题目列表(包括答案和解析)
10.跳绳是一种健身运动.设某运动员的质量是50kg,他1min跳绳180次.假定在每次跳跃中,脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间的,则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少瓦?(取g=10m/s2)
[答案] 75W
[解析] 人跳一次所需的时间为
t0==s=s
人跳离地面后做竖直上抛运动,从跳离地面到回到地面的时间为
t1=t0·=×s=s
人从跳离地面到上升到最高点的时间为
t2=t1=×s=s
此过程中人克服重力做功
W0=mgh=mg·gt=50×10××10×2J=25J.
所以,运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为
==W=75W.
9.如图所示,绷紧的传送带始终保持着大小为v=4m/s的速度水平匀速运动,一质量m=1kg的物块无初速度地放到皮带A处,物块与皮带间的动摩擦因数μ=0.2,A、B之间距离为s=6m,则物块从A运动到B的过程中摩擦力对物块做功________J.(g=10m/s2)
[答案] 8
[解析] 由牛顿第二定律得:μmg=ma ∴a=μg=2m/s2
设物块运动l后与皮带速度相同,
则有:v2=2al∴l==4m
此后与皮带一起匀速到达B点,无摩擦力作用,所以摩擦力做功为:
W=μmgl=8J
8.(2009·江苏姜堰二中月考)用一个机械将货箱全部吊上离地12m高的平台,现有30个货箱,总质量为150kg,这个机械在吊箱子时所能提供的功率,取决于所吊物体质量的多少,如图所示.(不计放下吊钩、搬起和放下箱子等时间).根据图线可得出下列结论,则其中正确的是 ( )
A.每次吊起3个货箱,吊起货箱所需时间最短
B.吊完所有货箱至少需要12min
C.每次吊起的货箱越多,上升速度越小
D.一次吊起3个货箱时,上升速度最大
[答案] ABC
[解析] 根据题意可知每个箱子的质量为5kg,再根据图象可得,当吊起一个箱子时,上升的最大速度约为v1=m/s,当吊起两个箱子时,上升的最大速度约为v2=m/s,当吊起三个箱子时,机械提供的功率最大,此时上升的最大速度约为v3=m/s,随着功率减小及重物的增加货箱上升的速度越来越小,故C正确,D错误.综合所吊货箱的次数及速度可知,当3个货箱时所需时间最短.如果整个过程是以最大速度上升则需要12min,所以吊完所有货箱不会少于12min,A、B正确.
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.
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