第四章 机械能和能源 知识点题库

如图所示，AB为水平轨道，A、B间距离s=1m，BCD是半径为R=0.2m的竖直半圆形轨道，B为两轨道的连接点，D为轨道的最高点，整个轨道处于竖直向下的匀强电场中，场强大小为E= 。一带正电 的小物块质量为m=0.5kg，它与水平轨道间的动摩擦因数均为μ=0.1。小物块在F=10N的水平恒力作用下从A点由静止开始运动，到达B点时撤去力F，小物块刚好能到达D点，试求：(g=10m/s²)

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，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（   ）

质量为0.45 kg的木块静止在光滑水平面上，一质量为0.05 kg的子弹以200 m/s的水平速度击中木块，并留在其中，整个木块沿子弹原方向运动，则木块最终速度的大小是m/s。若子弹在木块中运动时受到的平均阻力为4.5×10³ N，则子弹射入木块的深度为m。

如图所示，竖直面内有一个半径为R的光滑 圆弧轨道，质量为m的物块（可视为质点）从顶端A处静止释放滑至底端B处，下滑过程中，物块的动能E_k、与轨道间的弹力大小N、机械能E、重力的瞬时功率P随物块在竖直方向下降高度h变化关系图象正确的是（   ）

如图所示,质量为M的光滑长木板静止在光滑水平地面上,左端固定一劲度系数为k的水平轻质弹簧,右侧用一不可伸长的细绳连接于竖直墙上,细绳所能承受的最大拉力为F_T ， 使一质量为m、初速度为v₀的小物体,在木板上无摩擦地向左滑动而后压缩弹簧,细绳被拉断,不计细绳被拉断时的能量损失.弹簧的弹性势能表达式为E_p= kx²(k为弹簧的劲度系数,x为弹簧的形变量).

某空间区域的竖直平面内存在电场，其中竖直的一条电场线如图甲所示，一个质量为m、电荷量为q的带正电小球，在电场中从O点由静止开始沿电场线竖直向下运动．以O为坐标原点，取竖直向下为x轴的正方向，小球的机械能E与位移x的关系如图乙所示，则(不考虑空气阻力)(   )

如图是利用太阳能驱动的小车，若小车保持牵引力恒定，在平直的水泥路上从静止开始运动，经过时间t前进距离x，电动机的功率达到额定功率P，速度达到v。小车的质量为m，所受阻力恒为f，那么这段时间内（   ）

如图，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，B处通过光滑圆弧衔接，已知 ，BC轨道水平面的夹角为 ，一质量为m的小球，始终受到与重力大小相等的水平外力的作用，自A点处从静止开始向右运动，重力加速度大小为g，（ ， ），则小球从A点开始运动到其轨迹最高点，有（   ）

如图所示，A、B、C、D四种情况，力F大小相等，物体运动的位移s也相同，由功的定义式W=Fscosθ可知，哪图情况力F做功最大？（　　）

如图所示，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环，从大环的最高处由静止滑下，滑到大环的最低点的过程中（重力加速度大小为g）（　　）

装有一定量液体的玻璃管竖直漂浮在水中，水面范围足够大，如图甲所示。把玻璃管向下缓慢按压4 cm后放手，忽略阻力，玻璃管的运动可以视为竖直方向的简谐运动，测得振动周期为0.5 s。以竖直向上为正方向，某时刻开始计时，其振动图像如图乙所示，其中A为振幅。对于玻璃管，下列说法正确的是 (  )

小王同学采用如图甲所示的装置进行“验证机械能守恒定律”实验，打点计时器所接电源频率为 50 Hz。

如图所示，为竖直平面内的一个直角坐标系，在的直线的上方有沿轴正方向范围足够大的匀强电场，电场强度大小 ， 在轴上处有一放射源 ， 轴上有一个足够大的荧光屏，放射源在如图范围内，向轴发射初速度的电子，电子质量为 ， 电量为 ， 、间距为 ， 整个装置放在真空中，不计重力作用。求：

如图所示，轻质弹簧的左端固定，右端处于自然状态。小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动回到A点恰好静止。物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。在上述过程中（   ）

质量的家庭轿车，行驶速度时靠电动机输出动力；行驶速度在范围内时自动转换为靠汽油发动机输出动力；行驶速度时汽油发动机和电动机将同时工作，这种混合动力汽车更节能环保。该轿车在一条平直的公路上由静止启动，其牵引力F随运动时间t的变化图线如图所示，所受阻力恒为1500N。已知汽车在时刻第一次切换动力引擎，以后保持恒定功率行驶至时刻。汽车在时间内行驶的位移为217.5m。则和分别为（   ）

我国在人工智能和无人驾驶技术方面已取得较大突破，某公司生产的一种无人驾驶汽车的最大输出功率为 ， 汽车在某段平直路面上由静止开始做加速度大小为a的匀加速直线运动，达到最大功率后汽车保持最大功率行驶，直到达到最大速度；已知汽车的总质量为m，汽车受到的阻力恒为f，则下列说法正确的是（   ）

弹簧发生弹性形变时产生了弹力，具有了弹性势能。弹簧的弹力可对外做正功，也可对外做负功，弹簧的弹力做功，弹簧的弹性势能变化；弹簧的弹性势能变化，弹簧的弹力必做功。下列关于弹簧弹力的功、弹簧弹性势能及其变化的下列说法正确的是（   ）

如图所示，轻绳跨过轻质定滑轮，两端分别系着质量为1kg和3kg的小球a和b，小球a静止于地面，用手托住小球b，当绳刚好被拉直时，小球b离地面的高度为0.4m，若无初速度释放小球b，不计一切摩擦和阻力，小球a不会碰到滑轮，g取 ， 则小球b落地前瞬间速度大小为（   ）

2022年北京冬奥会期间，一观众用手机连拍功能拍摄运动员在滑雪大跳台从起跳到落地的全过程如图所示。忽略空气阻力，运动员落地时速度的大小与下列哪个量无关（   ）

下列研究对象在运动过程中机械能守恒的是（均不计空气阻力）（   ）