正确率60.0%由于地球对周围物体的吸引,而使物体具有的引力势能可表示为$$E_{p}=-\frac{G M m} {r} \langle$$选无限远引力势能为$${{0}{)}}$$,其中$${{G}}$$为引力常量$${、{M}}$$为地球质量$${、{m}}$$为物体质量$${、{r}}$$为物体到地心的距离。现利用火箭将质量为$${{m}_{0}}$$的人造地球卫星从地面发射到距地心为$${{R}_{1}}$$的回形轨道上做匀速圆周运动。已知地球质量为$${{M}{、}}$$地球半径为$${{R}}$$,忽略地球自转及空气阻力作用,则在此过程中,火箭至少做功为()
C
A.$$\frac{G M m_{1}} {2 R_{1}}$$
B.$$- \frac{G M m_{1}} {2 R_{1}}$$
C.$$G M m_{0} \ ( \frac{1} {R}-\frac{1} {2 R_{1}} )$$
D.$$G M m_{0} \ ( \frac{1} {R_{1}}-\frac{1} {R} )$$
2、['用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '功能关系的应用', '动能和势能的转化']正确率40.0%一物块由$${{O}}$$点下落,到$${{A}}$$点时与自立于地面的轻弹簧接触,到$${{B}}$$点时速度达到最大,到$${{C}}$$点时应度减为零,然后被弹回。物块在运动过程中受到的空气阻力大小不变,弹簧始终在弹性限度内,则物块()
C
A.从$${{A}}$$下降到$${{B}}$$的过程中,合力先变小后变大
B.从$${{A}}$$下降到$${{C}}$$的过程中,加速度先增大后减小
C.从$${{C}}$$上升到$${{B}}$$的过程中,动能先增大后减小
D.从$${{C}}$$上升到$${{B}}$$的过程中,系统的重力势能与弹性势能之和不断增加
3、['利用机械能守恒解决简单问题', '动能和势能的转化']正确率60.0%如图所示的链球$${、}$$铅球$${、}$$铁饼和标枪都是奥运会田径项目,当把这些物体斜向上抛出后,不计空气阻力,则这些物体从被抛出到落地的过程中()
C
A.物体的动能一定增大,重力势能一定减小
B.物体的动能一直减小,重力势能一直增大
C.物体的动能先减小后增大,重力势能先增大后减小
D.物体的动能先增大后减小,重力势能先减小后增大
4、['动能和势能的转化', '机械能守恒定律的表述及条件']正确率60.0%如图所示,悬挂在天花板上的摆球在空气中摆动,摆幅越来越小.摆球在摆动过程中()
B
A.机械能守恒
B.机械能逐渐减少
C.重力势能保持不变
D.动能全部转化为重力势能
5、['动能和势能的转化', '机械能守恒定律的表述及条件']正确率60.0%伽利略曾设计如图的一个实验将摆球拉至$${{M}}$$
D
A.速率
B.动能
C.势能
D.能量
6、['匀强电场中电势差与电场强度的关系', '带电体(计重力)在电场中的运动', '动能和势能的转化']正确率60.0%如图所示,地面上空有水平向右的匀强电场,将一带电小球从电场中的$${{A}}$$
C
A.小球带正电荷
B.小球受到的电场力与重力大小之比为$${{2}{:}{1}}$$
C.小球从$${{A}}$$运动到$${{B}}$$的过程中电势能增加
D.小球从$${{A}}$$运动到$${{B}}$$的过程中电场力所做的功等于其动能的变化量
7、['重力做功与重力势能变化的关系', '动能和势能的转化']正确率40.0%下列现象中,物体动能转化为势能的是$${{(}{)}}$$
D
A.秋千在最高处荡向最低
B.张开的弓把箭水平射出去
C.骑自行车匀速驶上斜坡
D.跃起后上升摸高的篮球运动员
8、['动能和势能的转化', '机械能与曲线运动结合问题']正确率60.0%如图甲所示,荡秋千是一种老少皆宜的娱乐休闲活动,其物理过程可等效成如图乙所示。当人和秋千从最高点$${{A}}$$摆到最低点$${{B}}$$的过程中()
C
A.动能增大,重力势能增大
B.动能减小,重力势能减小
C.动能增大,重力势能减小
D.动能减小,重力势能增大
9、['动能和势能的转化', '判断系统机械能是否守恒', '能量守恒定律']正确率60.0%滚摆上下摆动,而高度越来越低,说明()
D
A.滚摆的机械能守恒
B.能量正在消失
C.只有动能和势能的相互转化
D.减少的机械能转化为内能,但总能量守恒
10、['重力做功与重力势能变化的关系', '功能关系的应用', '机械能的概念及计算', '动能和势能的转化', '动能定理的简单应用']正确率60.0%已知货物的质量为$${{m}}$$,在某段时间内起重机将货物以加速度$${{a}}$$匀加速升高$${{h}}$$,已知重力加速度为$${{g}}$$,则在这段时间内,下列叙述正确的是()
D
A.货物的动能一定增加$$m a h-m g h$$
B.货物的机械能一定增加$${{m}{a}{h}}$$
C.货物的重力势能一定增加$${{m}{a}{h}}$$
D.货物的机械能一定增加$$m a h+m g h$$
1. 解析:
火箭做功的最小值等于卫星在轨道上的总机械能与地面时的总机械能之差。
地面时:引力势能 $$E_{p1} = -\frac{GMm_0}{R}$$,动能 $$E_{k1} = 0$$(静止)。
轨道上:引力势能 $$E_{p2} = -\frac{GMm_0}{R_1}$$,动能由圆周运动公式 $$\frac{GMm_0}{R_1^2} = \frac{m_0v^2}{R_1}$$ 得 $$E_{k2} = \frac{1}{2}m_0v^2 = \frac{GMm_0}{2R_1}$$。
总机械能变化:$$\Delta E = \left( E_{p2} + E_{k2} \right) - E_{p1} = \left( -\frac{GMm_0}{R_1} + \frac{GMm_0}{2R_1} \right) - \left( -\frac{GMm_0}{R} \right) = GMm_0 \left( \frac{1}{R} - \frac{1}{2R_1} \right)$$。
正确答案为 C。
2. 解析:
A. 从 $$A$$ 到 $$B$$,弹簧弹力逐渐增大,合力 $$F = mg - f - kx$$ 逐渐减小到零($$B$$ 点),之后反向增大。故合力先变小后变大,A 正确。
B. 从 $$A$$ 到 $$C$$,加速度由 $$a = \frac{mg - f - kx}{m}$$ 决定,先减小到零($$B$$ 点),后反向增大,B 错误(应为先减小后增大)。
C. 从 $$C$$ 上升到 $$B$$,速度从零增加到最大,动能先增大后减小(到 $$B$$ 点后减速),C 正确。
D. 从 $$C$$ 到 $$B$$,系统机械能减少(克服阻力做功),但动能增加,故重力势能与弹性势能之和减少,D 错误。
正确答案为 A、C。
3. 解析:
斜抛运动中,物体先上升后下降。上升阶段动能减小,重力势能增大;下降阶段动能增大,重力势能减小。
正确答案为 C。
4. 解析:
摆球受空气阻力,机械能逐渐减少,转化为内能。
正确答案为 B。
5. 解析:
伽利略实验中,摆球从最高点释放后,重力势能转化为动能,但总能量守恒。
正确答案为 D。
6. 解析:
小球从 $$A$$ 到 $$B$$ 高度降低,重力做正功,但动能不变,说明电场力做负功,电势能增加。
由能量守恒:$$mgh = qEh$$,得 $$\frac{qE}{mg} = 1$$,但题目未明确比例,需结合选项判断。
正确答案为 C(电势能增加)。
7. 解析:
篮球运动员上升时,动能转化为重力势能。
正确答案为 D。
8. 解析:
从 $$A$$ 到 $$B$$,高度降低,重力势能减小;速度增大,动能增大。
正确答案为 C。
9. 解析:
滚摆机械能减少,但总能量守恒,减少的机械能转化为内能。
正确答案为 D。
10. 解析:
动能增加:$$\Delta E_k = F_{\text{合}} h = m a h$$。
重力势能增加:$$\Delta E_p = m g h$$。
机械能增加:$$\Delta E = \Delta E_k + \Delta E_p = m a h + m g h$$。
正确答案为 D。