【题目】用竖直向上大小为30N的力F,将质量为2kg的物体从地面由静止提升,物体上升2m后撤去力F,经一段时间后,物体落回地面.若忽略空气阻力,g取10m/s2 . 求:
(1)拉力F做的功;
(2)物体上升2m时的动能;
(3)物体刚落回地面时的速度.
【答案】
(1)
解:拉力的功为:WF=Fh1=30×2J=60J
(2)
解:从物体静止上升2m,由动能定理:WF﹣mgh=Ek﹣0
解得:Ek=60﹣2×10×2=20J
(3)
解:对全过程,由动能定理:
解得:v= = =2 m/s,方向竖直向下
【解析】(1)由功的公式可求得拉力所做的功;(2)由动能定理可求得物体上升后的动能;(3)对全过程由动能定理可求得物体刚落回地面时的速度.
【考点精析】掌握动能定理的综合应用是解答本题的根本,需要知道应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
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【题目】质量相同,电荷相等的带电粒子M和N,以不同的速率经小孔S垂直进入匀强磁场,运行的半圆轨迹如图中虚线所示.下列表述正确的是(不计重力)( )
A. M带正电,N带负电
B. M的速率大于N的速率
C. 洛伦兹力对M、N不做功
D. M的运行时间大于N的运行时间
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【题目】如图所示,细绳OA长30cm,O端与质量m=1kg的重物相连,A端与轻质圆环(重力不计)相连,圆环套在水平棒上可以滑动;定滑轮固定在距离圆环50cm的B处,跨过定滑轮的细绳,两端分别与重物m、重物G相连.若两条细绳间的夹角φ=90°,圆环恰好没有滑动,不计滑轮大小,整个系统处于静止状态,滑动摩擦力等于最大静摩擦力.求:
(1)圆环与棒间的动摩擦因数μ;
(2)重物G的质量M.
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【题目】汽车发动机的额定功率P0=150kW,汽车的质量m=5.0×103㎏,汽车在水平路面上行驶驶时,阻力是车重的k=0.10倍,重力加速度g=10m/s2 . (所有计算结果保留两位有效数字)
(1)若汽车保持额定功率不变从静止启动,当车速为v1=10m/s时其加速度a1 是多大?
(2)若汽车从静止开始,保持以a=1.0m/s2 的加速度做匀加速直线运动,维持这一过程的时间t是多长?这一过程中汽车牵引力做功W是多少?
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【题目】小张和小明测绘标有“3.8 V 0.4 A”小灯泡的伏安特性曲线,提供的实验器材有:
A.电源E(4 V,内阻约0.4 Ω) |
B.电压表V(2 V,内阻为2 kΩ) |
C.电流表A(0.6 A,内阻约0.3 Ω) |
D.滑动变阻器R(0~10Ω) |
E.三个定值电阻(R1=1kΩ,R2=2kΩ,R3=5kΩ)
F.开关及导线若干
(1)小明研究后发现,电压表的量程不能满足实验要求,为了完成测量,他将电压表进行了改装.在给定的定值电阻中选用 (选填“R1”、“R2”或“R3”)与电压表 (选填 “串联”或“并联”),完成改装.
(2)小张选好器材后,按照该实验要求连接电路,如图所示(图中电压表已经过改装).闭合开关前,小明发现电路中存在两处不恰当的地方,分别是:① ;② .
(3)正确连接电路后,闭合开关,移动滑动变阻器的滑片P,电压表和电流表的示数改变,但均不能变为零.由此可以推断电路中发生的故障可能是导线 (选填图中表示导线的序号)出现了 (选填“短路”或“断路”).
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【题目】如图a所示,匀强磁场垂直于xOy平面,磁感应强度B1按图b所示规律变化(垂直于纸面向外为正).t=0时,一比荷为的带正电粒子从原点沿y轴正方向射入,速度大小v=5×104m/s,不计粒子重力.
(1)求带电粒子在匀强磁场中运动的轨道半径.
(2)求时带电粒子的坐标.
(3)保持b中磁场不变,再加一垂直于xOy平面向外的恒定匀强磁场B2,其磁感应强度为0.3T,在t=0时,粒子仍以原来的速度从原点射入,求粒子回到坐标原点的时刻.
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【题目】直线MN是某点电荷电场中的一条电场线(方向未画出).虚线是一带电的粒子只在电场力的作用下,由a到b的运动轨迹.下列判断正确的是( )
A. 电场线MN的方向一定是由N指向M
B. 带电粒子由a运动到b的过程中动能一定逐渐减小
C. 带电粒子在a点的电势能一定大于在b点的电势能
D. 带电粒子在a点的加速度一定大于在b点的加速度
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【题目】a、b、c三个物体在同一条直线上运动,三个物体的位移﹣时间图象如图所示,图象c是一条抛物线,坐标原点是抛物线的顶点,下列说法中正确的是( )
A. a、b两物体都做匀速直线运动,两个物体的速度相同
B. a、b两物体都做匀速直线运动,两个物体的速度大小相等方向相反
C. 在0~5s的时间内,t=5s时,a、b两个物体相距最远
D. 物体c做匀加速运动,加速度为0.2m/s2
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【题目】质量为m的物体静止在光滑水平面上,从t=0时刻开始受到水平力的作用.力的大小F与时间t的关系如图所示,力的方向保持不变,则( )
A.3t0时刻的瞬时功率为
B.3t0时刻的瞬时功率为
C.在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为
D.在t=0到3t0这段时间内,水平力的平均功率为
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