2015届高考物理二轮复习保温训练(A卷)(三) 功、能和动量
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功和能[真题再现]1.(多选)(2015·全国理综Ⅱ)如图所示,滑块a 、b 的质量均为m ,a 套在固定竖直杆上,与光滑水平地面相距h ,b 放在地面上.a 、b 通过铰链用刚性轻杆连接,由静止开始运动.不计摩擦,a 、b 可视为质点,重力加速度大小为g .则( )A .a 落地前,轻杆对b 一直做正功B .a 落地时速度大小为2ghC .a 下落过程中,其加速度大小始终不大于gD .a 落地前,当a 的机械能最小时,b 对地面的压力大小为mg答案:BD解析:由于刚性轻杆不伸缩,滑块a 、b 沿轻杆方向的分速度相等,滑块a 落地时,速度方向竖直向下,故此时滑块b 的速度为零,可见滑块b 由静止开始先做加速运动后做减速运动,对滑块b 受力分析,可知轻杆对滑块b 先做正功,后做负功,选项A 错误;因系统机械能守恒,则轻杆对滑块a 先做负功,后做正功,做负功时,滑块a 的加速度小于g ,做正功时,滑块a 的加速度大于g ,选项C 错误;轻杆对滑块a 的弹力刚好为零时,a 的机械能最小,此时对滑块b 受力分析,可知地面对b 的支持力刚好等于mg ,根据牛顿第三定律,b 对地面的压力大小为mg ,选项D 正确;由机械能守恒定律,可得mgh =12mv 2,即v =2gh ,选项B 正确.2.(2014·福建理综)如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB 段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC 在B 点水平相切.点A 距水面的高度为H ,圆弧轨道BC 的半径为R ,圆心O 恰在水面.一质量为m 的游客(视为质点)可从轨道AB 的任意位置滑下,不计空气阻力.(1)若游客从A 点由静止开始滑下,到B 点时沿切线方向滑离轨道落在水面D 点,OD =2R ,求游客滑到B 点时的速度v B 大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功W f ;(2)若游客从AB 段某处滑下,恰好停在B 点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P 点后滑离轨道,求P 点离水面的高度h .(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为F 向=m v 2R) 答案:(1)-(mgH -2mgR ) (2)23R 解析:(1)游客从B 点做平抛运动,有2R =v B t ①R =12gt 2 ②由①②式得v B =2gR ③从A 到B ,根据动能定理,有 mg (H -R )+W f =12mv 2B -0 ④由③④式得W f =-(mgH -2mgR ). ⑤(2)设OP 与OB 间夹角为θ,游客在P 点时的速度为v P ,受到的支持力为N ,从B 到P 由机械能守恒定律,有 mg (R -R cos θ)=12mv 2P -0 ⑥过P 点时,根据向心力公式,有 mg cos θ-N =m v 2P R⑦ 又N =0 ⑧cos θ=h R⑨由⑥⑦⑧⑨式解得h =23R . 规律探寻力学综合题是历年高考的热点,一般涉及牛顿第二定律、动能定理、机械能守恒、圆周运动和平抛运动等,试题多是复杂的计算题,物体所处的环境新颖,过程繁琐,通过速度这个桥梁把不同的物理模型联系在一起,试题难度中等偏难.[考题预测]如图所示,一长为L =0.4 m 不可伸长的轻绳一端系一质量m =0.05 kg 的小球,另一端固定于O 点.拉起小球至绳恰好伸直并处于水平后,在A 点以竖直向下的初速度v 0=2 2 m/s 释放,当小球运动至O 点的正下方B 点时,绳恰好断裂,小球继续运动并垂直打在同一竖直平面内与水平面成θ=30°、足够大的挡板MN 上的C 点,取g =10 m/s 2.(1)求小球从A 点到C 点重力做的功及在C 点时重力的瞬时功率;(2)若N 点开始时处于B 点的正下方,只将挡板以N 为转轴向下转动至水平位置,求小球打在挡板上的点到N 点的距离.(答案可用根号表示)答案:(1)1.4 J 2 3 W (2)855 m 解析:(1)小球从A 到B 由机械能守恒定律有mgL +12mv 20=12mv 2B 得v B =4 m/s设小球在C 点的速度为v C ,v C 沿竖直方向的分量为v y ,则 v C =v Bsin 30°=8 m/s v y =v C cos 30°=4 3 m/s 由动能定理有W G =12mv 2C -12mv 20=1.4 J 重力的瞬时功率P G =mgv y =2 3 W.(2)根据平抛规律,小球从B 点到C 点的水平距离为x 1=v B t 1而v y =gt 1,所以t 1=235 s ,x 1=835m 根据几何关系,B 点到N 点的距离为y 1=12gt 21+x 1tan 30°=4 m挡板转到水平位置后,有y 1=12gt 22,得t 2=255s 因此小球打在挡板上的点到N 点的距离为x 2=v B t 2=855m.。
保温训练(八)物理实验1.在研究弹簧的形变与外力关系的实验中,将弹簧水平放置测出其自然长度,然后竖直悬挂让其自然下垂,在其下端竖直向下施加外力F,实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的,用记录的外力F与弹簧的形变量x作出F -x图线如图所示,由图可知弹簧的劲度系数为k=________ N/m,图线不过原点的原因是由于________________________________。
2.利用图示装置可以做力学中的许多实验。
(1)以下说法正确的是________。
A.利用此装置“研究匀变速直线运动”时,必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响B.利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时,如果画出的a -m 关系图象不是直线,就可确定加速度与质量成反比C.利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时,应将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响(2)小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时,因为不断增加所挂钩码的个数,导致钩码的质量远远大于小车的质量,则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于________ 的值。
3.某同学要测量一均匀新材料制成的圆柱体的电阻率ρ,步骤如下:(1)用游标为20分度的游标卡尺测量其长度如图甲,由图甲可知其长度为________ mm;用螺旋测微器测量其直径如图乙,由图乙可知其直径为________ mm;用多用电表的电阻“×10”挡,按正确的操作步骤测此圆柱体的电阻,表盘的示数如图丙,则该电阻的阻值约为________ Ω。
甲乙丙(2)该同学想用伏安法更精确地测量待测圆柱体电阻R,现有的器材及其代号和规格如下:A.金属丝L,长度为L0,直径为DB.电流表A1,量程1 mA,内阻r1=375 ΩC.电流表A2,量程500 μA,内阻r2=750 ΩD.电压表V,量程10 V,内阻10 kΩE.电阻R1,阻值为100 Ω,起保护作用F.滑动变阻器R2,总阻值约20 ΩG.电池E,电动势1.5 V,内阻很小H.开关S、导线若干为使实验误差较小,要求测得多组数据进行分析,请在虚线框中画出测量的电路图,并标明所用器材的代号。
高考物理二轮复习阶段训练2功和能动量阶段训练(二) 功和能动量(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题7分,共56分。
在每小题给出的四个选项中,1~5题只有一个选项符合题目要求,6~8题有多个选项符合题目要求。
全部选对的得7分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)1.游乐场有一“摩天轮”如图所示。
轮面与水平面成一定的角度。
一游客随“摩天轮”一起做匀速圆周运动,则( )A.游客的机械能守恒B.重力对游客始终做负功C.任意相等时间内,游客的重力势能变化量相等D.游客的重力功率最大时,游客与轮的轮心等高2.(2021・全国Ⅱ卷)小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q球的绳短。
将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。
将两球由静止释放。
在各自轨迹的最低点,( )A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度3.如图所示,水平传送带两端点A、B间的距离为l。
若传送带处于静止状态,把一个小物块放到右端的A点,某人用恒定的水平拉力F1使小物块以速度v1匀速滑到左端的B点。
若传送带的上表面以v2的速度匀速向左运动,此人用水平恒力F2拉物块,使物块以相对于传送带为v1的速度从A滑到B,下列说法正确的是( )A.F2大于F1B.F2做的功等于F1做的功C.F2的功率等于F1的功率D.两种情况下物块与皮带之间因摩擦而产生的热量相同4.如图所示,竖直平面内的轨道Ⅰ和Ⅱ都由两段细直杆连接而成,两轨道长度相等,用相同的水平恒力将穿在轨道最低点B的静止小球,分别沿Ⅰ和Ⅱ推至最高点A,所需时间分别为t1、t2,动能增量分别为ΔEk1、ΔEk2。
假定球在经过轨道转折点前后速度大小不变,且球与Ⅰ和Ⅱ轨道间的动摩擦因数相等,则( )感谢您的阅读,祝您生活愉快。
功和功率(2014·吉林九校联合体第二次摸底)1. 如图所示,足够长传送带与水平方向的倾角为θ,物块a 通过平行于传送带的轻绳跨过光滑轻滑轮与物块b 相连,b 的质量为m ,开始时a 、b 及传送带均静止,且a 不受传送带摩擦力作用,现让传送带逆时针匀速转动,则在b 上升h 高度(未与滑轮相碰)过程中( )A .物块a 重力势能减少mghB .摩擦力对a 做的功大于a 机械能的增加C .摩擦力对a 做的功小于物块a 、b 动能增加之和D .任意时刻,重力对a 、b 做功的瞬时功率大小相等【知识点】机械能守恒定律;功率、平均功率和瞬时功率.【答案解析】 ABD解析:A 、开始时,a 、b 及传送带均静止且a 不受传送带摩擦力作用,有m a gsin θ=m b g ,则m ab 上升h ,则a 下降hsin θ,则a 重力势能的减小量为m b g×hsi n θ=mgh .故A 正确.B 、根据能量守恒得,系统机械能增加,摩擦力对a 做的功等于a 、b 机械能的增量.所以摩擦力做功大于a 的机械能增加.因为系统重力势能不变,所以摩擦力做功等于系统动能的增加.故B 正确,C 错误.D 、任意时刻a 、b 的速率相等,对b ,克服重力的瞬时功率P b =mgv ,对a 有:P a =m a gvsin θ=mgv ,所以重力对a 、n 做功的瞬时功率大小相等.故D 正确.故选ABD .【思路点拨】本题是力与能的综合题,关键对初始位置和末位置正确地受力分析,以及合力选择研究的过程和研究的对象,运用能量守恒进行分析(2014·湖南十三校第二次联考)2. 如图所示,一水平的浅色长传送带上放置一质量为m 的煤块(可视为质点),煤块与传送带之间的动摩擦因数为μ。
初始时,传送带与煤块都是静止的。
现让传送带以恒定的加速度a 开始运动,当其速度达到勘后,便以此速度做匀速运动。
经过一段时间,煤块在传送带上留下了一段黑色痕迹后,煤块相对于传送带不再滑动,关于上述过程,以下判断正确的是(重力加速度为g )( )A .μ与a 之间一定满足关系B .黑色痕迹的长度为C .煤块从开始运动到相对于传送带静止经历的时间为bD.煤块与传送带由于摩擦而产生的热量为【知识点】牛顿第二定律;滑动摩擦力;功能关系.【答案解析】C解析:A、要发生相对滑动,传送带的加速度需大于煤块的加速度.即a>μg,则μ故A错误.B、当煤块的速度达到v时,经过的位移x1t带的位移x2则黑色痕迹的长度L=x2−x1故B错误,C正确.D、煤块与传送带由于摩擦产生的热量Q=fx相对故D错误.故选C.【思路点拨】解决本题的关键知道要发生相对滑动,传送带的加速度需大于煤块的加速度.黑色痕迹的长度等于传送带的位移和煤块的位移之差.以及掌握煤块与传送带由于摩擦产生的热量Q=fx相对(2014·吉林市普高二模)3. 如图所示,长为L的粗糙长木板水平放置,在木板的A端放置一个质量为m的小物块。
考点6 功和能 一、选择题 1. (2014·安徽高考)如图所示,有一内壁光滑的闭合椭圆形管道,置于竖直平面内,MN是通过椭圆中心O点的水平线。
已知一小球从M点出发,初速率为v0,沿管道MPN运动,到N点的速率为v1,所需时间为t1;若该小球仍由M点以初速率v0出发,而沿管道MQN运动,到N点的速率为v2,所需时间为t2。
则( )A.v1=v2,t1>t2B.v1t2C.v1=v2,t1<t2D.v1<v2,t1t2,故选项A正确。
2.(2014·福建高考)如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。
质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。
现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块( )A.最大速度相同B.最大加速度相同C.上升的最大高度不同D.重力势能的变化量不同 【解析】选C。
弹簧具有相同压缩量,则弹性势能相同,两物块离开弹簧第一次速度减为零的过程中,物块重力势能变化相同,D错误;物块质量不同,上升最大高度不同,C正确;物块合力为零时,质量大的物块,弹簧压缩量大,弹性势能大,则动能小,最大速度小,A错误;刚撤去外力瞬间质量小的物块加速度大于质量大的物块加速度,B错误。
【误区警示】本题审题时未能明确两物块质量不同,最大速度所处位置不同,误选A;不能进行过程的加速度变化的分析,将物块离开弹簧后进行分析得到加速度,误选B。
3.(2014·广东高考)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦。
在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( ) A.缓冲器的机械能守恒 B.摩擦力做功消耗机械能 C.垫板的动能全部转化为内能 D.弹簧的弹性势能全部转化为动能 【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析: (1)机械能守恒的条件:只有机械能内部的相互转化,没有摩擦力做功。
第1讲 功 功率和动能定理考向一 功和功率的计算 (选择题)1.恒力做功的公式W =Fl cos α(通过F 与l 间的夹角α判断F 是否做功及做功的正、负)。
2.功率(1)平均功率:P =Wt=F v cos α。
(2)瞬时功率:P =F v cos α(α为F 与v 的夹角)。
[例1] (2014·全国新课标Ⅱ)一物体静止在粗糙水平地面上。
现用一大小为F 1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v 。
若将水平拉力的大小改为F 2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v 。
对于上述两个过程,用WF 1、WF 2分别表示拉力F 1、F 2所做的功,W f 1、W f 2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( )A .WF 2>4WF 1, W f 2>2W f 1B .WF 2>4WF 1, W f 2=2W f 1C .WF 2<4WF 1, W f 2=2W f 1D .WF 2<4WF 1, W f 2<2W f 1 [思路探究](1)两次物体的加速度、位移存在什么关系?提示:因为前后两次t 相等,由a =vt ,x =v 2t 知,a 1∶a 2=1∶2,x 1∶x 2=1∶2。
(2)两次合力做功存在什么关系?提示:由动能定理知W 合1∶W 合2=1∶4。
[解析] 由x =v t 知,前后两次的位移之比x 1∶x 2=1∶2,由W f =fx 知W f 1∶W f 2=1∶2;由动能定理知,WF 1-W f 1=12m v 2,WF 2-W f 2=12m ·(2v )2,所以WF 2-W f 2=4(WF 1-W f 1),又因为W f 2=2W f 1,所以4WF 1-WF 2>0,即WF 2<4WF 1,C 正确。
[答案] C [感悟升华]计算功和功率时应注意的问题1.(2014·乐山模拟)如图所示,自动卸货车始终静止在水平地面上,在液压机的作用下,车厢与水平面间的θ角逐渐增大且货物相对车厢静止的过程中,下列说法正确的是()A.货物受到的摩擦力增大B.货物受到的支持力不变C.货物受到的支持力对货物做正功D.货物受到的摩擦力对货物做负功解析:选AC货物处于平衡状态,则有mg sin θ=f,mg cos θ=N,θ增大,f增大,N减小,A正确,B错误;货物受到的支持力的方向与速度方向始终相同,做正功,C正确;摩擦力的方向与速度方向始终垂直,不做功,D错误。
2014-2015学年上学期第二次月考高三物理试题(考试时间:120分钟总分:100分)第Ⅰ卷(选择题共48分)一、单项选择题(共14小题,每小题中只有一个选项正确,每小题3分,计42分)1.做竖直上抛的物体在不计阻力情况下,上升和下降过程中通过同一位置时,不相同的物理量()A.速率B.速度C.加速度D.位移2.下列关于力和运动的关系的说法中,正确的是( )A.没有外力作用时,物体不会运动,这是牛顿第一定律的体现B.物体受力越大,运动得越快,这是符合牛顿第二定律的C.物体所受合外力为零,速度一定为零;受到合外力不为零,速度也一定不为零D.物体所受的合外力最大时,速度可以为零;受到的合外力最小时,速度可以最大3.一汽车在路面情况相同的公路上直线行驶,下面关于车速、惯性、质量和滑行路程的说法,正确的是( )A.质量越大,它的惯性越大B.车速越大,它的惯性越大C.车速越大,刹车后在水平面上滑行的路程越长,所以惯性越小D.车速越大,刹车后在水平面上滑行的路程越长,所以惯性越大4.一个静止的质点,在0~4 s时间内受到一方向与运动方向始终在同直线上的力F的作用,力F随时间t的变化如图所示,则质点在( )A.第4 s末回到原出发点B.第4 s末质点回到出发点C.2 s末速度改变方向D.2 s末速度达到最大5.如图所示,放在水平桌面上的木块A处于静止状态,所挂的砝码和托盘的总质量为0.6 kg,弹簧测力计读数为2 N,滑轮摩擦不计.若轻轻取走盘中的部分砝码,使总质量减少到0.3 kg时,将会出现的情况是(g=10 m/s2) ( )A.A仍静止不动B.弹簧测力计的读数将变小C.A对桌面的摩擦力不变D.A所受的合力将要变大6.有研究发现,轿车的加速度变化情况将影响乘客的舒适度:即加速度变化得越慢,乘坐轿车的人就会感到越舒适;加速度变化得越快,乘坐轿车的人就会感到越不舒适。
若引入一个新物理量来表示加速度变化的快慢,则该新物理量的单位应是( )A.m/s B.m/s2C.m2/s D.m/s37.雨滴在下降过程中,由于水汽的凝聚,雨滴质量将逐渐增大,同时由于速度逐渐增大,空气阻力也将越来越大,最后雨滴将以某一收尾速度匀速下降,在此过程中( ) A.由于空气阻力增大,雨滴下落的加速度逐渐增大B.由于雨滴质量逐渐增大,下落的加速度逐渐减小C.雨滴所受到的重力逐渐增大,重力产生的加速度也逐渐增大D.雨滴所受到的重力逐渐增大,但重力产生的加速度不变8.如图所示,实线是某一匀强电场的电场线,虚线是一带电粒子通过该电场区域时的运动轨迹,a、b是其轨迹上的两点,若该带电粒子在运动中只受电场力作用,则以下判断错误的是()A.带电粒子带负电荷B.带电粒子所受电场力的方向向左C.带电粒子做匀速运动D.带电粒子由a到b过程电势能减小9.质量为2 kg的质点在x-y平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图所示,下列说法正确的是( )A.质点的初速度为3 m/sB.2 s末质点速度大小为6 m/sC.质点做曲线运动的加速度为1.5m/s2D.质点所受的合外力为4 N10.两个完全相同的小金属球(皆可视为点电荷),所带电荷量之比为5∶1,它们在相距一定距离时相互作用的吸引力为F1,如果让它们充分接触后再放回各自原来的位置上,此时相互作用力变为F2,则F1∶F2为()A.5∶2B.5∶4 C.5∶6 D.5∶911.如图所示,两平行金属板竖直放置,板上A、B两孔正好水平相对,板间电压为 500 V.一个动能为400 eV的电子从A孔沿垂直板方向射入电场中.经过一段时间电子离开电场,则电子离开电场时的动能大小为 ( )A.900 eV B.500 eVC.400 eV D.100 eV12.宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,先在半径为R1的轨道上运行,变轨后在半径为R2的轨道上运行,R1>R2,则变轨后宇宙飞船的 ( )A.线速度变小 B.角速度变小C.向心加速度变大 D.周期变大13.如图,质量为m的物块始终静止在倾角为θ的斜面上,则()A.若斜面向上匀速移动距离s,则斜面对物块做功为mgsB.若斜面向左匀速移动距离s,则斜面对物块做功为mgsinθcosθsC.若斜面向左以加速度a匀加速移动距离s,则斜面对物块不做功D.若斜面向上以加速度a匀加速移动距离s,则斜面对物块做功为mas14.下列关于功和机械能的说法,正确的是()A .在有阻力作用的情况下,物体重力势能的减少不等于重力对物体所做的功B .合外力对物体所做的功等于物体动能的改变量C .物体的重力势能是物体与地球之间的相互作用能,其大小与势能零点的选取无关D .运动物体动能的减少量一定等于其重力势能的增加量 二、填空题(共3小题,每空2分,计18分)15.在“验证力的平行四边形定则”的实验中,合力与分力的作用效果相同,这里作用效果是指 ( )A .弹簧测力计的弹簧被拉长B .固定橡皮条的图钉受拉力产生形变C .细绳套受拉力产生形变D .使橡皮条在同一方向上伸长到同一长度16.某同学在做“研究弹簧的形变量与外力的关系”实验时,将一轻弹簧竖直悬挂并让其自然下垂,测出其自然长度;然后在其下部施加竖直向下的外力F ,测出弹簧的总长L ,改变外力F 的大小,测出几组数据,作出F — L 的关系图线,如图所示(实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的)。
功和能一、选择题(共15题)1.下列物体机械能守恒的是A.子弹在穿过木块的过程中B.火车在进站的过程中C.匀速上升的气球D.在光滑斜面上加速运动的小球2.据加拿大《明报》报道,在英国,中国女设计师郑黛子用一部诺基亚手机,设计出一款以可乐来发电的概念手机,手机设计的核心是一片生物电池,利用酵素把碳水化合物转化为电力。
下列说法正确的是()A.“可乐手机”是将可乐的化学能转化为电能B.“可乐手机”是将电能转化为水和氧气的化学能C.在能量转化过程中,必须摇动手机,否则不发生转化D.“可乐手机”虽然用到了可乐,但是工作过程直接利用了充电后的电能,不存在能量转化问题3.遂宁井盐业曾经相当发达,某盐厂有盐井深150m,井上支架高14m,用一根20m长的绳子把一个重为500N的物体竖直悬挂在支架下,重物在井口下方6m处,则物体的重力势能为(以井口为零重力势能平面)A.3000J B.-3000J C.2000J D.-2000J4.如图所示,a点在b点的正上方,现从a、b两点分别以速度v1、v2水平抛出两个相同的小球,可视为质点,它们在水平地面上方的P点相遇.假设在相遇过程中两球的运动没有受到影响,不计空气阻力,则下列说法正确的是A.两个小球从a、b两点同时抛出B .两小球抛出的初速度v 1>v 2C .从a 点抛出的小球着地时水平射程较大D .从a 点抛出的小球着地时重力的瞬时功率较大5.汽车以额定功率在水平桌面上行驶,空载时的最大速度为v 1,装满货物后的最大速度是v 2.已知汽车空车的质量是m 0,汽车所受的阻力与车重成正比,则汽车后来所装货物的质量是( ) A .122v v m v - B .122v v m v + C .1201v v m v - D .102v m v6.如图所示,固定在竖直平面内的34光滑圆管轨道ABCD ,其A 点与圆心等高,D 点为最高点,今使质量为m 的小球自A 点正上方h 高处由静止释放,且从A 处进入圆管轨道并经过D 点刚好落回A 点,则下列说法中正确的是A .只要h R >小球就会落回到A 点B .当54Rh ≥时小球一定过最高点D 并落回到A 点 C .当小球刚好落回到A 点时,小球在D 点所受的弹力大小为2mg,方向向下 D .当小球刚好落回到A 点时,小球在D 点所受的弹力大小为2mg,方向向上 7.杭州二中东河校区的操场小但很精致,阳光灿烂的日子里,很多老师和学生都喜欢徜徉在那里。
保温训练(一)相互作用和牛顿运动定律1.升降机地板上放一木箱,质量为m,当它对地板的压力N=0.8mg时,它的状态是() A.加速上升B.减速上升C.静止D.匀速上升2.如图所示,A、B为同一水平线上的两个绕绳装置,转动A、B改变绳的长度,使光滑挂钩下的重物C缓慢下降。
关于此过程绳上拉力大小变化,下列说法中正确的是()A.不变B.逐渐减小C.逐渐增大D.可能不变,也可能增大3.一物体做直线运动的v -t图象如图甲所示,则图乙中能正确反映物体所受合力F随时间变化情况的是()乙4.[双选]若在某次军事演习中,某空降兵从悬停在空中的直升机上跳下,从空降兵跳离飞机到落地的过程中沿竖直方向运动的v -t图象如图所示,则下列说法正确的是()A.0~10 s内空降兵运动的加速度越来越大B.0~10 s内空降兵和降落伞整体所受重力大于空气阻力C.10 s~15 s内空降兵和降落伞整体所受的空气阻力越来越小D.10 s~15 s内空降兵处于失重状态5.如图所示,在水平地面上放着斜面体B,物体A置于斜面体B上,一水平向右的力F作用于物体A。
在力F变大的过程中,两物体相对地面始终保持静止,则地面对斜面体B 的支持力F N和摩擦力F f的变化情况是()A.F N变大,F f不变B.F N变大,F f变小C.F N不变,F f变大D.F N不变,F f不变6.一氢气球的质量m=0.2 kg,在无风的天气,氢气球在轻绳的牵引下静止在空中,此时轻绳的拉力F=10 N。
星期天,某儿童带氢气球到公园玩耍,休息时为了防止气球飞掉,把轻绳系到一质量M=4 kg的木块上,如图所示,木块与水平地面间的动摩擦因数μ=0.3。
当有水平方向风吹来时,气球受到的水平风力F=k v(k为一常数,v为风速),当风速v1=3 m/s 时木块在地面上恰好静止。
木块受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,g取10 m/s2。
(1)求气球受到的浮力;(2)当风速v2=6 m/s时,求木块运动时的加速度大小。
1. 如图所示,粗糙水平面上放置一个小物块,在力F 作用下沿水平面向右加速运动。
在保持力F 大小不变的情况下,发现当F 水平向右或与水平面成60°夹角斜向上时,物块的加速度相同。
求:(1)物块与水平面间的动摩擦因数μ。
(2)若保持力F 与水平面成60°夹角斜向上,从静止起拉动物块,物块沿水平面向右移动s =5 3 m 的时间为t 。
改变F 的大小重复上述过程,时间t 的最小值为多少?2. 如图所示,一根左侧弯成14圆弧的光滑细管固定在竖直平面内,圆弧半径R =0.5m ,水平部分足够长。
初始时,一根质量m =1kg 、与管道14圆弧部分等长的柔软匀质绳在水平拉力F 0作用下静止在管道中。
现将绳子缓慢全部拉入水平管道内,需要拉力F 0做功W =1.82J 。
g 取10m/s 2,π取3.14。
求: (1)绳子的重心升高了多少?(2)若在图示位置撤去拉力,绳子沿细管下落,当其上端离开管道瞬间速度多少? (3)若在缓慢拉动绳子进入水平管道的很短距离ΔL 内,可认为水平拉力F 0保持不变,拉力F 0做功等于绳子机械能增加量,则F 03. 如图a 所示,间距为L 的光滑平行长导轨固定在水平面上,每根导轨单位长度电阻为R 0。
导轨间存在竖直方向的有界匀强磁场。
不计电阻的金属杆①、②垂直导轨放置在磁场内,杆①在离开磁场边界左侧2L 处,杆②在杆①右侧。
磁感应强度变化规律满足 B =B 0-kt (B 0、k 为已知量)。
(1) 若杆①和杆②都固定,求杆中的感应电流强度。
(2) 若杆①和杆②以相同速度υ向右匀速运动,在杆②出磁场前,求杆中的感应电流强度。
(3) 若杆①固定,t =0时,杆②从杆①右侧L 处出发向右运动的过程中,保持闭合回路中磁通量不变使杆中一直无感应电流,则杆②多久后到达磁场边界?(4) 若磁感应强度保持B =B 0不变,杆①固定。
杆②以一定初速度、在水平拉力作用下从杆①右侧0.5m 处出发向右运动,速度υ与两杆间距x 之间关系满足图b 。
专题3 牛顿运动定律(解析版)一、单项选择题1.【2014·湖北省孝感高中高三年级九月调研考试】下列对牛顿运动定律认识正确的是A.牛顿第一定律揭示了一切物体都具有惯性B.速度大的物体惯性大,速度小的物体惯性小C.力是维持物体运动的原因D.做曲线运动的质点,若将所有外力都撤去,则该质点仍可能做曲线运动1.A 解析:牛顿第一定律指出一切物体在不受外力作用时总是保持静止状态或匀速直线运动。
即没有外力作用时,原来静止的还保持静止原来运动的还保持原来的速度匀速直线运动,这种保持原来运动状态不变的性质就是惯性,A对。
惯性的大小和质量有关,与速度无关,速度大的物体要停下来需要时间长是因为它的速度变化量大和惯性无关,B错。
不受力就保持原来运动状态即力是改变物体运动状态的原因不是维持运动状态的原因,答案C错。
做曲线运动的质点,若将所有外力都撤去就会保持力撤去前那一瞬间的速度做匀速直线运动,不可能是曲线,曲线运动速度在变化,有加速度有合力答案D错。
考点:牛顿第一定律2.【2014·山东省德州市平原一中高三上学期9月月考】下列说法正确的是A.力是使物体运动的原因 B.力是维持物体运动的原因C.力是改变物体惯性的原因 D.力是使物体产生加速度的原因2.D 解析:力的作用效果有两个:①力可以改变物体的形状即使物体发生形变,②力可以改变物体的运动状态,包括物体的运动速度大小发生变化、运动方向发生变化.根据力的作用效果之一“改变物体的运动状态”可知:力是物体运动状态改变的原因,而不是使物体运动或维持运动状态的原因,所以物体的运动不需要力来维持.力是使物体产生加速度的原因,选项AB错误D正确;质量是物体惯性大小的唯一量度,故选项C错误。
本题选D。
考点:力与运动的关系,惯性3.【2014·河南省十所名校高三第一次阶段测试题】伽利略用两个对接的斜面进行实验,一个斜面固定,让小球从固定斜面上滚下,又滚上另一个倾角可以改变的斜面,斜面倾角逐渐改变至零,如图所示。
专题3 功与能第1讲 功和动能定理(B 卷)一.选择题1.(2015・扬州开学考试・2).将一只苹果斜向上抛出,苹果在空中依次飞过三个完全相同的窗户1、2、3.图中曲线为苹果在空中运行的轨迹.若不计空气阻力的影响,以下说法正确的是( ) A .苹果通过第1个窗户所用的时间最长 B .苹果通过第3个窗户的平均速度最大 C .苹果通过第1个窗户重力做的功最大 D .苹果通过第3个窗户重力的平均功率最小2.(2015・大庆实验中学三模・16).如右图甲所示,质量m =1kg 的物块(可视为质点)以v0=10m /s 的初速度从粗糙斜面上的P 点沿斜面向上运动到达最高点后,又沿原路返回,其速率随时间变化的图像如图乙所示,已知斜面固定且足够长.且不计空气阻力,取g =10m /s2.下列说法中正确的是( ) A .物块所受的重力与摩擦力之比为3 :2B .在t =1s 到t =6s 的时间内物块所受重力的平均功率为50WC .在t =6s 时物体克服摩擦力做功的功率为20WD .在t =0到t =1s 时间内机械能的变化量大小与t =1s 到t =6s 时间内机械能变化量大小之比为1 :53.(2015・连徐宿三调・4).一汽车在平直公路上以20kW 的功率行驶,t 1时刻驶入另一段阻力恒定的平直公路,其v~t 图象如图所示,已知汽车的质量为2×103kg 。
下列说法正确的是( ) A .t 1前汽车受到的阻力大小为1×103N B .t 1后汽车受到的阻力大小为2×103N C .t 1时刻汽车加速度突然变为1m/s 2 D .t 1~t 2时间内汽车的平均速度为7.5m/s 二.非选择题4.(2015・扬州高三测试・13).(15分) 某日有雾的清晨,一艘质量为m=500t 的轮船,从某码头由静止起航做直线运动,并保持发动机的输出功率等于额定功率不变,经t 0=10min 后,达到最大行驶速度v m =20m/s ,雾也恰好散开,此时船长突然发现航线正前方S=480m 处,有12 3 v/(m·s -1) 0t 15 10 2一艘拖网渔船以v=5m/s 的速度沿垂直航线方向匀速运动,且此时渔船船头恰好位于轮船的航线上,轮船船长立即下令采取制动措施,附加了恒定的制动力F=×105N ,结果渔船的拖网越过轮船的航线时,轮船也恰好从该点通过,从而避免了事故的发生.已知渔船连同拖网总长度L=200m (不考虑拖网渔船的宽度),假定水对船阻力的大小恒定不变,求:(1)轮船减速时的加速度大小; (2)轮船的额定功率P ;(3)发现渔船时,轮船离开码头的距离.5.(2015・江山市模拟・10).(16分)2014年12月10日杭(州)长(沙)高铁正式开通运行.杭长高铁线路全长933公里,设计最高时速为350km ,使杭州到长沙最快运行时间由目前的8小时15分压缩到3小时36分,同时杭州到广州等地的旅行时间也大大缩短,我们江山也进入了“高铁时代”.高速运动的列车是由几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢组成一个编组,称为动车组.动车组在高速运行情况下若进行制动,须先采用“再生制动”,当速度较小时才实施机械制动.所谓“再生制动”就是列车靠惯性滑行时带动发电机发电,将动能转化为电能.设列车某次制动时速度从324km/h 降低到90km/h 的过程中采用的是“再生制动”,速度从90km/h 降到零的过程中采用的是机械制动.已知该动车组由八节车厢编组而成,每节车厢的总质量均为5×104Kg ,动车组在“再生制动”阶段受到的阻力恒为车重的倍,制动的两个阶段均按匀变速运动处理,取g=1Om/s 2.(以下计算结果保留两位有效数字) (1)求该列车在“再生制动”阶段行驶的距离;(2)要求该列车制动的总距离不大于6000m ,则列车在机械制动阶段受到制动力的最小值是多少?(3)若该列车满载480名旅客以324km/h 匀速行驶时所受阻力为其重力的倍,若驱动电机的效率是90%,请估算列车从江山到杭州(269km )人均耗电多少千瓦时?轮船渔船渔网SL6.(2015・日照联合检测・)23.(1g分)随着高层居民楼房的崛起,给消防安全带来更严峻的挑战,其中救援时云梯高度不够高就是一个非常突出的问题,某探究小组的同学们想到了可在消防云梯上再伸出轻便的滑杆来解决这个问题(如图所示)。
保温训练(三) 功、能和动量
1.[双选]物体在合力作用下做直线运动的v - t 图象如图所示。
下列表述正确的是( )
A .在0~2 s 内,合力总是做负功
B .在1 s ~2 s 内,合力不做功
C .在0~3 s 内,合力做功为零
D .合力在0~1 s 内比1 s ~3 s 内做功快
2.如图所示是一种清洗车辆用的手持喷水枪。
设枪口截面积为0.6 cm 2,喷出水的速度为20 m/s(水的密度为1×103 kg/m 3)。
当它工作时,估计水枪的功率约为( )
A .250 W
B .300 W
C .350 W
D .400 W
3.如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P 连接,另一端与物体A 相连,物体A 置于光滑水平桌面上,A 右端连接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B 相连。
开始时托住B ,让A 处于静止且细线恰好伸直,然后由静止释放B ,直至B 获得最大速度。
下列有关该过程的分析中正确的是( )
A .
B 物体受到细线的拉力保持不变
B .A 物体与B 物体组成的系统机械能守恒
C .B 物体机械能的减少量小于弹簧弹性势能的增加量
D .当弹簧的拉力等于B 物体的重力时,A 物体的动能最大
4.[双选](2014·长春模拟)如图所示,有一固定且内壁光滑的半球面,球心为O ,最低点为C ,在其内壁上有两个质量相同的小球(可视为质点)A 和B ,在两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动,A 球的轨迹平面高于B 球的轨迹平面,A 、B 两球与O 点的连线与竖直线OC 间的夹角分别为α=53°和β=37°,以最低点C 所在的水平面为重力势能的参考平面,
则⎝
⎛⎭⎫sin 37°=35,cos 37°=45( )
A .A 、
B 两球所受支持力的大小之比为4∶3
B .A 、B 两球运动的周期之比为4∶3
C .A 、B 两球的动能之比为16∶9
D .A 、B 两球的机械能之比为112∶51
5.如图所示,传送带以v 0=5 m/s 的速度顺时针转动,水平部分AB =s =1.5 m ,一质量为m =0.4 kg 的小工件由A 点轻轻放上传送带,工件与斜面间的动摩擦因数为μ1=36,工件在B 处无能量损失且恰好能滑到最高点P ,已知BP =L =0.6 m ,斜面与水平面的夹角为θ=30°,g =10 m/s 2,不计空气阻力,则可判定( )
A .工件从A 到
B 先做匀加速运动再做匀速运动
B .工件运动到B 点时的速度大小为5 m/s
C .工件与传送带间的动摩擦因数为0.3
D .工件从A 运动到P 的过程中因摩擦而产生的热量为4.2 J
6.如图所示,半径为r 、密度为ρ的某星球表面某处竖直平面内的一段轨道,AB 是倾角为θ的粗糙直轨道,BCD 是光滑的圆弧轨道,AB 恰好在B 点与圆弧相切,圆弧的半径为R ,最低点为E 。
一个质量为m 的物体(可以看做质点)从直轨道上的P 点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动。
已知P 点与圆弧的圆心O 等高,物体与轨道AB 间的动摩擦
因数为μ,万有引力常量为G 。
θ=π4
,求:
(1)物体做往返运动的整个过程中,在AB 轨道上通过的总路程s ;
(2)若物体从直轨道上的P 点以某一初速度释放,其他条件不变,恰能过最高点D 点,求物体对轨道的最大压力F 。
参考答案
1.解析:选CD 根据物体的速度图象可知,在0~2 s 内物体先加速后减速,根据动能定理可知,合力先做正功后做负功,A 错误;根据动能定理得0~3 s 内合力做功为零,1 s ~2 s 内合力做负功,C 正确,B 错误;由动能定理知,合力在0~1 s 内和1 s ~3 s 做功相
等,由P =W t
知D 正确。
2.解析:选A 水枪每秒喷出水的动能为E k =12m v 2=12ρS v t ·v 2,水枪的功率P =E k t
,代入数据得P =240 W ,A 正确。
3.解析:选D B 物体向下做变加速运动,由牛顿第二定律可知细线拉力发生变化,A 错误;A 、B 两物体及弹簧组成的系统机械能守恒,B 错误;B 物体机械能的减少量大于弹簧弹性势能的增加量,因为其中还有一部分转化成了A 物体的动能,C 错误;A 、B 两物体速度大小总相等,动能应同时达到最大,此时它们所受的合力都为零,此时弹簧拉力等于细线对A 物体的拉力大小,细线的拉力等于B 物体的重力大小,D 正确。
4.解析:选AD 由题意可知支持力F N =mg cos θ,所以F N A F N B =cos 37°cos 53°=43
,A 正确;mg tan θ=m 4π2T 2R sin θ,所以T A T B = cos 53°cos 37°=34,B 错误;E k ∝v 2,v =2πT R sin θ,所以E k A E k B =T 2B sin 253°T 2A sin 237°=6427,C 错误;E p =mgR ·(1-cos θ),mg tan θ=m v 2R sin θ=2E k R sin θ,所以E A E B =E k A +E p A E k B +E p B =11251
,D 正确。
5.解析:选C 因工件冲上斜面后做匀减速运动直到P 点速度为零,由牛顿第二定律知工件在斜面上有mg sin θ+μ1mg cos θ=ma 1,所以a 1=7.5 m/s 2,由运动学规律知v 2B =2a 1L ,即v B =3 m/s<v 0,所以工件在传送带上一直做匀加速运动,A 、B 错误;工件在传送带上时,
a =μg 且v 2B =2as ,联立得μ=0.3,C 正确;工件在传送带上运动的时间为t =v B a
,工件相对传送带的路程为s 1=v 0t -s ,产生的热量为Q 1=μmgs 1,联立得Q 1=4.2 J ,工件在斜面上滑动时产生的热量为Q 2=μ1mg cos θ·L =0.6 J ,即工件从A 运动到P 的过程中因摩擦而产生的热量为4.8 J ,D 错误。
6.解析:(1)设该星球表面重力加速度为g ,全过程看,物体只在粗糙斜面上消耗机械能,θ=π4
,则x BP =x OB =R ,故 μmgs cos θ=mgR sin θ
解得s =R μ
(2)对该星球表面质量为m 0的物体有
m 0g =Gm 0M r 2 又M =ρ4πr 33
物体在最低点E 处对轨道压力F 最大,物体所受支持力F ′=F
由牛顿第二定律可得F ′-mg =m v 2E R
在最高点有mg =m v 2D R
物体由E 到D 过程,由机械能守恒定律得
m v 2E 2=m v 2D 2
+2mgR 联立解得F =8πGmrρ
答案:(1)R μ
(2)8πGmrρ。