正确率60.0%如图所示,质量相同的两小球$${{A}}$$、$${{B}}$$分别用轻绳悬在等高的$${{O}_{1}}$$、$${{O}_{2}}$$两点$${,{A}}$$球的悬线比$${{B}}$$球的悬线长.把两球的悬线均拉到水平后将小球无初速度释放,以悬点所在水平面为零势能参考面,小球经过最低点时,动能分别为$$E_{\mathrm{k} A}$$、$$E_{\mathrm{k} B},$$重力势能分别为$$E_{\mathrm p A}$$、$$E_{\mathrm p B},$$机械能分别为$${{E}_{A}}$$、$${{E}_{B}{,}}$$则()
C
A.$$E_{\mathrm{k} A} > E_{\mathrm{k} B}, ~ E_{\mathrm{p} A} > E_{\mathrm{p} B}, ~ E_{A} > E_{B}$$
B.$$E_{\mathrm{k} A} > E_{\mathrm{k} B}, ~ E_{\mathrm{p} A} < E_{\mathrm{p} B}, ~ E_{A} > E_{B}$$
C.$$E_{\mathrm{k} A} > E_{\mathrm{k} B}, ~ E_{\mathrm{p} A} < E_{\mathrm{p} B}, ~ E_{A}=E_{B}$$
D.$$E_{\mathrm{k} A} < E_{\mathrm{k} B}, ~ E_{\mathrm{p} A >} E_{\mathrm{p} B}, ~ E_{A}=E_{B}$$
2、['功能关系的应用', '判断系统机械能是否守恒', '牛顿第二定律的简单应用']正确率40.0%一物块在高$${{3}{.}{0}{m}}$$、长$${{5}{.}{0}{m}}$$的斜面顶端从静止开始沿斜面下滑,其重力势能和动能随下滑距离$${{s}}$$的变化如图中直线Ⅰ、Ⅱ所示,重力加速度$${{g}}$$取$$1 0 ~ \mathrm{m / s^{2}}$$。则 ()
B
A.物块下滑过程中机械能守恒
B.物块与斜面间的动摩擦因数为$${{0}{.}{5}}$$
C.物块下滑时加速度的大小为$$6. 0 ~ \mathrm{m / s^{2}}$$
D.当物块下滑$${{2}{.}{0}{m}}$$时机械能损失了$${{1}{2}{J}}$$
3、['受力分析', '判断系统机械能是否守恒', '动能定理的简单应用', '功的定义、计算式和物理意义']正确率60.0%如图所示,某人以拉力$${{F}}$$将物块沿固定斜面拉下,拉力大小等于摩擦力,则下列说法中正确的是()
C
A.合外力对物块做功为零
B.拉力$${{F}}$$对物块做功等于物块机械能的增加
C.物块机械能保持不变
D.物块机械能增大
4、['用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '判断系统机械能是否守恒', '弹簧类机械能转化问题']正确率40.0%如图所示,小球自$${{a}}$$点由静止自由下落,到$${{b}}$$点时与弹簧接触,到$${{c}}$$点时弹簧被压缩到最短,不计弹簧质量和空气阻力,则在小球下落的过程中,下列说法正确的是
A
A.从$${{b}}$$到$${{c}}$$小球的动能先增加后减少
B.从$${{a}}$$到$${{c}}$$小球的机械能先增加后减少
C.从$${{a}}$$到$${{c}}$$小球的机械能守恒
D.小球运动到$${{b}}$$点时的动能最大
5、['重力做功与重力势能变化的关系', '功能关系的应用', '判断系统机械能是否守恒']正确率40.0%物体在自由下落过程中,重力做了$${{4}{0}{J}}$$的功,则有$${{(}{)}}$$
D
A.动能减少了$${{4}{0}{J}}$$
B.重力势能增加了$${{4}{0}{J}}$$
C.机械能增加了$${{4}{0}{J}}$$
D.机械能保持不变
6、['判断系统机械能是否守恒']正确率60.0%如果只有重力对物体做功,下列说法正确的是()
D
A.重力做正功,机械能增加
B.重力做负功,机械能减小
C.重力做负功,重力势能减少
D.无论重力做正功还是做负功,机械能都不改变
7、['位移差公式', '频闪照相研究自由落体运动', '匀变速直线运动平均速度和中间时刻速度公式', '判断系统机械能是否守恒']正确率40.0%小球从竖直砖墙某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到了图示的照片.已知连续两次曝光的时间间隔均为$${{T}}$$
D
A.能判定位置$${{“}{1}{”}}$$是小球释放的初始位置
B.能求出小球下落的加速度大小为$$a=\frac{d} {4 T^{2}}$$
C.能求出小球在位置$${{“}{3}{”}}$$的速度大小为$$V=\frac{7 d} {T}$$
D.如果再知道当地的重力加速度,就可以验证小球下落过程中机械能是否守恒
8、['动力学中的整体法与隔离法', '判断系统机械能是否守恒']正确率40.0%如图所示,滑块$${{A}}$$
C
A.$${{A}}$$只受到重力和$${{B}}$$的支持力的作用
B.$${{A}}$$对$${{B}}$$的压力大小等于$${{A}}$$受到的重力大小
C.下滑过程中$${{A}}$$的机械能守恒
D.下滑过程中$${{B}}$$对$${{A}}$$做负功
9、['重力做功与重力势能变化的关系', '判断系统机械能是否守恒']正确率60.0%如图所示,小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中,下列说法正确的是()
B
A.他受到的重力不做功
B.他的重力势能减少
C.他的动能增加
D.他的机械能不变
正确率60.0%在一次跳伞训练中,一名跳伞运动员打开降落伞一段时间后开始向下做匀速直线运动.在他匀速下落的过程中,下列说法正确的是()
B
A.运动员的动能增大
B.运动员所受的合力为零
C.运动员的机械能守恒
D.运动员的重力势能不变
1. 解析:
两小球质量相同,悬线长度不同。由机械能守恒定律可知,小球从水平位置释放到最低点的过程中,重力势能转化为动能。设悬线长度为 $$L$$,则最低点动能 $$E_k = mgL$$(因为 $$E_k = \frac{1}{2}mv^2 = mgL$$)。由于 $$L_A > L_B$$,故 $$E_{kA} > E_{kB}$$。
以悬点所在水平面为零势能参考面,最低点的重力势能 $$E_p = -mgL$$,因此 $$E_{pA} < E_{pB}$$(负值比较绝对值)。由于系统机械能守恒,初始机械能相同,故 $$E_A = E_B$$。综上,正确答案为 C。
2. 解析:
由图可知,重力势能随下滑距离线性减小,而动能非线性增加,说明机械能不守恒(A错误)。初始重力势能 $$E_p = mgh = 30 \, \text{J}$$(由图读出),可得质量 $$m = 1 \, \text{kg}$$。动能从 0 增加到 10 J,说明摩擦力做功为 $$-20 \, \text{J}$$,由 $$W_f = -\mu mg \cos \theta \cdot s$$ 和斜面倾角 $$\cos \theta = \frac{4}{5}$$,解得 $$\mu = 0.5$$(B正确)。
加速度 $$a = g \sin \theta - \mu g \cos \theta = 2 \, \text{m/s}^2$$(C错误)。下滑 2.0 m 时,机械能损失为摩擦力做功的绝对值,即 $$\Delta E = \mu mg \cos \theta \cdot s = 8 \, \text{J}$$(D错误)。综上,正确答案为 B。
3. 解析:
拉力 $$F$$ 大小等于摩擦力,但方向沿斜面向下,合外力为重力沿斜面的分力 $$mg \sin \theta$$,故合外力对物块做功不为零(A错误)。拉力 $$F$$ 和摩擦力做功代数和为零,但重力做功导致机械能变化,因此机械能不守恒(C错误)。由于拉力 $$F$$ 做正功,且摩擦力做负功,但 $$F = f$$,故机械能不变(D错误)。实际上,拉力 $$F$$ 对物块做功等于物块克服摩擦力做功,机械能保持不变(B错误)。题目描述有误,正确结论应为机械能不变,但选项无对应答案,可能是题目设计问题。
4. 解析:
从 $$b$$ 到 $$c$$,小球先加速后减速,动能先增加后减少(A正确)。从 $$a$$ 到 $$c$$,弹簧弹力做功,机械能不守恒(C错误),但机械能总量不变(B错误)。最大动能出现在弹力等于重力时,而非 $$b$$ 点(D错误)。综上,正确答案为 A。
5. 解析:
重力做正功 40 J,重力势能减少 40 J(B错误),动能增加 40 J(A错误)。只有重力做功,机械能守恒(D正确),机械能不变(C错误)。综上,正确答案为 D。
6. 解析:
只有重力做功时,机械能守恒。无论重力做正功(动能增加)还是负功(动能减少),机械能总量不变(D正确)。重力做负功时,重力势能增加(C错误)。综上,正确答案为 D。
7. 解析:
由匀加速运动公式 $$d = aT^2$$ 可得加速度 $$a = \frac{d}{T^2}$$(B错误)。位置 “3” 的速度 $$v = \frac{3d + 5d}{2T} = \frac{4d}{T}$$(C错误)。若已知重力加速度 $$g$$,可验证 $$a = g$$ 判断机械能守恒(D正确)。无法确定位置 “1” 是否为初始位置(A错误)。综上,正确答案为 D。
8. 解析:
滑块 $$A$$ 受重力、$$B$$ 的支持力和摩擦力(A错误)。$$A$$ 对 $$B$$ 的压力不等于重力(B错误)。下滑过程中 $$A$$ 的机械能减少(C错误),因为 $$B$$ 对 $$A$$ 的摩擦力做负功(D正确)。综上,正确答案为 D。
9. 解析:
小朋友匀速下滑,动能不变(C错误),重力做正功(A错误),重力势能减少(B正确)。因摩擦力做功,机械能减少(D错误)。综上,正确答案为 B。
10. 解析:
运动员匀速下落,动能不变(A错误),合力为零(B正确)。因空气阻力做功,机械能不守恒(C错误),重力势能减少(D错误)。综上,正确答案为 B。