题目列表(包括答案和解析)
9.(2009·全国卷Ⅱ)以初速度v0竖直向上抛出一质量为m的小物块.假定物块所受的空
气阻力Ff大小不变.已知重力加速度为g,则物块上升的最大高度和返回到原抛出点
的速率分别为 ( )
A.和v0
B.和v0
C.和v0
D.和v0
解析:设物块上升的最大高度为H,返回的速率为v.
由动能定理得:(mg+Ff)H=mv02,(mg-Ff)H=mv2,联立得H=,v=
v0.A正确.
答案:A
8.如图7所示,质量为M、长度为L的木板静止在光滑的水平面上,
质量为m的小物体(可视为质点)放在木板上最左端,现用一水平
恒力F作用在小物体上,使物体从静止开始做匀加速直线运
动.已知物体和木板之间的摩擦力为Ff.当物体滑到木板的最右端时,木板运动的距
离为x,则在此过程中 ( )
A.物体到达木板最右端时具有的动能为(F-Ff)(L+x)
B.物体到达木板最右端时,木板具有的动能为Ffx
C.物体克服摩擦力所做的功为FfL
D.物体和木板增加的机械能为Fx
解析:由题意画示意图可知,由动能定理对小物体:(F-Ff)·
(L+x)=mv2,故A正确.对木板:Ff·x=Mv2,故B正确.物
块克服摩擦力所做的功Ff·(L+x),故C错.物块和木板增加的
机械能mv2+Mv2=F·(L+x)-Ff·L=(F-Ff)·L+F·x,故D错.
答案:AB
7.(2010·广州模拟)构建和谐型、节约型社会深得民心,
节能器材遍布于生活的方方面面.自动充电式电动车
就是很好的一例.电动车的前轮装有发电机,发电机
与蓄电池连接.当骑车者用力蹬车或电动自行车自动
滑行时,自行车就可以连通发电机向蓄电池充电,将
其他形式的能转化成电能储存起来.现有某人骑车以500 J的初动能在粗糙的水平路
面上滑行,第一次关闭自动充电装置,让车自由滑行,其动能随位移变化关系如图6
中图线①所示;第二次启动自动充电装置,其动能随位移变化关系如图线②所示,则
第二次向蓄电池所充的电能是 ( )
A.200 J B.250 J
C.300 J D.500 J
解析:滑行时阻力Ff恒定,
由动能定理对图线①有
ΔEk=Ffx1,x1=10 m
对图线②有ΔEk=Ffx2+E电,x2=6 m
所以E电=ΔEk=200 J,故A正确.
答案:A
6.人用手托着质量为m的物体,从静止开始沿水平方向运动,前进距离x后,速度为v(物体与手始终相对静止),物体与人手掌之间的动摩擦因数为μ,则人对物体做的功为 ( )
A.mgx B.0
C.μmgx D.mv2
解析:物体与手掌之间的摩擦力是静摩擦力,静摩擦力在零与最大值μmg之间取值,
不一定等于μmg.在题述过程中,只有静摩擦力对物体做功,故根据动能定理,摩擦力
对物体做的功W=mv2.
答案:D
5.(2010·济宁模拟)如图5所示,固定斜面倾角为θ,整个斜面分为
AB、BC两段,AB=2BC.小物块P(可视为质点)与AB、BC两段
斜面间的动摩擦因数分别为μ1、μ2.已知P由静止开始从A点释
放,恰好能滑动到C点而停下,那么θ、μ1、μ2间应满足的关系是 ( )
A.tanθ= B.tanθ=
C.tanθ=2μ1-μ2 D.tanθ=2μ2-μ1
解析:由动能定理得mg·AC·sinθ-μ1mgcosθ·AB-μ2mgcosθ·BC=0,则有tanθ=
,B项正确.
答案:B
3.如图3所示,质量相等的物体A和物体B与地面的动摩擦因
数相等,在力F的作用下,一起沿水平地面向右移动x,则
( )
A.摩擦力对A、B做功相等
B.A、B动能的增量相同
C.F对A做的功与F对B做的功相等
D.合外力对A做的功与合外力对B做的功相等
解析:因F斜向下作用在物体A上,A、B受的摩擦力不相同,因此,摩擦力对A、
B做的功不相等,A错误;A、B两物体一起运动,速度始终相同,故A、B动能增量
一定相同,B正确;F不作用在B上,不能说F对B做功,C错误;合外力对物体做
的功应等于物体动能增量,故D正确.
答案:BD
4.(2010·如皋模拟)如图4所示,斜面AB和水平面BC是由
同一板材上截下的两段,在B处用小圆弧连接.将小铁块(可
视为质点)从A处由静止释放后,它沿斜面向下滑行,进入平面,最终静止于P处.若从该板材上再截下一段,搁置在A、
P之间,构成一个新的斜面,再将小铁块放回A处,并轻推一下使之具有初速度v0,
沿新斜面向下滑动.关于此情况下小铁块的运动情况的描述正确的是 ( )
A.小铁块一定能够到达P点
B.小铁块的初速度必须足够大才能到达P点
C.小铁块能否到达P点与小铁块的质量无关
D.以上说法均不对
解析:如图所示,设AB=x1,BP=x2,AP=x3,动摩擦因数为
μ,由动能定理得:mgx1sinα-μmgx1cosα-μmgx2=0,可得:
mgx1sinα=μmg(x1cosα+x2),设小铁块沿AP滑到P点的速度为vP,由动能定理得:
mgx3sinβ-μmgx3cosβ=mvp2-mv02,因x1sinα=x3sinβ,x1cosα+x2=x3cosβ,故得:
vP=v0,即小铁块可以沿AP滑到P点,故A、C正确.
答案:AC
2.如图2所示,板长为l,板的B端静放有质量为m的小物体P,物 体与板间的动摩擦因数为μ,开始时板水平,若缓慢转过一个小角 度α的过程中,物体保持与板相对静止,则这个过程中 ( )
A.摩擦力对P做功为μmgcosα·l(1-cosα)
B.摩擦力对P不做功
C.弹力对P做功为mgcosα·lsinα
D.板对P做功为mglsinα
解析:对物体运用动能定理
W合=WG+WFN+W摩=ΔEk=0
所以WFN+W摩=-WG=mglsinα
因摩擦力的方向(平行于木板)和物体速度方向(垂直于木板)始终垂直,对物体不做功,
故斜面对物体做的功就等于弹力对物体做的功,即WFN=mglsinα,故B、D正确.
答案:BD
7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)
1.如图1所示,质量为m的物体静止于倾角为α的斜面体上,
现对斜面体施加一水平向左的推力F,使物体随斜面体一起沿水平面向左匀速移动x,则在此匀速运动过程中斜面体对
物体所做的功为 ( )
A.Fx B.mgxcosαsinα
C.mgxsinα D.0
解析:由于物体做匀速运动,其处于平衡状态.物体动能和势能在运动过程中都不发
生变化,故根据动能定理知合外力对物体做功为零.而重力做功为零,所以斜面体对
物体做功为零,故应选D.
答案:D
12.(14分)(2010·滨州模拟)如图10所示,半径为R的四分之一
圆弧形支架竖直放置,圆弧边缘C处有一小定滑轮,绳子不可
伸长,不计一切摩擦,开始时,m1、m2两球静止,且m1>m2,
试求:
(1)m1释放后沿圆弧滑至最低点A时的速度.
(2)为使m1能到达A点,m1与m2之间必须满足什么关系. 图10
(3)若A点离地高度为2R,m1滑到A点时绳子突然断开,则m1落地点离A点的水平
距离是多少?
解析:(1)设m1滑至A点时的速度为v1,此时m2的速度为v2,由机械能守恒得:
m1gR-m2gR=m1v12+m2v22
又v2=v1cos45°
得:v1= .
(2)要使m1能到达A点,v1≥0且v2≥0,
必有:m1gR-m2gR≥0,得:m1≥m2.
(3)由2R=gt2,x=v1t得x=4R·.
答案:(1)
(2)m1≥m2
(3)4R·
(2)m1≥m2 (3)4R·
11.(12分)如图9所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆
形导轨在B点相接,导轨半径为R.一个质量为m的物体将
弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某
一向右速度后脱离弹簧,当它经过B点进入导轨瞬间对导
轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动恰能完成半个圆
周运动到达C点.试求:
(1)弹簧开始时的弹性势能;
(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;
(3)物体离开C点后落回水平面时的动能.
解析:(1)物块在B点时,
由牛顿第二定律得:FN-mg=m,FN=7mg
EkB=mvB2=3mgR
在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能Ep=EkB=
3mgR.
(2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有
mg=m,EkC=mvC2=mgR
物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W阻-mg·2R=EkC-EkB
解得W阻=-0.5mgR
所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为W=0.5mgR.
(3)物体离开轨道后做平抛运动,仅有重力做功,根据机械能守恒定律有:
Ek=EkC+mg·2R=2.5mgR.
答案:(1)3mgR (2)0.5mgR (3)2.5mgR
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