機(jī)械能守恒中的桿連接模型、繩連接模型和非質(zhì)點(diǎn)類模型學(xué)案--2024年物理二輪常見模型-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

桿連接模型
1．如圖，傾角為的足夠長的光滑斜面體ABC固定放置在水平地面上，在A點(diǎn)的上方再固定一光滑的細(xì)桿，細(xì)桿與豎直方向的夾角為。質(zhì)量均為m的小球甲、乙（均視為質(zhì)點(diǎn)）用長為L的輕質(zhì)桿通過鉸鏈連接（鉸鏈的質(zhì)量忽略不計(jì)），小球甲套在細(xì)桿上，小球乙放置在斜面上A點(diǎn)，重力加速度大小為g。現(xiàn)讓小球甲、小球乙由靜止釋放，小球乙一直沿著斜面向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球甲剛要到達(dá)A點(diǎn)還未與斜面接觸時(shí)，小球甲的動(dòng)能為（）
A．B．
C．D．
2．如圖所示，傾角為的光滑斜面與光滑的水平面在B點(diǎn)連接，質(zhì)量均為m的小球甲、乙（視為質(zhì)點(diǎn)）用輕質(zhì)硬桿連接，現(xiàn)把乙放置在水平面上，甲從斜面上的A點(diǎn)由靜止釋放，A點(diǎn)與水平面的高度差為h，甲在下落的過程中，乙始終在水平面上，，重力加速度為g，下列說法正確的是（）
A．甲在下落的過程中，甲重力勢能的減小量等于乙動(dòng)能的增加量
B．甲在下落的過程中，輕質(zhì)硬桿對乙先做正功后做負(fù)功
C．甲剛到達(dá)B點(diǎn)還未與地面接觸時(shí)，甲、乙的速度之比為
D．甲剛到達(dá)B點(diǎn)還未與地面接觸時(shí)，甲的動(dòng)能為
3．如圖所示，半徑為R的光滑半圓弧狀細(xì)軌道ABC豎直固定在水平面上，下端與光滑的水平面平滑相接于C點(diǎn)，AC是豎直直徑，圓弧上B點(diǎn)距離光滑水平面的高度為R，質(zhì)量均為m的小球甲、乙（均視為質(zhì)點(diǎn)）用輕質(zhì)細(xì)桿連接，小球甲套在半圓弧狀細(xì)軌道上的A點(diǎn)，小球乙放置在C點(diǎn)。甲、乙兩小球均處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)讓小球甲受到輕微的擾動(dòng)，小球甲沿半圓弧狀細(xì)軌道向下運(yùn)動(dòng)，小球乙沿著水平面向右運(yùn)動(dòng)，重力加速度大小為g，則在小球甲從A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過程中，下列說法正確的是（）

A．小球甲的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為小球乙的動(dòng)能
B．當(dāng)小球甲剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，小球甲和小球乙的速度大小之比為
C．當(dāng)小球甲剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，小球乙的動(dòng)能為
D．當(dāng)小球甲剛運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，小球甲的機(jī)械能能減少
4．如圖所示，質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，用長為L的輕桿和輕質(zhì)鉸鏈相連，固定在地面上的可視為質(zhì)點(diǎn)的支架C和小球A也用長為L的輕桿和輕質(zhì)鉸鏈相連，開始時(shí)ABC構(gòu)成正三角形，由靜止釋放A、B兩球，A球的運(yùn)動(dòng)始終在豎直面內(nèi)，重力加速度大小為g，不計(jì)一切摩擦，則（）

A．釋放瞬間，A球的加速度為0
B．B球速度最大時(shí)，A球的機(jī)械能最小
C．B球的速度最大時(shí)，A球的速度也最大
D．A球到達(dá)地面時(shí)的速度大小為
5．如圖所示，長度為L的輕直桿上等距離固定質(zhì)量均為m的N個(gè)小球（相鄰球距為，時(shí)只在桿的另一端固定一個(gè)小球），從左至右分別標(biāo)記為第1、2、3…N號，桿可繞固定轉(zhuǎn)動(dòng)軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，現(xiàn)將輕桿撥動(dòng)至與轉(zhuǎn)動(dòng)軸O相水平的位置由靜止自由釋放，所有小球隨桿作豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)，重辦加速度為g，忽略一切阻力，從起點(diǎn)運(yùn)動(dòng)至桿豎直位置的過程中，下列說法正確的是（）
A．若，輕桿向下擺動(dòng)至豎直位置的過程中對小球不做功
B．若，輕桿向下擺動(dòng)至豎直位置的過程中對2號小球做的功為
C．若，輕桿運(yùn)動(dòng)至豎直位置時(shí)對1號小球的作用力大小為
D．若，輕桿向下擺動(dòng)至豎直位置的過程中對15號小球做的功為
繩連接模型
6．運(yùn)動(dòng)員為了鍛煉腰部力量，在腰部拴上輕繩然后沿著斜面下滑，運(yùn)動(dòng)的簡化模型如圖所示，與水平方向成角的光滑斜面固定放置，質(zhì)量均為m的運(yùn)動(dòng)員與重物用跨過光滑定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩連接。運(yùn)動(dòng)員從斜面的某處由靜止開始下滑，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到繩與斜面垂直的A點(diǎn)時(shí)速度大小，當(dāng)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)，繩與斜面的夾角為。已知A、B兩點(diǎn)之間的距離為L，重力加速度為g，運(yùn)動(dòng)員在運(yùn)動(dòng)過程中一直未離開斜面，繩一直處于伸直狀態(tài)，運(yùn)動(dòng)員與重物（均可視為質(zhì)點(diǎn)）始終在同一豎直面內(nèi)運(yùn)動(dòng)，。運(yùn)動(dòng)員到達(dá)B點(diǎn)時(shí)，其速度的大小為（）
A．B．C．D．
7．如圖所示，物塊A套在光滑水平桿上，連接物塊A的輕質(zhì)細(xì)線與水平桿間所成夾角為,細(xì)線跨過同一高度上的兩光滑定滑輪與質(zhì)量相等的物塊B相連，定滑輪頂部離水平桿距離為，現(xiàn)將物塊B由靜止釋放，物塊A、B均可視為質(zhì)點(diǎn)，重力加速度，不計(jì)空氣阻力，則（）
A．物塊A與物塊B速度大小始終相等
B．物塊A能達(dá)到的最大速度為
C．物塊B下降過程中，重力始終大于細(xì)線拉力
D．當(dāng)物塊A經(jīng)過左側(cè)滑輪正下方時(shí)，物塊B的速度最大
8．如圖所示，勁度系數(shù)為k的輕彈簧下端固定于傾角為的光滑斜面底端，上端連接質(zhì)量為m的物塊Q，Q同時(shí)跟與斜面平行的輕繩相連，輕繩跨過定滑輪O與套在光滑半圓環(huán)上的質(zhì)量為2m的小球P連接，半圓環(huán)的半徑為R，固定在豎直面內(nèi)，圓心為，與滑輪O等高；開始時(shí)，小球P在圓弧上的A點(diǎn)，A、的連線與水平方向的夾角為53°，A、O的連線與豎直方向夾角為67°，環(huán)上B點(diǎn)與等高，C與A在同一豎直線上，彈簧處于原長，小球P在A點(diǎn)由靜止釋放。不計(jì)滑輪大小及摩擦，不計(jì)小球與滑塊的大小，，，則下列判斷正確的是（）
A．小球P從A運(yùn)動(dòng)到B的過程中，P的機(jī)械能一直增大
B．小球P從A運(yùn)動(dòng)到C的過程中，P的機(jī)械能先減小后增大
C．小球P運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，滑塊Q的速度大小為
D．小球P運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，小球P的速度大小為
9．如圖所示，用輕繩連接的滑輪組下方懸掛著兩個(gè)物體，它們的質(zhì)量分別為m1、m2，且m2=2m1，m1用輕繩掛在動(dòng)滑輪上，滑輪的質(zhì)量、摩擦均不計(jì)?，F(xiàn)將系統(tǒng)從靜止釋放，對m1上升h高度（h小于兩滑輪起始高度差）這一過程，下列說法正確的是（）
A．m2減小的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為m1增加的重力勢能
B．m1上升到h高度時(shí)的速度為
C．輕繩對m2做功的功率與輕繩對m1做功的功率大小相等
D．輕繩的張力大小為
10．如圖所示，B靜置于地面上，用手托住A，A距地面高度為，細(xì)線處于拉緊狀態(tài)，已知A、B質(zhì)量相等，不計(jì)滑輪質(zhì)量及阻力，現(xiàn)由靜止釋放A，A從開始運(yùn)動(dòng)到接觸地面前瞬間的過程中，A、B的動(dòng)能、和重力勢能、隨運(yùn)動(dòng)距離變化的關(guān)系圖像正確的是（）
A．B．C．D．
非質(zhì)點(diǎn)類模型
11．如圖所示，兩側(cè)傾角均為30°的斜劈固定在水平地面上，將質(zhì)量為m、長為L的光滑金屬鏈條放在斜劈頂端，左右兩側(cè)鏈條長度之比為1：2。已知兩斜面的長度均為2L，兩側(cè)鏈條與斜劈的截面在同一豎直平面內(nèi)。重力加速度為g。某時(shí)刻將鏈條由靜止釋放，當(dāng)鏈條下端到達(dá)斜劈底端時(shí)，重力的功率為（）

A．B．C．D．
12．如圖所示，總長為l、質(zhì)量為m的均勻軟繩對稱地掛在輕小滑輪上，用細(xì)線將質(zhì)量也為m的物塊與軟繩一端連接。現(xiàn)將物塊由靜止釋放，直到軟繩剛好全部離開滑輪。不計(jì)一切摩擦，重力加速度為g，下列說法正確的是（）

A．剛釋放物塊時(shí)，細(xì)線的拉力大小等于mg
B．在軟繩從靜止到剛離開滑輪的過程中，軟繩的機(jī)械能守恒
C．在軟繩從靜止到剛離開滑輪的過程中，物塊的機(jī)械能減少了
D．在軟繩從靜止到剛離開滑輪的過程中，軟繩的機(jī)械能增加了
13．如圖所示，露天娛樂場中過山車是由許多節(jié)完全相同的車廂組成，過山車先沿水平軌道行駛，然后滑上一固定的半徑為R的空中圓形軌道，若過山車全長為，R遠(yuǎn)大于一節(jié)車廂的長度和高度，為使整個(gè)過山車安全通過固定的圓形軌道，那么過山車在運(yùn)行到圓形軌道前的速度至少為（車廂間的距離不計(jì)，忽略一切摩擦）（）
A．B．
C．D．
14．如圖所示，小蟲緩慢經(jīng)過一邊長為L的等邊三角形小物塊，已知其身長為3L，總質(zhì)量為m，假設(shè)小蟲能一直貼著小物塊向右前行，則從其頭部剛到小物塊頂（圖示時(shí)刻）至頭部越過小物塊頂剛到小物塊底端的過程中小蟲的重力勢能變化量為（）
A．mgLB．mgL
C．mgLD．mgL
15．某實(shí)驗(yàn)小組在家里研究能量的轉(zhuǎn)化，設(shè)計(jì)了如下的實(shí)驗(yàn)。一根長度為、質(zhì)量為的濕滑毛巾掛在水平晾衣桿上，毛巾的質(zhì)量分布均勻，毛巾與水平晾衣桿之間的摩擦忽略不計(jì)。毛巾分別在圖甲、圖乙所示狀態(tài)下從靜止開始豎直下降，兩種情況下毛巾剛好離開水平晾衣桿時(shí)的速度分別為、，已知重力加速度大小為，下列說法正確的是（）
A．濕滑毛巾在水平晾衣桿上的運(yùn)動(dòng)滿足機(jī)械能守恒定律
B．濕滑毛巾的右側(cè)部分在水平晾衣桿上的運(yùn)動(dòng)滿足機(jī)械能守恒定律
C．圖甲所示情況下毛巾剛好離開水平晾衣桿時(shí)的速度
D．圖乙所示情況下毛巾剛好離開水平晾衣桿時(shí)的速度特訓(xùn)目標(biāo)
特訓(xùn)內(nèi)容
目標(biāo)2
桿連接模型（1T—5T）
目標(biāo)3
繩連接模型（6T—10T）
目標(biāo)3
非質(zhì)點(diǎn)類模型（11T—15T）

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