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5.如图所示,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.从静止开始释放b 后,a可能达到的最大高度为( )
A.h B.1.5h
C.2h D.2.5h
题型突破
题型1、判断守恒
例题1、如图所示,斜面置于光滑水平地面上,其光滑斜面上有一物体由静止沿斜面下滑,在物体下滑过程中,下列说法正确的是( )
A.物体的重力势能减小,动能增大
B.斜面的机械能不变
C.斜面对物体的作用力垂直于斜面,不对物体做功
D.物体与斜面组成的系统机械能守恒
练习1、(2014.广东韶关一模)一轻质弹簧,固定于天花板上的O点处,原长为L,如图所示,一个质量为m的物块从A点竖直向上抛出,以速度v与弹簧在B点相接触,然后向上压缩弹簧,到C点时物块速度为零,在此过程中无机械能损失,则下列说法正确的是( )
A.由A到C的过程中,动能和重力势能之和保持不变
B.由B到C的过程中,弹性势能和动能之和逐渐减小
C.由A到C的过程中,物块m的机械能守恒
D.由B到C的过程中,物块与弹簧组成的系统机械能守恒
题型2、单个物体机械能守恒
例题2、 (2014.课标全国Ⅱ)取水平地面为重力势能零点。一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为( )
A 30 B 45 C 60 D 15
练习1、如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆周运动到达C点.试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的动能.
练习2、如图所示,光滑坡道顶端距水平面高度为h,质量为m的小物块A从坡道顶端由静止滑下,进入水平面上的滑道时无机械能损失,为使A制动,将轻弹簧的一端固定在水平滑道延长线M处的墙上,另一端恰位于坡道的底端O点.已知在OM段上物块A与水平面间的动摩擦因数均为μ,其余各处的摩擦不计,重力加速度为g,求:
(1)物块滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧为最大压缩量d时的弹性势能(设弹簧处于原长时弹性势能为零);
(3)若物块A能够被弹回到坡道上,则它能够上升的最大高度是多少?
题型3、系统内机械能守恒
例题3、如图是一个横截面为半圆、半径为R的光滑柱面,一根不可伸长的细线两端分别系物体A、B,且mA=2mB,从图示位置由静止开始释放A物体,当物体B到达半圆顶点时,求绳的张力对物体B所做的功.
练习1、如图所示,一固定的楔形木块,其斜面的倾角为θ=30°, 另一边与水平地面垂直,顶端有一个定滑轮,跨过定滑轮的细线 两端分别与物块A和B连接,A的质量为4m,B的质量为m.开始时,将B按在地面上不动,然后放开手,让A沿斜面下滑而B上升,所有摩擦均忽略不计.当A沿斜面下滑距离x后,细线突然断了.求物块B上升的最大高度H.(设B不会与定滑轮相碰)。
题型4、功能关系
例题4、升降机底板上放一质量为100 kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5 m时速度达到4 m/s,则此过程中(g取10 m/s2)( )
A.升降机对物体做功5800 J B.合外力对物体做功5800 J
C.物体的重力势能增加500 J D.物体的机械能增加800 J
练习1、当重力对物体做正功时,物体的( )
A.重力势能一定增加,动能一定减小 B.重力势能不一定减小,动能一定增加
C.重力势能一定减小,动能不一定增加 D.重力势能一定增加,动能一定增加
练习2、如图所示,电梯质量为M,它的水平地板上放置一质量为m的物体,电梯在钢索的拉力作用下由静止开始竖直向上加速运动。当上升高度为H时,电梯的速度达到v,则在这段过程中,下列说法中正确的是( )
A.电梯地板对物体的支持力所做的功等于
B.电梯地板对物体的支持力所做的功大于
C.钢索的拉力所做的功等于
D.钢索的拉力所做的功大于
练习3、如图所示,表面粗糙的固定斜面顶端安装一个定滑轮,物块A、B用轻绳连接并跨过定滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,手扶物块B使物块A、B处于静止状态。松手后物块A下落,物块B沿斜面上滑,则从松手到物块A着地前的瞬间(B未碰到滑轮)( )
A.物块A减少的机械能等于物块B增加的机械能
B.轻绳对物块B做的功等于物块B的机械能增量
C.轻绳对物块A做的功等于物块A的机械能变化量
D.摩擦力对物块B做的功等于系统机械能的变化量
题型5、相互接触的两个物体相对运动过程中的能量转化
例题5、如图所示,质量m1=0.3 kg的小车静止在光滑的水平面上,车长L=1.5 m,现有质量m2=0.2 kg可视为质点的物块,以水平向右的速度v0=2 m/s从左端滑上小车,最后在车面上某处与小车保持相对静止.物块与车面间的动摩擦因数μ=0.5,g取10 m/s2,求:
(1)物块在车面上滑行的时间t;
(2)小车对物块所做的功
(3)系统中产生的热量
(4)要使物块不从小车右端滑出,物块滑上小车左端的速度v′0不超过多少?
[效果评估]