物理模型-環(huán)套桿(題庫)_第1頁
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..絕密★啟用前2016-2017學(xué)年度???學(xué)校11月月考卷試卷副標(biāo)題考試范圍:xxx;考試時(shí)間:100分鐘;命題人:xxx題號(hào)一二三四五總分得分注意事項(xiàng):1.答題前填寫好自己的姓名、班級(jí)、考號(hào)等信息2.請將答案正確填寫在答題卡上第I卷〔選擇題請點(diǎn)擊修改第I卷的文字說明評(píng)卷人得分一、選擇題1.如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧的另一端固定在地面上的a點(diǎn),彈簧處于原長h.讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時(shí)速度為零.則在圓環(huán)下滑過程中〔a.圓環(huán)機(jī)械能守恒b.彈簧的彈性勢能先增大后減小c.彈簧的彈性勢能變化了mghd.彈簧的彈性勢能最大時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大[答案]C[解析]在圓環(huán)運(yùn)動(dòng)到低端時(shí),彈簧彈力做負(fù)功,圓環(huán)的機(jī)械能減小,A錯(cuò);由動(dòng)能定理mgh-W=o,W=mgh,C對(duì);彈簧長度先變小后變大,所以彈性勢能先減小后增大,B錯(cuò);由力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系可知當(dāng)物體沿斜面向上的彈力等于重力沿斜面向下的分力時(shí)速度最大,動(dòng)能最大,此時(shí)彈性勢能不是最大,D錯(cuò);2.如圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧一端相連并處于桿上的B點(diǎn),彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn),此時(shí)彈簧處于原長,A.B間距為h,桿上C點(diǎn)與A點(diǎn)的連線垂直桿,若讓圓環(huán)從B點(diǎn)靜止釋放,滑到桿的底端時(shí)速度剛好為零,則在圓環(huán)下滑過程中A.彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大B.彈簧的彈性勢能變化了mghC.圓環(huán)先做加速運(yùn)動(dòng),過了C點(diǎn)開始做減速運(yùn)動(dòng)D.桿的傾斜角α肯定小于45°[答案]ABD[解析]試題分析:在剛開始下滑時(shí)彈簧豎直時(shí)處于原長,故下滑過程中彈簧先被壓縮后被拉長,在被壓縮過程中,彈簧的彈性勢能增大,在被拉伸且恢復(fù)到原長過程中,彈簧的彈性勢能減小,恢復(fù)原長被拉長過程中,彈性勢能增大,所以彈簧的彈性勢能先增大后減小再增大,A正確;彈簧,圓環(huán)組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒,到達(dá)最低端時(shí),圓環(huán)的機(jī)械能減少了mgh,那么橡皮繩的機(jī)械能的減小量等于彈性勢能增大量,為mgh,故B正確;圓環(huán)先做加速運(yùn)動(dòng),當(dāng)圓環(huán)沿桿的加速度為零時(shí),其速度最大,動(dòng)能最大,此時(shí)彈簧處于伸長狀態(tài),給圓環(huán)一個(gè)斜向左下方的拉力,此時(shí)已經(jīng)過了C點(diǎn),C錯(cuò)誤;如果桿的傾斜角α等于45°,則根據(jù)對(duì)稱性可得圓環(huán)在最低點(diǎn)時(shí),彈簧的形變量和在B點(diǎn)時(shí)相同,即處于原長位置,彈簧的彈性勢能為零,則圓環(huán)的速度一定不為零,故桿的傾斜角α肯定小于45°,D正確;考點(diǎn):考查了機(jī)械能守恒,功能關(guān)系[名師點(diǎn)睛]分析圓環(huán)沿桿下滑的過程的受力和做功情況,只有重力橡皮繩的拉力做功,所以圓環(huán)機(jī)械能不守恒,但是系統(tǒng)的機(jī)械能守恒;沿桿方向合力為零的時(shí)刻,圓環(huán)的速度最大,彈力做功和彈力勢能有關(guān)系,重力做功和重力勢能有關(guān)系3.如圖所示,在固定傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),桿與水平方向的夾角α=30°,圓環(huán)與豎直放置的輕質(zhì)彈簧上端相連,彈簧的另一端固定在地面上的A點(diǎn),彈簧處于原長h。讓圓環(huán)沿桿由靜止滑下,滑到桿的底端時(shí)速度恰為零。則在圓環(huán)下滑過程中A.圓環(huán)和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒B.當(dāng)彈簧垂直于光滑桿時(shí)圓環(huán)的動(dòng)能最大C.彈簧的最大彈性勢能為mghD.彈簧轉(zhuǎn)過60°角時(shí),圓環(huán)的動(dòng)能為[答案]CD[解析]試題分析:圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿底端的過程中有兩個(gè)力對(duì)圓環(huán)做功,即環(huán)的重力和彈簧的拉力;所以圓環(huán)和地球組成的系統(tǒng)機(jī)械能不守恒,如果把圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象,則系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故A錯(cuò)誤;當(dāng)圓環(huán)沿桿的加速度為零時(shí),其速度最大,動(dòng)能最大,此時(shí)彈簧處于伸長狀態(tài),給圓環(huán)一個(gè)斜向左下方的拉力,故B錯(cuò)誤;根據(jù)功能關(guān)系可知,當(dāng)圓環(huán)滑到最底端時(shí)其速度為零,重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈性勢能,此時(shí)彈性勢能最大,等于重力勢能的減小量即為,故C正確;彈簧轉(zhuǎn)過角時(shí),此時(shí)彈簧仍為原長,以圓環(huán)為研究對(duì)象,利用動(dòng)能定理得:,即圓環(huán)的動(dòng)能等于,故D錯(cuò)誤??键c(diǎn):機(jī)械能守恒定律、彈性勢能[名師點(diǎn)睛]對(duì)物理過程進(jìn)行受力情況、運(yùn)動(dòng)情況、做功情況分析,是解決問題的根本方法.要注意對(duì)于圓環(huán)來說機(jī)械能并不守恒,但對(duì)圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)作為研究對(duì)象,系統(tǒng)的機(jī)械能是守恒的。4.豎直細(xì)桿上套有一個(gè)1kg的小圓環(huán),圓環(huán)左側(cè)系住一勁度系數(shù)k=500N/m的輕彈簧,已知彈簧與豎直方向的夾角為θ=37°,圓環(huán)始終靜止,則以下分析正確的是A.當(dāng)彈簧伸長量x=2.5cm時(shí),圓環(huán)與豎直桿的摩擦力為零[來源:學(xué)+科+網(wǎng)][來源:學(xué)&科&網(wǎng)Z&X&X&K]B.當(dāng)彈簧伸長量x=0.5cm時(shí),圓環(huán)與豎直桿的彈力F=1.5NC.保持彈簧伸長量不變,適度減小θ,圓環(huán)與細(xì)桿之間的彈力變小D.保持彈簧伸長量不變,適度減小θ,圓環(huán)與細(xì)桿之間的摩擦力變小[答案]ABC[解析]試題分析:當(dāng)彈簧伸長量x=2.5cm時(shí),彈簧的彈力為,在豎直方向上彈簧的分力為,故沒有摩擦力,當(dāng)保持彈簧伸長量不變,適度減小θ,圓環(huán)與細(xì)桿之間的摩擦力增大,A正確D錯(cuò)誤;當(dāng)彈簧伸長量x=0.5cm時(shí)彈簧的彈力為,因?yàn)閳A環(huán)處于靜止?fàn)顟B(tài),所以圓環(huán)與豎直桿的彈力和彈簧彈力的水平分量大小相等,故,當(dāng)保持彈簧伸長量不變,適度減小θ,N減?。籅C正確;考點(diǎn):考查了共點(diǎn)力平衡條件的應(yīng)用,力的合成與分解[名師點(diǎn)睛]本題是力平衡問題,關(guān)鍵是受力分析后根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件并結(jié)合正交分解法列式分析,圓環(huán)受重力、支持力、彈簧的彈力,可能有靜摩擦力,取決于拉力的豎直分力與重力的大小關(guān)系,根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式分析即可5.下圖中,固定的光滑豎直桿上套有一質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與水平放置輕質(zhì)彈簧一端相連,彈簧另一端固定在墻壁上的A點(diǎn),圖中彈簧水平時(shí)恰好處于原長狀態(tài)?,F(xiàn)讓圓環(huán)從圖示位置〔距地面高度為h由靜止沿桿滑下,滑到桿的底端B時(shí)速度恰好為零。則在圓環(huán)下滑至底端的過程中AABhmA.圓環(huán)的機(jī)械能守恒B.彈力對(duì)圓環(huán)做負(fù)功,大小為mghC.圓環(huán)所受合力做功為零D.圓環(huán)到達(dá)B時(shí)彈簧彈性勢能為mgh[答案]BCD[解析]試題分析:圓環(huán)除了重力做功以外還有彈簧的彈力做功,故圓環(huán)的機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;圓環(huán)從開始下落到落到B點(diǎn),由動(dòng)能定理:,即W彈=mgh,選項(xiàng)B正確;由動(dòng)能定理,則圓環(huán)所受合力做功為零,選項(xiàng)C正確;因克服彈力做功等于增加的彈性勢能,故圓環(huán)到達(dá)B時(shí)彈簧彈性勢能為mgh,選項(xiàng)D正確;故選BCD.考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律;動(dòng)能定理的應(yīng)用.6.如右圖所示,固定的傾斜光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)與一橡皮繩相連,橡皮繩的另一端固定在地面上的A點(diǎn),橡皮繩豎直時(shí)處于原長h。讓圓環(huán)沿桿滑下,滑到桿的底端時(shí)速度為零。則在圓環(huán)下滑過程中A.圓環(huán)機(jī)械能守恒B.橡皮繩的彈性勢能一直增大C.橡皮繩的彈性勢能增加了mgh、 D.橡皮繩再次到達(dá)原長時(shí)圓環(huán)動(dòng)能最大[答案]C[解析]在圓環(huán)下滑過程中,圓環(huán)和橡皮繩的機(jī)械能守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;橡皮繩的彈性勢能先不變后增大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由機(jī)械能守恒定律,橡皮繩的彈性勢能增加了mgh,選項(xiàng)C正確;橡皮繩再次到達(dá)原長時(shí)圓環(huán)動(dòng)能為零,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。7.如圖所示,固定的豎直光滑長桿上套有質(zhì)量為m的小圓環(huán),圓環(huán)與水平狀態(tài)的輕質(zhì)彈簧一端連接。彈簧的另一端固定在墻上,并且處于原長狀態(tài)。現(xiàn)讓圓環(huán)由靜止開始下滑,已知彈簧原長為L,圓環(huán)下滑到最低點(diǎn)時(shí)彈簧的長度為2L〔未超過彈性限度,從圓環(huán)開始運(yùn)動(dòng)至第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過程中A.彈簧對(duì)圓環(huán)的沖量方向始終向上,圓環(huán)的動(dòng)量先增大后減小B.彈簧對(duì)圓環(huán)的拉力始終做負(fù)功,圓環(huán)的動(dòng)能一直減小C.圓環(huán)下滑到最低點(diǎn)時(shí),所受合力為零D.彈簧彈性勢能變化了[答案]D[解析]試題分析:在環(huán)剛剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí),只受到重力的作用,向下運(yùn)動(dòng)的過程中彈簧被拉長,彈簧的彈力沿彈簧的方向斜向上,豎直方向向上的分力隨彈簧的伸長而增大,所以環(huán)受到的合力沿豎直方向的分力先向下,逐漸減小,該過程中環(huán)的速度增大;圓環(huán)所受合力為零時(shí),速度最大,此后圓環(huán)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),則彈簧的彈力增大,合力的方向向上,并逐漸增大,環(huán)向下做減速運(yùn)動(dòng),直到速度為0.所以圓環(huán)的動(dòng)量先增大后減?。珡椈蓪?duì)圓環(huán)的沖量方向始終斜向左上方.故A錯(cuò)誤;環(huán)先加速后減速,所以動(dòng)能先增大后減?。蔅錯(cuò)誤.圓環(huán)所受合力為零,速度最大,此后圓環(huán)繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),則彈簧的彈力增大,圓環(huán)下滑到最大距離時(shí),所受合力不為零,故C錯(cuò)誤.圖中彈簧水平時(shí)恰好處于原長狀態(tài),圓環(huán)下滑到最大距離時(shí)彈簧的長度變?yōu)?L,可得物體下降的高度為h=L,根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得彈簧的彈性勢能增大量為△Ep=mgh=mgL,故D正確.故選D。考點(diǎn):機(jī)械能守恒;牛頓第二定律[名師點(diǎn)睛]此題是對(duì)機(jī)械能守恒定律及牛頓第二定律的考查;關(guān)鍵是分析圓環(huán)在各個(gè)位置的受力情況,結(jié)合幾何關(guān)系,聯(lián)系機(jī)械能守恒定律及牛頓第二定律來分析;注意分析彈簧恰好處于原長時(shí)的臨界態(tài).8.如圖所示的xOy坐標(biāo)系中,x軸上固定一個(gè)點(diǎn)電荷Q,y軸上固定一根光滑絕緣細(xì)桿〔細(xì)桿的下端剛好在坐標(biāo)原點(diǎn)O處,將一個(gè)套在桿上重力不計(jì)的帶電圓環(huán)〔視為質(zhì)點(diǎn)從桿上P處由靜止釋放,圓環(huán)從O處離開細(xì)桿后恰好繞點(diǎn)電荷Q做圓周運(yùn)動(dòng).下列說法正確的是〔A.圓環(huán)沿細(xì)桿從P運(yùn)動(dòng)到O的過程中,速度可能先增大后減小B.圓環(huán)沿細(xì)桿從P運(yùn)動(dòng)到0的過程中,加速度可能先增大后減小C.增大圓環(huán)所帶的電荷量,其他條件不變,圓環(huán)離開細(xì)桿后仍然能繞點(diǎn)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)D.將圓環(huán)從桿上P的上方由靜止釋放,其他條件不變,圓環(huán)離開細(xì)桿后仍然能繞點(diǎn)電荷做圓周運(yùn)動(dòng)[答案]BC[解析]試題分析:根據(jù)動(dòng)能定理,通過合力做功情況判斷動(dòng)能的變化,根據(jù)所受合力的變化判斷加速度的變化.圓環(huán)離開細(xì)桿后做圓周運(yùn)動(dòng),靠庫倫引力提供向心力.解:A、圓環(huán)從P運(yùn)動(dòng)到O的過程中,只有庫侖引力做正功,根據(jù)動(dòng)能定理知,動(dòng)能一直增大,則速度一直增大.故A錯(cuò)誤.B、圓環(huán)從P運(yùn)動(dòng)到O的過程中,受庫侖引力,桿子的彈力,庫侖引力沿桿子方向上的分力等于圓環(huán)的合力,滑到O點(diǎn)時(shí),所受的合力為零,加速度為零.故B正確.C、根據(jù)動(dòng)能定理得:qU=mv2,根據(jù)牛頓第二定律得:k=m,聯(lián)立解得:k=,可知圓環(huán)仍然可以做圓周運(yùn)動(dòng).故C正確,D、若增大高度,知電勢差U增大,庫侖引力與所需向心力不等,不能做圓周運(yùn)動(dòng).故D錯(cuò)誤.故選:BC.9.如圖所示,在豎直面內(nèi)固定一光滑的硬質(zhì)桿ab,桿與水平面的夾角為θ,在桿的上端a處套一質(zhì)量為m的圓環(huán),圓環(huán)上系一輕彈簧,彈簧的另一端固定在與a處在同一水平線上的O點(diǎn),O、b兩點(diǎn)處在同一豎直線上。由靜止釋放圓環(huán)后,圓環(huán)沿桿從a運(yùn)動(dòng)到b,在圓環(huán)運(yùn)動(dòng)的整個(gè)過程中,彈簧一直處于伸長狀態(tài),則下列說法正確的是A.圓環(huán)的機(jī)械能保持不變B.彈簧對(duì)圓環(huán)一直做負(fù)功C.彈簧的彈性勢能逐漸增大D.圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒[答案]D[解析]試題分析:由幾何關(guān)系可知,當(dāng)環(huán)與O點(diǎn)的連線與桿垂直時(shí),彈簧的長度最短,彈簧的彈性勢能最?。栽诃h(huán)從a到C的過程中彈簧對(duì)環(huán)做正功,而從C到b的過程中彈簧對(duì)環(huán)做負(fù)功,所以環(huán)的機(jī)械能是變化的.故A錯(cuò)誤,B錯(cuò)誤;當(dāng)環(huán)與O點(diǎn)的連線與桿垂直時(shí),彈簧的長度最短,彈簧的彈性勢能最小,所以彈簧的彈性勢能先減小后增大.故C錯(cuò)誤;在整個(gè)的過程中只有重力和彈簧的彈力做功,所以圓環(huán)和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒.故D正確;故選D..考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律10.如右圖所示,光滑絕緣細(xì)桿AB,水平放置于被固定的帶負(fù)電荷的小球的正上方,小球的電荷量為Q,可視為點(diǎn)電荷.a(chǎn)、b是水平細(xì)桿上的兩點(diǎn),且在以帶負(fù)電小球?yàn)閳A心的同一豎直圓周上.一個(gè)質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小圓環(huán)<可視為質(zhì)點(diǎn)>套在細(xì)桿上,由a點(diǎn)靜止釋放,在小圓環(huán)由a點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到b點(diǎn)的過程中,下列說法中正確的是<>A.小圓環(huán)所受庫侖力的大小先增大后減小B.小圓環(huán)的加速度先增大后減小C.小圓環(huán)的動(dòng)能先增加后減少D.小圓環(huán)與負(fù)電荷組成的系統(tǒng)電勢能先增加后減少[答案]AC[解析]庫侖力的大小先增大后減小,選項(xiàng)A正確;由于小球運(yùn)動(dòng)到小球正上方時(shí),加速度為零,選項(xiàng)B錯(cuò);由動(dòng)能定理,電場力先做正功后做負(fù)功,因而動(dòng)能先增加后減少,電勢能先減少后增加,選項(xiàng)C正確;D錯(cuò)誤.11.如圖所示,輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與質(zhì)量為m的圓環(huán)相連,圓環(huán)套在傾斜的粗糙固定桿上,桿與水平面之間的夾角為α,圓環(huán)在A處時(shí)彈簧豎直且處于原長。將圓環(huán)從A處靜止釋放,到達(dá)C處時(shí)速度為零。若圓環(huán)在C處獲得沿桿向上的速度v,恰好能回到A。已知AC=L,B是AC的中點(diǎn),彈簧始終在彈性限度之內(nèi),重力加速度為g,則A.下滑過程中,環(huán)受到的合力不斷減小B.下滑過程中,環(huán)與桿摩擦產(chǎn)生的熱量為C.從C到A過程,彈簧對(duì)環(huán)做功為D.環(huán)經(jīng)過B時(shí),上滑的速度大于下滑的速度[答案]BCD[解析]試題分析:環(huán)由A到C的過程中,、都為零,可知,環(huán)先加速、后減速,合外力先減小后增大,A錯(cuò);環(huán)由A到C的過程中,由動(dòng)能定理知:①,由C到A的過程中,由功能關(guān)系得:②,由①②得:,B對(duì);由C到A的過程中,由動(dòng)能定理得:,可得:,C對(duì);由功能關(guān)系知,環(huán)經(jīng)過B點(diǎn)時(shí),上滑的速度大于下滑的速度,D對(duì)。考點(diǎn):動(dòng)能定理、功能關(guān)系。[名師點(diǎn)睛]對(duì)動(dòng)能定理的理解<1>動(dòng)能定理敘述中所說的"外力",既可以是重力、彈力、摩擦力,也可以是電場力、磁場力或其他力.<2>利用動(dòng)能定理可以討論合力做功或某一個(gè)力做功的情況.12.如圖甲所示,有一絕緣圓環(huán),圓環(huán)上均勻分布著正電荷,圓環(huán)平面與豎直平面重合?!饣?xì)桿沿垂直圓環(huán)平面的軸線穿過圓環(huán),細(xì)桿上套有一個(gè)質(zhì)量為的帶正電的小球,小球所帶電荷量。小球從c點(diǎn)由靜止釋放,其沿細(xì)桿由C經(jīng)B向A運(yùn)動(dòng)的圖象如圖乙所示。小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),速度圖象的切線斜率最大〔圖中標(biāo)出了該切線。則下列說法正確的是A.在O點(diǎn)右側(cè)桿上,B點(diǎn)場強(qiáng)最大,場強(qiáng)大小為E=1.2V/mB.由C到A的過程中,小球的電勢能先減小后變大C.由C到A電勢逐漸降低D.C、B兩點(diǎn)間的電勢差[答案]ACD[解析]試題分析:由乙圖可知,小球在B點(diǎn)的加速度最大,故受力最大,加速度有電場力提供,故B點(diǎn)的電場強(qiáng)度最大,,,解得,故A正確;從C到A電場力一直做正功,故電勢能一直減小,故B錯(cuò)誤,C正確;由C到B電場力做功為,CB間電勢差為,故D正確??键c(diǎn):電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系、電場強(qiáng)度、電勢能[名師點(diǎn)睛]本題主要考查了圖象問題,抓住電場力做正功,電勢能減小即,通過乙圖的圖象判斷出加速度,加速度最大時(shí)受到的電場力最大,電場強(qiáng)度最大,由電場力做功即可判斷電勢能,由求的電勢差。13.輕繩一端通過光滑的定滑輪與物塊P連接,另一端與套在光滑豎直桿上的圓環(huán)Q連接,Q從靜止釋放后,上升一定距離到達(dá)與定滑輪等高處,在此過程中A.任意時(shí)刻P、Q兩物體的速度大小滿足B.任意時(shí)刻Q受到的拉力大小與P的重力大小相等C.物塊P和圓環(huán)Q組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒D.當(dāng)Q上升到與滑輪等高時(shí),它的機(jī)械能最大[答案]ACD[解析]試題分析:將物塊Q的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向,在沿繩子方向的分速度等于P的速度.輕繩與桿的夾角為時(shí),由速度的分解有:,,則得,故A正確;P先向下做加速運(yùn)動(dòng),處于失重狀態(tài),則繩的拉力大小小于P的重力大小,即Q受到的拉力大小小于P的重力大小,故B錯(cuò)誤;對(duì)于物塊P和圓環(huán)Q組成的系統(tǒng),只有重力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故C正確;除重力以外其它力做的功等于物體機(jī)械能的增量,物塊Q上升到與滑輪等高前,拉力做正功,機(jī)械能增加,物塊Q上升到與滑輪等高后,拉力做負(fù)功,機(jī)械能減?。訯上升到與滑輪等高時(shí),機(jī)械能最大.故D正確.考點(diǎn):考查了運(yùn)動(dòng)的合成與分解,機(jī)械能守恒,[名師點(diǎn)睛]將物塊Q的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向,在沿繩子方向的分速度等于P的速度.結(jié)合平行四邊形定則求出P、Q速度的關(guān)系.通過繩子拉力對(duì)Q物體的做功情況,判斷物塊Q機(jī)械能的變化,從而得出何時(shí)機(jī)械能最大14.如圖所示,質(zhì)量為m的小球套在傾斜放置的固定光滑桿上,一根輕質(zhì)彈簧一端固定于O點(diǎn),另一端與小球相連,彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)?,F(xiàn)將小球沿桿拉到使彈簧處于水平位置時(shí)由靜止釋放,小球沿桿下滑,當(dāng)彈簧位于豎直位置時(shí),小球速度恰好為零,此時(shí)小球下降的豎直高度為h。若全過程中彈簧始終處于伸長狀態(tài)且處于彈性限度范圍內(nèi),則下列說法正確的是〔A.彈簧與桿垂直時(shí),小球速度最大B.彈簧與桿垂直時(shí),小球的動(dòng)能與重力勢能之和最大C.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中,彈簧的彈性勢能增加量小于mghD.小球下滑至最低點(diǎn)的過程中,彈簧的彈性勢能增加量等于mgh[答案]BD[解析]試題分析:光滑桿沒有摩擦力做功,桿的彈力和運(yùn)動(dòng)方向垂直也不做功,整個(gè)過程只有彈簧彈力和小球重力做功,二者組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。對(duì)小球受力分析,在沿桿方向一個(gè)是自身重力分力另外一個(gè)是彈力沿桿方向的分力,當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí),沿桿方向沒有彈簧的分力,只有重力沿桿向下的分力,所以小球在沿桿向下加速,速度不是最大,故A錯(cuò)誤;由于全過程彈簧始終處于伸長狀態(tài),彈簧與桿垂直時(shí)彈簧伸長量最小,小球彈簧系統(tǒng)機(jī)械能守恒,彈簧彈性勢能最小,小球機(jī)械能最大,即動(dòng)能和重力勢能之和最大,故B正確。從初位置到末位置,小球速度都是零,動(dòng)能不變,重力勢能減少量為mgh,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,彈簧彈性勢能增加量為mgh,故C錯(cuò)誤,D正確??键c(diǎn):機(jī)械能守恒定律15.如圖所示,A、B兩球分別套在兩光滑無限長的水平直桿上,兩球通過一輕繩繞過一定滑輪〔軸心固定不動(dòng)相連,某時(shí)刻連接兩球的輕繩與水平方向的夾角分別為α、β,A球向左的速度為v,下列說法正確的是〔A.此時(shí)B球的速度為B.此時(shí)B球的速度為C.當(dāng)β增大到等于90°時(shí),B球的速度達(dá)到最大D.當(dāng)β增大到等于90°時(shí),B球的速度達(dá)到最小[答案]AC[解析]試題分析:將物塊A的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向,在沿繩子方向的分速度等于B沿繩子方向的分速度.在沿繩子方向的分速度為v繩子=vcosα,所以.故A正確,B錯(cuò)誤.當(dāng)β增大到等于90°時(shí),B球的速度沿繩子方向的分速度等于0,所以A沿繩子方向的分速度也是0,而cosα不等于0,所以A球的速度為0;此時(shí)A的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為B的動(dòng)能,所以B球的速度達(dá)到最大,故C正確,D錯(cuò)誤.故選AC.考點(diǎn):速度的分解[名師點(diǎn)睛]解決本題的關(guān)鍵會(huì)對(duì)速度進(jìn)行分解,將物塊的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子的方向;掌握機(jī)械能守恒的條件,會(huì)利用力與速度之間的夾角關(guān)系分析力對(duì)物體做功的性質(zhì)問題。16.如圖所示,一輕繩繞過無摩擦的兩個(gè)輕質(zhì)小定滑輪O1、O2和質(zhì)量為m的小球連接,另一端與套在光滑直桿上質(zhì)量也為m的小物塊連接,已知直桿兩端固定,與兩定滑輪在同一豎直平面內(nèi),與水平面的夾角θ=60°,直桿上C點(diǎn)與兩定滑輪均在同一高度,C點(diǎn)到定滑輪O1的距離為L,重力加速度為g,設(shè)直桿足夠長,小球運(yùn)動(dòng)過程中不會(huì)與其他物體相碰.現(xiàn)將小物塊從C點(diǎn)由靜止釋放,當(dāng)小物塊沿桿下滑距離也為L時(shí)〔圖中D處,下列說法正確的是A.小物塊剛釋放時(shí)輕繩中的張力一定大于mgB.小球下降最大距離為C.小物塊在D處的速度與小球速度大小之比為2:1D.小物塊在D處的速度與小球速度大小之比為[答案]BC[解析]試題分析:A、剛釋放的瞬間,小球的瞬間加速度為零,拉力等于mg,故A錯(cuò)誤.B、當(dāng)拉物塊的繩子與直桿垂直時(shí),小球下降的距離最大,根據(jù)幾何關(guān)系知,,故B正確.C、D.將小物塊的速度分解為沿繩子方向和垂直繩子方向,沿繩子方向的分速度等于小球的速度,根據(jù)平行四邊形定則知,小物塊在D處的速度與小球的速度之比為v:v1=2:1,故C正確,D錯(cuò)誤.故選BC.考點(diǎn):本題考查[名師點(diǎn)睛]解決本題的關(guān)鍵知道兩物體組成的系統(tǒng),只有重力做功,機(jī)械能守恒.以及知道物塊與O1之間的距離最小時(shí),小球下降的高度最大,知道物塊沿繩子方向的分速度等于小球的速度.17.如圖所示,豎直固定的光滑桿上套有一個(gè)質(zhì)量m的小球A,不可伸長的輕質(zhì)細(xì)繩通過固定在天花板上、大小可忽略的定滑輪O,連接小球A和小球B,虛線OC水平,此時(shí)連接小球A的細(xì)繩與水平的夾角為60°,小球A恰能保持靜止.現(xiàn)在小球B的下端再掛一個(gè)小球Q,小球A可從圖示位置上升并恰好能到達(dá)C處.不計(jì)摩擦和空氣阻力,重力加速度為g.則〔A.小球B質(zhì)量為B.小球B質(zhì)量為C.小球A到達(dá)C處時(shí)的加速度為0D.小球A到達(dá)C處時(shí)的加速度為g[答案]BD[解析]試題分析:B物體受重力和拉力而平衡,拉力等于其重力;物體A受重力、拉力和桿的支持力,如圖所示設(shè)B物塊的質(zhì)量為M,繩子拉力為T;根據(jù)平衡條件:Tsin60°=Mg;T=mg;聯(lián)立解得,故A錯(cuò)誤,B正確;當(dāng)A物塊到達(dá)C處時(shí),由受力分析可知:水平方向受力平衡,豎直方向只受重力作用;所以A物塊的加速度a=g,故C錯(cuò)誤,D正確;故選BD.考點(diǎn):物體的平衡[名師點(diǎn)睛]此題是物體的平衡及牛頓定律的應(yīng)用習(xí)題;題目兩問直接根據(jù)牛頓第二定律和平衡條件列式求解,掌握受力分析圖的作法,理解力的平行四邊形定則的應(yīng)用;此題難度不大,考查基本方法的運(yùn)用能力.第II卷〔非選擇題請點(diǎn)擊修改第II卷的文字說明評(píng)卷人得分二、計(jì)算題18.如圖所示,物體A的質(zhì)量為M,圓環(huán)B的質(zhì)量為m,通過繩子連結(jié)在一起,圓環(huán)套在光滑的豎直桿上,開始時(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平,長度l=4m,現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán).不計(jì)定滑輪和空氣的阻力,取g=10m/s2?!?若圓環(huán)恰能下降h=3m,求兩個(gè)物體的質(zhì)量之比M/m;〔2若圓環(huán)下降h=3m時(shí)的速度v=5m/s,求兩個(gè)物體的質(zhì)量之比M/m。[答案]〔13〔235:29[解析]試題分析:〔1若圓環(huán)恰好能下降h=3m,由機(jī)械能守恒定律得:mgh=MghA,由幾何關(guān)系可得:h2+l2=〔l+hA2解得兩個(gè)物體的質(zhì)量應(yīng)滿足關(guān)系M=3m〔2若圓環(huán)下降h=3m時(shí)的速度v=5m/s,由機(jī)械能守恒定律得:mgh=MghA+mv2+MvA2如圖所示,A、B的速度關(guān)系為:解得兩個(gè)物體的質(zhì)量關(guān)系為考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律[名師點(diǎn)睛]該題的關(guān)鍵是用好系統(tǒng)機(jī)械能守恒這個(gè)知識(shí)點(diǎn);關(guān)鍵點(diǎn)是能找到兩個(gè)物體之間的速度關(guān)系及運(yùn)動(dòng)的高度關(guān)系。19.如圖所示,輕繩一端掛一質(zhì)量為M的物體,另一端系在質(zhì)量為m的圓環(huán)上,圓環(huán)套在豎直固定的細(xì)桿上,定滑輪與細(xì)桿相距0.3m,將環(huán)拉至與滑輪在同一高度上,再將環(huán)由靜止釋放.圓環(huán)沿桿向下滑動(dòng)的最大位移為0.4m,若不計(jì)一切摩擦阻力,求:〔1物體與環(huán)的質(zhì)量比;〔2圓環(huán)下落0.3m時(shí)速度大?。甗答案]〔1物體與環(huán)的質(zhì)量比為2:1;〔2圓環(huán)下落0.3m時(shí)速度大小為0.72m/s[解析]試題分析:〔1當(dāng)環(huán)下降至最大位移處時(shí),vm=vM=0而此時(shí)物體上升的高度為由機(jī)械能守恒〔2當(dāng)圓環(huán)下降h1=0.30m時(shí),物體上升高度為h2由運(yùn)動(dòng)合成分解得:由系統(tǒng)機(jī)械能守恒有聯(lián)立得圓環(huán)下落0.3米時(shí)速度大?。簐m=0.72m/s20.〔10分如圖19所示,在水平向左、電場強(qiáng)度為E的勻強(qiáng)電場中,豎直固定著一根足夠長的粗糙絕緣桿,桿上套著一個(gè)質(zhì)量為m、帶有電荷量-q的小圓環(huán),圓環(huán)與桿間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ。〔1由靜止釋放圓環(huán),圓環(huán)沿桿下滑,求圓環(huán)下滑過程中受到的摩擦力f;〔2若在勻強(qiáng)電場E的空間內(nèi)再加上磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場,圓環(huán)仍由靜止開始沿桿下滑。求:①圓環(huán)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度a0的大??;②圓環(huán)下滑過程中的最大動(dòng)能Ek。[答案]〔1〔2[解析]試題分析:〔1在水平方向圓環(huán)受到的彈力則摩擦力〔3分〔2①圓環(huán)剛開始運(yùn)動(dòng)時(shí)不受洛倫茲力,因此,摩擦力大小在豎直方向,由牛頓第二定律〔1分解得〔2分②當(dāng)重力與滑動(dòng)摩擦力平衡時(shí),圓環(huán)速度最大,動(dòng)能最大。即〔1分最大速度〔2分最大動(dòng)能〔1分考點(diǎn):帶電粒子在勻強(qiáng)電場中的運(yùn)動(dòng)21.如圖所示,原長為L的輕質(zhì)彈簧一端固定在O點(diǎn),另一端與質(zhì)量為m的圓環(huán)相連,圓環(huán)套在粗糙豎直固定桿上的A處,環(huán)與桿間動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.5,此時(shí)彈簧水平且處于原長。讓圓環(huán)從A處由靜止開始下滑,經(jīng)過B處時(shí)的速度最大,到達(dá)C處時(shí)速度為零。過程中彈簧始終在彈性限度之內(nèi),重力加速度為g,求:〔1圓環(huán)在A處的加速度為多大?〔2若AB間距離為,則彈簧的進(jìn)度系數(shù)k為多少?〔3若圓環(huán)到達(dá)C處時(shí)彈簧彈性勢能為,且AC=h,使圓環(huán)在C處獲得一個(gè)豎直向上的初速度,圓環(huán)恰好能到達(dá)A處,則這個(gè)初速度應(yīng)為多大?[答案]〔1〔2〔3[解析]試題分析:〔1在A處只受重力做功,故根據(jù)牛頓第二定律可得,解得〔2圓環(huán)經(jīng)過B處時(shí),彈簧的彈力設(shè),則速度最大,合力為零,由平衡條件得:聯(lián)立解得〔3圓環(huán)從A運(yùn)動(dòng)到C,由功能關(guān)系得從C運(yùn)動(dòng)到A的過程,由功能關(guān)系得又解得考點(diǎn):考查了動(dòng)能定理,功能關(guān)系,牛頓第二定律[名師點(diǎn)睛]本題要能正確分析小球的受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,對(duì)物理過程進(jìn)行受力、運(yùn)動(dòng)、做功分析,是解決問題的根本方法,掌握功能關(guān)系的應(yīng)用22.如圖所示,物體A的質(zhì)量為M,圓環(huán)B的質(zhì)量為m,通過繩子連接在一起,圓環(huán)套在光滑的豎直桿上,開始時(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平,長度l=4m,現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán).不計(jì)定滑輪和空氣的阻力,取g=10m/s2,求:〔1若圓環(huán)恰能下降h=3m,A和B的質(zhì)量應(yīng)滿足什么關(guān)系?〔2若圓環(huán)下降h=3m時(shí)的速度vB=5m/s,則A和B的質(zhì)量有何關(guān)系?〔3不管A和B的質(zhì)量為多大,圓環(huán)下降h=3m時(shí)的速度不可能超過多大?[答案]〔1;〔2;〔3[解析]試題分析:〔1若圓環(huán)恰好能下降,由機(jī)械能守恒定律得:,由幾何關(guān)系可得:,解得:,因此為使圓環(huán)能下降,兩個(gè)物體的質(zhì)量應(yīng)滿足;〔2若圓環(huán)下降時(shí)的速度,由機(jī)械能守恒定律得:,如圖所示,A、B的速度關(guān)系為,解得:;〔3B的質(zhì)量比A的大得越多,圓環(huán)下降時(shí)的速度越大,當(dāng)時(shí)可認(rèn)為B下落過程機(jī)械能守恒,有:,解得圓環(huán)的最大速度:,即圓環(huán)下降時(shí)的速度不可能超過。考點(diǎn):機(jī)械能守恒定律[名師點(diǎn)睛]該題的關(guān)鍵是用好系統(tǒng)機(jī)械能守恒這個(gè)知識(shí)點(diǎn),難點(diǎn)是對(duì)于B的速度極限值的判斷,其條件是,即A的質(zhì)量可以忽略,認(rèn)為B的機(jī)械能守恒。23.如圖所示,半徑為R的光滑圓環(huán)豎直固定,質(zhì)量為3m的小球A套在圓環(huán)上;長為2R的剛性〔即不伸長也不縮短輕桿一端通過鉸鏈與A連接,另一端通過鉸鏈與滑塊B連接;滑塊B質(zhì)量為m,套在水平固定的光滑桿上,水平桿與圓環(huán)的圓心O位于同一水平線上,現(xiàn)將A置于圓環(huán)的最高處并給A一微小擾動(dòng)〔初速度視為0,使A沿圓環(huán)順時(shí)針自由下滑,不計(jì)一切摩擦,A.B均視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g,求:〔1A滑到與圓心O同高度時(shí)的速度大小;〔2A下滑至桿與圓環(huán)第一次相切的過程中,桿對(duì)B做的功[答案]〔1〔2[解析]試題分析:〔1當(dāng)A滑動(dòng)到與O同高度時(shí),A的速度沿圓環(huán)切向向下,B的速度為零,由機(jī)械能守恒定律可得,解得〔2桿與圓環(huán)相切時(shí),A的速度沿桿方向,設(shè)為,此時(shí)B的速度為,根據(jù)桿不可伸長和縮短,得根據(jù)幾何關(guān)系可得球A下落的高度由機(jī)械能守恒定律可得由動(dòng)能定理可得解得考點(diǎn):考查了機(jī)械能守恒,動(dòng)能定理的應(yīng)用[名師點(diǎn)睛]應(yīng)用動(dòng)能定理應(yīng)注意的幾個(gè)問題〔1明確研究對(duì)象和研究過程,找出始末狀態(tài)的速度。〔2要對(duì)物體正確地進(jìn)行受力分析,明確各力做功的大小及正負(fù)情況〔待求的功除外?!?有些力在物體運(yùn)動(dòng)過程中不是始終存在的。若物體運(yùn)動(dòng)過程中包括幾個(gè)階段,物體在不同階段內(nèi)的受力情況不同,在考慮外力做功時(shí)需根據(jù)情況區(qū)分對(duì)待24.如圖所示,在固定的光滑水平桿〔桿足夠長上,套有一個(gè)質(zhì)量為m=0.5kg的光滑金屬圓環(huán),輕繩一端拴在環(huán)上,另一端系著一個(gè)質(zhì)量為M=1.98kg的木塊,現(xiàn)有一質(zhì)量為m0=20g的子彈以v0=100m/s的水平速度射入木塊并留在木塊中〔不計(jì)空氣阻力和子彈與木塊作用的時(shí)間,g取10m/s2,求:①圓環(huán)、木塊和子彈這個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能;②木塊所能達(dá)到的最大高度.[答案]①圓環(huán)、木塊和子彈這個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能為99J;②木塊所能達(dá)到的最大高度為0.01m[解析]試題分析:①子彈射入木塊過程,系統(tǒng)的動(dòng)量守恒,取向右方向?yàn)檎较?根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:則有:m0v0=〔m0+Mv得:v==m/s=1m/s機(jī)械能只在該過程有損失,損失的機(jī)械能為△E=﹣=[﹣]J=99J②木塊〔含子彈在向上擺動(dòng)過程中,以木塊〔含子彈和圓環(huán)木塊〔含子彈和圓環(huán)組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象,根據(jù)系統(tǒng)水平方向的動(dòng)量守恒得,則有:〔m0+Mv=〔m0+M+mv'解得:v'==m/s=0.8m/s根據(jù)機(jī)械能守恒定律有:聯(lián)立解得:h==m=0.01m答:①圓環(huán)、木塊和子彈這個(gè)系統(tǒng)損失的機(jī)械能為99J;②木塊所能達(dá)到的最大高度為0.01m.25.物體A的質(zhì)量為mA,圓環(huán)B的質(zhì)量為mB,通過繩子連結(jié)在一起,圓環(huán)套在光滑的豎直桿上,開始時(shí)連接圓環(huán)的繩子處于水平,如圖所示,長度l=4m,現(xiàn)從靜止釋放圓環(huán).不計(jì)定滑輪和空氣的阻力,取g=10m/s2.求:〔1若mA:mB=5:2,則圓環(huán)能下降的最大距離hm.〔2若圓環(huán)下降h2=3m時(shí)的速度大小為4m/s,則兩個(gè)物體的質(zhì)量應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系?〔3若mA=mB,請定性說明小環(huán)下降過程中速度大小變化的情況及其理由.[答案]〔13.8m;〔2兩個(gè)物體的質(zhì)量之比應(yīng)為1.71;〔3系統(tǒng)的動(dòng)能一直在增加,所以小環(huán)在下降過程中速度一直增大.[解析]解:〔1設(shè)圓環(huán)所能下降的最大距離為hm,由機(jī)械能守恒定律得mBghm=mAghA代入數(shù)字得hm2﹣hm=0得h=m≈3.8m〔2由機(jī)械能守恒vA=vBcosθ解得兩個(gè)物體的質(zhì)量關(guān)系:=≈1.71〔3當(dāng)mA=mB,且l確定時(shí),根據(jù)幾何關(guān)系可知小環(huán)下降的高度大于A上升的高度,則在小環(huán)在下降過程中,系統(tǒng)的重力勢能一直在減少,根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可知系統(tǒng)的動(dòng)能一直在增加,所以小環(huán)在下降過程中速度一直增大.答:〔1若mA:mB=5:2,則圓環(huán)能下降的最大距離hm為3.8m;〔2若圓環(huán)下降h2=3m時(shí)的速度大小為4m/s,則兩個(gè)物體的質(zhì)量之比應(yīng)為1.71;〔3系統(tǒng)的動(dòng)能一直在增加,所以小環(huán)在下降過程中速度一直增大.[點(diǎn)評(píng)]該題的關(guān)鍵是用好系統(tǒng)機(jī)械能守恒這個(gè)知識(shí)點(diǎn);難點(diǎn)是對(duì)于B的速度極限值的判斷,其條件是m>>M,即A的質(zhì)量可以忽略,認(rèn)為B的機(jī)械能守恒.26.如圖所示,兩根相同的輕質(zhì)彈簧,中間與質(zhì)量為m的圓環(huán)相連于O位置,另一端各自固定在同一水平線上的P、Q兩點(diǎn),彈簧恰好處于原長L,圓環(huán)套在粗糙的豎直細(xì)桿上,細(xì)桿上的A、B兩點(diǎn)關(guān)于O點(diǎn)對(duì)稱,OA=H?,F(xiàn)將圓環(huán)沿桿拉至A位置由靜止釋放,當(dāng)下滑到速度最大時(shí),彈簧與細(xì)桿間的夾角為θ,整個(gè)過程中,彈簧處于彈性限度范圍內(nèi)。重力加速度為g。求:〔1圓環(huán)過O點(diǎn)時(shí)的加速度;〔2圓環(huán)過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度;〔3每根輕質(zhì)彈簧的勁度系數(shù)。[答案]〔1〔2〔3[解析]試題分析:〔1當(dāng)物體下落到O點(diǎn)時(shí),只受重力作用由,所以〔2圓環(huán)從A運(yùn)動(dòng)到B得過程中,彈力做的功,圓環(huán)不受摩擦力作用由動(dòng)能定理得到:所以〔3下落到最大速度時(shí),圓環(huán)所受到的合力為零伸長量由胡克定律可得考點(diǎn):本題考查了力和運(yùn)動(dòng)的綜合應(yīng)用。27.〔12分如圖所示,細(xì)繩OA的O端與質(zhì)量的重物相連,A端與輕質(zhì)圓環(huán)〔重力不計(jì)相連,圓環(huán)套在水平棒上可以滑動(dòng);定滑輪固定在B處,跨過定滑輪的細(xì)繩,兩端分別與重物m、重物G相連,若兩條細(xì)繩間的夾角,OA與水平桿的夾角圓環(huán)恰好沒有滑動(dòng),不計(jì)滑輪大小,整個(gè)系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài),滑動(dòng)摩擦力等于最大靜摩擦力.〔已知;:〔1圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù);〔2重物G的質(zhì)量M[答案]〔1〔2[解析]試題分析:〔1因?yàn)閳A環(huán)將要開始滑動(dòng),所受的靜摩擦力剛好達(dá)到最大值,有f=μN(yùn).對(duì)環(huán)進(jìn)行受力分析,則有:代入數(shù)據(jù)解得:〔2對(duì)重物m:得:考點(diǎn):本題考查了共點(diǎn)力平衡的條件及其應(yīng)用、摩擦力的判斷與計(jì)算.28.〔16分如圖所示,在距水平地面高為0.4m處,水平固定一根長直光滑桿,在桿上P點(diǎn)固定一定滑輪,滑輪可繞水平軸無摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),在P點(diǎn)的右邊,桿上套有一質(zhì)量m=2kg小球A。半徑R=0.3m的光滑半圓形細(xì)軌道,豎直地固定在地面上,其圓心O在P點(diǎn)的正下方,在軌道上套有一質(zhì)量也為m=2kg的小球B。用一條不可伸長的柔軟細(xì)繩,通過定滑輪將兩小球連接起來。桿和半圓形軌道在同一豎直面內(nèi),兩小球均可看作質(zhì)點(diǎn),且不計(jì)滑輪大小的影響,g取10m/s2。現(xiàn)給小球A一個(gè)水平向右的恒力F=55N。求:〔1把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)過程中,力F做的功;〔2把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)過程中,重力對(duì)小球B做的功;〔3把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)時(shí),A小球速度的大小;〔4把小球B從地面拉到P點(diǎn)正下方C點(diǎn)時(shí),小球B速度的大小;〔5小球B被拉到離地多高時(shí)與小球A速度大小相等。[答案]〔122J;〔2-6J;〔30;〔44m/s;〔50.225m[解析]試題分析:〔1小球B被拉到C點(diǎn)過程中,已知拉力為恒力,則拉力做功為:據(jù)勾股定理可知PB=0.5m,而PC=0.1m,所以W=22J<2>小球B被拉到C點(diǎn)過程中,重力對(duì)小球B做負(fù)功,即:〔3小球B拉到C位置時(shí),B球沿繩方向速度為0,則此時(shí)A球的速度也為0;〔4小球B被拉到C點(diǎn)時(shí)的速度據(jù)動(dòng)能定理得:解得:〔5當(dāng)繩與軌道相切時(shí)兩球速度相等,由相似三角形知識(shí)得,所以29.如圖所示,半徑為R的光滑圓環(huán)豎直固定,質(zhì)量為3m的小球A套在圓環(huán)上;長為2R的剛性〔既不伸長也不縮短輕桿一端通過鉸鏈與A連接,另一端通過鉸鏈與滑塊B連接;滑塊B質(zhì)量為m,套在水平固定的光滑桿上.水平桿與圓環(huán)的圓心O位于同一水平線上.現(xiàn)將A置于圓環(huán)的最高處并給A﹣微小擾動(dòng)〔初速度視為0,使A沿圓環(huán)順時(shí)針自由下滑,不計(jì)一切摩擦,A、B均視為質(zhì)點(diǎn),重力加速度大小為g.求:〔1A滑到與圓心O同高度時(shí)的速度大?。弧?A下滑至桿與圓環(huán)第一次相切的過程中,桿對(duì)B做的功.[答案]〔1〔2[解析]試題分析:〔1當(dāng)A滑到與O同高度時(shí),A的速度沿圓環(huán)切向向下,B的速度為0,由機(jī)械能守恒定律得:,解得:〔2桿與圓環(huán)相切時(shí),A的速度沿桿方向,設(shè)為,此時(shí)B的速度設(shè)為,根據(jù)桿不可伸長和縮短,得:,由幾何關(guān)系得:,球A下落的

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