机械能守恒(系统)精讲精练(吐血整理)

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1、文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.系统的机械能守恒由两个或两个以上的物体所构成的系统，其机械能是否守恒，就看除了重力、弹力之外，系统内的各个物体所受到的各个力做功之和是否为零，为零，则系统的机械能守恒；做正功，系统的机械能就增加，做做多少正功，系统的机械能就增加多少；做负功，系统的机械能就减少，做多少负功，系统的机械能就减少多少。系统间的相互作用力分为三类：1）刚体产生的弹力：比如轻绳的弹力，斜面的弹力，轻杆产生的弹力等2）弹簧产生的弹力：系统中包括有弹簧，弹簧的弹力在整个过程中做功，弹性势能参与机械能的转换。3）其它力做功：比如炸药爆炸产生的冲击力，摩擦力对

2、系统对功等。在前两种情况中，轻绳的拉力，斜面的弹力，轻杆产生的弹力做功，使机械能在相互作用的两物体间进行等量的转移，系统的机械能还是守恒的。虽然弹簧的弹力也做功，但包括弹性势能在内的机械能也守恒。但在第三种情况下， 由于其它形式的能参与了机械能的转换，系统的机械能就不再守恒了。归纳起来，系统的机械能守恒问题有以下四个题型：（ 1）轻绳连体类（ 2）轻杆连体类（ 3）在水平面上可以自由移动的光滑圆弧类。（ 4）悬点在水平面上可以自由移动的摆动类。（ 1）轻绳连体类这一类题目， 系统除重力以外的其它力对系统不做功，系统内部的相互作用力是轻绳的拉力，而拉力只是使系统内部的机械能在相互作用的两个物体之

3、间进行等量的转换，并没有其它形式的能参与机械能的转换，所以系统的机械能守恒。例：如图，倾角为 的光滑斜面上有一质量为 M 的物体，通过一根跨过定滑轮的细绳与质量为 m 的物体相连，开始时两物体均处于静止状态，且 m 离地面的高度为 h，求它们开始运动后 m 着地时的速度？分析：对M 、m 和细绳所构成的系统，受到外界四个力的作用。它们分别是： M 所受的重力Mg ，m 所受的重力mg，斜面对 M 的支持力 N，滑轮对细绳的作用力 F。M 、 m 的重力做功不会改变系统的机械能，支持力N 垂直于 M 的运动方向对系统不做功，滑轮对细绳的作用力由于作用点没有位移也对系统不做功， 所以满足系统机械能

4、守恒的外部条件， 系统内部的相互作用力是细绳的拉力，拉力做功只能使机械能在系统内部进行等量的转换也不会改变系统的机械能，故满足系统机械能守恒的外部条件。在能量转化中， m 的重力势能减小，动能增加， M 的重力势能和动能都增加，用机械能的减少量等于增加量是解决为一类题的关键mgh Mgh sin1Mv 21mv2可得222gh (mM sin)vmM需要提醒的是，这一类的题目往往需要利用绳连物体的速度关系来确定两个物体的速度关系1文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.例：如图，光滑斜面的倾角为，竖直的光滑细杆到

5、定滑轮的距离为a，斜面上的物体M 和穿过细杆的m 通过跨过定滑轮的轻绳相连，开始保持两物体静止，连接m 的轻绳处于水平状态，放手后两物体从静止开始运动，求m 下降 b 时两物体的速度大小？（ 2）轻杆连体类这一类题目，系统除重力以外的其它力对系统不做功，物体的重力做功不会改变系统的机械能， 系统内部的相互作用力是轻杆的弹力，而弹力只是使系统内部的机械能在相互作用的两个物体之间进行等量的转换，并没有其它形式的能参与机械能的转换，所以系统的机械能守恒。例：如图，质量均为 m 的两个小球固定在轻杆的端，轻杆可绕水平转轴在竖直平面内自由转动， 两小球到轴的距离分别为 L 、2L ，开始杆处于水平静止状

6、态，放手后两球开始运动，求杆转动到竖直状态时，两球的速度大小分析：由轻杆和两个小球所构成的系统受到外界三个力的作用，即A 球受到的重力、 B球受到的重力、轴对杆的作用力。两球受到的重力做功不会改变系统的机械能，轴对杆的作用力由于作用点没有位移而对系统不做功，所以满足系统机械能守恒的外部条件，系统内部的相互作用力是轻杆的弹力，弹力对A 球做负功，对B 球做正功，但这种做功只是使机械能在系统内部进行等量的转换也不会改变系统的机械能，故满足系统机械能守恒的外部条件。在整个机械能当中，只有 A 的重力势能减小， A 球的动能以及 B 球的动能和重力势能都增加，我们让减少的机械能等于增加的机械能。有：根

7、据同轴转动，角速度相等可知vA2vB 所以：vA22 gL vB2 gL55需要强调的是， 这一类的题目要根据同轴转动，角速度相等来确定两球之间的速度关系（ 3）在水平面上可以自由移动的光滑圆弧类。光滑的圆弧放在光滑的水平面上，不受任何水平外力的作用，物体在光滑的圆弧上滑动，这一类的题目，也符合系统机械能守恒的外部条件和内部条件，下面用具体的例子来说明例：四分之一圆弧轨道的半径为R，质量为M ，放在光滑的水平地面上，一质量为m的球（不计体积）从光滑圆弧轨道的顶端从静止滑下，求小球滑离轨道时两者的速度？分析： 由圆弧和小球构成的系统受到三个力作用，分别是 M 、m 受到的重力和地面的支持力。m

8、的重力做正功，但不改变系统的机械能，支持力的作用点在竖直方向上没有位移，也对系统不做功，所以满足系统机械能守恒的外部条件，系统内部的相互作用力是圆弧和球之间的弹力，弹力对m 做负功，对M 做正功，但这种做功只是使机械能在系统内部进行等量的转换，不会改变系统的机械能，故满足系统机械能守恒的外部条件。在整个机械能当中，只有m 的重力势能减小，m 的动能以及M 球的动能都增加，我们让减少的机械能等于增加的机械能。有：根据动量守恒定律知0mvmMv M所以：2文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.vm m2gRvMM2

9、gRM ( M m)M ( M m)（ 4）悬点在水平面上可以自由移动的摆动类。悬挂小球的细绳系在一个不受任何水平外力的物体上，当小球摆动时， 物体能在水平面内自由移动， 这一类的题目和在水平面内自由移动的光滑圆弧类形异而质同，同样符合系统机械能守恒的外部条件和内部条件，下面用具体的例子来说明例：质量为 M 的小车放在光滑的天轨上，长为 L 的轻绳一端系在小车上另一端拴一质量为 m 的金属球， 将小球拉开至轻绳处于水平状态由静止释放。求（ 1）小球摆动到最低点时两者的速度？（ 2）此时小球受细绳的拉力是多少？分析： 由小车和小球构成的系统受到三个力作用，分别是小车、小球所受到的重力和天轨的支持

10、力。小球的重力做正功， 但重力做功不会改变系统的机械能， 天轨的支持力，由于作用点在竖直方向上没有位移，也对系统不做功，所以满足系统机械能守恒的外部条件， 系统内部的相互作用力是小车和小球之间轻绳的拉力，该拉力对小球做负功，使小球的机械能减少，对小车做正功，使小车的机械能增加，但这种做功只是使机械能在系统内部进行等量的转换，不会改变系统的机械能，故满足系统机械能守恒的外部条件。在整个机械能当中，只有小球的重力势能减小，小球的动能以及小车的动能都增加，我们让减少的机械能等于增加的机械能。有：根据动量守恒定律知0mvmMv M所以：2gL2gLvmmvMMM (Mm)M (Mm)当小球运动到最低点

11、时，受到竖直向上的拉力T 和重力作用，根据向心力的公式mv2v 是 m 相对于悬点的速度，这一点是非常重要T mg但要注意，公式中的L的T mgm(vmvM ) 2解得： Tmg 3M 2mLM机械能守恒定律的五类应用一、连续媒质的流动问题例 1 如图 1 所示，一粗细均匀的 U 形管内装有同种液体竖直放置，右管口用盖板 A 密闭一部分气体，左管口开口，两液面高度差为 h ，U 形管中液柱总长为 4h ，现拿去盖板，液柱开始流动，当两侧液面恰好相齐时，右侧液面下降的速度大小为多少？解析：将盖板 A 拿去后，右管液面下降，左管液面上升。系3文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .A

12、h图 1文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .统的重力势能减少动能增加， 当左右两管液面相平时势能最小，动能最大。设液体密度为，液柱的截面积为S，液柱流动的最大速度为V ，由机械能守恒定律得：mg h1 mv2 ，将22m s h ， mS4h 代入上式解得： vgh28例 2 如图 2 所示，露天娱乐场空中列车是由许多节完全R相同的车厢组成，列车先沿光滑水平轨道行驶，然后滑上一固V 0定的半径为 R 的空中圆形光滑轨道，若列车全长为L （ L 2OR），R 远大于一节车厢的长度和高度，那么列车在运行到圆环图 2前的速度至少要多大，才能使整个列车安全通过固定的

13、圆环轨道（车厢间的距离不计）？解析： 当列车进入轨道后，动能逐渐向势能转化，车速逐渐减小，当车厢占满环时的速度最小。设运行过程中列车的最小速度为V ，列车质量为M 则轨道上的那部分车的质量为2 R m 。L由机械能守恒定律得：1 mv021 mv22 Rm gR 22L由圆周运动规律可知，列车的最小速率为：vgR 解得： v0gR4 gR 2L二、轻杆连接体问题AB例 3 如图 3 所示，一根轻质细杆的两端分别固定着A、B 两O只质量均为 m 的小球， O 点是一光滑水平轴， 已知 AO=L ，BO=2L ，使细杆从水平位置由静止开始转动，当 B 球转到 O 点正下方时， 它对细杆的拉力大小是

14、多大？解析：对 A 、B 两球组成的系统应用机械能守恒定律得：图 3mg2LmgL1 mvA21 mvB2 22因 A 、 B 两球用轻杆相连，故两球转动的角速度相等，即：vAvB L2L设 B 球运动到最低点时细杆对小球的拉力为T ，由牛顿第二定律得：Tmgm vB2 2L解得： T1.8mg ，由牛顿第三定律知，B 球对细杆的拉力大小等于1.8mg ，方向竖直向下。三、轻绳连接体问题RMO例 4 质量为 M 和 m 的两个小球由一细线连接 （ M m），将 M 置于半径为 R 的光滑球形容器上口边缘，从静止释放（如图4 所示），求当 Mm图 44文档来源为 :从网络收集整理.word 版本

15、可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .滑至容器底部时两球的速度（两球在运动过程中细线始终处于绷紧状态）。解析：设 M 滑至容器底部时速度为V M，此时 m 的速度为 V m，根据运动效果，将 V M沿绳方向和垂直于绳的方向分解，则有：vMcos450v m由机械能守恒定律得：MgR2mgR1MvM21mvm2 22解两式得： vM4gR(M2m ) ，方向水平向左； vm2gR( M2m) ，2Mm2Mm方向竖直向上。四、弹簧连接体问题例5 如图 5所示，半径 R0.50m的光滑圆环固定在竖直平面A内。轻持弹簧一端固定在环的最高点A 处，另一端系一个

16、质量Rm0.20kg 的 小 球 ， 小 球 套 在 圆 环 上 。 已 知 弹 簧 的 原 长 为600OL00.50 m 劲度系数 k408N / m 。将小球从图示位置， 由静止开B始释放，小球将沿圆环滑动并通过最低点C 。已知弹簧的弹性势能C图 51 kx2 ，重力加速度 g 10m / s2EP，求小球经过C 点的速度 vC2的大小。解析：设 C 处为重力势能的零势面，由机械能守恒定律得：将已知量代入上式解得： vc3m / s五、卫星的变轨道问题例 6 利用以下信息：地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，以无穷远处为零势能面，距离地心为 r，质量为 m 的物体势能为 EPGMm（

17、其中 M 为地球质量， G 为万r有引力恒量） ，求解下列问题：某卫星质量为m，在距地心为 2R的轨道上做圆周运动。在飞行的某时刻，卫星向飞行的相反方向弹射出质量为(7 4 3)m的物体后，卫星做离心运动。若被弹射出的物体恰能在原来轨道上做相反方向的匀速圆周运动，则卫星的飞行高度变化多少？解析：设卫星在距地心为2R 的轨道上运行时速率为V 0，则有GMmm v02 (2R) 22R若设卫星将小物体反向弹出后的瞬时速率为V 1，由动量守恒定律得：mv0 m(7 4 3)m v1(74 3)mv0 如果卫星在离地心较远轨道r 上，运行的速率用V 2 表示，则有GMm mv22 r 2r5文档来源为

18、 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.由于卫星做离心运动后遵守系统机械能守恒定律，故有1 mv12GMm1 mv22GMm 22R2r解得： r3R，显然卫星飞行高度的变化量h r 2R R习题1、如图 5 315 所示，质量相等的甲、乙两小球从一光滑直角斜面的顶端同时由静止释放，甲小球沿斜面下滑经过a 点，乙小球竖直下落经过b 点， a、 b 两点在同一水平面上，不计空气阻力，下列说法中正确的是()A甲小球在a 点的速率等于乙小球在b 点的速率B甲小球到达a 点的时间等于乙小球到达b 点的时间C甲小球在 a 点的机械能

19、等于乙小球在 b 点的机械能 (相对同一个零势能参考面 )D甲小球在a 点时重力的功率等于乙小球在b 点时重力的功率解析： 由机械能守恒得两小球到达 a、 b 两处的速度大小相等， A 、 C 正确；设斜面的倾角为 ，甲小球在斜面上运动的加速度为 a gsin ，乙小球下落的加速度为 a g，由 tva可知 t 甲 t 乙， B 错误；甲小球在a 点时重力的功率P 甲 mgvsin ，乙小球在 b 点时重力的功率P 乙 mgv ，D 错误答案： AC2、一根质量为M 的链条一半放在光滑的水平桌面上，另一半挂在桌边，如图53 16(a)所示将链条由静止释放， 链条刚离开桌面时的速度为 v1 .若

20、在链条两端各系一个质量均为 m 的小球，把链条一半和一个小球放在光滑的水平桌面上，另一半和另一个小球挂在桌边，如图 5 316(b) 所示再次将链条由静止释放，链条刚离开桌面时的速度为v2，下列判断中正确的是()A若 M 2m，则 v v2B若 M 2m，则 vv211C若 M 2m，则 v 1v 2D不论 M 和 m 大小关系如何，均有v 1 v2答案： D3、在奥运比赛项目中，高台跳水是我国运动员的强项质量为m 的跳水运动员进入水中后受到水的阻力而做减速运动，设水对他的阻力大小恒为F，那么在他减速下降高度为 h 的过程中，下列说法正确的是 (g 为当地的重力加速度 )()A他的动能减少了

21、FhB他的重力势能增加了mghC他的机械能减少了 (Fmg)hD他的机械能减少了Fh解析：由动能定理，EkmghFh ，动能减少了 Fh mgh，A 选项不正确；他的重力势能减少了 mgh，B 选项错误；他的机械能减少了E Fh，C 选项错误， D 选项正确答案： D4如图 5 318 所示，静止放在水平桌面上的纸带，其上有一质量为m 0.1 kg 的铁块，它与纸带右端的距离为L0.5 m，铁块与纸带间、纸带与桌面间动摩擦因数均为 0.1.现用力 F 水平向左将纸带从铁块下抽出， 当纸带全部抽出时铁块恰好到达桌面边缘，铁块抛出后落地点离抛出点的水平距离为s 0.8 m已知 g 10 m/s2

22、，桌面高度为 H 0.8 m，不计纸带质量，不计铁块大小，铁块不滚动求：6文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .(1)铁块抛出时速度大小；(2)纸带从铁块下抽出所用时间t1；(3)(3) 纸带抽出过程产生的内能E.解析： (1)水平方向： s vt12竖直方向： H2gt 由联立解得： v 2 m/s.(2)设铁块的加速度为 a1，由牛顿第二定律，得 mgma1 纸带抽出时，铁块的速度 va1 1t 联立解得 t12 s.(3)铁块的位移12设纸带的位移为211 1s 2a ts ；由题意知，s2 s1 L

23、由功能关系可得E 221mgs由 联立解得 E 0.3 J. mg(s s ) 答案： (1)2 m/s(2)2 s(3)0.3 J5.如图 5 3 19 所示为某同学设计的节能运输系统斜面轨道的倾角为37，木箱与轨道之间的动摩擦因数 0.25.设计要求：木箱在轨道顶端时， 自动装货装置将质量m 2 kg 的货物装入木箱，木箱载着货物沿轨道无初速滑下，当轻弹簧被压缩至最短时，自动装货装置立刻将货物御下，然后木箱恰好被弹回到轨道顶端，接着再重复上述过程若 g 取 10 m/s2， sin 37 0.6， cos 37 0.8.求：(1)离开弹簧后，木箱沿轨道上滑的过程中的加速度大小；(2) 满足

24、设计要求的木箱质量解析： (1)设木箱质量为m，对木箱的上滑过程，由牛顿第二定律有： mgsin 37 mgcos 37 m a代入数据解得： a 8 m/s2.(2)设木箱沿轨道下滑的最大距离为L，弹簧被压缩至最短时的弹性势能为E ，根据p能量守恒定律： 货物和木箱下滑过程中有：(m m)gsin 37 L (m m)gcos 37 L Ep木箱上滑过程中有pL mgcos 37 L联立代入数据解E m gsin 37得： m m 2 kg.答案： (1)8 m/s2(2)2 kg1.如图 5 3 20 所示，一个质量为 m 的小铁块沿半径为R 的固定半圆轨道上边缘由静止滑下，到半圆底部时，

25、轨道所受压力为铁块重力的1.5倍，则此过程中铁块损失的机械能为 ()1113A. 8mgRB.4mgRC.2mgRD.4mgRv2解析： 设铁块在圆轨道底部的速度为v，则 1.5mgmgm R，13由能量守恒有： mgRE 2mv2，所以E4mgR.答案： D2.如图 5 3 21 所示，斜面置于光滑水平地面上，其光滑斜面上有一物体由静止下滑，在物体下滑过程中，下列说法正确的是()7文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.A物体的重力势能减少，动能增加B斜面的机械能不变C斜面对物体的作用力垂直于接触面，不对物体做

26、功D物体和斜面组成的系统机械能守恒解析： 物体下滑过程中，由于物体与斜面相互间有垂直于斜面的作用力，使斜面加速运动，斜面的动能增加；物体沿斜面下滑时，既沿斜面向下运动，又随斜面向右运动，其合速度方向与弹力方向不垂直，且夹角大于90，所以物体克服相互作用力做功，物体的机械能减少，但动能增加，重力势能减少，故A 项正确， B、C 项错误对物体与斜面组成的系统内，只有动能和重力势能之间的转化，故系统机械能守恒， D 项正确答案： AD3.如图 5 3 22 所示，一根跨越光滑定滑轮的轻绳， 两端各有一杂技演员( 可视为质点 )，演员 a 站于地面，演员b 从图示的位置由静止开始向下摆，运动过程中绳始

27、终处于伸直状态，当演员b 摆至最低点时，演员a 刚好对地面无压力，则演员a 与演员 b质量之比为 ()A11B21C31D41解析：由机械能守恒定律求出演员b 下落至最低点时的速度大12mgl(1cos 60 )， v2 2gl(1 cos 60 )gl.此时小为 v. 2mvv2绳的拉力为T mg m l2mg，演员 a 刚好对地压力为0.则magT 2mg.故 ma m 21.答案： B4.如图 5 3 23 所示，一很长的、 不可伸长的柔软轻绳跨过光滑定滑轮，绳两端各系一小球 a 和 b.a 球质量为 m，静置于地面； b 球质量为3m，用手托住，高度为 h，此时轻绳刚好拉紧从静止开始释

28、放b 后， a 可能达到的最大高度为 ()A hB1.5hC 2hD 2.5h解析： 考查机械能守恒定律在 b 球落地前， a、b 球组成的系统机械能守恒，且 a、 b 两球速度大小相等，根据机械能守恒定律可知：3mgh mgh12(m 3m)v2，vgh， b 球落地时， a 球高度为 h，之1后 a 球向上做竖直上抛运动，在这个过程中机械能守恒，2mv2v2hmg h，h2g2，所以 a 球可能达到的最大高度为1.5h， B 项正确答案： B5.如图 5 3 24 所示，在动摩擦因数为 0.2 的水平面上有一质量为 3 kg 的物体被一个劲度系数为 120 N/m 的压缩轻质弹簧突然弹开，

29、物体离开弹簧后在水平面上继续滑行了 1.3 m 才停下来，下列说法正确的是(g 取 10 m/s2)()A物体开始运动时弹簧的弹性势能Ep 7.8 JB物体的最大动能为7.8 JC当弹簧恢复原长时物体的速度最大8文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .vA 、vB、v C，文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .D当物体速度最大时弹簧的压缩量为x 0.05 m解析：物体离开弹簧后的动能设为Ek，由功能关系可得：k1E mgx7.8 J，设弹簧开始的压缩量为 x00010，则弹簧开始的弹性势能 Ep mg(x x )7.8 J mgx7.8 J，A

30、错误；当弹簧的弹力kx2 mg时，物体的速度最大，得x2 0.05 m， D 正确， C错误；物体在 x22的过程做减速运动，故最大动能一 0.05 m 到弹簧的压缩量 x 0定大于 7.8 J，故 B 错误答案： D6.如图 5 3 25 所示，电梯由质量为1 103 kg 的轿厢、质量为8 102 kg 的配重、定滑轮和钢缆组成，轿厢和配重分别系在一根绕过定滑轮的钢缆两端，在与定滑轮同轴的电动机驱动下电梯正常工作，定滑轮与钢缆的质量可忽略不计，重力加速度g10 m/s2.在轿厢由静止开始以2 m/s2 的加速度向上运行1 s 的过程中， 电动机对电梯共做功为 ()A2.4103 JB 5.

31、6 103 JC1.84 104 JD2.16104 J1解析： 电动机做功： W(M m)gh 2(M m)v2(1 0001800)1012(1 000800)225 600 J.答案： B7.来自福建省体操队的运动员黄珊汕是第一位在奥运会上获得蹦床奖牌的中国选手蹦床是一项好看又惊险的运动，如图 5 3 26 所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图， 图中虚线 PQ 是弹性蹦床的原始位置， A 为运动员抵达的最高点， B 为运动员刚抵达蹦床时的位置， C 为运动员抵达的最低点不考虑空气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失，A、 B、C 三个位置运动员的速度分别是机械能分别是 EA B

32、C，则它们的大小关系是 ()、E 、EA vAvCB vAv B， vBECDEAEB，EBECA 机械能守恒， EAEB，BA 机械能守恒， EAEB，BC 弹力对人做负功，机械能减小， EBEC.答案： AC8.如图 5 3 27 所示，小球从 A 点以初速度v0 沿粗糙斜面向上运动，到达最高点B后返回 A， C 为 AB 的中点下列说法中正确的是()A小球从 A 出发到返回A 的过程中，位移为零，合外力做功为零B小球从 A 到 C 过程与从 C 到 B 过程，减少的动能相等C小球从 A 到 B 过程与从 B 到 A 过程，损失的机械能相等D小球从 A 到 C 过程与从 C 到 B 过程，

33、速度的变化量相等解析：小球从 A 出发到返回 A 的过程中， 位移为零， 重力做功为零， 支持力不做功，摩擦力做负功，所以 A 选项错误；从 A 到 B 的过程与从 B 到 A 的过程中，位移大小相等，方向相反，损失的机械能等于克服摩擦力做的功，所以C 选项正确；小球从 A 到 C 过程与从 C 到 B 过程，位移相等，合外力也相等，方向与运动方向相反，所以合外力做负功，大小相等，所以减少的动能相等，因此，B 选项正确；小球从9文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .欢迎下载支持.A 到 C 过程与从 C 到 B 过程中，减少

34、的动能相等，而动能的大小与质量成正比，与速度的平方成正比，所以D 错误答案： BC9.在 2008 北京奥运会上，俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05 m 的成绩第24 次打破世界记录图5 328 为她在比赛中的几个画面，下列说法中正确的是()A运动员过最高点时的速度为零B撑杆恢复形变时，弹性势能完全转化为动能C运动员要成功跃过横杆，其重心必须高于横杆D运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功解析： 撑杆跳运动员过最高点时竖直速度为零，水平速度不为零，选项A 错误；当运动员到达最高点杆恢复形变时，弹性势能转化为运动员的重力势能和动能，选项B 错误；运动员可以背跃式跃过横杆，其重心可能低于横

35、杆，选项C 错误；运动员在上升过程中对杆先做正功转化为杆的弹性势能后做负功，杆的弹性势能转化为运动员的重力势能和动能，选项D 正确答案： D10.如图 53 29 所示，半径为 R 的竖直光滑圆轨道内侧底部静止着一个光滑小球，现给小球一个冲击使其在瞬间得到一个水平初速度v00大小不同，则小球能够，若 v上升到的最大高度 (距离底部 ) 也不同下列说法中正确的是()A如果 v 0 gR，则小球能够上升的最大高度为R2B如果 v 0 2gR，则小球能够上升的最大高度为R2C如果 v 0 3gR，则小球能够上升的最大高度为3R2D如果 v 0 5gR，则小球能够上升的最大高度为2R12R解析： 根据

36、机械能守恒定律，当速度为v 0 gR，由 mgh2mv0 解出 h 2 ，A 项正确， B 项错误；当 v 0D 项正确；当 v 0 3gR时 5gR，小球正好运动到最高点，小球运动到最高点以下，若C 项成立，说明小球此时向心力为0，这是不可能的答案： AD11、如图 5 3 30 所示， AB 为半径 R0.8 m 的 1/4 光滑圆弧轨道， 下端 B 恰与小车右端平滑对接小车质量 M 3 kg，车长 L 2.06 m，车上表面距地面的高度 h 0.2 m现有一质量 m 1 kg 的滑块，由轨道顶端无初速释放，滑到B 端后冲上小车已知地面光滑，滑块与小车上表面间的动摩擦因数 0.3，当车运行

37、了1.5 s 时，车被地面装置锁定 (g10 m/s2)试求：(1)滑块到达 B 端时，轨道对它支持力的大小；(2)(2) 车被锁定时，车右端距轨道B 端的距离；(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块与车面间由于摩擦而产生的内能大小；(4)滑块落地点离车左端的水平距离10文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .文档来源为 :从网络收集整理 .word 版本可编辑 .欢迎下载支持 .12，解析： (1)设滑块到达B 端时速度为 v，由动能定理，得 mgR2mv由牛顿第二定v2律，得 FN mg mR联立两式，代入数值得轨道对滑块的支持力：FN 3mg 30 N.(2)当滑块滑上小

38、车后， 由牛顿第二定律， 得 :对滑块有： mg ma1, 对小车有： mg Ma 2设经时间 t 两者达到共同速度，则有：va12解得 t 1 s由于 1 s 1.5 s，t a t,此时小车还未被锁定，两者的共同速度：v a2t1 m/s因此，车被锁定时，车右端距轨道B 端的距离： x 12a2t2 v t 1 m.(3)从车开始运动到被锁定的过程中，滑块相对小车滑动的距离vv1x2t a2t22 2 m所以产生的内能： Emg x6 J.11(4)对滑块由动能定理，得 mg(L x) 2mv22mv 2, 滑块脱离小车后，在竖1直方向有： h2gt2所以，滑块落地点离车左端的水平距离：x

39、 v t 0.16 m.答案： (1)30 N(2)1 m (3)6 J (4)0.16 m12如图 7 711 所示，质量为 2m和 m可看做质点的小球 A、 B，用不计质量的不可伸长的细线相连， 跨在固定的半径为R的光滑圆柱两侧， 开始时 A球和 B 球与圆柱轴心等高，然后释放A、B两球，则 B球到达最高点时的速率是多少 ?解：此题用运动学很难解答，但选取、球及细线为研究系统，重力A B以外的力不做功，故用机械能守恒定律求解选取轴心所在水平线为势能零点，则刚开始时系统机械能为零，即E 0当 B 球到达最高点时， 系统机械能为122 R 1E mgRmv2mg1242（2 ）22mv由于 E1E222v2即 0 mgR 1 mv 2mg2 R 1（2m）v 解得(1)2423gR11文档来源为 :从网络收集整理.word 版本可编辑 .