB．矩形板的重力做功為JC．產(chǎn)生的熱量為JD．矩形板的上邊緣穿過(guò)橡膠帶下邊緣時(shí)其速度大小為eq\f(2\r(35),5)m/s9．小車靜止在光滑的水平導(dǎo)軌上，一個(gè)小球用細(xì)繩懸掛在車上由圖中位置無(wú)初速度釋放，在小球下擺到最低點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．繩對(duì)球的拉力不做功B．球克服繩拉力做的功等于球減少的機(jī)械能C．繩對(duì)車做的功等于球減少的重力勢(shì)能D．球減少的重力勢(shì)能等于球增加的動(dòng)能10.如下圖，水平傳送帶兩端點(diǎn)A、B間的距離為L(zhǎng)，傳送帶開(kāi)始時(shí)處于靜止?fàn)顟B(tài)．把一個(gè)小物體放到右端的A點(diǎn)，某人用恒定的水平力F使小物體以速度v1勻速滑到左端的B點(diǎn)，拉力F所做的功為W1、功率為P1，這一過(guò)程物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q1.隨后讓傳送帶以v2的速度逆時(shí)針勻速運(yùn)動(dòng)，此人仍然用相同的恒定的水平力F拉物體，使它以相對(duì)傳送帶為v1的速度勻速?gòu)腁滑行到B，這一過(guò)程中，拉力F所做的功為W2、功率為P2，物體和傳送帶之間因摩擦而產(chǎn)生的熱量為Q2.以下關(guān)系中正確的選項(xiàng)是()A．W1＝W2，P1<P2，Q1＝Q2B．W1＝W2，P1<P2，Q1>Q2C．W1>W2，P1＝P2，Q1>Q2D．W1>W2，P1＝P2，Q1＝Q211.圖甲中，質(zhì)量為m1＝1kg的物塊疊放在質(zhì)量為m2＝3kg的木板右端．木板足夠長(zhǎng)，放在光滑的水平面上，木板與物塊之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1＝.整個(gè)系統(tǒng)開(kāi)始時(shí)靜止，重力加速度g取10m/s2.(1)在木板右端施加水平向右的拉力F，為使木板和物塊發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，拉力F至少應(yīng)為多大？(2)在0～4s內(nèi)，假設(shè)拉力F的變化如圖乙所示，2s后木板進(jìn)入μ2＝的粗糙水平面，在圖丙中畫(huà)出0～4s內(nèi)木板和物塊的v-t圖象，并求出0～4s內(nèi)物塊相對(duì)木板的位移大小和整個(gè)系統(tǒng)因摩擦而產(chǎn)生的內(nèi)能．12.如下圖，一物體質(zhì)量m＝2kg，在傾角θ＝37°的斜面上的A點(diǎn)以初速度v0＝3