1.D [上升到同一高度時由Ep=mgh可知,m不同Ep不同,又因為整個過程中物體機械能守恒且初動能相同,則在同一高度時兩物體所具有的動能不同,D正確,A、B、C錯.]
2.BCD [重力勢能Ep隨h增大而減小,A錯,B對;Ek=-ΔEp=mgh,C對;E不隨h而變化,D對.]
3.B [下滑時高度降低,則重力勢能減小,加速運動,動能增加,摩擦力做負功,機械能減小,B對,A、C、D錯.]
4.B [物體若在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,動能、勢能均不變,物體的機械能不變;物體在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,動能不變,勢能改變,故物體的機械能發(fā)生變化;物體沿光滑的曲面下滑,只有重力做功,機械能守恒;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,除重力以外的力做功為零,物體的機械能守恒,故選B]
5.C [物體的重力做功時,物體下落,重力勢能一定減小,物體克服重力做功,說明重力做負功,物體重力勢能增加,若只有重力做功,機械能守恒,若還有其他力如阻力做功,則機械能不守恒,A、B均錯;物體以g加速下落且重力勢能減小時,說明只有重力做功,機械能守恒,C對;物體以g/2加速下落且重力勢能減小時,說明除有重力做功外,還有其他力做功,機械能一定不守恒,D錯.]
6.C [0~t1時間內(nèi)小球做自由落體運動,落到彈簧上并往下運動的過程中,小球重力與彈簧對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時刻到達最低點,動能為0,A、B錯;t2~t3時間內(nèi)小球向上運動,合力方向先向上后向下,小球先加速后減速,動能先增加后減少,C對;t2~t3時間內(nèi)由能量守恒知小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能減去小球增加的重力勢能,D錯.]
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動到與軌道間的壓力為零時就會脫離軌道做斜上拋運動,動能不能全部轉(zhuǎn)化為重力勢能,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)設小球經(jīng)過B點時的速度大小為vB,
由動能定理得mg(H-h)=mv
求得vB=10 m/s.
(2)設小球經(jīng)過C點時的速度為vC,對軌道的壓力為FN,則軌道對小球的壓力N′=N,
根據(jù)牛頓第二定律可得N′-mg=
由機械能守恒得mgR(1-cos 53°)+mv=mv
聯(lián)立,解得N=43 N
方向豎直向下.
(3)設小球由D到達S的過程中阻力所做的功為W,易知vD=vB,
由動能定理可得mgh+W=mv-mv
代入數(shù)據(jù),解得W=-68 J.
9.(1) (2)mg (3)繩長為時有最大水平距離為2d
解析 (1)設繩斷后球飛行的時間為t,由平拋運動規(guī)律,有
豎直方向:d=gt2
水平方向:d=v1t
解得v1=
由機械能守恒定律,有mv=mv+mg(d-d),解得v2=
(2)設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.
球做圓周運動的半徑為R=d
由圓周運動向心力公式,有T-mg=
得T=mg
(3)設繩長為l,繩斷時球的速度大小為v3,繩承受的最大拉力不變,有T-mg=m,解得v3=
繩斷后球做平拋運動,豎直位移為d-l,水平位移為x,時間為t1.有d-l=gt,x=v3t1
得x=4 ,當l=時,x有極大值xmax=d.