1.D [上升到同一高度時(shí)由Ep=mgh可知,m不同Ep不同,又因?yàn)檎麄(gè)過程中物體機(jī)械能守恒且初動(dòng)能相同,則在同一高度時(shí)兩物體所具有的動(dòng)能不同,D正確,A、B、C錯(cuò).]
2.BCD [重力勢(shì)能Ep隨h增大而減小,A錯(cuò),B對(duì);Ek=-ΔEp=mgh,C對(duì);E不隨h而變化,D對(duì).]
3.B [下滑時(shí)高度降低,則重力勢(shì)能減小,加速運(yùn)動(dòng),動(dòng)能增加,摩擦力做負(fù)功,機(jī)械能減小,B對(duì),A、C、D錯(cuò).]
4.B [物體若在水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能、勢(shì)能均不變,物體的機(jī)械能不變;物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不變,勢(shì)能改變,故物體的機(jī)械能發(fā)生變化;物體沿光滑的曲面下滑,只有重力做功,機(jī)械能守恒;用一沿固定斜面向上、大小等于物體所受摩擦力的拉力作用在物體上時(shí),除重力以外的力做功為零,物體的機(jī)械能守恒,故選B]
5.C [物體的重力做功時(shí),物體下落,重力勢(shì)能一定減小,物體克服重力做功,說明重力做負(fù)功,物體重力勢(shì)能增加,若只有重力做功,機(jī)械能守恒,若還有其他力如阻力做功,則機(jī)械能不守恒,A、B均錯(cuò);物體以g加速下落且重力勢(shì)能減小時(shí),說明只有重力做功,機(jī)械能守恒,C對(duì);物體以g/2加速下落且重力勢(shì)能減小時(shí),說明除有重力做功外,還有其他力做功,機(jī)械能一定不守恒,D錯(cuò).]
6.C [0~t1時(shí)間內(nèi)小球做自由落體運(yùn)動(dòng),落到彈簧上并往下運(yùn)動(dòng)的過程中,小球重力與彈簧對(duì)小球彈力的合力方向先向下后向上,故小球先加速后減速,t2時(shí)刻到達(dá)最低點(diǎn),動(dòng)能為0,A、B錯(cuò);t2~t3時(shí)間內(nèi)小球向上運(yùn)動(dòng),合力方向先向上后向下,小球先加速后減速,動(dòng)能先增加后減少,C對(duì);t2~t3時(shí)間內(nèi)由能量守恒知小球增加的動(dòng)能等于彈簧減少的彈性勢(shì)能減去小球增加的重力勢(shì)能,D錯(cuò).]
7.AD [在不違背能量守恒定律的情景中的過程并不是都能夠發(fā)生的,B、C中的物體沿曲線軌道運(yùn)動(dòng)到與軌道間的壓力為零時(shí)就會(huì)脫離軌道做斜上拋運(yùn)動(dòng),動(dòng)能不能全部轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能,故A、D正確.]
8.(1)10 m/s (2)43 N,方向豎直向下 (3)-68 J
解析 (1)設(shè)小球經(jīng)過B點(diǎn)時(shí)的速度大小為vB,
由動(dòng)能定理得mg(H-h)=mv
求得vB=10 m/s.
(2)設(shè)小球經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度為vC,對(duì)軌道的壓力為FN,則軌道對(duì)小球的壓力N′=N,
根據(jù)牛頓第二定律可得N′-mg=
由機(jī)械能守恒得mgR(1-cos 53°)+mv=mv
聯(lián)立,解得N=43 N
方向豎直向下.
(3)設(shè)小球由D到達(dá)S的過程中阻力所做的功為W,易知vD=vB,
由動(dòng)能定理可得mgh+W=mv-mv
代入數(shù)據(jù),解得W=-68 J.
9.(1) (2)mg (3)繩長(zhǎng)為時(shí)有最大水平距離為2d
解析 (1)設(shè)繩斷后球飛行的時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,有
豎直方向:d=gt2
水平方向:d=v1t
解得v1=
由機(jī)械能守恒定律,有mv=mv+mg(d-d),解得v2=
(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T,這也是球受到繩的最大拉力大小.
球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R=d
由圓周運(yùn)動(dòng)向心力公式,有T-mg=
得T=mg
(3)設(shè)繩長(zhǎng)為l,繩斷時(shí)球的速度大小為v3,繩承受的最大拉力不變,有T-mg=m,解得v3=
繩斷后球做平拋運(yùn)動(dòng),豎直位移為d-l,水平位移為x,時(shí)間為t1.有d-l=gt,x=v3t1
得x=4 ,當(dāng)l=時(shí),x有極大值xmax=d.