题目列表(包括答案和解析)
10.(2011年北京西城区抽样测试)如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示.取g=10 m/s2.则( )
A.物体的质量m=1.0 kg
B.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20
C.第2秒内物体克服摩擦力做的功W=2.0 J
D.前2秒内推力F做功的平均功率=1.5 W
解析:选CD.物体在第3秒内做匀速运动,则有F3=μmg=2 N,第2秒内物体做加速运动,有F2-μmg=ma,其中加速度为a==2 m/s2,解得m=0.5 kg,μ=0.4.第2秒内的位移为1 m,克服摩擦力做功为W=μmgs=2.0 J.前2秒内拉力做功为3 J,则平均功率为1.5 W.
9. 汽车在水平路面上从静止开始做匀加速直线运动,t1末关闭发动机,做匀减速直线运动,t2末静止,其v-t图象如图所示,图中α<β,若汽车牵引力做功为W,平均功率为P;汽车加速和减速过程中克服摩擦力做功分别为W1和W2,平均功率分别为P1和P2,则( )
A.W=W1+W2 B.W1>W2
C.P=P1 D.P1=P2
解析:选ABD.整个过程动能变化量为零,所以合力的功为零,A项正确.摩擦力大小相等,第一段位移大,所以B项正确.第一段是加速的,牵引力大于摩擦力,所以P>P1,C项错.加速阶段和减速阶段平均速度相等,所以摩擦力的平均功率相等,D项正确.
8.(2009年高考宁夏卷)水平地面上有一木箱,木箱与地面之间的动摩擦因数为μ(0<μ<1).现对木箱施加一拉力F,使木箱做匀速直线运动.设F的方向与水平面夹角为θ,如图,在θ从0逐渐增大到90°的过程中,木箱的速度保持不变,则( )
A.F先减小后增大 B.F一直增大
C.F的功率减小 D.F的功率不变
解析:选AC.木箱在F作用下向右匀速运动的过程中,受4个力作用而平衡.即Fcosθ=μ(mg-Fsinθ),解得:F=,F有极值,所以A正确B错误;F的功率P=Fvcosθ=,所以C正确D错误.
7.(2011年银川模拟)提高物体(例如汽车)运动速率的有效途径是增大发动机的功率和减小阻力因数(设阻力与物体运动速率的平方成正比,即Ff=kv2,k是阻力因数).当发动机的额定功率为P0时,物体运动的最大速率为vm,如果要使物体运动的速率增大到2vm,则下列办法可行的是( )
A.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到2P0
B.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到
C.阻力因数不变,使发动机额定功率增大到8P0
D.发动机额定功率不变,使阻力因数减小到
解析:选CD.速度达到最大时,=kv
即P=kv.由此可知,若vm增大到2vm时,当k不变,功率P变为原来的8倍,当功率不变,阻力因数变为原来的.
6.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机的有用功率达到最大值P,以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到以最大速度v2匀速上升为止,物体上升的高度为h,则整个过程中,下列说法正确的是( )
A.钢绳的最大拉力为
B.钢绳的最大拉力为
C.重物的最大速度v2=
D.重物匀加速运动的加速度为-g
解析:选BCD.由F-mg=ma和P=Fv可知,重物匀加速上升过程中钢绳拉力大于重力且不变,达到最大功率P后,随v增加,钢绳拉力F变小,当F=mg时重物达到最大速度v2,故v2=,最大拉力F=mg+ma=,A错误,B、C正确.由-mg=ma得:a=-g,D正确.
5. (2011年湖南部分重点中学联考)汽车发动机的额定功率为P1,它在水平路面上行驶时受到的阻力Ff大小恒定,汽车在水平路面上由静止开始做直线运动,最大车速为v.汽车发动机的输出功率随时间变化的图象如图所示.则( )
A.汽车开始时做匀加速运动,t1时刻速度达到v,然后做匀速直线运动
B.汽车开始时做匀加速直线运动,t1时刻后做加速度逐渐减小的直线运动,速度达到v后做匀速直线运动
C.汽车开始时牵引力逐渐增大,t1时刻牵引力与阻力大小相等
D.汽车开始时牵引力恒定,t1时刻牵引力与阻力大小相等
解析:选B.开始时,汽车的功率与时间成正比,即:P=Fv=Fat,所以汽车牵引力恒定,汽车加速度恒定,汽车做匀加速直线运动;在t1时刻达到最大功率,此时,牵引力仍大于阻力,但随着速度的增大,汽车牵引力减小,汽车加速度逐渐减小至零后做匀速直线运动,B正确.
4.(2011年黄冈模拟)如图所示,质量相同的两物体处于同一高度,A沿固定在地面上的光滑斜面下滑,B自由下落,最后到达同一水平面,则( )
A.重力对两物体做的功相同
B.重力的平均功率相同
C.到达底端时重力的瞬时功率PA=PB
D.到达底端时两物体的动能相同,速度相同
解析:选A.由于两个物体质量相同、下落高度相同,所以重力对两物体做的功相同,A选项正确.由于下落的时间不同,所以重力的平均功率不相同,B选项错误.根据机械能守恒可知,两物体到达底端时动能相同,即速度大小相同、方向不同,D选项错误.由瞬时功率的计算式可得PA=mgvsinθ(θ为斜面倾角),PB=mgv,因此,到达底端时重力的瞬时功率PA<PB,C选项错误.
3.(2011年广东六校联合体联考)如图所示,滑雪者由静止开始沿斜坡从A点自由滑下,然后在水平面上前进至B点停下.已知斜坡、水平面与滑雪板之间的动摩擦因数都为μ,滑雪者(包括滑雪板)的质量为m.A、B两点间的水平距离为L.在滑雪者经过AB段运动的过程中,克服摩擦力做的功( )
A.大于μmgL B.等于μmgL
C.小于μmgL D.以上三种情况都有可能
解析:选B.设斜面的倾角为θ,则对滑雪者从A到B的运动过程中摩擦力做的功为:WFf=μmgACcosθ+μmgCB①,由图可知ACcosθ+CB=L②,由①②两式联立可得:WFf=μmgL,故B正确.
2.2010年11月24日,在广州亚运会男子110米栏决赛中,刘翔以13.09秒的优异成绩获得冠军并打破之前创造的赛会纪录.刘翔在比赛中,主要有起跑加速、途中匀速跨栏和加速冲刺三个阶段,他的脚与地面间不会发生相对滑动,以下说法正确的是( )
A.加速阶段地面对人的摩擦力做正功
B.匀速阶段地面对人的摩擦力做负功
C.由于人的脚与地面间不发生相对滑动,所以不论加速还是匀速,地面对人的摩擦力始终不对人做功
D.无论加速还是匀速阶段,地面对人的摩擦力始终做负功
解析:选C.由于人的脚与地面间不发生相对滑动,地面对人产生摩擦力的瞬间,力的作用点位移为零,所以地面对人的摩擦力不做功,选项C正确.
1.长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球,其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体,放在水平面上,开始时小球与斜面刚刚接触且细绳恰好竖直,如图所示,现在用水平推力F缓慢向左推动斜面体,直至细绳与斜面体平行,则下列说法中正确的是( )
A.由于小球受到斜面的弹力始终与斜面垂直,故对小球不做功
B.细绳对小球的拉力始终与小球运动方向垂直,故对小球不做功
C.小球受到的合外力对小球做功为零,故小球在该过程中机械能守恒
D.若水平面光滑,则推力做功为mgL(1-cosθ)
解析:选B.小球受到斜面的弹力沿竖直方向有分量,故对小球做正功,A错误;细绳拉力方向始终和小球运动方向垂直,故对小球不做功,B正确;合外力对小球做功等于小球动能的改变量,虽然合外力做功为零,但小球重力势能增加,机械能不守恒,C错误;若水平面光滑,则推力做功为mgL(1-sinθ),D错误.
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