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1、2022年高三物理一輪復習 第5章 第3講 機械能守恒定律及其應用練習(I)
1.(xx課標Ⅱ,15,6分)取水平地面為重力勢能零點。一物塊從某一高度水平拋出,在拋出點其動能與重力勢能恰好相等。不計空氣阻力。該物塊落地時的速度方向與水平方向的夾角為( )
A. B. C. D.
2.(xx安徽理綜,15,6分)如圖所示,有一內壁光滑的閉合橢圓形管道,置于豎直平面內,MN是通過橢圓中心O點的水平線。已知一小球從M點出發(fā),初速率為v0,沿管道MPN運動,到N點的速率為v1,所需時間為t1;若該小球仍由M點以初速率v0出發(fā),而沿管道MQN運動,到N點的速率為v2,所需時間為t2。則( )
2、
A.v1=v2,t1>t2 B.v1t2
C.v1=v2,t1
3、、C、D均為石頭的邊緣點,O為青藤的固定點,h1=1.8 m,h2=4.0 m,x1=4.8 m,x2=8.0 m。開始時,質量分別為M=10 kg和m=2 kg的大、小兩只滇金絲猴分別位于左邊和中間的石頭上,當大猴發(fā)現(xiàn)小猴將受到傷害時,迅速從左邊石頭的A點水平跳至中間石頭。大猴抱起小猴跑到C點,抓住青藤下端,蕩到右邊石頭上的D點,此時速度恰好為零。運動過程中猴子均可看成質點,空氣阻力不計,重力加速度g=10 m/s2。求:
(1)大猴從A點水平跳離時速度的最小值;
(2)猴子抓住青藤蕩起時的速度大小;
(3)猴子蕩起時,青藤對猴子的拉力大小。
5.(xx北京理
4、綜,22,16分)如圖所示,質量為m的小物塊在粗糙水平桌面上做直線運動,經(jīng)距離l后以速度v飛離桌面,最終落在水平地面上。已知l=1.4 m,v=3.0 m/s,m=0.10 kg,物塊與桌面間的動摩擦因數(shù)μ=0.25,桌面高h=0.45 m。不計空氣阻力,重力加速度g取10 m/s2。求
(1)小物塊落地點距飛出點的水平距離s;
(2)小物塊落地時的動能Ek;
(3)小物塊的初速度大小v0。
1.B 設物塊在拋出點的速度為v0,落地時速度為v,拋出時重力勢能為Ep,由題意知Ep=m;由機械能守恒定律得mv2=Ep+m,解得v=v0,設落地時速度方向與水平方向的夾
5、角為θ,則 cos θ==,解得θ=,B正確。
2.A 管道內壁光滑,只有重力做功,機械能守恒,故v1=v2=v0;由v-t圖像定性分析如圖,得t1>t2。
3.D 剪斷輕繩后兩物塊運動中機械能守恒。著地時的速率皆為,故A、B皆錯誤。由剪斷輕繩前的平衡狀態(tài)可得mAg=mBg sin θ,故重力勢能變化量mAgh=mBgh sin θ
6、據(jù)平拋運動規(guī)律,有
h1=gt2①
x1=vmint②
聯(lián)立①、②式,得
vmin=8 m/s③
(2)猴子抓住青藤后的運動過程中機械能守恒,設蕩起時速度為vC,有
(M+m)gh2=(M+m)④
vC== m/s≈9 m/s⑤
(3)設拉力為FT,青藤的長度為L,對最低點,由牛頓第二定律得
FT-(M+m)g=(M+m)⑥
由幾何關系
(L-h2)2+=L2⑦
得:L=10 m⑧
綜合⑤、⑥、⑧式并代入數(shù)據(jù)解得:
FT=(M+m)g+(M+m)=216 N
5.答案 (1)0.90 m (2)0.90 J (3)4.0 m/s
解析 (1)由平拋運動規(guī)律,有
豎直方向h=gt2
水平方向s=vt
得水平距離s=v=0.90 m
(2)由機械能守恒定律,動能Ek=mv2+mgh=0.90 J
(3)由動能定理,有-μmg·l=mv2-m
得初速度大小v0==4.0 m/s
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