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1、第5章 第2課時必考內(nèi)容
1.如圖所示,質(zhì)量相同的物體分別自斜面AC和BC的頂端由靜止開始下滑,物體與斜面間的動摩擦因數(shù)都相同,物體滑至斜面底部C點時的動能分別為Ek1和Ek2,下滑過程中克服摩擦力所做的功分別為W1和W2,則( )
A.Ek1>Ek2,W1Ek2,W1=W2
C.Ek1=Ek2,W1>W2 D.Ek1W2
答案:B
解析:設(shè)斜面的傾角為θ,則下滑過程中克服摩擦力做的功為W=μmglcos θ=μmgl水平,所以兩種情況下克服摩擦力做的功相等,再由于B的高度比A低所以Ek1>Ek2,選B.
2.(2020·黃岡
2、模擬)我國自行研制的ZTZ-99式主戰(zhàn)坦克,抗彈能力、火力性能等綜合性能都占世界領(lǐng)先地位,該坦克的質(zhì)量為m,若在平直的公路上從靜止開始加速,前進較短的距離s速度便可達到最大值vm.設(shè)在加速過程中發(fā)動機的功率恒為P,坦克所受阻力恒為f,當速度為v(vm>v)時,所受牽引力為F.對坦克在這段位移內(nèi)的有關(guān)物理量,以下說法正確的是( )
A.坦克的牽引力做功為Fs
B.坦克的牽引力做功為mvm2+fs
C.坦克的牽引力做功為mvm2
D.坦克的最大速度vm=
答案:BD
解析:發(fā)動機的功率恒為P,則牽引力是變力,不能用Fs求功,A錯;由動能定理得W-fs=mvm2,可知B正確、C錯;最大
3、速度時F牽=f,由P=F牽vm,可知D正確.
3.靜置于光滑水平面上坐標原點處的小物塊,在水平拉力F作用下沿x軸方向運動,拉力F隨物塊所在位置坐標x的變化關(guān)系如圖所示,圖線為半圓.則小物塊運動到x0處時的動能為( )
A.0 B.Fmx0
C.Fmx0 D.x02
答案:C
解析:根據(jù)動能定理可知,F(xiàn)做的功為F-x圖象所包圍的面積,即W=Fmx0.C選項正確.
4.一輕彈簧左端固定在墻壁上,右端自由,一質(zhì)量為m的滑塊從距彈簧右端L0的P點以初速度v0正對彈簧運動,如圖所示,滑塊與水平面的動摩擦因數(shù)為μ,在與彈簧碰后又反彈回來,最終停在距P點為L1的Q點,
4、求:在滑塊與彈簧的碰撞過程中彈簧的最大壓縮量為多少?
答案:--L0
解析:對滑塊來回過程利用動能定理列式求解.設(shè)彈簧最大壓縮量為x,在滑塊向左運動的過程中,由動能定理可得:
-μmg(x+L0)-W彈=0-mv02①
在滑塊返回的過程中,由動能定理得:
W彈-μmg(x+L0+L1)=0②
由①②得:x=--L0.
5.某興趣小組設(shè)計了如圖所示的玩具軌道,其中“2020”四個等高數(shù)字用內(nèi)壁光滑的薄壁細圓管彎成,固定在豎直平面內(nèi)(所有數(shù)字均由圓或半圓組成,圓半徑比細管的內(nèi)徑大得多),底端與水平地面相切.彈射裝置將一個小物體(可視為質(zhì)點)以va=5 m/s的水平初速度由a點彈出,從
5、b點進入軌道,依次經(jīng)過“8002”后從p點水平拋出.小物體與地面ab段間的動摩擦因數(shù)μ=0.3,不計其他機械能損失.已知ab段長L=1.5 m,數(shù)字“0”的半徑R=0.2 m,小物體質(zhì)量m=0.01 kg,g=10 m/s2.求:
(1)小物體從p點拋出后的水平射程.
(2)小物體經(jīng)過數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體作用力的大小和方向.
答案:(1)0.8 m (2)0.3 N 方向豎直向下
解析:(1)設(shè)小物體運動到p點時的速度大小為v,對小物體由a運動到p過程應(yīng)用動能定理得-μmgL-2Rmg=mv2-mva2,小物體自p點做平拋運動,設(shè)運動時間為t,水平射程為x,則2R=gt2,
6、x=vt.聯(lián)立以上各式,代入數(shù)據(jù)解得x=0.8 m.
(2)設(shè)在數(shù)字“0”的最高點時管道對小物體的作用力大小為F,取豎直向下為正方向,則F+mg=
代入數(shù)據(jù)解得F=0.3 N,方向豎直向下.
6.(2020·上海單科)小球由地面豎直上拋,上升的最大高度為H,設(shè)所受阻力大小恒定,地面為零勢能面.在上升至離地高度h處,小球的動能是勢能的兩倍,在下落至離地高度h處,小球的勢能是動能的兩倍,則h等于( )
A.H/9 B.2H/9
C.3H/9 D.4H/9
答案:D
解析:小球上升至最高點過程:-mgH-F阻H=0-mv02;小球上升至離地高度h處過程:-
7、mgh-F阻h=mv12-mv02,又mv12=2mgh;小球上升至最高點又下降至離地高度h處過程:-mgh-F阻(2H-h(huán))=mv22-mv02,又mv22=mgh;以上各式聯(lián)立解得h=H,選項D正確.
7.(2020·龍巖模擬)光滑斜面上有一個小球自高為h的A處由靜止開始滾下,到達光滑水平面上B點時的速率為v0.光滑水平面上每隔相等的距離設(shè)置了一個與小球運動方向垂直的阻擋條,如圖所示,小球越過n條阻擋條后停下來.若讓小球從h高處以初速度v0滾下,則小球能越過阻擋條的條數(shù)為(設(shè)小球每次越過阻擋條時損失的動能相等,假設(shè)水平面光滑)( )
A.n B.2n
C.3n
8、 D.4n
答案:B
解析:對于第一次,根據(jù)動能定理可得:mv02=nΔEk,mv02=mgh對于第二次,根據(jù)動能定理可知:mv02+mgh=NΔEk,N=2n.
8.如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊A放在質(zhì)量為M的木板B的左端,B在水平拉力的作用下沿水平地面勻速向右滑動,且A、B相對靜止.某時刻撤去水平拉力,經(jīng)一段時間,B在地上滑行了一段距離x,A在B上向右滑行了一段距離L,最后A和B都停下,A、B間的動摩擦因數(shù)為 μ1,B與地面間的動摩擦因數(shù)為μ2,且μ2>μ1,求x的表達式.
答案:
解析:如圖所示,設(shè)勻速運動時速度為v.
撤去外力之后至停止,A在水平方向受力F=μ1
9、mg,動能定理-F(L+x)=0-mv2,B在水平方向受力F=μ1mg,F(xiàn)地=μ2(m+M)g,動能定理-F地x+Fx=0-Mv2,解得x=.
9.如圖所示,小球沿傾角α=30°的粗糙斜面的頂端B由靜止開始滑下,與置于斜面底端A處的木板碰撞后反向彈回,假設(shè)每次與板碰撞后都能彈回本次下滑距離的,空氣阻力不計,小球與木板碰撞后無動能損失,且A、B間距離x0=6 m,求小球在靜止前所通過的總路程為多少.
答案:30 m
解析:由題意可知,小球先沿斜面向下加速運動,與擋板碰后沿斜面向上減速上升,依此反復,由于不斷地克服摩擦力做功,每次與擋板A相碰后,速度都比前一次要小,故最終停于擋板前.
10、設(shè)小球與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ,球沿斜面下滑過程受力分析如圖所示.
研究小球第一次由靜止從距A端x0處的B點下滑和碰撞彈回上升到速度為零的全過程,由動能定理得:mgsin α-μmgcos α=0,∴ μ=tan α.
小球最終一定停在A處,研究球從B處靜止下滑到最終停在A處的全過程,由動能定理得:mgx0sin α-μmgx總cos α=0,所以小球通過的總路程為:x總==5x0=30 m.
10.總質(zhì)量為80 kg的跳傘運動員從離地500 m的直升機上跳下,經(jīng)過2 s拉開繩索開啟降落傘.如圖所示是跳傘過程中的v-t圖象,試根據(jù)圖象(g取10 m/s2),求
(1)t=1 s時運
11、動員的加速度和所受阻力的大??;
(2)估算14 s內(nèi)運動員下落的高度及克服阻力做的功;
(3)估算運動員從飛機上跳下到著地的總時間.
答案:(1)8 m/s2 160 N (2)158 m 1.25×105 J (3)71 s
解析:(1)從圖中可以看出,在t=2 s內(nèi)運動員做勻加速運動,其加速度大小為a== m/s2=8 m/s2
設(shè)此過程中運動員受到的阻力大小為Ff,根據(jù)牛頓第二定律,有mg-Ff=ma
得Ff=m(g-a)=80×(10-8)N=160 N.
(2)從圖中由面積估算得出運動員在14 s內(nèi)下落了h=39.5×2×2 m=158 m
根據(jù)動能定理,有mgh-W
12、f=mv2
所以有Wf=mgh-mv2=J≈1.25×105 J.
(3)14 s后運動員做勻速運動的時間為t′== s=57 s
運動員從飛機上跳下到著地需要的總時間
t總=t+t′=(14+57)s=71 s.
11.(2020·福建理綜)如圖甲所示,質(zhì)量不計的彈簧豎直固定在水平面上,t=0時刻,將一金屬小球從彈簧正上方某一高度處由靜止釋放,小球落到彈簧上壓縮彈簧到最低點,然后又被彈起離開彈簧,上升到一定高度后再下落,如此反復.通過安裝在彈簧下端的壓力傳感器,測出這一過程彈簧彈力F隨時間t變化的圖象如圖乙所示,則( )
A.t1時刻小球動能最大
B.t2時刻小球動能
13、最大
C.t2~t3這段時間內(nèi),小球的動能先增加后減少
D.t2~t3這段時間內(nèi),小球增加的動能等于彈簧減少的彈性勢能
答案:C
解析:0~t1時間內(nèi),小球做自由落體運動,故彈簧彈力為零.t1~t2時間內(nèi),小球壓縮彈簧,當彈力等于重力時,小球速度最大,在此時刻之前,小球做加速度減小的加速運動,之后做加速度增加的減速運動,t2時刻減速到零.t2~t3時間內(nèi),小球向上先加速運動后減速運動.故A、B、C三選項中,只有C項正確.t2~t3時間內(nèi)彈簧減少的彈性勢能轉(zhuǎn)化為小球增加的動能和重力勢能之和,故D項錯誤.
12.(2020·江蘇單科)如圖所示,平直木板AB傾斜放置,板上的P點距A端較近,
14、小物塊與木板間的動摩擦因數(shù)由A到B逐漸減?。茸屛飰K從A由靜止開始滑到B.然后,將A著地,抬高B,使木板的傾角與前一過程相同,再讓物塊從B由靜止開始滑到A.上述兩過程相比較,下列說法中一定正確的有( )
A.物塊經(jīng)過P點的動能,前一過程較小
B.物塊從頂端滑到P點的過程中因摩擦產(chǎn)生的熱量,前一過程較少
C.物塊滑到底端的速度,前一過程較大
D.物塊從頂端滑到底端的時間,前一過程較長
答案:AD
解析:由動能定理可知A選項正確,C選項錯誤.產(chǎn)生熱量Q=fs,據(jù)題意知fAP>fBP,同時sAP