第七章 机械能守恒定律(Word版含答案)

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名称 第七章 机械能守恒定律(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2022-03-18 17:11:12

文档简介

恒力做功的计算
1、如图所示,质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,下列说法中正确的是( )
A .若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块没有做功
B .若斜面向上匀速移动距离s,斜面对物块做功mgs
C .若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块做功mas
D .若斜面向下以加速度a移动距离s,斜面对物块做功m(g+a)s
2、一质最m=3kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.取g=10m/s2,则(  )
A.在0-6s内,合力的平均功率为16W
B.在6s-10s内,合力对物体做功为96J
C.物体所受的水平推力F=9N
D.在t=8s时,质点的加速度为lm/s2
3、如图所示,物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点,摩擦力做功为W1.若该物体以一定的初速度经路径A′OB′,摩擦力做功为W2.已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则(  )
A.W1<W2 B.W1>W2 C.W1=W2 D.不能确定
4、如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行.t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质 点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图象如图乙所示.设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10m/s2.则(  )
A.传送带的速率v0=10m/s
B.传送带的倾角θ=30°
C.物体与传送带之间的动摩擦因数 =0.5
D.0 2.0s摩檫力对物体做功Wf=-24J
5、如图所示,水平路面上有一辆质量为Μ的汽车,车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中,下列说法正确的是(  )
A.人对车的推力F做的功为FL
B.人对车做的功为maL
C.车对人的摩擦力做的功为(F+ma)L
D.车对人的作用力大小为ma
6、如图所示,某人第一次站在岸上用恒力F拉小船A,经过时间t,人做功W1;第二次该人站在B船上用相同的力F拉小船A,经过相同的时间t,人做功W2,不计水的阻力,则(  )
A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.无法确定
7、如图,质量为m的物块相对静止在倾角为θ的斜面上,在斜面沿水平方向向右匀速移动距离S的过程中,物块m一直相对斜面静止,则下列说法正确的是(  )
A.合力对物块m不做功 B.弹力对物块m不做功
C.摩擦力对物块m不做功 D.摩擦力对物块m做负功
8、如图所示,木块A放在木块B的左上端,用恒力F将A拉至B的右端.第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动,F做的功为W2.比较两次做功,应有(  )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.W1>W2 D.无法比较
9、如图,人造地球卫星绕地球运行轨道 为椭圆,其近地点P和远地点Q距地面的高度分别为R和3R,R为地球半径,已知地球表面处的重力加速度为g,以下说法正确的是(  )
A.卫星在P点的加速度等于 B.卫星在P点处于失重状态
C.卫星在从P到Q过程中速率减小 D.在从P到Q过程中,万有引力对卫星不做功
机车恒加速度启动
1、放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示.下列说法正确的是(  )
A.物体的质量为kg
B.滑动摩擦力的大小为5N
C.0~6s内物体的位移大小为40m
D.0~6s内拉力做的功为20J
2、汽车在水平公路上直线行驶,假设所受到的阻力恒定,汽车达到额定功率做匀速运动的速度为,以下说法中正确的是 ( )
A .汽车启动时的加速度与它受到的牵引力成正比
B .汽车以恒定功率启动,可能做匀加速运动
C .汽车以最大速度行驶后,若要减小行驶速度,可减少牵引功率
D .若汽车匀加速启动,则匀加速的末速度可达到
3、如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v﹣t图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的直线,下述说法正确的是( )
A .0~时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
B .~时间内的平均速度为
C .~时间内汽车牵引力做功等于m﹣m
D .在全过程中时刻的牵引力及其功率都是最大值,~时间内牵引力最小
4、一辆轿车质量为m,在平直公路上运行,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继续行驶,经过一定时间,其速度由零增大到最大值,若所受阻力恒为f.则关于轿车的速度v、加速度a、牵引力F、功率P的图象正确的是 ( )
A . B . C . D .
5、如图是一汽车在平直路面上启动的速度一时间图象,t1时刻起汽车的功率保持不变,由图象可知(  )
A.0-t1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变
B.0-t1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大
C.t1-t2时间内,汽车的牵引力减小,功率减小
D.t1-t2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变
6、为减少二氧化碳排放,我国城市公交推出新型节能环保电动车,在检测某款电动车性能的实验中,质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度ν,并描绘出F-图象(图中AB、BO均为直线),假设电动车行驶中所受的阻力恒定,则根据图象不能确定的是(  )
A.电动车运动过程中所受的阻力
B.电动车的额定功率
C.BC过程电动车运动的时间
D.电动车维持匀加速运动的时间
7、一辆质量为6吨的汽车,发动机的额定功率为90kW.汽车从静止开始以加速度a=1m/做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.05倍,g=10m/,求:
(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间
(2)汽车开始运动后5s末的瞬时功率和汽车的最大速度.
解:(1)由牛顿第二定律可得:
F-kmg=ma,
解得:F=9×N
=P=F,
得:=10 m/s
又因为=a,
得:=10 s
(2)因<,
故有:=a=5 m/s
得:P=F=4.5×W
当牵引力等于阻力时速度达到最大,有:
P==9×=f,
得:== m/s=30m/s
故答案为:(1)10s;(2)4.5×W,30m/s.
机车恒功率启动
1、质量为m,发动机的额定功率为的汽车沿平直公路行驶,当它的加速度为a时,速度为v,测得发动机的实际功率为,假设运动中所受阻力恒定,则它在平直公路匀速行驶的最大速度是 ( )
A .v B . C . D .
2、如图甲所示,静止在水平面上的物体在竖直向上的拉力F作用下开始向上加速运动,拉力的功率恒定为P,运动过程中所受空气阻力大小不变,物体最终做匀速运动.物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示.若重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A .物体的质量为
B .空气阻力大小为[p(a0-g)]/ (v0a0)
C .物体加速运动的时间为
D .物体匀速运动的速度大小为
3、汽车在水平公路上以额定功率做直线运动,速度为3m/s时的加速度为6m/s时的3倍,若汽车受到的阻力不变,由此可求得  ( )
A .汽车的最大速度 B . 汽车受到的阻力
C .汽车的额定功率 D .速度从3m/s增大到6m/s所用的时间
4、一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是(  )
A. B. C. D.
5、一辆汽车在水平路面上以速度匀速行驶时,发动机的功率为P,牵引力为.从时刻起汽车开上一个倾角为θ的坡路,若汽车功率保持不变,水平路面与坡路摩擦阻力大小相同,汽车经过一段时间的变速运动后又进入匀速运动状态,则下面关于汽车速度v、牵引力F与时间t的关系图象正确的是( )
A . B . C . D .
6、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变).则图中能反映汽车牵引力F、汽车速度V在这个过程中随时间t变化的图象是(  )
A. B. C. D.
7、汽车在平直的公路上行驶,某一段时间内汽车的功率随时间的变化如图所示,设汽车运动过程中受到的阻力不变,则在这一段时间内汽车的运动情况可能是 ( )
A .汽车做匀速直线运动
B .汽车做匀加速直线运动
C .汽车做加速度增大的加速直线运动
D .汽车做加速度减小的加速直线运动
8、起重机以10kW的恒定功率将地面上质量为50kg的物体由静止向上吊起,则物体可以达到的最大速度是(不计空气阻力,g=10m/s2)(  )
A.200m/s B.30m/s C.25m/s D.20m/s
9、汽车在平直公路上以速度v匀速行驶,发动机功率为P.快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下面四个图象中,哪个图象能正确示意出汽车的速度与时间的关系(  )
A. B. C. D.
10、质量为500吨的机车以恒定的功率由静止出发,经5min行驶2.25km,速度达到最大值54km/h,设阻力恒定.问:
(1)机车的功率P多大? 3.75×105W
(2)机车的速度为36km/h时机车的加速度a多大? 2.5×10-2m/s2
Pt-fx=
11、一辆质量为5×103kg的汽车,额定功率为50kW,现让汽车保持50kW的功率的水平路面上从静止开始运动,运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍,(g=10m/s2)求:
(1)启动后0.5s内牵引力做的功;
(2)汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度;
(3)汽车的速度为2m/s时汽车的加速度;
(4)汽车行驶能达到的最大速度.
(1)2.5×104J;(2)5m/s;(3)4m/s2;(4)10m/s
弹力做功与弹性势能的关系
1、如图所示,两个质量均为m用轻质弹簧连接的物块A、B放在一倾角为θ的光滑斜面上,系统静止.现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A,使之沿斜面向上运动,当物块B刚要离开固定在斜面上的挡板C时,物块A运动的距离为d,瞬时速度为v,已知弹簧劲度系数为k,重力加速为g,则此时(  )
A.物块A运动的距离d=
B.物块A的加速度为a=
C.弹簧的弹性势能的改变量△EP=0
D.弹簧的弹性势能的改变量△EP=Fd-mv2
2、某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型,图中K1、K2为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧,下列表述正确的是(  )
A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等
C.垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等
D.垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变
3、一根弹簧的弹力--位移图线如图所示,那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量为(  )
A.3.0焦耳,-3.0焦耳 B.-3.0焦耳,3.0焦耳
C.-1.8焦耳,1.8焦耳 D.1.8焦耳,-1.8焦耳
4、如图所示,一根长为l,质量为m的匀质软绳悬于O点,若将其下端向上提起使其对折,则做功至少为(  )
A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl
动能和动能定理
1、关于动能的理解,下列说法正确的是(  )
A.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都有动能
B.物体的动能不可能为负值
C.一定质量的物体动能变化时,速度一定变化.速度变化时,动能一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
2、A 、B两个物体在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过相同的位移s,若物体A的质量大于物体B的质量,在这一过程中( )
A.物体A获得的动能较大 B.物体B获得的动能较大
C.物体A、B获得的动能一样大 D.无法比较物体AB获得的动能的大小
3、质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h的坑,如图所示,在此过程中(  )
A.重力对物体做功为mgH
B.物体的重力势能减少了mgH
C.力对物体做的总功为零
D.地面对物体的平均阻力为mg(H+h)
4、质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为S.下列说法正确的是(  )
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合力对小车做的功是mv
C.推力对小车做的功是Fs-mgh
D.小车克服阻力做的功是mv+mgh-Fs
5、升降机底板上放一质量为100kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4m/s,g取10m/s2,则此过程中(  )
A.升降机对物体做功5800J B.合外力对物体做功5800J
C.物体的重力势能增加500J D.物体的机械能增加800J
6、如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为(  )
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
7、一质量为1.0kg的滑块,以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起一向右水平力作用于滑块,经过一段时问,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,则在这段时间内水平力所做的功为( )
A.0 B.8J C.16J D.32J
8、如图所示,质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ,物块与转台转轴相距R,物块随转台由静止开始转动并计时,在t1时刻转速达到n,物块即将开始滑动.保持转速n不变,继续转动到t2时刻.则(  )
A.在0~t1时间内,摩擦力做功为零
B.在0~t1时间内,摩擦力做功为μmgR
C.在0~t1时间内,摩擦力做功为2μmgR
D.在t1~t2时间内,摩擦力做功为2μmgR
9、如图所示,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F时,转动半径为R.当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体做的功为(  )
A.- B. C. D.
10、某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若射到小车上方的光电板,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶,经过时间t前进距离s,速度达到最大值vm,设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么(  )
A.这段时间内小车先加速运动,然后匀速运动 B.这段时间内阻力所做的功为Pt
C.这段时间内合力做的功为 D.这段时间内电动机所做的功为
11、某中学科技组制作的利用太阳能驱动小车的装置,当太阳光照射在小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进,若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶,电动机的输出功率恒为P,小车经过时间t速度达到最大值vm,前进距离x,所受阻力恒定,则这段时间内(  )
A.小车做匀加速运动 B.电动机对外所做的功为Pt
C.当小车速度为时,小车的加速度为 D.电动机对外所做的功为+mvm
12、质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能(  )
A.一直增大
B.先逐渐减小至零,再逐渐增大
C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大
13、如图甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆.则小物块运动到x0处时的动能为(  )
A.0 B. Fmx0 C. Fmx0 D. x0
14、如图所示,光滑水平面上一物体在水平恒力F的作用下,从静止开始做匀加速直线运动.则物体运动动能(EK)随位移(x)变化关系图线正确的是(  )
A. B. C. D.
15、如图,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A滑到C,到C时速度为,第二次由C滑到A,到A时速度为,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则( )
A .< B .= C .> D .无法比较、的大小
16、如图所示,一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,初始时刻小球静止于P点,第一次小球在水平拉力F作用下,从P点缓慢地移动到Q点,此时轻绳与竖直方向夹角为θ,张力大小为;第二次在水平恒力F′作用下,从P点开始运动并恰好能到达Q点,至Q点时轻绳中的张力大小为.关于这两个过程,下列说法中正确的是(不计空气阻力,重力加速度为g)( )
A .第一个过程中,拉力F在逐渐变大,且最大值一定大于F′
B .两个过程中,轻绳的张力均变大
C .=,=mg
D .第二个过程中,重力和水平恒力F′的合力的功率先增加后减小
17、如图所示,竖直平面内固定一个半径为R的半圆形轨道ABC,左端口A和右端口C与圆心O在同一水平面上,M、N为右端口C正上方两点,到右端口C的距离分别为2R和R,现将一小球从M点静止释放,小球从左端口飞出后到达最高处D点,D点与半圆轨道的最低点B的竖直高度差为2R,接着小球又竖直下落返回进入圆弧轨道,若不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.小球返回轨道后能沿轨道一直运动,并上升到N点
B.小球返回轨道后沿轨道运动可能到不了C点
C.小球返回轨道后沿轨道运动到C点时,速度一定大于零
D.若将小球从N点静止释放,则小球恰能运动到左端口A处
18、如图所示,一根长为l的轻质软绳一端固定在O点,另一端与质量为m的小球连接,初始时将小球放在与O点等高的A点,OA=,现将小球由静止状态释放,则当小球运动到O点正下方时,绳对小球拉力为(  )(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.2mg B.3mg C.mg D.mg
19、如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F (△F>0 ).不计空气阻力.则(  )
A.m、x一定时,R越大,△F一定越大
B.m、x一定时,v越大,△F一定越大
C.m、R一定时,x越大,△F一定越大
D.m、R一定时,v越大,△F一定越大
20、如图所示,圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上,OC与OA的夹角为60°,轨道最低点A与桌面相切.一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边,开始时m1位于C点,然后从静止释放.则(  )
A.在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等
B.在m1由C点下滑到A点的过程中重力对m1做功的功率先增大后减少
C.若m1恰好能沿圆弧下滑到A点,则m1=2m2
D.若m1恰好能沿圆弧下滑到A点,则m1=3m2
21、如图所示,一个小球(视为质点)从H=12m高处,由静止开始通过光滑弧形轨道AB,进入半径R=4m的竖直圆环,圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等,当到达环顶C时,刚好对轨道压力为零;沿CB滑下后,进入光滑弧形轨道BD,且到达高度为h的D点时速度为零,则h之值可能为(g=10m/s2)(  )
A.12m B.10m C.8.5m D.7m
22、如图所示,A、B分别为竖直光滑圆轨道的最低点和最高点.已知小球通过A点的速度m/s,则小球通过B点的速度不可能是(  )
A.4m/s B.m/s C.2m/s D.1.8m/s
23、长L的细绳一端固定于O点,另一端系一个质量为m的小球,将细绳在水平方向拉直,从静止状态释放小球,小球运动到最低点时速度大小为v,细绳拉力为F,小球的向心加速度为a,则下列说法正确的是(  )
A.小球质量变为2m,其他条件不变,则小球到最低点的速度为2v
B.小球质量变为2m,其他条件不变,则小球到最低点时细绳拉力变为2F
C.细绳长度变为2L,其他条件不变,小球到最低点时细绳拉力变为2F
D.细绳长度变为2L,其他条件不变,小球到最低点时向心加速度为a
24、如图所示的是杂技演员表演的“水流星”.一根细长绳的一端,系着一个盛了水的容器.以绳的另一端为圆心,使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动.N为圆周的最高点,M为圆周的最低点.若“水流星”通过最低点时的速度.则下列判断正确的是(  )
A.“水流星”到最高点时的速度为零
B.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出
C.“水流星”通过最高点时,水对容器底没有压力
D.“水流星”通过最高点时,绳对容器有向下的拉力
25、如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切,于NP端固定一竖直挡板,NP长度为2m,圆弧半径为1m.一个可视为质点的物块自M端 从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生碰撞(只改变速度方向而不改变速度大小)后,最 终停止在水平轨道上某处.已知物块在MN段的摩擦可忽略不计,与NP段轨道间的滑 动摩擦因数为0.2.则物块(  )
A.运动过程中与挡板发生2次碰撞
B.返回圆弧轨道的最大髙度为0.6m
C.在NP间往返一次克服摩擦力作功8J
D.第一与第二次经过圆轨道上N点时对轨道的压力之比为15:7
26、如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P,然后落回水平面,不计一切阻力,下列说法正确的是(  )
A.小球落地点离O点的水平距离为R
B.小球落地点时的动能为
C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零
D.若将半圆弧轨道上部的圆弧截去,其他条件不变,则小球能达到的最大高度比P点高0.5R
27、如图所示,光滑大圆环管道固定在竖直平面内,两个直径略小于管道直径的小球在其中做圆周运动.已知两个小球顺时针运动经过圆管底部时速度相同,某时刻一个处于顶部,一个处于底部.则在其后的运动中,两小球可能出现的位置是(  )
A. B. C. D.
28、如图所示,轻且不可伸长的细绳悬挂质量为0.5kg 的小圆球,圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内,框架槽沿铅直方向,质量为0.2kg.自细绳静止于铅直位置开始,框架在水平力F=20N恒力作用下移至图中位置,此时细绳与竖直方向夹角30°.绳长0.2m,不计一切摩擦.则此过程中重力对小圆球做功为__________J;小圆球在此位置的瞬时速度大小是__________m/s.(取g=10m/s2)
v=vxcos30° -0.13;2.39
29、如图所示,有一质量m=1kg的小物块,在平台右边沿以初速度vo=3m/s水平飞出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的半径R=0.5m的粗糙圆弧轨道,最后小物块滑上靠轨道末端D点的质量M=3kg的长木板,长木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,长木板下表面与水平地面之间光滑接触.当小物块在木板上相对木板运动l=1m时,与木板有共同速度.小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.3,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)物块到达C点时速度的大小;
(2)物块到达圆弧轨道末端D点时速度的大小;
(3)物块通过圆弧轨道的过程中克服摩擦力做的功.
(1)5m/s; (2)2m/s; (3)10.5J
30、如图是滑板运动的轨道,BC和DE是两段光滑圆弧形轨道,BC段的圆心为O点,圆心角为,半径OC与水平轨道CD垂直,水平轨道CD段粗糙且长8m.一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出,在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回.已知运动员和滑板的总质量为60kg,B、E两点与水平面CD的竖直高度为h和H,且h=2m,H=2.8m,g取10m/.求:
(1)运动员从A运动到达B点时的速度大小;
(2)轨道CD段的动摩擦因数μ;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最后停在何处?
(1)6m/s (2)0.125 (3)在D点左侧6.4m处,或C点右侧1.6m处
31、如图所示,“蜗牛状”轨道OAB竖直固定在水平地面BC上,与地面在B处平滑连接.其中,“蜗牛状”轨道由内壁光滑的两个半圆轨道OA、AB平滑连接而成,半圆轨道OA的半径R=0.6m,下端O刚好是半圆轨道AB的圆心.水平地面BC长xBC=7m,C处是一深坑.一质量m=0.5kg的小球,从O点沿切线方向以某一速度v0进入轨道OA后,沿OAB轨道运动至水平地面.已知小球与水平地面间的动摩擦因数μ=0.7,取g=10m/s2.
(1)为使小球不脱离OAB轨道,小球在O点的初速度的最小值vmin多大?
(2)若v0=9m/s,求小球在B点对半圆轨道的压力;
(3)若v0=9m/s,通过计算说明,小球能否落入深坑?
(1)vmin为6m/s;(2)48.75N;(3)能落入深坑
32、如图甲所示,物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接,物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l.开始时物块和小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值,现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍,不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g,求:
(1)物块的质量;
(2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功.
(1)3m;(2)0.1mgl
33、如图,某游乐园的水滑梯是由6段圆心角为30°的相同圆弧相连而成,圆弧半径为3m,切点A、B、C的切线均为水平,水面恰与圆心O6等高,若质量为50kg的游客从起始点由静止开始滑下后,恰在C点抛出落向水面(不计空气阻力,g取10m/s2).求
(1)游客在C点的速度大小;
(2)游客落水点与O6的距离;
(3)游客从下滑到抛出的过程中克服阻力做了多少功.
(1);(2)m;(3)255J
34、如图所示,在水平轨道竖直安放一个与水平面夹角为θ,长度为L0,以v0逆时针匀速转动的传送带和一半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为L;水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态.小物块A轻放(初速为0)在传送带顶端,通过传送带、水平轨道、圆形轨道、水平轨道后与弹簧接触,之后A压缩弹簧并被弹簧弹回(弹回速度为刚与弹簧接触时速度的一半),经水平轨道返回圆形轨道,物块A可视为质点.已知R=0.2m,θ=37°,L0=1.8m,L=1.0m,v0=6m/s,物块A质量为m=1kg,与轮带间的动摩擦因数为μ1=0.5,与PQ段间的动摩擦因数为μ2=0.2,轨道其他部分摩擦不计,物块从传送带滑到水平轨道时机械能不损失.取g=10m/s2.求:
(1)物块A滑到轮带底端时速度的大小;
(2)物块A刚与弹簧接触时速度大小;
(3)物块A返回到圆形轨道的高度;
(4)若仅调节PQ段的长度L,当L满足什么条件时,A物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道?
(1)6m/s;(2)4m/s;(3)0.2m;(4)1m≤l<2m
35、某游戏装置放在竖直平面内,如图所示,装置由粗糙抛物线形轨道AB和光滑的圆弧轨道BCD构成,控制弹射器可将穿在轨道上的小球以不同的水平初速度由A点射入,最后小球将由圆轨道的最高点D水平抛出,落入卡槽中得分,圆弧半径为R,O′为圆弧的圆心,C为圆弧轨道最低点,抛物线轨道上A点在坐标轴的原点O上,轨道与圆弧相切于B点,抛物线轨道方程为y=ax2(0<a<),∠BO′C=θ,x轴恰好将半径O′D分成相等的两半,交点为P,x轴与圆弧交于Q点,则:
(1)将小球以某一初速度水平由A点射入轨道,小球沿轨道运动到与A等高处Q,速度减为0,试求小球运动到B点的速度;
(2)由(1)得到的B点的速度,能否求出小球在A点射入的速度,如果能请求出v0,不能,请说明理由;
(3)试求在多次弹射小球的过程中,机械能损失最小的一次,小球在最高点D对轨道的作用力与最低点C对轨道的作用力的比值.
(1);(2)不能求出AD段摩擦力这个变力所做的功;(3)
36、如图所示为“割绳子”游戏中的一幅截图,游戏中割断左侧竖直绳子时若糖果能砸到正下方的星星,就能得分.糖果一定能碰到星星吗?现将其中的物理问题抽象出来进行研究:三根不可伸长的轻绳共同系住一颗质量为m的糖果(可视为质点),设从左到右三根轻绳的长度分别为L1、L2和L3,其中最左侧的绳子处于竖直且张紧的状态,另两根绳均处于松弛状态,三根绳的上端分别固定在同一水平线上,且相邻两悬点间距离均为d,糖果正下方的一颗星星与糖果距离为h.已知绳子由松弛到张紧时沿绳方向的速度分量即刻减为零,现将最左侧的绳子割断.(已知m=25g,d=3cm,L1=3cm,h=1cm)求:
(1)只要绳长满足什么条件糖果就能经过正下方第一颗星星处?
(2)若在割断绳子到糖果运动到最低点的过程,L3始终处于松弛状态,L2的长度刚好满足(1)中的临界状态,求糖果到达最低点动能为多少?
(1)L2≥5cm且 (2)3.4×10-3J
37、如图所示,某一金属轨道的AB段弯曲成半径R=4m的圆弧轨道,置于竖直平面内,BC段L=3.5m,固定在水平面内,离地面的高度H=4m,有一半径为r=0.5m的圆柱体放在水平地面上,质量为m=0.2kg的小球从A点自由释放,从C点离开轨道后恰从圆柱体上的D点沿切线飞过,OD为圆柱体的半径,与水平方向成角θ=37°.已知小球与金属轨道的动摩擦因数μ=0.4,g=10m/s2,sin=37°=0.6,cos37°=0.8
求:(1)小球在C点速度v的大小;
(2)小球沿圆弧轨道AB运动过程中克服摩擦力所做的功及刚运动到B点时轨道对小球的作用力.
(1)6m/s;
(2)1.6J,刚运动到B点时轨道对小球的作用力大小为5.6N,方向斜向上,与水平方向夹角tanθ=2.5
38、如图所示,光滑杆AB长为L,B端固定一根劲度系数为k,原长为l0的轻弹簧,质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接,OO′为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ.
(1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静止释放,求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量△l1;
(2)当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时,弹簧伸长量为△l2,求匀速转动的角速度ω;
(3)若θ=30°,移去弹簧,当杆绕OO′轴以角速度ω0=匀速转动时,小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动,球受轻微扰动后沿杆向上滑动,到最高点A时沿杆方向的速度大小为v0,求小球从开始滑动到离开杆过程中,杆对球所做的功W.
(1)gsinθ,△l1为.(2).(3)
39、如图所示,水平的粗糙轨道与竖直的光滑圆形轨道相连,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续沿水平轨道运动.圆形轨道半径R=0.2m,右侧水平轨道BC长为L=4m,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度h=1m,水平距离s=2m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,小球从圆形轨道最低点B以某一水平向右的初速度出发,进入圆形执道.
(1)若小球通过圆形轨道最高点A时给轨道的压力大小恰为小球的重力大小,求小球在B点的初速度多大?
(2)若小球从B点向右出发,在以后的运动过程中,小球既不脱离圆形轨道,又不掉进壕沟,求小球在B点的初速度的范围是多大?
(1)2m/s;(2)vB≤2m/s 或m/s≤vB≤4m/s、或vB≥6m/s
40、如图所示,一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的上端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5m,弹簧的原长L0=0.5m,劲度系数为4.8N/m,取g=10m/s2,若小球从图中所示的位置B点由静止开始滑动,到最低点C时,弹簧的弹性势能Ep弹=0.6J,求:
(1)小球到C点时的速度vc的大小;
(2)小球在C点对环的作用力.
(1)3m/s;(2)3.2N,方向竖直向下
41、如图所示,水平桌面上有一个发球器(发球器内部摩擦阻力不计),将质量为m=0.2kg的小球从A处放入发球器,发球器对小球施加一个功率恒为P=1.8W的推力,经过一小段时间,将小球从B孔射出后在桌面上滑行一段距离,从桌子的边缘C点水平飞离.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑圆管轨道MNP(管的内径可忽略),其形状为半径R=0.5m的圆环剪去左上角120度的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离为h=0.6m.小球从C点飞离桌面恰好由P点沿切线落入圆管轨道内.已知BC段的摩擦因数为μ=0.4,BC长为L=4m.取g=10m/s2,求:
(1)小球飞离桌面C点时的速度;
(2)小球在发球器中的时间t;
(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点M时对轨道的压力.
(1)2m/s;(2)2s;(3)1.6N
42、如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=3m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,
圆弧轨道的半径为R=0.5m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,取重力加速度为g=10m/s2.求:
(1)AC两点的高度差;
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板的最小长度.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)
对物块和木板系统,由能量守恒定律得:
μmgL=mvD2-(m+M) v2
(1)0.8m.(2)68N.(3)3.625m
1 / 20恒力做功的计算
1、如图所示,质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,下列说法中正确的是( )
A .若斜面向右匀速移动距离s,斜面对物块没有做功
B .若斜面向上匀速移动距离s,斜面对物块做功mgs
C .若斜面向左以加速度a移动距离s,斜面对物块做功mas
D .若斜面向下以加速度a移动距离s,斜面对物块做功m(g+a)s
2、一质最m=3kg的物体在水平推力F的作用下沿水平面做直线运动,一段时间后撤去F,其运动的v-t图象如图所示.取g=10m/s2,则(  )
A.在0-6s内,合力的平均功率为16W
B.在6s-10s内,合力对物体做功为96J
C.物体所受的水平推力F=9N
D.在t=8s时,质点的加速度为lm/s2
3、如图所示,物体以一定的初速度沿水平面由A点滑到B点,摩擦力做功为W1.若该物体以一定的初速度经路径A′OB′,摩擦力做功为W2.已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则(  )
A.W1<W2 B.W1>W2 C.W1=W2 D.不能确定
4、如图甲所示,倾角为θ的足够长的传送带以恒定的速率v0沿逆时针方向运行.t=0时,将质量m=1kg的物体(可视为质 点)轻放在传送带上,物体相对地面的v-t图象如图乙所示.设沿传送带向下为正方向,取重力加速度g=10m/s2.则(  )
A.传送带的速率v0=10m/s
B.传送带的倾角θ=30°
C.物体与传送带之间的动摩擦因数 =0.5
D.0 2.0s摩檫力对物体做功Wf=-24J
5、如图所示,水平路面上有一辆质量为Μ的汽车,车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢,在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中,下列说法正确的是(  )
A.人对车的推力F做的功为FL
B.人对车做的功为maL
C.车对人的摩擦力做的功为(F+ma)L
D.车对人的作用力大小为ma
6、如图所示,某人第一次站在岸上用恒力F拉小船A,经过时间t,人做功W1;第二次该人站在B船上用相同的力F拉小船A,经过相同的时间t,人做功W2,不计水的阻力,则(  )
A.W1=W2 B.W1>W2 C.W1<W2 D.无法确定
7、如图,质量为m的物块相对静止在倾角为θ的斜面上,在斜面沿水平方向向右匀速移动距离S的过程中,物块m一直相对斜面静止,则下列说法正确的是(  )
A.合力对物块m不做功 B.弹力对物块m不做功
C.摩擦力对物块m不做功 D.摩擦力对物块m做负功
8、如图所示,木块A放在木块B的左上端,用恒力F将A拉至B的右端.第一次将B固定在地面上,F做的功为W1;第二次让B可以在光滑的地面上自由滑动,F做的功为W2.比较两次做功,应有(  )
A.W1<W2 B.W1=W2 C.W1>W2 D.无法比较
9、如图,人造地球卫星绕地球运行轨道 为椭圆,其近地点P和远地点Q距地面的高度分别为R和3R,R为地球半径,已知地球表面处的重力加速度为g,以下说法正确的是(  )
A.卫星在P点的加速度等于 B.卫星在P点处于失重状态
C.卫星在从P到Q过程中速率减小 D.在从P到Q过程中,万有引力对卫星不做功
机车恒加速度启动
1、放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0~6s内其速度与时间的图象和该拉力的功率与时间的图象如图所示.下列说法正确的是(  )
A.物体的质量为kg
B.滑动摩擦力的大小为5N
C.0~6s内物体的位移大小为40m
D.0~6s内拉力做的功为20J
2、汽车在水平公路上直线行驶,假设所受到的阻力恒定,汽车达到额定功率做匀速运动的速度为,以下说法中正确的是 ( )
A .汽车启动时的加速度与它受到的牵引力成正比
B .汽车以恒定功率启动,可能做匀加速运动
C .汽车以最大速度行驶后,若要减小行驶速度,可减少牵引功率
D .若汽车匀加速启动,则匀加速的末速度可达到
3、如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的v﹣t图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的直线,下述说法正确的是( )
A .0~时间内汽车以恒定功率做匀加速运动
B .~时间内的平均速度为
C .~时间内汽车牵引力做功等于m﹣m
D .在全过程中时刻的牵引力及其功率都是最大值,~时间内牵引力最小
4、一辆轿车质量为m,在平直公路上运行,启动阶段轿车牵引力保持不变,而后以额定功率继续行驶,经过一定时间,其速度由零增大到最大值,若所受阻力恒为f.则关于轿车的速度v、加速度a、牵引力F、功率P的图象正确的是 ( )
A . B . C . D .
5、如图是一汽车在平直路面上启动的速度一时间图象,t1时刻起汽车的功率保持不变,由图象可知(  )
A.0-t1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变
B.0-t1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大
C.t1-t2时间内,汽车的牵引力减小,功率减小
D.t1-t2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变
6、为减少二氧化碳排放,我国城市公交推出新型节能环保电动车,在检测某款电动车性能的实验中,质量为8×102kg的电动车由静止开始沿平直公路行驶,达到的最大速度为15m/s,利用传感器测得此过程中不同时刻电动车的牵引力F与对应的速度ν,并描绘出F-图象(图中AB、BO均为直线),假设电动车行驶中所受的阻力恒定,则根据图象不能确定的是(  )
A.电动车运动过程中所受的阻力
B.电动车的额定功率
C.BC过程电动车运动的时间
D.电动车维持匀加速运动的时间
7、一辆质量为6吨的汽车,发动机的额定功率为90kW.汽车从静止开始以加速度a=1m/做匀加速直线运动,车受的阻力为车重的0.05倍,g=10m/,求:
(1)汽车做匀加速直线运动的最长时间
(2)汽车开始运动后5s末的瞬时功率和汽车的最大速度.
机车恒功率启动
1、质量为m,发动机的额定功率为的汽车沿平直公路行驶,当它的加速度为a时,速度为v,测得发动机的实际功率为,假设运动中所受阻力恒定,则它在平直公路匀速行驶的最大速度是 ( )
A .v B . C . D .
2、如图甲所示,静止在水平面上的物体在竖直向上的拉力F作用下开始向上加速运动,拉力的功率恒定为P,运动过程中所受空气阻力大小不变,物体最终做匀速运动.物体运动速度的倒数与加速度a的关系如图乙所示.若重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A .物体的质量为
B .空气阻力大小为[p(a0-g)]/ (v0a0)
C .物体加速运动的时间为
D .物体匀速运动的速度大小为
3、汽车在水平公路上以额定功率做直线运动,速度为3m/s时的加速度为6m/s时的3倍,若汽车受到的阻力不变,由此可求得  ( )
A .汽车的最大速度 B . 汽车受到的阻力
C .汽车的额定功率 D .速度从3m/s增大到6m/s所用的时间
4、一汽车在平直公路上行驶.从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示.假定汽车所受阻力的大小f恒定不变.下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是(  )
A. B. C. D.
5、一辆汽车在水平路面上以速度匀速行驶时,发动机的功率为P,牵引力为.从时刻起汽车开上一个倾角为θ的坡路,若汽车功率保持不变,水平路面与坡路摩擦阻力大小相同,汽车经过一段时间的变速运动后又进入匀速运动状态,则下面关于汽车速度v、牵引力F与时间t的关系图象正确的是( )
A . B . C . D .
6、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶,发动机功率为P,牵引力为F0,t1时刻,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半,并保持该功率继续行驶,到t2时刻,汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变).则图中能反映汽车牵引力F、汽车速度V在这个过程中随时间t变化的图象是(  )
A. B. C. D.
7、汽车在平直的公路上行驶,某一段时间内汽车的功率随时间的变化如图所示,设汽车运动过程中受到的阻力不变,则在这一段时间内汽车的运动情况可能是 ( )
A .汽车做匀速直线运动
B .汽车做匀加速直线运动
C .汽车做加速度增大的加速直线运动
D .汽车做加速度减小的加速直线运动
8、起重机以10kW的恒定功率将地面上质量为50kg的物体由静止向上吊起,则物体可以达到的最大速度是(不计空气阻力,g=10m/s2)(  )
A.200m/s B.30m/s C.25m/s D.20m/s
9、汽车在平直公路上以速度v匀速行驶,发动机功率为P.快进入闹市区时,司机减小了油门,使汽车的功率立即减小一半并保持该功率继续行驶.下面四个图象中,哪个图象能正确示意出汽车的速度与时间的关系(  )
A. B. C. D.
10、质量为500吨的机车以恒定的功率由静止出发,经5min行驶2.25km,速度达到最大值54km/h,设阻力恒定.问:
(1)机车的功率P多大?
(2)机车的速度为36km/h时机车的加速度a多大?
11、一辆质量为5×103kg的汽车,额定功率为50kW,现让汽车保持50kW的功率的水平路面上从静止开始运动,运动中汽车所受阻力恒为车重的0.1倍,(g=10m/s2)求:
(1)启动后0.5s内牵引力做的功;
(2)汽车的加速度为1m/s2时汽车的速度;
(3)汽车的速度为2m/s时汽车的加速度;
(4)汽车行驶能达到的最大速度.
弹力做功与弹性势能的关系
1、如图所示,两个质量均为m用轻质弹簧连接的物块A、B放在一倾角为θ的光滑斜面上,系统静止.现用一平行于斜面向上的恒力F拉物块A,使之沿斜面向上运动,当物块B刚要离开固定在斜面上的挡板C时,物块A运动的距离为d,瞬时速度为v,已知弹簧劲度系数为k,重力加速为g,则此时(  )
A.物块A运动的距离d=
B.物块A的加速度为a=
C.弹簧的弹性势能的改变量△EP=0
D.弹簧的弹性势能的改变量△EP=Fd-mv2
2、某缓冲装置可抽象成图所示的简单模型,图中K1、K2为原长相等,劲度系数不同的轻质弹簧,下列表述正确的是(  )
A.缓冲效果与弹簧的劲度系数无关
B.垫片向右移动时,两弹簧产生的弹力大小相等
C.垫片向右移动时,两弹簧的长度保持相等
D.垫片向右移动时,两弹簧的弹性势能发生改变
3、一根弹簧的弹力--位移图线如图所示,那么弹簧由伸长量8cm到伸长量4cm的过程中,弹力做功和弹性势能的变化量为(  )
A.3.0焦耳,-3.0焦耳 B.-3.0焦耳,3.0焦耳
C.-1.8焦耳,1.8焦耳 D.1.8焦耳,-1.8焦耳
4、如图所示,一根长为l,质量为m的匀质软绳悬于O点,若将其下端向上提起使其对折,则做功至少为(  )
A.mgl B.mgl C.mgl D.mgl
动能和动能定理
1、关于动能的理解,下列说法正确的是(  )
A.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都有动能
B.物体的动能不可能为负值
C.一定质量的物体动能变化时,速度一定变化.速度变化时,动能一定变化
D.动能不变的物体,一定处于平衡状态
2、A 、B两个物体在光滑的水平面上,分别在相同的水平恒力F作用下,由静止开始通过相同的位移s,若物体A的质量大于物体B的质量,在这一过程中( )
A.物体A获得的动能较大 B.物体B获得的动能较大
C.物体A、B获得的动能一样大 D.无法比较物体AB获得的动能的大小
3、质量为m的物体从地面上方H高处无初速释放,落在地面后出现一个深度为h的坑,如图所示,在此过程中(  )
A.重力对物体做功为mgH
B.物体的重力势能减少了mgH
C.力对物体做的总功为零
D.地面对物体的平均阻力为mg(H+h)
4、质量为m的小车在水平恒力F推动下,从山坡底部A处由静止起运动至高为h的坡顶B,获得速度为v,AB的水平距离为S.下列说法正确的是(  )
A.小车克服重力所做的功是mgh
B.合力对小车做的功是mv
C.推力对小车做的功是Fs-mgh
D.小车克服阻力做的功是mv+mgh-Fs
5、升降机底板上放一质量为100kg的物体,物体随升降机由静止开始竖直向上移动5m时速度达到4m/s,g取10m/s2,则此过程中(  )
A.升降机对物体做功5800J B.合外力对物体做功5800J
C.物体的重力势能增加500J D.物体的机械能增加800J
6、如图,一半径为R的半圆形轨道竖直固定放置,轨道两端等高;质量为m的质点自轨道端点P由静止开始滑下,滑到最低点Q时,对轨道的正压力为2mg,重力加速度大小为g.质点自P滑到Q的过程中,克服摩擦力所做的功为(  )
A.mgR B.mgR C.mgR D.mgR
7、一质量为1.0kg的滑块,以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行,从某一时刻起一向右水平力作用于滑块,经过一段时问,滑块的速度方向变为向右,大小为4m/s,则在这段时间内水平力所做的功为( )
A.0 B.8J C.16J D.32J
8、如图所示,质量为m的物块与水平转台之间的动摩擦因数为μ,物块与转台转轴相距R,物块随转台由静止开始转动并计时,在t1时刻转速达到n,物块即将开始滑动.保持转速n不变,继续转动到t2时刻.则(  )
A.在0~t1时间内,摩擦力做功为零
B.在0~t1时间内,摩擦力做功为μmgR
C.在0~t1时间内,摩擦力做功为2μmgR
D.在t1~t2时间内,摩擦力做功为2μmgR
9、如图所示,质量为m的物体用细绳经过光滑小孔牵引在光滑水平面上做匀速圆周运动,拉力为某个值F时,转动半径为R.当拉力逐渐减小到F/4时,物体仍做匀速圆周运动,半径为2R,则外力对物体做的功为(  )
A.- B. C. D.
10、某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若射到小车上方的光电板,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶,经过时间t前进距离s,速度达到最大值vm,设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么(  )
A.这段时间内小车先加速运动,然后匀速运动 B.这段时间内阻力所做的功为Pt
C.这段时间内合力做的功为 D.这段时间内电动机所做的功为
11、某中学科技组制作的利用太阳能驱动小车的装置,当太阳光照射在小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进,若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始加速行驶,电动机的输出功率恒为P,小车经过时间t速度达到最大值vm,前进距离x,所受阻力恒定,则这段时间内(  )
A.小车做匀加速运动 B.电动机对外所做的功为Pt
C.当小车速度为时,小车的加速度为 D.电动机对外所做的功为+mvm
12、质点开始时做匀速直线运动,从某时刻起受到一恒力作用.此后,该质点的动能可能(  )
A.一直增大
B.先逐渐减小至零,再逐渐增大
C.先逐渐增大至某一最大值,再逐渐减小
D.先逐渐减小至某一非零的最小值,再逐渐增大
13、如图甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标x的变化关系如图乙所示,图线为半圆.则小物块运动到x0处时的动能为(  )
A.0 B. Fmx0 C. Fmx0 D. x0
14、如图所示,光滑水平面上一物体在水平恒力F的作用下,从静止开始做匀加速直线运动.则物体运动动能(EK)随位移(x)变化关系图线正确的是(  )
A. B. C. D.
15、如图,在竖直平面内,滑道ABC关于B点对称,且A、B、C三点在同一水平线上.若小滑块第一次由A滑到C,到C时速度为,第二次由C滑到A,到A时速度为,小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行,小滑块与滑道的动摩擦因数恒定,则( )
A .< B .= C .> D .无法比较、的大小
16、如图所示,一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,初始时刻小球静止于P点,第一次小球在水平拉力F作用下,从P点缓慢地移动到Q点,此时轻绳与竖直方向夹角为θ,张力大小为;第二次在水平恒力F′作用下,从P点开始运动并恰好能到达Q点,至Q点时轻绳中的张力大小为.关于这两个过程,下列说法中正确的是(不计空气阻力,重力加速度为g)( )
A .第一个过程中,拉力F在逐渐变大,且最大值一定大于F′
B .两个过程中,轻绳的张力均变大
C .=,=mg
D .第二个过程中,重力和水平恒力F′的合力的功率先增加后减小
17、如图所示,竖直平面内固定一个半径为R的半圆形轨道ABC,左端口A和右端口C与圆心O在同一水平面上,M、N为右端口C正上方两点,到右端口C的距离分别为2R和R,现将一小球从M点静止释放,小球从左端口飞出后到达最高处D点,D点与半圆轨道的最低点B的竖直高度差为2R,接着小球又竖直下落返回进入圆弧轨道,若不考虑空气阻力,则下列说法正确的是(  )
A.小球返回轨道后能沿轨道一直运动,并上升到N点
B.小球返回轨道后沿轨道运动可能到不了C点
C.小球返回轨道后沿轨道运动到C点时,速度一定大于零
D.若将小球从N点静止释放,则小球恰能运动到左端口A处
18、如图所示,一根长为l的轻质软绳一端固定在O点,另一端与质量为m的小球连接,初始时将小球放在与O点等高的A点,OA=,现将小球由静止状态释放,则当小球运动到O点正下方时,绳对小球拉力为(  )(已知:sin37°=0.6,cos37°=0.8)
A.2mg B.3mg C.mg D.mg
19、如图所示,在同一竖直平面内有两个正对着的半圆形光滑轨道,轨道的半径都是R.轨道端点所在的水平线相隔一定的距离x.一质量为m的小球能在其间运动而不脱离轨道,经过最低点B时的速度为v.小球在最低点B与最高点A对轨道的压力之差为△F (△F>0 ).不计空气阻力.则(  )
A.m、x一定时,R越大,△F一定越大
B.m、x一定时,v越大,△F一定越大
C.m、R一定时,x越大,△F一定越大
D.m、R一定时,v越大,△F一定越大
20、如图所示,圆心在O点、半径为R的光滑圆弧轨道ABC竖直固定在水平桌面上,OC与OA的夹角为60°,轨道最低点A与桌面相切.一足够长的轻绳两端分别系着质量为m1和m2的两小球(均可视为质点),挂在圆弧轨道光滑边缘C的两边,开始时m1位于C点,然后从静止释放.则(  )
A.在m1由C点下滑到A点的过程中两球速度大小始终相等
B.在m1由C点下滑到A点的过程中重力对m1做功的功率先增大后减少
C.若m1恰好能沿圆弧下滑到A点,则m1=2m2
D.若m1恰好能沿圆弧下滑到A点,则m1=3m2
21、如图所示,一个小球(视为质点)从H=12m高处,由静止开始通过光滑弧形轨道AB,进入半径R=4m的竖直圆环,圆环轨道部分的动摩擦因数处处相等,当到达环顶C时,刚好对轨道压力为零;沿CB滑下后,进入光滑弧形轨道BD,且到达高度为h的D点时速度为零,则h之值可能为(g=10m/s2)(  )
A.12m B.10m C.8.5m D.7m
22、如图所示,A、B分别为竖直光滑圆轨道的最低点和最高点.已知小球通过A点的速度m/s,则小球通过B点的速度不可能是(  )
A.4m/s B.m/s C.2m/s D.1.8m/s
23、长L的细绳一端固定于O点,另一端系一个质量为m的小球,将细绳在水平方向拉直,从静止状态释放小球,小球运动到最低点时速度大小为v,细绳拉力为F,小球的向心加速度为a,则下列说法正确的是(  )
A.小球质量变为2m,其他条件不变,则小球到最低点的速度为2v
B.小球质量变为2m,其他条件不变,则小球到最低点时细绳拉力变为2F
C.细绳长度变为2L,其他条件不变,小球到最低点时细绳拉力变为2F
D.细绳长度变为2L,其他条件不变,小球到最低点时向心加速度为a
24、如图所示的是杂技演员表演的“水流星”.一根细长绳的一端,系着一个盛了水的容器.以绳的另一端为圆心,使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动.N为圆周的最高点,M为圆周的最低点.若“水流星”通过最低点时的速度.则下列判断正确的是(  )
A.“水流星”到最高点时的速度为零
B.“水流星”通过最高点时,有水从容器中流出
C.“水流星”通过最高点时,水对容器底没有压力
D.“水流星”通过最高点时,绳对容器有向下的拉力
25、如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切,于NP端固定一竖直挡板,NP长度为2m,圆弧半径为1m.一个可视为质点的物块自M端 从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生碰撞(只改变速度方向而不改变速度大小)后,最 终停止在水平轨道上某处.已知物块在MN段的摩擦可忽略不计,与NP段轨道间的滑 动摩擦因数为0.2.则物块(  )
A.运动过程中与挡板发生2次碰撞
B.返回圆弧轨道的最大髙度为0.6m
C.在NP间往返一次克服摩擦力作功8J
D.第一与第二次经过圆轨道上N点时对轨道的压力之比为15:7
26、如图所示小球沿水平面通过O点进入半径为R的半圆弧轨道后恰能通过最高点P,然后落回水平面,不计一切阻力,下列说法正确的是(  )
A.小球落地点离O点的水平距离为R
B.小球落地点时的动能为
C.小球运动到半圆弧最高点P时向心力恰好为零
D.若将半圆弧轨道上部的圆弧截去,其他条件不变,则小球能达到的最大高度比P点高0.5R
27、如图所示,光滑大圆环管道固定在竖直平面内,两个直径略小于管道直径的小球在其中做圆周运动.已知两个小球顺时针运动经过圆管底部时速度相同,某时刻一个处于顶部,一个处于底部.则在其后的运动中,两小球可能出现的位置是(  )
A. B. C. D.
28、如图所示,轻且不可伸长的细绳悬挂质量为0.5kg 的小圆球,圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内,框架槽沿铅直方向,质量为0.2kg.自细绳静止于铅直位置开始,框架在水平力F=20N恒力作用下移至图中位置,此时细绳与竖直方向夹角30°.绳长0.2m,不计一切摩擦.则此过程中重力对小圆球做功为__________J;小圆球在此位置的瞬时速度大小是__________m/s.(取g=10m/s2)
29、如图所示,有一质量m=1kg的小物块,在平台右边沿以初速度vo=3m/s水平飞出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的半径R=0.5m的粗糙圆弧轨道,最后小物块滑上靠轨道末端D点的质量M=3kg的长木板,长木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,长木板下表面与水平地面之间光滑接触.当小物块在木板上相对木板运动l=1m时,与木板有共同速度.小物块与长木板之间的动摩擦因数μ=0.3,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6.求:
(1)物块到达C点时速度的大小;
(2)物块到达圆弧轨道末端D点时速度的大小;
(3)物块通过圆弧轨道的过程中克服摩擦力做的功.
30、如图是滑板运动的轨道,BC和DE是两段光滑圆弧形轨道,BC段的圆心为O点,圆心角为,半径OC与水平轨道CD垂直,水平轨道CD段粗糙且长8m.一运动员从轨道上的A点以3m/s的速度水平滑出,在B点刚好沿轨道的切线方向滑入圆弧轨道BC,经CD轨道后冲上DE轨道,到达E点时速度减为零,然后返回.已知运动员和滑板的总质量为60kg,B、E两点与水平面CD的竖直高度为h和H,且h=2m,H=2.8m,g取10m/.求:
(1)运动员从A运动到达B点时的速度大小;
(2)轨道CD段的动摩擦因数μ;
(3)通过计算说明,第一次返回时,运动员能否回到B点?如能,请求出回到B点时速度的大小;如不能,则最后停在何处?
31、如图所示,“蜗牛状”轨道OAB竖直固定在水平地面BC上,与地面在B处平滑连接.其中,“蜗牛状”轨道由内壁光滑的两个半圆轨道OA、AB平滑连接而成,半圆轨道OA的半径R=0.6m,下端O刚好是半圆轨道AB的圆心.水平地面BC长xBC=7m,C处是一深坑.一质量m=0.5kg的小球,从O点沿切线方向以某一速度v0进入轨道OA后,沿OAB轨道运动至水平地面.已知小球与水平地面间的动摩擦因数μ=0.7,取g=10m/s2.
(1)为使小球不脱离OAB轨道,小球在O点的初速度的最小值vmin多大?
(2)若v0=9m/s,求小球在B点对半圆轨道的压力;
(3)若v0=9m/s,通过计算说明,小球能否落入深坑?
32、如图甲所示,物块与质量为m的小球通过不可伸长的轻质细绳跨过两等高定滑轮连接,物块置于左侧滑轮正下方的表面水平的压力传感装置上,小球与右侧滑轮的距离为l.开始时物块和小球均静止,将此时传感装置的示数记为初始值,现给小球施加一始终垂直于l段细绳的力,将小球缓慢拉起至细绳与竖直方向成60°角,如图乙所示,此时传感装置的示数为初始值的1.25倍;再将小球由静止释放,当运动至最低位置时,传感装置的示数为初始值的0.6倍,不计滑轮的大小和摩擦,重力加速度的大小为g,求:
(1)物块的质量;
(2)从释放到运动至最低位置的过程中,小球克服空气阻力所做的功.
33、如图,某游乐园的水滑梯是由6段圆心角为30°的相同圆弧相连而成,圆弧半径为3m,切点A、B、C的切线均为水平,水面恰与圆心O6等高,若质量为50kg的游客从起始点由静止开始滑下后,恰在C点抛出落向水面(不计空气阻力,g取10m/s2).求
(1)游客在C点的速度大小;
(2)游客落水点与O6的距离;
(3)游客从下滑到抛出的过程中克服阻力做了多少功.
34、如图所示,在水平轨道竖直安放一个与水平面夹角为θ,长度为L0,以v0逆时针匀速转动的传送带和一半径为R的竖直圆槽形光滑轨道,水平轨道的PQ段铺设特殊材料,调节其初始长度为L;水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定,弹簧处于自然伸长状态.小物块A轻放(初速为0)在传送带顶端,通过传送带、水平轨道、圆形轨道、水平轨道后与弹簧接触,之后A压缩弹簧并被弹簧弹回(弹回速度为刚与弹簧接触时速度的一半),经水平轨道返回圆形轨道,物块A可视为质点.已知R=0.2m,θ=37°,L0=1.8m,L=1.0m,v0=6m/s,物块A质量为m=1kg,与轮带间的动摩擦因数为μ1=0.5,与PQ段间的动摩擦因数为μ2=0.2,轨道其他部分摩擦不计,物块从传送带滑到水平轨道时机械能不损失.取g=10m/s2.求:
(1)物块A滑到轮带底端时速度的大小;
(2)物块A刚与弹簧接触时速度大小;
(3)物块A返回到圆形轨道的高度;
(4)若仅调节PQ段的长度L,当L满足什么条件时,A物块能返回圆形轨道且能沿轨道运动而不会脱离轨道?
35、某游戏装置放在竖直平面内,如图所示,装置由粗糙抛物线形轨道AB和光滑的圆弧轨道BCD构成,控制弹射器可将穿在轨道上的小球以不同的水平初速度由A点射入,最后小球将由圆轨道的最高点D水平抛出,落入卡槽中得分,圆弧半径为R,O′为圆弧的圆心,C为圆弧轨道最低点,抛物线轨道上A点在坐标轴的原点O上,轨道与圆弧相切于B点,抛物线轨道方程为y=ax2(0<a<),∠BO′C=θ,x轴恰好将半径O′D分成相等的两半,交点为P,x轴与圆弧交于Q点,则:
(1)将小球以某一初速度水平由A点射入轨道,小球沿轨道运动到与A等高处Q,速度减为0,试求小球运动到B点的速度;
(2)由(1)得到的B点的速度,能否求出小球在A点射入的速度,如果能请求出v0,不能,请说明理由;
(3)试求在多次弹射小球的过程中,机械能损失最小的一次,小球在最高点D对轨道的作用力与最低点C对轨道的作用力的比值.
36、如图所示为“割绳子”游戏中的一幅截图,游戏中割断左侧竖直绳子时若糖果能砸到正下方的星星,就能得分.糖果一定能碰到星星吗?现将其中的物理问题抽象出来进行研究:三根不可伸长的轻绳共同系住一颗质量为m的糖果(可视为质点),设从左到右三根轻绳的长度分别为L1、L2和L3,其中最左侧的绳子处于竖直且张紧的状态,另两根绳均处于松弛状态,三根绳的上端分别固定在同一水平线上,且相邻两悬点间距离均为d,糖果正下方的一颗星星与糖果距离为h.已知绳子由松弛到张紧时沿绳方向的速度分量即刻减为零,现将最左侧的绳子割断.(已知m=25g,d=3cm,L1=3cm,h=1cm)求:
(1)只要绳长满足什么条件糖果就能经过正下方第一颗星星处?
(2)若在割断绳子到糖果运动到最低点的过程,L3始终处于松弛状态,L2的长度刚好满足(1)中的临界状态,求糖果到达最低点动能为多少?
37、如图所示,某一金属轨道的AB段弯曲成半径R=4m的圆弧轨道,置于竖直平面内,BC段L=3.5m,固定在水平面内,离地面的高度H=4m,有一半径为r=0.5m的圆柱体放在水平地面上,质量为m=0.2kg的小球从A点自由释放,从C点离开轨道后恰从圆柱体上的D点沿切线飞过,OD为圆柱体的半径,与水平方向成角θ=37°.已知小球与金属轨道的动摩擦因数μ=0.4,g=10m/s2,sin=37°=0.6,cos37°=0.8
求:(1)小球在C点速度v的大小;
(2)小球沿圆弧轨道AB运动过程中克服摩擦力所做的功及刚运动到B点时轨道对小球的作用力.
38、如图所示,光滑杆AB长为L,B端固定一根劲度系数为k,原长为l0的轻弹簧,质量为m的小球套在光滑杆上并与弹簧的上端连接,OO′为过B点的竖直轴,杆与水平面间的夹角始终为θ.
(1)杆保持静止状态,让小球从弹簧的原长位置静止释放,求小球释放瞬间的加速度大小a及小球速度最大时弹簧的压缩量△l1;
(2)当球随杆一起绕OO′轴匀速转动时,弹簧伸长量为△l2,求匀速转动的角速度ω;
(3)若θ=30°,移去弹簧,当杆绕OO′轴以角速度ω0=匀速转动时,小球恰好在杆上某一位置随杆在水平面内匀速转动,球受轻微扰动后沿杆向上滑动,到最高点A时沿杆方向的速度大小为v0,求小球从开始滑动到离开杆过程中,杆对球所做的功W.
39、如图所示,水平的粗糙轨道与竖直的光滑圆形轨道相连,圆形轨道间不相互重叠,即小球离开圆形轨道后可继续沿水平轨道运动.圆形轨道半径R=0.2m,右侧水平轨道BC长为L=4m,C点右侧有一壕沟,C、D两点的竖直高度h=1m,水平距离s=2m,小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度g=10m/s2,小球从圆形轨道最低点B以某一水平向右的初速度出发,进入圆形执道.
(1)若小球通过圆形轨道最高点A时给轨道的压力大小恰为小球的重力大小,求小球在B点的初速度多大?
(2)若小球从B点向右出发,在以后的运动过程中,小球既不脱离圆形轨道,又不掉进壕沟,求小球在B点的初速度的范围是多大?
40、如图所示,一个质量m=0.20kg的小球系于轻质弹簧的一端,且套在光滑竖立的圆环上,弹簧的上端固定于环的最高点A,环的半径R=0.5m,弹簧的原长L0=0.5m,劲度系数为4.8N/m,取g=10m/s2,若小球从图中所示的位置B点由静止开始滑动,到最低点C时,弹簧的弹性势能Ep弹=0.6J,求:
(1)小球到C点时的速度vc的大小;
(2)小球在C点对环的作用力.
41、如图所示,水平桌面上有一个发球器(发球器内部摩擦阻力不计),将质量为m=0.2kg的小球从A处放入发球器,发球器对小球施加一个功率恒为P=1.8W的推力,经过一小段时间,将小球从B孔射出后在桌面上滑行一段距离,从桌子的边缘C点水平飞离.水平桌面右侧有一竖直放置的光滑圆管轨道MNP(管的内径可忽略),其形状为半径R=0.5m的圆环剪去左上角120度的圆弧,MN为其竖直直径,P点到桌面的竖直距离为h=0.6m.小球从C点飞离桌面恰好由P点沿切线落入圆管轨道内.已知BC段的摩擦因数为μ=0.4,BC长为L=4m.取g=10m/s2,求:
(1)小球飞离桌面C点时的速度;
(2)小球在发球器中的时间t;
(3)小球沿轨道通过圆弧的最高点M时对轨道的压力.
42、如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=3m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板.已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数μ=0.3,
圆弧轨道的半径为R=0.5m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角θ=53°,不计空气阻力,取重力加速度为g=10m/s2.求:
(1)AC两点的高度差;
(2)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;
(3)要使小物块不滑出长木板,木板的最小长度.(sin53°=0.8,cos53°=0.6)
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