格物学 力学机械能守恒定律及其条件

机械能与曲线运动结合问题-机械能守恒定律及其条件知识点回顾基础自测题答案-重庆市等高中物理,平均正确率90.0%

2025-06-10
机械能与曲线运动结合问题-机械能守恒定律及其条件知识点回顾基础自测题答案-重庆市等高中物理,平均正确率90.0%
2、['利用机械能守恒解决简单问题', '机械能与曲线运动结合问题']

正确率40.0%如图$${{−}}$$所示,竖直平面内有两个半径为$${{R}}$$,而内壁光滑的$$\frac{1} {4}$$圆轨道,固定在竖直平面内,地面水平,$${{O}}$$、$${{O}^{′}}$$为两圆弧的圆心,两圆弧相切于$${{N}}$$点$${{.}}$$一小物块从左侧圆弧最高处由静止释放,当通过$${{N}}$$点时,速度大小为(重力加速度为$${{g}}$$)(
$$None$$

D

A.$${\sqrt {{2}{g}{R}}}$$

B.$$\frac{\sqrt{6 g R}} {2}$$

C.$$\frac{\sqrt{5 g R}} {2}$$

D.$${\sqrt {{g}{R}}}$$

4、['机械能与曲线运动结合问题', '弹力定义及产生条件']

正确率60.0%$${{2}{0}{1}{7}}$$年$${{4}}$$月$${{3}{0}}$$日,亚洲羽毛球锦标赛男单决赛展开争夺,谌龙$${{2}}$$比$${{1}}$$战胜林丹,夺得男单冠军,在其中一个回合的对拍期间,谌龙快速将羽毛球挑高,则(

B

A.羽毛球飞来时撞击拍面的作用力是拍面形变产生的

B.羽毛球在飞行过程中受到重力$${、}$$空气阻力

C.羽毛球到达最高点时速度的方向和加速度方向相互垂直

D.羽毛球在飞行过程中机械能先减小后增大

2、解析:

小物块从左侧圆弧最高点静止释放,下落高度为 $$R$$(从 $$1/4$$ 圆弧顶端到切点 $$N$$ 的竖直高度)。根据机械能守恒定律:

$$m g R = \frac{1}{2} m v^2$$

解得通过 $$N$$ 点时的速度为:

$$v = \sqrt{2 g R}$$

但题目中 $$N$$ 点是两圆弧的切点,实际路径为 $$1/4$$ 圆弧的末端,因此下落高度为 $$R$$,但需注意水平方向的运动。进一步考虑几何关系,实际下落高度为 $$R - \frac{R}{\sqrt{2}}$$(从顶端到 $$N$$ 点的竖直位移),但更精确计算如下:

从顶端到 $$N$$ 点,竖直方向下落高度为 $$R - R \sin 45^\circ = R \left(1 - \frac{\sqrt{2}}{2}\right)$$,但初始高度为 $$R$$,因此实际下落高度为 $$R - R \left(1 - \frac{\sqrt{2}}{2}\right) = \frac{R \sqrt{2}}{2}$$。

重新计算速度:

$$m g \left(\frac{R \sqrt{2}}{2}\right) = \frac{1}{2} m v^2$$

$$v = \sqrt{g R \sqrt{2}}$$,但此结果与选项不符。重新审题,题目描述为两个 $$1/4$$ 圆弧相切于 $$N$$ 点,小物块从左侧最高点释放,下落高度为 $$R$$(从顶端到 $$N$$ 点的竖直距离为 $$R$$),因此速度应为 $$v = \sqrt{2 g R}$$,对应选项 A。

但进一步分析,若 $$N$$ 点为两圆弧切点,则从顶端到 $$N$$ 点的竖直高度为 $$R - R \cos 45^\circ = R \left(1 - \frac{\sqrt{2}}{2}\right)$$,但题目描述可能有歧义。若按题目描述“竖直平面内有两个半径为 $$R$$ 的 $$1/4$$ 圆弧”,则从顶端到 $$N$$ 点的竖直高度为 $$R$$,因此答案为 $$v = \sqrt{2 g R}$$,即选项 A。

然而,选项 A 为 $$\sqrt{2 g R}$$,但更可能的是题目描述为下落高度为 $$R - R \cos 45^\circ$$,此时:

$$v = \sqrt{2 g R \left(1 - \frac{\sqrt{2}}{2}\right)} = \sqrt{g R (2 - \sqrt{2})}$$,但无此选项。

可能题目描述为两圆弧圆心在同一水平线上,则从顶端到 $$N$$ 点的竖直高度为 $$R$$,因此答案为 A。

综上,最可能正确答案为 A

4、解析:

A. 错误。羽毛球撞击拍面的作用力是羽毛球形变产生的,而非拍面形变。

B. 正确。羽毛球飞行过程中受重力和空气阻力。

C. 错误。羽毛球到达最高点时速度方向为水平,加速度方向为竖直向下(重力),两者垂直,但题目描述“相互垂直”可能不严谨。

D. 错误。羽毛球飞行过程中空气阻力始终做负功,机械能一直减小。

因此,正确答案为 B

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