题目列表(包括答案和解析)
7.如图所示,物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运转,则传送带对物体做功情况可能是 ( )
A.始终不做功
B.先做负功后做正功
C.先做正功后不做功
D.先做负功后不做功
[答案] ACD
[解析] 设传送带速度大小为v1,物体刚滑上传送带时的速度大小为v2.①当v1=v2时,物体随传送带一起匀速运动,故传送带与物体之间不存在摩擦力,即传送带对物体始终不做功,A正确.②当v1<v2时,物体相对传送带向右运动,物体受到的滑动摩擦力方向向左,则物体先做匀减速运动直到速度减为v1,再做匀速运动,故传送带对物体先做负功后不做功,D正确.③当v1>v2时,物体相对传送带向左运动,物体受到的滑动摩擦力方向向右,则物体先做匀加速运动直到速度达到v1,再做匀速运动,故传送带对物体先做正功后不做功,B错误,C正确.
6.一物块放在水平面上,在水平拉力F作用下做直线运动,运动的v-t图象如图(甲)所示,则有关该力F的功率P-t图象可能是图(乙)中的 ( )
[答案] BC
[解析] 由于题目未讲水平面是否光滑,故应分情况讨论,若水平面光滑,0-t1段F为恒力,速度线性增加,故功率也线性增大,t1-t2段F为零,功率为零,t2-t3段F反向,仍为恒力,速度线性减小,故功率也线性减小,故C项正确.
若水平面不光滑,考查t1、t2时刻后一段小的时间内,F突然减小,故功率突然减小,故B项正确.
5.(2010·潍坊)质量为m的汽车在平直路面上启动,启动过程的速度图象如图所示.从t1时刻起汽车的功率保持不变,整个运动过程中汽车所受阻力恒为Ff,则 ( )
A.0-t1时间内,汽车的牵引力等于m
B.t1-t2时间内,汽车的功率等于v1
C.汽车运动的最大速度v2=v1
D.t1-t2时间内,汽车的平均速度小于
[答案] BC
[解析] 0-t1时间内,汽车的加速度a=
由牛顿第二定律得:F-Ff=ma
所以汽车的牵引力F=Ff+m,A错.
t1时刻汽车达恒定功率P,
所以P=Fv1=v1,B对.
汽车运动的最大速度v2==v1,C对.
由图象知t1-t2时间内,汽车的平均速度大于,D错,正确案答BC.
4.如图所示,一物体分别沿AO、BO轨道由静止滑到底端,物体与轨道间的动摩擦因数相同,物体克服摩擦力做功分别为W1和W2,则 ( )
A.W1>W2 B.W1=W2
C.W1<W2 D.无法比较
[答案] B
[解析] 设轨道水平部分的长度为x,对于倾角为θ的轨道,斜面长L=.物体所受摩擦力的大小Ff=μmgcosθ,物体克服摩擦力所做的功W=Ff·L=μmgcosθ·=μmgx.由于两轨道的水平部分相等,所以W1=W2,B正确.
3.(2009·山东日照一中测试)如图所示是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.这段时间内小车先匀加速运动,然后匀速运动
B.这段时间内电动机所做的功为Pt
C.这段时间内电动机所做的功为mv
D.这段时间内电动机所做的功为Fs+mv
[答案] BD
[解析] 小车以恒定功率启动,则小车先做变加速运动,速度达到vm后再做匀速运动,A错误;当行驶时间t时,电动机所做的功为Pt,B正确.根据能量关系,电动机所做的功一部分克服摩擦阻力做功,另一部分转化为小车的动能,D正确C错误.
2.如图所示,在皮带传送装置中,皮带把物体P匀速带至高处,在此过程中,下述说法正确的是 ( )
A.摩擦力对物体做正功
B.摩擦力对物体做负功
C.支持力对物体不做功
D.合外力对物体做正功
[答案] AC
[解析] 由受力分析知摩擦力方向沿斜面向上,做正功,A对B错;支持力与速度垂直不做功,C正确;合外力为零,做功为零,D错.
1.(2009·苏北四市联考)在2008年北京奥运会上,俄罗斯著名撑杆跳运动员伊辛巴耶娃以5.05m的成绩第24次打破世界纪录.如图所示为她在比赛中的几个画面.下列说法中正确的是 ( )
A.运动员过最高点时的速度为零
B.撑杆恢复形变时,弹性势能完全转化为动能
C.运动员要成功跃过横杆,其重心必须高于横杆
D.运动员在上升过程中对杆先做正功后做负功
[答案] D
[解析] 运动员在最高点要有一个向前的速度,A错误;撑杆恢复形变时,弹性势能转化为动能、重力势能和克服阻力时的内能,故B错误;运动员在成功跃过的过程中,一般使用背越式,重心可以在横杆的下方,C错误;运动员奔跑一段后,杆的一端触地,运动员开始上升,在此过程中,运动员的动能先转化为杆的弹性势能和她本身的重力势能,当上升到一定高度时,弹性势能再转化为运动员的动能和重力势能,故D正确.
13.(2009·江苏无锡模拟)一质量为M=2.0kg的小物块随足够长的水平传送带一起向右匀速运动,被一水平向左飞来的子弹击中,且子弹从小物块中穿过,子弹和小物块的作用时间极短,如图甲所示.地面观察者记录的小物块被击中后的速度随时间变化关系如图乙所示(图中取向右运动的方向为正方向).已知传送带的速度保持不变,g取10m/s2.求:
(1)传送带的速度v的大小;
(2)小物块与传送带之间的动摩擦因数μ;
(3)传送带对小物块所做的功.
[答案] (1)2.0m/s (2)0.2 (3)-12J
[解析] (1)小物块最后与传送带的运动速度相同,
从图象上可读出传送带的速度v的大小为2.0m/s.
(2)由速度图象可得,小物块在滑动摩擦力的作用下做匀变速运动的加速度为a=Δv/Δt=2.0m/s2
由牛顿第二定律得f=μMg=Ma
得到小物块与传送带之间的动摩擦因数μ==0.2.
(3)从子弹离开小物块到小物块与传送带一起匀速运动的过程中,设传送带对小物块所做的功为W,由动能定理得:
W=ΔEk=-
从速度图象可知:v1=4.0m/s v2=v=2.0m/s
解得:W=-12J.
12.如图所示,有一光滑的T字形支架,在它的竖直杆上套有一个质量为m1的物体A,用长为l的不可伸长的细绳将A悬挂在套于水平杆上的小球B下,B的质量m2=m1=m.开始时A处于静止状态,细绳处于竖直状态.今用水平恒力F=3mg拉小球B,使A上升.求当拉至细绳与水平杆成37°时,A的速度为多大?
[答案]
[解析] 设A的速度为vA,B的速度为vB.由于绳不可伸长,A、B沿绳的分速度相等.即:
vBcos37°=vAsin37°,vA=vB
由动能定理:
Flcos37°-mgl(1-sin37°)=m1v+m2v
解得vA=
11.(2009·广东广州模拟)如图所示,一辆汽车从A点开始爬坡,在牵引力不变的条件下行驶45m的坡路到达B点时,司机立即关掉油门,以后汽车又向前滑行15m停在C点,汽车的质量为5×103kg,行驶中受到的摩擦阻力是车重的0.25倍,取g=10m/s2,求汽车的牵引力做的功和它经过B点时的速率.
[答案] 2.25×106J 15m/s
[解析] 汽车从A到C的过程中,汽车的发动机牵引力做正功,重力做负功,摩擦力做负功,动能的变化量为零,由动能定理可得WF-WG-W阻=0,由于G、F阻已知,汽车的位移也知道,所以有
WF=WG+W阻=mgh+0.25mgl=2.25×106J.
汽车由B到C的过程中,克服重力做功,克服摩擦力做功,
汽车的动能由减小到零,列动能定理方程可得
-WG-W阻=0-,
即=0.25mgl1+mgl1·sin30°,
代入数据可得vB=15m/s.
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