12. 如图所示,半径为r、质量不计的圆盘盘面与地面垂直,圆心处有一个垂直盘面的光滑水平固定轴O,在盘的右边缘固定一个质量为m的小球A,在O点的正下方离O点处固定一个质量也为m的小球B.放开盘让其自由转动,问:(重力加速度为g)
(1)当A球转到最低点时,两小球的重力势能之和减少了多少?
(2)A球转到最低点时的线速度是多少?
(3)在转动过程中半径OA向左偏离竖直方向的最大角度是多少?
答案:
1.C [解析] 做平抛运动的物体只受重力,故其机械能一定守恒,A错误;若物体在水平面内做匀速圆周运动,则速度的大小不变,高度不变,故动能不变,重力势能不变,机械能守恒,B错误;滑块沿斜面匀速下滑,则动能不变,重力势能减小,故机械能减小,不守恒,C正确;滑块在光滑水平面上压缩弹簧,滑块和弹簧组成的系统机械能守恒,D错误.
2.C [解析] 只有重力做功的情况下,物体的机械能才守恒.由此可见,A、B中外力F均做功,D中有摩擦力做功,故A、B、D中机械能均不守恒.
3.BCD [解析] 小球从高处向低处摆动过程中,细线的拉力与小球的速度始终垂直,小球在拉力方向上没有发生位移,所以拉力对小球不做功,选项A错误;由于只有重力做功,所以小球的机械能守恒,选项B正确;由机械能守恒定律知,小球重力势能的减少量等于动能的增加量,选项C正确;小球在摆动过程中,根据动能定理得,重力做的功等于动能的增加量,选项D正确.
4.BD [解析] 在整个过程中,只有重力做功,石块的机械能守恒,由机械能守恒定律得mgh=mv2-mv,解得v=,由此可知,速度v只与h和v0有关,与其他量无关.
5.BD [解析] 小球从A到C的运动过程中,由于在AB段弹簧的弹力对它做正功,故其机械能增加,A错误;小球从B到C做竖直上抛运动,只有重力做功,小球的机械能守恒,B正确;从A到B的过程中小球要先加速后减速,当加速度为零,即弹力与重力大小相等时,速度最大,动能最大,该位置位于A、B之间,不在B点,C错误;小球从A到C的过程中,只有重力和弹力做功,故小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则弹簧释放的弹性势能等于小球到达C点时增加的重力势能,为mgh,D正确.
6.B [解析] A下落过程中,绳的拉力对A做负功,A的机械能减少,B上升过程中,绳的拉力对B做正功,B的机械能增加,但A、B组成的系统机械能守恒,B正确,A、D错误;A减少的重力势能并没有全部用于增加B的重力势能,还有一部分转化成A、B的动能,C错误.
7.BD [解析] 根据动能定理有mgL=mv2,由于线长不相等,则甲、乙两球动能