格物学 力学机械能守恒定律及其条件

利用机械能守恒解决简单问题-机械能守恒定律及其条件知识点回顾进阶选择题自测题答案-甘肃省等高中物理,平均正确率40.0%

2025-08-29
利用机械能守恒解决简单问题-机械能守恒定律及其条件知识点回顾进阶选择题自测题答案-甘肃省等高中物理,平均正确率40.0%
2、['平抛运动中的临界问题', '平抛运动基本规律及推论的应用', '利用机械能守恒解决简单问题']

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C

A.适当调整$${{h}_{A}}$$,可使$${{A}}$$小球从轨道最高点飞出后,恰好落在轨道右端口处

B.无论如何调整$${{h}_{B}}$$,均无法使$${{B}}$$小球从轨道最高点飞出后落在轨道右端口处

C.若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出,$${{B}}$$小球在$$h_{B} > 2 R$$的任意高度释放

D.若使小球沿轨道运动并且从最高点飞出,$${{A}}$$小球释放的最小高度为$${{2}{R}}$$

3、['动量守恒定律内容,应用范围和推导', '功能关系的应用', '利用机械能守恒解决简单问题', '牛顿第二定律的简单应用']

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B

A.$${{m}{g}}$$

B.$$m g+\frac{m v_{0}^{2}} {L}$$

C.$$m g+m \frac{( 2 m )^{2} v_{0}^{2}} {( M+m )^{2} L}$$

D.$$m g+m \frac{( M-m )^{2} v_{0}^{2}} {( M+m )^{2} L}$$

4、['利用机械能守恒解决简单问题', '竖直平面内的圆周运动', '向心力', '牛顿第二定律的简单应用', '向心加速度']

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B

A. $${{A}}$$球的速度大于 $${{B}}$$球的速度

B. $${{A}}$$球的加速度大于 $${{B}}$$球的加速度

C. $${{A}}$$球受到绳子的拉力等于 $${{B}}$$球受到绳子的拉力

D. $${{A}}$$球的机械能等于 $${{B}}$$球的机械能

5、['利用机械能守恒解决简单问题']

正确率40.0%物体从高为$${{H}}$$处自由落下,当它的动能和势能相等时,物体离地面的高度$${{h}}$$和它的瞬时速度的大小$${{v}}$$为(

C

A.$$h=\frac{1} {2} H, \, \, \, v=\frac{1} {2} \sqrt{2 g H}$$

B.$$h=\frac{3} {4} H, \, \, \, v=\frac{1} {2} \sqrt{6 g H}$$

C.$$h=\frac{1} {2} H, \, \, \, v=\sqrt{g H}$$

D.$$h=\frac{1} {4} H, \, \, \, v=\frac{1} {2} \sqrt{2 g H}$$

6、['利用机械能守恒解决简单问题']

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C

A.小球的质量$${{m}}$$和小球的初速度$${{v}_{0}}$$的大小

B.小球的质量$${{m}}$$和小球抛出时的高度$${{h}}$$

C.小球抛出时的高度$${{h}}$$和小球的初速度$${{v}_{0}}$$的大小

D.小球抛出时的仰角$${{θ}}$$和小球的初速度$${{v}_{0}}$$的大小

7、['动量守恒-系统在某一方向不受力', '功能关系的应用', '利用机械能守恒解决简单问题']

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A

A.弹簧被压缩的过程中系统的总动量不断减小

B.弹簧压缩量最大时,$${{A}{、}{B}}$$的动能之和最小

C.弹簧压缩量最大时,$${{A}{、}{B}}$$的速度相同

D.物体$${{A}}$$的速度最大时,弹簧的弹性势能为零

8、['功率的概念、计算', '平均功率与瞬时功率', '利用机械能守恒解决简单问题']

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B

A.$$W=W^{\prime}, ~ \bar{P}=\bar{P^{\prime}}$$

B.$$W=W^{\prime}, ~ \bar{P} < \bar{P^{\prime}}$$

C.$$W < W^{\prime}, ~ \bar{P} > \bar{P^{\prime}}$$

D.$$W > W^{\prime}, ~ ~ \bar{P} < \bar{P^{\prime}}$$

9、['利用机械能守恒解决简单问题', '重力势能', '动能定理的简单应用']

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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.$$E_{\mathrm{k} A} < E_{\mathrm{k} B}, ~ E_{\mathrm{p} A >} E_{\mathrm{p} B}, ~ E_{A}=E_{B}$$

10、['利用机械能守恒解决简单问题', '竖直平面内的圆周运动', '线速度、角速度和周期、转速', '牛顿第二定律的内容及理解']

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D

A.强磁性引力的大小$$F=7 m g$$

B.质点在$${{A}}$$点对轨道的压力小于在$${{B}}$$点对轨道的压力

C.只要质点能做完整的圆周运动,则质点对$${{A}{、}}$$$${{B}}$$两点的压力差恒为$${{5}{m}{g}}$$

D.若磁性引力大小恒为$${{2}{F}}$$,为确保质点做完整的圆周运动,则质点通过$${{B}}$$点的最大速率为$${\sqrt {{1}{5}{g}{R}}}$$

第2题解析:

分析A小球(内轨道)和B小球(外轨道)的运动特性。

A选项:当$$h_A = \frac{5}{2} R$$时,小球在最高点速度$$v = \sqrt{gR}$$,平抛水平位移$$x = v \sqrt{\frac{2R}{g}} = \sqrt{2} R$$,而轨道右端口距离为$$2R$$,不相等。实际上需要调整$$h_A$$使水平位移等于$$2R$$,但计算表明无法实现,故A错误。

B选项:B小球在最高点速度需满足$$v \geq \sqrt{gR}$$,平抛时间$$t = \sqrt{\frac{2R}{g}}$$,水平位移$$x = v t \geq \sqrt{2} R$$,而轨道右端口距离为$$2R$$,由于$$\sqrt{2} R < 2R$$,确实无法达到,故B正确。

C选项:B小球要完成圆周运动,在最高点需满足$$v \geq \sqrt{gR}$$,由机械能守恒:$$\frac{1}{2} m v^2 + mg \cdot 2R \leq mgh_B$$,即$$h_B \geq \frac{5}{2} R$$,故C错误。

D选项:A小球最小释放高度为$$\frac{5}{2} R$$,故D错误。

答案:B

第3题解析:

小球与木块碰撞后共速,由动量守恒:$$m v_0 = (M + m) v$$,得$$v = \frac{m v_0}{M + m}$$。

小球做圆周运动,在最低点受力分析:$$T - mg = m \frac{v^2}{L}$$。

代入$$v$$:$$T = mg + m \frac{v^2}{L} = mg + m \frac{(m v_0)^2}{(M + m)^2 L}$$。

答案:C

第4题解析:

A球和B球为同轴转动,角速度$$\omega$$相同。

A选项:线速度$$v = \omega r$$,$$r_A > r_B$$,故$$v_A > v_B$$,正确。

B选项:向心加速度$$a = \omega^2 r$$,$$r_A > r_B$$,故$$a_A > a_B$$,正确。

C选项:绳子拉力提供向心力,$$T = m \omega^2 r$$,质量相同但$$r_A > r_B$$,故$$T_A > T_B$$,错误。

D选项:机械能$$E = \frac{1}{2} m v^2 + mgh$$,高度和速度均不同,机械能不相等,错误。

答案:A、B

第5题解析:

设离地高度为$$h$$时动能和势能相等,即$$\frac{1}{2} m v^2 = mgh$$。

由机械能守恒:$$mgH = mgh + \frac{1}{2} m v^2 = 2mgh$$,得$$h = \frac{H}{2}$$。

速度:$$\frac{1}{2} m v^2 = mg \frac{H}{2}$$,即$$v^2 = gH$$,$$v = \sqrt{gH}$$。

答案:C

第6题解析:

平抛运动时间$$t = \sqrt{\frac{2h}{g}}$$,水平位移$$x = v_0 t = v_0 \sqrt{\frac{2h}{g}}$$。

故水平位移取决于初速度$$v_0$$和高度$$h$$。

答案:C

第7题解析:

A选项:系统合外力为零,动量守恒,总动量不变,错误。

B选项:弹簧压缩最大时,A、B共速,系统动能最小,正确。

C选项:弹簧压缩最大时两物体速度相同,正确。

D选项:A速度最大时加速度为零,弹簧可能处于原长或伸长状态,弹性势能不一定为零,错误。

答案:B、C

第8题解析:

两次做功相同:$$W = W'$$。

平均功率$$\bar{P} = \frac{W}{t}$$,$$\bar{P'} = \frac{W'}{t'}$$,$$t' > t$$,故$$\bar{P} > \bar{P'}$$。

答案:C

第9题解析:

两球机械能守恒,初始机械能相同,故$$E_A = E_B$$。

A球位置高,重力势能$$E_{pA} > E_{pB}$$,则动能$$E_{kA} < E_{kB}$$。

答案:D

第10题解析:

A选项:在B点,$$F + mg = m \frac{v_B^2}{R}$$,由机械能守恒:$$\frac{1}{2} m v_B^2 = mg \cdot 2R + \frac{1}{2} m v_A^2$$,联立得$$F = 5mg$$,错误。

B选项:A点压力$$N_A = m \frac{v_A^2}{R} - mg$$,B点压力$$N_B = m \frac{v_B^2}{R} + mg - F$$,计算得$$N_A < N_B$$,正确。

C选项:压力差$$N_B - N_A = 6mg$$,不是恒为$$5mg$$,错误。

D选项:若$$F' = 2F = 10mg$$,在B点:$$10mg + mg = m \frac{v_B^2}{R}$$,得$$v_B = \sqrt{11gR}$$,错误。

答案:B

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