第16講機械能守恒定律及其應(yīng)用(限時40分鐘)1.[2023·全國甲卷]一同學(xué)將鉛球水平推出,不計空氣阻力和轉(zhuǎn)動的影響,鉛球在平拋運動過程中 ()A.機械能一直增加B.加速度保持不變C.速度大小保持不變D.被推出后瞬間動能最大2.[2023·北京海淀區(qū)模擬]如圖所示,高度為h的光滑軌道固定在水平地面上,一質(zhì)量為m的小滑塊從軌道頂端滑到底端.已知重力加速度為g,不計空氣阻力,在此過程中小滑塊的()A.重力勢能增加量為mghB.重力勢能減少量為mghC.機械能減少量為mghD.機械能增加量為mgh3.[2022·全國乙卷]固定于豎直平面內(nèi)的光滑大圓環(huán)上套有一個小環(huán).小環(huán)從大圓環(huán)頂端P點由靜止開始自由下滑,在下滑過程中,小環(huán)的速率正比于()A.它滑過的弧長B.它下降的高度C.它到P點的距離D.它與P點的連線掃過的面積4.(多選)[2023·河北石家莊模擬]近幾年,極限運動越來越受到年輕人的喜歡,其中“反向蹦極”是一項比蹦極更刺激的運動.如圖所示,彈性輕繩的上端固定在O點,拉長后將下端固定在體驗者的身上.打開扣環(huán),從A點由靜止釋放,體驗者像火箭一樣被“豎直發(fā)射”,經(jīng)B點上升到最高位置C點,在B點時速度最大,忽略空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,則下列說法正確的是 ()A.從A位置運動到C位置,體驗者的機械能守恒B.從A位置運動到C位置,體驗者的機械能一直在增加C.打開扣環(huán)瞬間,體驗者處于超重狀態(tài)D.蹦極過程中,重力勢能的改變與重力勢能零點的選取無關(guān)5.如圖所示,可視為質(zhì)點的小球A、B用不可伸長的細軟輕線連接,跨過固定在地面上、半徑為R的光滑圓柱,A的質(zhì)量為B的兩倍.當B位于地面上時,A恰與圓柱軸心等高.將A由靜止釋放,B上升的最大高度是()A.2R B.5R3C.4R3 6.(多選)[2023·山東青島模擬]如圖甲所示,將一勁度系數(shù)為k的輕彈簧壓縮后鎖定,在彈簧上放置一質(zhì)量為m的小物塊,小物塊距離地面高度為h1.將彈簧的鎖定解除后,小物塊被彈起,其動能Ek與離地高度h的關(guān)系如圖乙所示,其中h4到h5間的圖像為直線,其余部分均為曲線,h3對應(yīng)圖像的最高點,重力加速度為g,不計空氣阻力.下列說法正確的是 ()A.小物塊上升至高度h3時,彈簧形變量為0B.小物塊上升至高度h5時,加速度為gC.解除鎖定前,彈簧的彈性勢能為mgh5D.小物塊從高度h2上升到h4,彈簧的彈性勢能減少了27.(多選)[2023·浙江臺州模擬]如圖所示,將質(zhì)量為2m的重物懸掛在輕繩的一端,輕繩的另一端繞過定滑輪系一質(zhì)量為m的環(huán),環(huán)套在豎直固定的光滑直桿上,光滑的輕小定滑輪與直桿的距離為d,桿上的A點與定滑輪等高,桿上的B點在A點下方距離為d處.現(xiàn)將環(huán)從A處由靜止釋放,不計一切摩擦阻力,下列說法正確的是 ()A.環(huán)到達B處時,重物上升的高度h=dB.環(huán)到達B處時,環(huán)與重物的速度大小相等C.環(huán)從A到B,環(huán)減少的機械能等于重物增加的機械能D.環(huán)能下降的最大距離為438.(多選)[2023·河北保定模擬]質(zhì)量分別為2m、m的兩個小球P、Q(均看作質(zhì)點),固定在一輕桿的兩端,P、Q兩個小球到O點的距離分別為L和2L,輕桿繞O點在豎直平面內(nèi)無摩擦地逆時針轉(zhuǎn)動.如圖所示,當輕桿轉(zhuǎn)至與豎直方向的夾角θ=53°時,Q球速度大小為2gL,g為重力加速度大小,不計空氣阻力,sin53°=0.8,cos53°=0.6.在之后的運動過程中()A.小球P從圖示位置運動到最高點的過程中速度減小B.小球P從圖示位置運動到最高點的過程中機械能增加C.小球Q經(jīng)過最低點時加速度大小為gD.小球Q經(jīng)過最低點時輕桿對O點轉(zhuǎn)軸的作用力大小為3mg9.[2023·河北邢臺模擬]如圖所示,將內(nèi)壁光滑的細管彎成四分之三圓軌道并豎直固定,軌道半徑為R,細管內(nèi)徑遠小于R.輕繩穿過細管連接小球A(可視為質(zhì)點)和重物B,小球A的質(zhì)量為m,直徑略小于細管內(nèi)徑,用手托住重物B使小球A靜止在Q點.松手后,小球A運動至P點時對細管恰無作用力,重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8,π取3.2,求:(1)小球A靜止在Q點時對細管壁的壓力大小FN;(2)重物B的質(zhì)量M;(3)小球A到達P點時加速度大小a.10.(多選)如圖所示,物體A、B通過細繩及輕質(zhì)彈簧連接在輕滑輪兩側(cè),物體A、B的質(zhì)量分別為2m、m.開始時細繩伸直,用手托著物體A使彈簧處于原長且A與地面間的距離為h,物體B靜止在地面上.放手后物體A下落,與地面即將接觸時的速度大小為v,此時物體B對地面恰好無壓力,不計一切摩擦及空氣阻力,重力加速度大小為g,則下列說法中正確的是()A.物體A下落過程中,物體A和彈簧組成的系統(tǒng)機械能守恒B.彈簧的勁度系數(shù)為2C.物體A著地前的加速度大小為gD.物體A著地前彈簧的彈性勢能為mgh-12mv11.[2023·山西晉城模擬]如圖所示,傾角θ=37°的光滑且足夠長的斜面固定在水平面上,在斜面頂端固定一個半徑和質(zhì)量不計的光滑定滑輪D,質(zhì)量均為m=1kg的物體A和B用一勁度系數(shù)k=120N/m的輕彈簧連接,物體B被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住.用一不可伸長的輕繩使物體A跨過定滑輪與質(zhì)量為M的小環(huán)C連接,小環(huán)C穿過豎直固定的光滑均勻細桿,當整個系統(tǒng)靜止時,小環(huán)C位于Q處,繩與細桿間的夾角α=53°,且物體B對擋板P的壓力恰好為零.圖中SD水平且長度為d=0.4m,位置R與位置Q關(guān)于位置S對稱,輕彈簧和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行,現(xiàn)讓小環(huán)C從位置R由靜