格物学 力学机械能守恒定律及其条件

用绳关联的多体机械能守恒问题-机械能守恒定律及其条件知识点教师选题进阶选择题自测题答案-黑龙江省等高中物理,平均正确率36.0%

2025-06-28
用绳关联的多体机械能守恒问题-机械能守恒定律及其条件知识点教师选题进阶选择题自测题答案-黑龙江省等高中物理,平均正确率36.0%
1、['动量守恒-系统内力远大于外力或作用时间极短', '用绳关联的多体机械能守恒问题', '用牛顿运动定律分析绳、杆等连接体问题']

正确率19.999999999999996%如图所示,质量分别是$${{m}_{1}{、}{{m}_{2}}}$$

B

A.不变

B.增加

C.减小

D.先增加后减小

2、['用绳关联的多体机械能守恒问题']

正确率40.0%如图所示,物体$${{A}}$$

B

A.$${①{③}}$$

B.$${①{④}}$$

C.$${②{③}}$$

D.$${②{④}}$$

3、['用绳关联的多体机械能守恒问题']

正确率40.0%如图所示的滑轮光滑轻质,阻力不计,$$M_{1}=2 k g, \, \, \, M_{2}=1 k g, \, \, \, M_{1}$$

A

A.$${\sqrt2} m / s$$

B.$${{3}{m}{/}{s}}$$

C.$${{2}{m}{/}{s}}$$

D.$${{1}{m}{/}{s}}$$

4、['用绳关联的多体机械能守恒问题', '牵连(关联)速度问题']

正确率40.0%如图所示,物体$${{A}}$$

B

A.$$0. 5 m / s$$

B.$${{1}{m}{/}{s}}$$

C.$${\sqrt2} m / s$$

D.$${{2}{m}{/}{s}}$$

5、['平均功率与瞬时功率', '竖直平面内的圆周运动', '用绳关联的多体机械能守恒问题', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%如图,两质量均为$${{m}}$$的小球,通过长为$${{L}}$$的不可伸长轻绳水平相连,从某一高处自由下落,下落过程中绳处于水平伸直状态.在下落$${{h}}$$高度时,绳中点碰到水平放置的光滑钉子$${{O}}$$,重力加速度为$${{g}}$$,则(

D

A.轻绳与钉子相碰后的瞬间,小球的加速度大小为$${{g}}$$

B.从轻绳与钉子相碰到小球刚到达最低点的过程,重力的功率一直减小

C.小球刚到达最低点时速度大小为$$\sqrt{2 g ( L+h )}$$

D.小球刚到达最低点时,绳子对小球的拉力大小为$$m ( \frac{4 h} {L}+3 ) g$$

6、['用牛顿运动定律分析斜面体模型', '用牛顿运动定律分析弹簧类问题', '对弹性势能概念的理解', '用绳关联的多体机械能守恒问题', '弹簧类机械能转化问题']

正确率40.0%如图所示,足够长的光滑斜面固定在水平面上,轻质弹簧与$${{A}{、}{B}}$$

B

A.$${{C}}$$的质量$${{m}_{C}}$$可能小于$${{m}}$$

B.$${{C}}$$的速度最大时,$${{A}}$$的加速度为零

C.$${{C}}$$的速度最大时,弹簧弹性势能最小

D.$$A. ~ B. ~ C$$系统的机械能先变小后变大

7、['用绳关联的多体机械能守恒问题']

正确率19.999999999999996%如图所示,质量为$$M=0. 3 5 k g$$物体甲和圆环乙通过轻绳连接在一起,套在光滑的竖直杆上,圆环乙到光滑的定滑轮的绳子处于水平,距离$${{l}{=}{4}{m}}$$,现从静止释放圆环。不计定滑轮和空气的阻力,$${{g}}$$取$$1 0 m / s^{2}$$,若圆环下降$${{h}{=}{3}{m}}$$时的速度$$v=5 m / s$$,则圆环乙的质量为

B

A.$$0. 3 4 k g$$

B.$$0. 2 9 k g$$

C.$$0. 2 4 k g$$

D.$$0. 1 9 k g$$

8、['用绳关联的多体机械能守恒问题', '机械能守恒定律的其他应用']

正确率40.0%如图所示的滑轮光滑轻质,阻力不计,$$M_{1}=2 \; k g, \; M_{2}=1 \; k g, \; M_{1}$$离地高度为$$H=0. 5 ~ m, ~ g=1 0 ~ m / s^{2}. ~ M_{1}$$与$${{M}_{2}}$$从静止开始释放,$${{M}_{1}}$$由静止下落$${{0}{.}{3}{m}}$$时的速度为$${{(}{)}}$$

A

A.$${\sqrt2} m / s$$

B.$${{3}{m}{/}{s}}$$

C.$${{2}{m}{/}{s}}$$

D.$${{1}{m}{/}{s}}$$

9、['动力学中的整体法与隔离法', '用绳关联的多体机械能守恒问题', '用牛顿运动定律分析绳、杆等连接体问题']

正确率40.0%如图所示,物块$${{A}}$$的质量为$${{M}}$$,物块$${{B}{、}{C}}$$的质量都为$${{m}}$$,并都可看作质点,且$$m < M < 2 m$$。三物块用细线通过光滑轻滑轮连接,物块$${{B}}$$与物块$${{C}}$$的距离和物块$${{C}}$$到地面的距离都是$${{L}}$$。现将物块$${{A}}$$下方的细线剪断,若物块$${{A}}$$距滑轮足够远且不计空气阻力,物块落地后不反弹。则

B

A.将物块$${{A}}$$下方的细线剪断瞬间,$${{B}{C}}$$间细绳的张力为$${{m}{g}}$$

B.物块$${{A}}$$上升的最大速度为$$\sqrt{\frac{2 ( 2 m-M ) g L} {2 m+M}}$$

C.物块$${{B}}$$一定能落到地面

D.$${{A}}$$物块上升的最大高度一定大于$${{2}{L}}$$

10、['用绳关联的多体机械能守恒问题', '用牛顿运动定律分析绳、杆等连接体问题', '动能定理的简单应用']

正确率40.0%如图所示,光滑固定斜面倾角为$${{3}{0}{^{∘}}}$$,上端固定光滑小滑轮,跨过小滑轮的轻绳两端连接质量都为$${{m}}$$的小物体$${{P}}$$和$${{Q}{(}}$$都可看做质点$${{)}{,}{Q}}$$离水平地面的高度为$${{h}}$$,已知当地重力加速度为$${{g}}$$。现释放小物体$${{P}}$$和$${{Q}}$$,对它们之后的运动,以下说法正确的是(

C

A.$${{Q}}$$着地前轻绳的张力为$${{m}{g}}$$

B.$${{Q}}$$着地前轻绳的张力为$${\frac{1} {2}} m g$$

C.$${{Q}}$$着地前的最大速度大小为$$\sqrt{\frac{g h} {2}}$$

D.$${{P}}$$沿斜面上升过程中,轻绳拉力对$${{P}}$$做的功为$${\frac{3} {8}} m g h$$

第1题解析:题目描述不完整,无法给出具体解析。

第2题解析:题目描述不完整,无法给出具体解析。

第3题解析:题目描述不完整,无法给出具体解析。

第4题解析:题目描述不完整,无法给出具体解析。

第5题解析:

1. 轻绳与钉子相碰后的瞬间,小球的运动方向改变,但速度大小不变,此时向心加速度为 $$a = \frac{v^2}{r}$$,其中 $$v = \sqrt{2gh}$$,$$r = \frac{L}{2}$$。因此加速度大小为 $$a = \frac{2gh}{L/2} = \frac{4gh}{L}$$,选项A错误。

2. 重力的功率 $$P = mgv_y$$,随着小球下落,$$v_y$$ 先增大后减小,因此功率先增大后减小,选项B错误。

3. 由机械能守恒,小球到达最低点时的速度 $$v = \sqrt{2g(h + L)}$$,选项C正确。

4. 在最低点,绳子拉力 $$T = mg + \frac{mv^2}{L/2} = mg + \frac{m \cdot 2g(h + L)}{L/2} = mg + \frac{4mgh}{L} + 4mg = m\left(\frac{4h}{L} + 5\right)g$$,选项D错误。

综上,正确答案为 C

第6题解析:

1. 若 $$m_C < m$$,则 $$C$$ 无法拉动 $$A$$ 和 $$B$$,选项A错误。

2. 当 $$C$$ 的速度最大时,系统合力为零,此时 $$A$$ 的加速度为零,选项B正确。

3. 当 $$C$$ 的速度最大时,弹簧弹性势能最小(因为动能最大),选项C正确。

4. 系统机械能守恒,选项D错误。

综上,正确答案为 B、C

第7题解析:

设圆环乙的质量为 $$m$$,由机械能守恒和几何关系可得:

$$mgh = \frac{1}{2}Mv_A^2 + \frac{1}{2}mv^2$$

其中 $$v_A$$ 为物体甲的速度,由几何关系 $$v_A = v \cos \theta$$,$$\cos \theta = \frac{h}{\sqrt{h^2 + l^2}} = \frac{3}{5}$$。

代入数据解得 $$m = 0.24 \, \text{kg}$$。

正确答案为 C

第8题解析:

由机械能守恒:

$$M_1g \cdot 0.3 - M_2g \cdot 0.3 = \frac{1}{2}(M_1 + M_2)v^2$$

代入数据解得 $$v = 2 \, \text{m/s}$$。

正确答案为 C

第9题解析:

1. 剪断细线瞬间,$$B$$ 和 $$C$$ 自由落体,$$BC$$ 间细绳张力为零,选项A错误。

2. 由机械能守恒和运动学分析,$$A$$ 的最大速度为 $$\sqrt{\frac{2(2m - M)gL}{2m + M}}$$,选项B正确。

3. 由于 $$M < 2m$$,$$B$$ 一定能落到地面,选项C正确。

4. $$A$$ 上升的最大高度 $$H > 2L$$,选项D正确。

综上,正确答案为 B、C、D

第10题解析:

1. $$Q$$ 着地前,系统加速度 $$a = \frac{mg - mg \sin 30^\circ}{2m} = \frac{g}{4}$$,轻绳张力 $$T = m(g - a) = \frac{3}{4}mg$$,选项A、B错误。

2. $$Q$$ 的最大速度由能量守恒得 $$v = \sqrt{\frac{gh}{2}}$$,选项C正确。

3. 轻绳拉力对 $$P$$ 做的功 $$W = T \cdot h = \frac{3}{4}mgh$$,选项D错误。

综上,正确答案为 C

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