3、.現(xiàn)對A施以豎直向上的力F,并將其緩慢提起,當(dāng)B對地面恰無壓力時撤去F,A由靜止向下運動至最大速度時,重力做的功為( )
A.
B.
C.
D.
解析:當(dāng)A向下運動至平衡位置時速度最大,此時彈簧的壓縮量x1=;當(dāng)B恰好對地?zé)o壓力時彈簧的伸長量x2=.故知A從撤去F至速度達(dá)到最大的過程中,重力做的功WG=mAg(x1+x2)=,C正確.
答案:C
4.如圖甲、乙所示,是一輛質(zhì)量為4 t的無人售票車在t=0和t=3 s末兩個時刻的照片,當(dāng)t=0時,汽車剛啟動.圖丙是車內(nèi)橫桿上懸掛的拉手環(huán)穩(wěn)定時經(jīng)放大后的圖象(θ=30°),若將汽車的運動視為勻加速直線運動,根據(jù)上述信息,可以估算出的
4、物理量有( )
①汽車的長度?、? s末汽車的速度?、? s內(nèi)牽引力對汽車所做的功 ④3 s末汽車牽引力的瞬時功率
A.①② B.②③
C.①④ D.②④
解析:由圖中的丙可得出車的加速度,由L=at2,可得汽車的長度L;由v=at可得3 s末汽車的速度;由于無法得出牽引力,所以不能估算出3 s內(nèi)牽引力對汽車所做的功和3 s末汽車牽引力的瞬時功率,A正確.
答案:A
5.一輛汽車在平直的公路上以某一初速度運動,運動過程中保持恒定的牽引功率,其加速度a和速度的倒數(shù)圖象如圖所示.若已知汽車的質(zhì)量,則根據(jù)圖象所給的信息,不能求出的物理量是( )
A.汽車的功率
B.汽車行
5、駛的最大速度
C.汽車所受到的阻力
D.汽車運動到最大速度所需的時間
解析:由F-Ff=ma,P=Fv可得a=·-,對應(yīng)圖線可知,=k=40,可求出汽車的功率P,由a=0時,=0.05可得vm=20 m/s,再由vm=,可求出汽車受到的阻力Ff,但無法求出汽車運動到最大速度的時間,D正確.
答案:D
二、多項選擇題
6.右圖是利用太陽能驅(qū)動的小車,若小車在平直的水泥路上從靜止開始加速行駛,經(jīng)過時間t前進(jìn)距離s,速度達(dá)到最大值vm,在這一過程中電動機的功率恒為P,小車所受阻力恒為F,那么這段時間內(nèi)( )
A.小車做勻加速運動
B.電動機所做的功為Pt
C.電動機所做的功為
6、mv
D.電動機所做的功為Fs+mv
解析:對小車由牛頓第二定律得-F=ma,由于小車的速度逐漸增大,故小車加速度逐漸減小,小車做加速度逐漸減小的加速運動,A錯誤;電動機對小車所做的功W=Pt,B正確;對小車由動能定理得W-Fs=mv,解得W=Fs+mv,C錯誤,D正確.
答案:BD
7.運動員站在高臺上,雙手緊握鏈條的一端,鏈條另一端拴一鏈球,鏈球在水平面內(nèi)做圓周運動,在轉(zhuǎn)速不斷增大的過程中,某時刻突然松手,鏈球水平飛出.設(shè)空氣阻力不計,則( )
A.松手前,鏈條的拉力對鏈球不做功
B.松手前,鏈條的拉力對鏈球做功
C.鏈球飛出后飛行時間與松手時球的速率無關(guān)
D.鏈球飛出的
7、水平距離僅由松手時球的速率決定
解析:由于轉(zhuǎn)速不斷增大,鏈球動能逐漸增大,根據(jù)功能關(guān)系,在轉(zhuǎn)速不斷增大的過程中,鏈條的拉力對鏈球做功,選項A錯誤B正確;松手后鏈球水平飛出,做平拋運動,由平拋運動規(guī)律可知,鏈球飛出后飛行時間與松手時球的速率無關(guān),選項C正確;鏈球飛出的水平距離由松手時球的速率和飛行時間共同決定,選項D錯誤.
答案:BC
8.光滑水平面上靜止的物體,受到一個水平拉力F作用開始運動,拉力隨時間變化如圖所示,用Ek、v、x、P分別表示物體的動能、速度、位移和水平拉力的功率,下列四個圖象中分別定性描述了這些物理量隨時間變化的情況,正確的是( )
解析:由動能定理,F(xiàn)x=
8、Fat2=Ek,選項A錯誤;在水平拉力F作用下,做勻加速直線運動,選項B正確;其位移x=at2,選項C錯誤;水平拉力的功率P=Fv=Fat,選項D正確.
答案:BD
三、非選擇題
9.如圖所示,建筑工人通過滑輪裝置將一質(zhì)量是100 kg的料車沿30°角的斜面由底端勻速地拉到頂端,斜面長L是4 m,若不計滑輪的質(zhì)量和各處的摩擦力,g取10 N/kg,求這一過程中:
(1)人拉繩子的力做的功;
(2)物體的重力做的功;
(3)物體受到的各力對物體做的總功.
解析:(1)工人拉繩子的力:F=mgsinθ
工人將料車?yán)叫泵骓敹藭r,拉繩子的長度:l=2L,根據(jù)公式W=Flcosα,
9、得 W1=mgsinθ·2L=2 000 J.
(2)重力做功:W2=-mgh=-mgLsinθ=-2 000 J.
(3)由于料車在斜面上勻速運動,則料車所受的合力為0,故W合=0
答案:(1)2 000 J (2)-2 000 J (3)0
10.如下圖甲所示,一質(zhì)量為m=1 kg的物塊靜止在粗糙水平面上的A點,從t=0時刻開始物塊受到按如圖乙所示規(guī)律變化的水平力F的作用并向右運動,第3 s末物塊運動到B點時速度剛好為0,第5 s末物塊剛好回到A點,已知物塊與粗糙水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.2.(g=10 m/s2)求:
(1)A與B間的距離;
(2)水平力F在前5 s內(nèi)
10、對物塊做的功.
解析:(1)A、B間的距離與物塊在后2 s內(nèi)的位移大小相等,在后2 s內(nèi)物塊在水平恒力作用下由B點勻加速運動到A點,
由牛頓第二定律知F-μmg=ma,
代入數(shù)值得a=2 m/s2,
所以A與B間的距離為x=at2=4 m.
(2)前3 s內(nèi)物塊所受力F是變力,設(shè)整個過程中力F做的功為W,物體回到A點時速度為v,則v2=2ax,
由動能定理知W-2μmgx=mv2,
所以W=2μmgx+max=24 J.
答案:(1)4 m (2)24 J
11.如圖甲所示,在水平路段AB上有一質(zhì)量為2×103 kg的汽車,正以10 m/s的速度向右勻速運動,汽車前方的水平路
11、段BC較粗糙,汽車通過整個ABC路段的v-t圖象如圖乙所示(在t=15 s處水平虛線與曲線相切),運動過程中汽車發(fā)動機的輸出功率保持20 kW不變,假設(shè)汽車在兩個路段上受到的阻力(含地面摩擦力和空氣阻力等)各自有恒定的大?。?
(1)求汽車在AB路段上運動時所受的阻力Ff1;
(2)求汽車剛好到達(dá)B點時的加速度a;
(3)求BC路段的長度.
解析:(1)汽車在AB路段時,有F1=Ff1,P=F1v1,F(xiàn)f1=P/v1,
聯(lián)立解得:Ff1= N=2 000 N.
(2)t=15 s時汽車處于平衡態(tài),有
F2=Ff2,P=F2v2,F(xiàn)f2=P/v2,
聯(lián)立解得:Ff2= N=4 000 N.
t=5 s時汽車開始減速運動,
有F1-Ff2=ma,解得a=-1 m/s2.
(3)Pt-Ff2x=mv-mv
解得x=68.75 m.
答案:(1)2 000 N (2)-1 m/s2 (3)68.75 m