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機械能守恒定律(系統-多體)(編輯修改稿)

2026-07-15 22:05 本頁面

　

【文章內容簡介】 )h D．他的機械能減少了Fh解析：由動能定理，ΔEk＝mgh－Fh，動能減少了Fh－mgh，A選項不正確；他的重力勢能減少了mgh，B選項錯誤；他的機械能減少了ΔE＝Fh，C選項錯誤，D選項正確．答案：D4．圖5－3－18如圖5－3－18所示，靜止放在水平桌面上的紙帶，其上有一質量為m＝ kg的鐵塊，它與紙帶右端的距離為L＝ m，鐵塊與紙帶間、紙帶與桌面間動摩擦因數均為μ＝，當紙帶全部抽出時鐵塊恰好到達桌面邊緣，鐵塊拋出后落地點離拋出點的水平距離為s＝ m．已知g＝10 m/s2，桌面高度為H＝ m，不計紙帶質量，不計鐵塊大小，鐵塊不滾動．求：(1)鐵塊拋出時速度大小；(2)紙帶從鐵塊下抽出所用時間t1；(3)紙帶抽出過程產生的內能E.解析：(1)水平方向：s＝vt① 豎直方向：H＝gt2② 由①②聯立解得：v＝2 m/s.(2)設鐵塊的加速度為a1，由牛頓第二定律，得μmg＝ma1③ 紙帶抽出時，鐵塊的速度v＝a1t1④③④聯立解得t1＝2 s. (3)鐵塊的位移s1＝a1t⑤ 設紙帶的位移為s2；由題意知，s2－s1＝L⑥由功能關系可得E＝μmgs2＋μmg(s2－s1)⑦ 由③④⑤⑥⑦聯立解得E＝ J.答案：(1)2 m/s　(2)2 s　(3) J5.圖5－3－19如圖5－3－19所示為某同學設計的節能運輸系統．斜面軌道的傾角為37176。，木箱與軌道之間的動摩擦因數μ＝：木箱在軌道頂端時，自動裝貨裝置將質量m＝2 kg的貨物裝入木箱，木箱載著貨物沿軌道無初速滑下，當輕彈簧被壓縮至最短時，自動裝貨裝置立刻將貨物御下，然后木箱恰好被彈回到軌道頂端，接著再重復上述過程．若g取10 m/s2，sin 37176。＝，cos 37176。＝：(1)離開彈簧后，木箱沿軌道上滑的過程中的加速度大小； (2)滿足設計要求的木箱質量．解析：(1)設木箱質量為m′，對木箱的上滑過程，由牛頓第二定律有：m′gsin 37176。＋μm′gcos 37176。＝m′a代入數據解得：a＝8 m/s2.(2)設木箱沿軌道下滑的最大距離為L，彈簧被壓縮至最短時的彈性勢能為Ep，根據能量守恒定律：貨物和木箱下滑過程中有：(m′＋m)gsin 37176。L＝μ(m′＋m)gcos 37176。L＋Ep 木箱上滑過程中有Ep＝m′gsin 37176。L＋μm′gcos 37176。L 聯立代入數據解得：m′＝m＝2 kg. 答案：(1)8 m/s2　(2)2 kg圖5－3－20－3－20所示，一個質量為m的小鐵塊沿半徑為R的固定半圓軌道上邊緣由靜止滑下，到半圓底部時，則此過程中鐵塊損失的機械能為(　　) 解析：設鐵塊在圓軌道底部的速度為v，－mg＝m，由能量守恒有：mgR－ΔE＝mv2，所以ΔE＝mgR. 答案：D2.圖5－3－21如圖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體由靜止下滑，在物體下滑過程中，下列說法正確的是(　　)A．物體的重力勢能減少，動能增加B．斜面的機械能不變 C．斜面對物體的作用力垂直于接觸面，不對物體做功D．物體和斜面組成的系統機械能守恒解析：物體下滑過程中，由于物體與斜面相互間有垂直于斜面的作用力，使斜面加速運動，斜面的動能增加；物體沿斜面下滑時，既沿斜面向下運動，又隨斜面向右運動，其合速度方向與彈力方向不垂直，且夾角大于90176。，所以物體克服相互作用力做功，物體的機械能減少，但動能增加，重力勢能減少，故A項正確，B、C項錯誤．對物體與斜面組成的系統內，只有動能和重力勢能之間的轉化，故系統機械能守恒，D項正確．答案：AD3.圖5－3－22如圖5－3－22所示，一根跨越光滑定滑輪的輕繩，兩端各有一雜技演員(可視為質點)，演員a站于地面，演員b從圖示的位置由靜止開始向下擺，運動過程中繩始終處于伸直狀態，當演員b擺至最低點時，演員a剛好對地面無壓力，則演員a與演員b質量之比為(　　)A．1∶1 B．2∶1

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