人教版高一下册物理 机械能守恒定律(篇)(Word版 含解析)
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一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1.一足够长的水平传送带上放置质量为m=2kg小物块(物块与传送带之间动摩擦因数为0.2μ=),现让传送带从静止开始以恒定的加速度a=4m/s2开始运动,当其速度达到v=12m/s后,立即以相同大小的加速度做匀减速运动,经过一段时间后,传送带和小物块均静止不动。
下列说法正确的是()A.小物块0到4s内做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动直至静止B.小物块0到3s内做匀加速直线运动,之后做匀减速直线运动直至静止C.物块在传送带上留下划痕长度为12mD.整个过程中小物块和传送带间因摩擦产生的热量为80J【答案】ACD【解析】【分析】【详解】物块和传送带的运动过程如图所示。
AB.由于物块的加速度a1=µg=2m/s2小于传送带的加速度a2=4 m/s2,所以前面阶段两者相对滑动,时间12vta==3s,此时物块的速度v1=6 m/s,传送带的速度v2=12 m/s物块的位移x1=12a1t12=9m传送带的位移x2=12a2t12=18m两者相对位移为121x x x∆=-=9m此后传送带减速,但物块仍加速,B错误;当物块与传送带共速时,由匀变速直线运动规律得12- a2t2=6+ a1t2解得t2=1s因此物块匀加速所用的时间为t 1+ t 2=4s两者相对位移为2x ∆= 3m ,所以A 正确。
C .物块开始减速的速度为v 3=6+ a 1t 2=8 m/s物块减速至静止所用时间为331v t a ==4s 传送带减速至静止所用时间为342v t a ==2s 该过程物块的位移为x 3=12a 1t 32=16m 传送带的位移为x 2=12a 2t 42=8m 两者相对位移为3x ∆=8m回滑不会增加划痕长度,所以划痕长为12x x x ∆=∆+∆=9m+3m=12mC 正确;D .全程相对路程为L =123x x x ∆+∆+∆=9m+3m+8m=20mQ =µmgL =80JD 正确; 故选ACD 。
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.某实验研究小组为探究物体冲上粗糙斜面能达到的最大位移x 与斜面倾角θ的关系,使某一物体每次以不变的初速率v 0沿足够长的斜面向上运动,如图甲所示,调节斜面与水平面的夹角θ,实验测得x 与θ的关系如图乙所示,取g =10m/s 2。
则由图可知( )A .物体的初速率v 0=3m/sB .物体与斜面间的动摩擦因数µ=0.8C .图乙中x min =0.36mD .取初始位置所在水平面为重力势能参考平面,当θ=37°,物体上滑过程中动能与重力势能相等时,物体上滑的位移为0.1875m 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 A .当2πθ=时,物体做竖直上抛运动,不受摩擦力作用,根据202v gh =可得03m/s v =A 正确;B .当0θ=时,物体沿水平面做减速运动,根据动能定理2012mv mgx μ= 代入数据解得=0.75μB 错误;C .根据动能定理201cos sin 2mv mgx mgx μθθ=+ 整理得920(0.75cos sin )x θθ=+因此位移最小值min 20.36m 200.751x ==+C 正确;D .动能与重力势能相等的位置o 2o o 01sin 37(sin 37cos37)2mgx mv mgx mgx μ=-+ 整理得0.25m x =D 错误。
故选AC 。
2.如图所示,两质量都为m 的滑块a ,b (为质点)通过铰链用长度为L 的刚性轻杆相连接,a 套在竖直杆A 上,b 套在水平杆B 上两根足够长的细杆A 、B 两杆分离不接触,且两杆间的距离忽略不计。
将滑块a 从图示位置由静止释放(轻杆与B 杆夹角为30°),不计一切摩擦,已知重力加速度为g 。
在此后的运动过程中,下列说法中正确的是( )A .滑块a 和滑块b 所组成的系统机械能守恒B .滑块b 的速度为零时,滑块a 的加速度大小一定等于gC .滑块b 3gLD .滑块a 2gL【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A .由于整个运动过程中没有摩擦阻力,因此机械能守恒,A 正确;B .初始位置时,滑块b 的速度为零时,而轻杆对滑块a 有斜向上的推力,因此滑块a 的加速度小于g ,B 错误;C .当滑块a 下降到最低点时,滑块a 的速度为零,滑块b 的速度最大,根据机械能守恒定律o 21(1sin 30)2b mgL mv +=解得3b v gL =C 正确;D .滑块a 最大速度的位置一定在两杆交叉点之下,设该位置杆与水平方向夹角为θ 根据机械能守恒定律o 2211(sin 30sin )22a b mgL mv mv θ+=+ 而两个物体沿杆方向速度相等cos sin b a v v θθ=两式联立,利用三角函数整理得212(sin )cos 2a v gL θθ=+利用特殊值,将o =30θ 代入上式可得.521a v gL gL =>因此最大值不是2gL ,D 错误。
一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,两个质量均为m的小滑块P、Q通过铰链用长为L的刚性轻杆连接,P套在固定的竖直光滑杆上,Q放在光滑水平地面上,轻杆与竖直方向夹角α=30°.原长为2L的轻弹簧水平放置,右端与Q相连,左端固定在竖直杆O点上。
P由静止释放,下降到最低点时α变为60°.整个运动过程中,P、Q始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为g。
则P下降过程中()A.P、Q组成的系统机械能守恒B.P、Q的速度大小始终相等C31-mgLD.P达到最大动能时,Q受到地面的支持力大小为2mg【答案】CD【解析】【分析】【详解】A.根据能量守恒知,P、Q、弹簧组成的系统机械能守恒,而P、Q组成的系统机械能不守恒,选项A错误;B.在下滑过程中,根据速度的合成与分解可知cos sinP Qv vαα=解得tanPQvvα=由于α变化,故P、Q的速度大小不相同,选项B错误;C.根据系统机械能守恒可得(cos30cos60)PE mgL=︒-︒弹性势能的最大值为312PE mgL=选项C正确;D.P由静止释放,P开始向下做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,P的速度达到最大,此时动能最大,对P、Q和弹簧组成的整体受力分析,在竖直方向,根据牛顿第二定律可得200N F mg m m -=⨯+⨯解得F N =2mg选项D 正确。
故选CD 。
2.如图所示,一根轻质弹簧放在光滑斜面上,其下端与斜面底端的固定挡板相连,弹簧处于自然伸长状态。
第一次让甲物块从斜面上的A 点由静止释放,第二次让乙物块从斜面上的B 点由静止释放,两物块压缩弹簧使弹簧获得的最大弹性势能相同,两物块均可看作质点,则下列说法正确的是( )A .甲物块的质量比乙物块的质量大B .甲物块与弹簧刚接触时的动能大于乙物块与弹簧刚接触时的动能C .乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大的位置下方D .将两物块释放的位置上移,两物块向下运动的过程中,动能最大的位置会下移 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A .由于两物块使弹簧获得的最大弹性势能相同,即两物块向下运动最低点的位置相同,根据机械能守恒可知,两物块减少的最大重力势能相同,由此可以判断甲物块的质量比乙物块的质量小,选项A 错误;B .从两物块与弹簧相接触到弹簧被压缩到最短的过程中,乙物块的质量大,则乙物块减小的重力势能大,所以其动能减小的少,选项B 正确;C .动能最大的位置是合外力为零的时候,由力的平衡可知,乙物块动能最大的位置在甲物块动能最大位置的下方,选项C 正确;D .由力的平衡可知,改变两物块释放的位置,两物块向下运动的过程中,动能最大的位置不会变,选项D 错误。
绝密★启用前第七章 机械能守恒定律 8. 机械能守恒定律第Ⅰ部分 选择题一、选择题:本题共8小题。
将正确答案填写在题干后面的括号里。
1.以下说法正确的是( )A .物体做匀速运动,它的机械能一定守恒B .物体所受合力的功为零,它的机械能一定守恒C .物体所受的合力不等于零,它的机械能可能守恒D .物体所受的合力等于零,它的机械能一定守恒2.在下列几个实例中,机械能守恒的是()A .在平衡力作用下运动的物体B .在光滑水平面上被细线拴住做匀速圆周运动的小球C .如图甲所示物体沿固定光滑14圆弧面下滑 D .如图乙所示,在光滑水平面上压缩弹簧过程中的小球3.如图所示,弹簧固定在地面上,一小球从它的正上方A 处自由下落,到达B 处开始与弹簧接触,到达C 处速度为0,不计空气阻力,则在小球从B 到C 的过程中()A .弹簧的弹性势能不断增大B .弹簧的弹性势能不断减小C .系统机械能不断减小D .系统机械能保持不变4.如图所示,细绳跨过定滑轮悬挂两物体M 和m ,且M >m ,不计摩擦,系统由静止开始运动的过程中()A .M 、m 各自的机械能分别守恒B .M 减少的机械能等于m 增加的机械能C .M 减少的重力势能等于m 增加的重力势能D .M 和m 组成的系统机械能守恒5.把质量为3kg 的石块从20m 高的山崖上以沿水平方向成30°角斜向上的方向抛出(如图所示),抛出的初速度v 0=5m/s ,石块落地时的速度大小与下面哪些量无关(g 取10 m/s 2,不计空气阻力)()A .石块的质量B .石块初速度的大小C .石块初速度的仰角D .石块抛出时的高度6.以相同大小的初速度v 0将物体从同一水平面分别竖直上抛、斜上抛、沿光滑斜面(足够长)上滑,如图所示,三种情况达到的最大高度分别为h 1、h 2和h 3,不计空气阻力(斜上抛物体在最高点的速度方向水平),则()A .h 1=h 2>h 3B .h 1=h 2<h 3C .h 1=h 3<h 2D .h 1=h 3>h 27.如图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B 处安装一个压力传感器,其示数N 表示该处所受压力的大小.某滑块从斜面上不同高度h 处由静止下滑,通过B 时,下列表述正确的有()A .N 小于滑块重力B .N 大于滑块重力C .N 越大表明h 越大D .N 越大表明h 越小8.有一竖直放置的“T”形架,表面光滑,滑块A 、B 分别套在水平杆与竖直杆上,A 、B 用一不可伸长的轻细绳相连,A 、B 质量相等,且可看做质点,如图所示,开始时细绳水平伸直,A 、B 静止.由静止释放B 后,已知当细绳与竖直方向的夹角为60°时,滑块B 沿着竖直杆下滑的速度为v ,则连接A 、B 的绳长为()A.24v gB.23v gC.223v gD.243v g第Ⅱ部分 非选择题二、非选择题:本题4个小题。
一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1.一足够长的水平传送带上放置质量为m=2kg小物块(物块与传送带之间动摩擦因数为0.2μ=),现让传送带从静止开始以恒定的加速度a=4m/s2开始运动,当其速度达到v=12m/s后,立即以相同大小的加速度做匀减速运动,经过一段时间后,传送带和小物块均静止不动。
下列说法正确的是()A.小物块0到4s内做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动直至静止B.小物块0到3s内做匀加速直线运动,之后做匀减速直线运动直至静止C.物块在传送带上留下划痕长度为12mD.整个过程中小物块和传送带间因摩擦产生的热量为80J【答案】ACD【解析】【分析】【详解】物块和传送带的运动过程如图所示。
AB.由于物块的加速度a1=µg=2m/s2小于传送带的加速度a2=4 m/s2,所以前面阶段两者相对滑动,时间12vta==3s,此时物块的速度v1=6 m/s,传送带的速度v2=12 m/s物块的位移x1=12a1t12=9m传送带的位移x2=12a2t12=18m两者相对位移为121x x x∆=-=9m此后传送带减速,但物块仍加速,B错误;当物块与传送带共速时,由匀变速直线运动规律得12- a2t2=6+ a1t2解得t 2=1s因此物块匀加速所用的时间为t 1+ t 2=4s两者相对位移为2x ∆= 3m ,所以A 正确。
C .物块开始减速的速度为v 3=6+ a 1t 2=8 m/s物块减速至静止所用时间为331v t a ==4s 传送带减速至静止所用时间为342v t a ==2s 该过程物块的位移为x 3=12a 1t 32=16m 传送带的位移为x 2=12a 2t 42=8m 两者相对位移为3x ∆=8m回滑不会增加划痕长度,所以划痕长为12x x x ∆=∆+∆=9m+3m=12mC 正确;D .全程相对路程为L =123x x x ∆+∆+∆=9m+3m+8m=20mQ =µmgL =80JD 正确; 故选ACD 。
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难) 1.在机场和火车站对行李进行安全检查用的水平传送带如图所示,当行李放在匀速运动的传送带上后,传送带和行李之间的滑动摩擦力使行李开始运动,随后它们保持相对静止,行李随传送带一起匀速通过检测仪检查,设某机场的传送带匀速前进的速度为0.4 m/s ,某行李箱的质量为5 kg ,行李箱与传送带之间的动摩擦因数为0.2,当旅客把这个行李箱小心地放在传送带上的A 点,已知传送带AB 两点的距离为1.2 m ,那么在通过安全检查的过程中,g 取10 m/s 2,则 ( ).A .开始时行李箱的加速度为0.2 m/s 2B .行李箱从A 点到达B 点时间为3.1 sC .传送带对行李箱做的功为0.4 JD .传送带上将留下一段摩擦痕迹,该痕迹的长度是0.04 m【答案】BCD【解析】【分析】【详解】行李开始运动时由牛顿第二定律有:μmg=ma ,所以得:a="2" m/s 2,故A 错误;物体加速到与传送带共速的时间10.40.22v t s s a ===,此时物体的位移:110.042x vt m ==,则物体在剩下的x 2=1.2m-0.04m=1.96m 内做匀速运动,用时间22 2.9x t s v ==,则行李箱从A 点到达B 点时间为t=t 1+t 2="3.1" s ,选项B 正确;行李最后和传送带最终一起匀速运动,根据动能定理知,传送带对行李做的功为:W=12mv 2="0.4" J ,故C 正确;在传送带上留下的痕迹长度为:0.04?22vt vt s vt m =-==,故D 正确.故选BCD .2.如图,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,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,则A.a减少的重力势能等于b增加的动能B.轻杆对b一直做正功,b的速度一直增大C.当a运动到与竖直墙面夹角为θ时,a、b的瞬时速度之比为tanθD.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】CD【解析】【分析】【详解】ab构成的系统机械能守恒,a减少的重力势能大于b增加的动能.当a落到地面时,b的速度为零,故b先加速后减速.轻杆对b先做正功,后做负功.由于沿杆方向的速度大小相等,则cos sina bv vθθ=故tanabvvθ=当a的机械能最小时,b动能最大,此时杆对b作用力为零,故b对地面的压力大小为mg.综上分析,CD正确,AB错误;故选CD.3.如图所示,固定在竖直平面内的圆管形轨道的外轨光滑,内轨粗糙。
一、第八章 机械能守恒定律易错题培优(难)1.如图所示,竖直墙上固定有光滑的小滑轮D ,质量相等的物体A 和B 用轻弹簧连接,物体B 放在地面上,用一根不可伸长的轻绳一端与物体A 连接,另一端跨过定滑轮与小环C 连接,小环C 穿过竖直固定的光滑均匀细杆,小环C 位于位置R 时,绳与细杆的夹角为θ,此时物体B 与地面刚好无压力。
图中SD 水平,位置R 和Q 关于S 对称。
现让小环从R 处由静止释放,环下落过程中绳始终处于拉直状态,且环到达Q 时速度最大。
下列关于小环C 下落过程中的描述正确的是( )A .小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能不守恒B .小环C 下落到位置S 时,小环C 的机械能一定最大C .小环C 从位置R 运动到位置Q 的过程中,弹簧的弹性势能一定先减小后增大D .小环C 到达Q 点时,物体A 与小环C 的动能之比为cos 2θ【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】A .在小环下滑过程中,只有重力势能与动能、弹性势能相互转换,所以小环C 、物体A 和轻弹簧组成的系统机械能守恒,选项A 错误;B .小环C 下落到位置S 过程中,绳的拉力一直对小环做正功,所以小环的机械能一直在增大,往下绳的拉力对小环做负功,机械能减小,所以在S 时,小环的机械能最大,选项B 正确;C .小环在R 、Q 处时弹簧均为拉伸状态,且弹力大小等于B 的重力,当环运动到S 处,物体A 的位置最低,但弹簧是否处于拉伸状态,不能确定,因此弹簧的弹性势能不一定先减小后增大,选项C 错误;D .在Q 位置,环受重力、支持力和拉力,此时速度最大,说明所受合力为零,则有cos C T m g θ=对A 、B 整体,根据平衡条件有2A T m g =故2cos C A m m θ=在Q 点将小环v速度分解可知cos A v v θ=根据动能212k E mv =可知,物体A 与小环C 的动能之比为 221cos 2122A A Ak kQC m v E E m v θ== 选项D 正确。
一、第八章机械能守恒定律易错题培优(难)1.一足够长的水平传送带上放置质量为m=2kg小物块(物块与传送带之间动摩擦因数为0.2μ=),现让传送带从静止开始以恒定的加速度a=4m/s2开始运动,当其速度达到v=12m/s后,立即以相同大小的加速度做匀减速运动,经过一段时间后,传送带和小物块均静止不动。
下列说法正确的是()A.小物块0到4s内做匀加速直线运动,后做匀减速直线运动直至静止B.小物块0到3s内做匀加速直线运动,之后做匀减速直线运动直至静止C.物块在传送带上留下划痕长度为12mD.整个过程中小物块和传送带间因摩擦产生的热量为80J【答案】ACD【解析】【分析】【详解】物块和传送带的运动过程如图所示。
AB.由于物块的加速度a1=µg=2m/s2小于传送带的加速度a2=4 m/s2,所以前面阶段两者相对滑动,时间12vta==3s,此时物块的速度v1=6 m/s,传送带的速度v2=12 m/s物块的位移x1=12a1t12=9m传送带的位移x2=12a2t12=18m两者相对位移为121x x x∆=-=9m此后传送带减速,但物块仍加速,B错误;当物块与传送带共速时,由匀变速直线运动规律得12- a2t2=6+ a1t2解得t 2=1s因此物块匀加速所用的时间为t 1+ t 2=4s两者相对位移为2x ∆= 3m ,所以A 正确。
C .物块开始减速的速度为v 3=6+ a 1t 2=8 m/s物块减速至静止所用时间为331v t a ==4s 传送带减速至静止所用时间为342v t a ==2s 该过程物块的位移为x 3=12a 1t 32=16m 传送带的位移为x 2=12a 2t 42=8m 两者相对位移为3x ∆=8m回滑不会增加划痕长度,所以划痕长为12x x x ∆=∆+∆=9m+3m=12mC 正确;D .全程相对路程为L =123x x x ∆+∆+∆=9m+3m+8m=20mQ =µmgL =80JD 正确; 故选ACD 。
2.如图所示,ABC 为一弹性轻绳,一端固定于A 点,一端连接质量为m 的小球,小球穿在竖直的杆上。
轻杆OB 一端固定在墙上,一端为定滑轮。
若绳自然长度等于AB ,初始时ABC 在一条水平线上,小球从C 点由静止释放滑到E 点时速度恰好为零。
已知C 、E两点间距离为h ,D 为CE 的中点,小球在C 点时弹性绳的拉力为2mg,小球与杆之间的动摩擦因数为0.5,弹性绳始终处在弹性限度内。
下列说法正确的是( )A .小球在D 点时速度最大B .若在E 点给小球一个向上的速度v ,小球恰好能回到C 点,则2v gh = C .小球在CD 阶段损失的机械能等于小球在DE 阶段损失的机械能D .若O 点没有固定,杆OB 在绳的作用下以O 为轴转动,在绳与B 点分离之前,B 的线速度等于小球的速度沿绳方向分量 【答案】AD 【解析】 【详解】A .设当小球运动到某点P 时,弹性绳的伸长量是BP x ,小球受到如图所示的四个力作用:其中T BP F kx =将T F 正交分解,则N T sin sin 2BP BC mgF F kx kx θθ⋅====f N 14F F mg μ==T F 的竖直分量T T cos cos y BP CP F F kx kx θθ===据牛顿第二定律得f T y mg F F ma --=解得T 3344y CP F kx a g g m m=-=- 即小球的加速度先随下降的距离增大而减小到零,再随下降的距离增大而反向增大,据运动的对称性(竖直方向可以看作单程的弹簧振子模型)可知,小球运动到CE 的中点D 时,加速度为零,速度最大,A 正确;B .对小球从C 运动到E 的过程,应用动能定理得T F 0104mgh W mgh ⎛⎫-+-=- ⎪⎝⎭若在E 点给小球一个向上的速度v ,小球恰能从E 点回到C 点,应用动能定理得T 2F 11()042mgh W mgh mv ⎛⎫-++-=- ⎪⎝⎭联立解得T F 34W mgh =,v gh = B 错误;C .除重力之外的合力做功等于小球机械能的变化,小球在CD 段所受绳子拉力竖直分量较小,则小球在CD 段时摩擦力和弹力做的负功比小球在DE 段时摩擦力和弹力做的负功少,小球在CD 阶段损失的机械能小于小球在DE 阶段损失的机械能,C 错误; D .绳与B 点分离之前B 点做圆周运动,线速度(始终垂直于杆)大小等于小球的速度沿绳方向的分量,D 正确。
故选AD 。
3.在一水平向右匀速传输的传送带的左端A 点,每隔T 的时间,轻放上一个相同的工件,已知工件与传送带间动摩擦因素为,工件质量均为m ,经测量,发现后面那些已经和传送带达到相同速度的工件之间的距离为x ,下列判断正确的有A .传送带的速度为x TB .传送带的速度为22gx μC .每个工件与传送带间因摩擦而产生的热量为12mgx μ D .在一段较长的时间内,传送带因为传送工件而将多消耗的能量为23mtx T【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A .工件在传送带上先做匀加速直线运动,然后做匀速直线运动,每个工件滑上传送带后运动的规律相同,可知x =vT ,解得传送带的速度v =xT.故A 正确;B .设每个工件匀加速运动的位移为x ,根据牛顿第二定律得,工件的加速度为μg ,则传送带的速度2v gx μ=,根据题目条件无法得出s 与x 的关系.故B 错误;C .工件与传送带相对滑动的路程为22222v v x x v g g gT μμμ∆=-=则摩擦产生的热量为Q =μmg △x =222mx T故C 错误;D .根据能量守恒得,传送带因传送一个工件多消耗的能量22212mx E mv mg x Tμ=+∆=在时间t 内,传送工件的个数fW E η=则多消耗的能量23mtx E nE T'==故D 正确。
故选AD 。
4.如图甲所示,轻弹簧下端固定在倾角37°的粗糙斜面底端A 处,上端连接质量5kg 的滑块(视为质点),斜面固定在水平面上,弹簧与斜面平行。
将滑块沿斜面拉动到弹簧处于原长位置的O 点,由静止释放到第一次把弹簧压缩到最短的过程中,其加速度a 随位移x 的变化关系如图乙所示,,重力加速度取10m/s 2,sin37°=0.6,cos37°=0.8。
下列说法正确的是 ( )A .滑块在下滑的过程中,滑块和弹簧组成的系统机械能守恒B .滑块与斜面间的动摩擦因数为0.1C .滑块下滑过程中的最大速度为135m/s D .滑块在最低点时,弹簧的弹性势能为10.4J 【答案】BC【解析】 【分析】 【详解】A .滑块在下滑的过程中,除重力和弹簧的弹力做功外,还有摩擦力做功,故滑块和弹簧组成的系统机械能不守恒,故A 错误;B .刚释放瞬间,弹簧的弹力为零,由图象可知此时加速度为a =5.2m/s 2,根据牛顿第二定律有sin cos mg mg ma θμθ-=解得0.1μ=,故B 正确;C .当x =0.1m 时a =0,则速度最大,此时滑块受到的合力为零,则有sin cos 0mg kx mg θμθ--=解得260N /m k =,则弹簧弹力与形变量的关系为F kx =当形变量为x =0.1m 时,弹簧弹力F =26N ,则滑块克服弹簧弹力做的功为112.60.1J 1.3J 22W Fx ==⨯⨯= 从下滑到速度最大,根据动能定理有()2m 1sin cos 2mg mg x W mv θμθ--=解得m 135v =m/s ,故C 正确; D .滑块滑到最低点时,加速度为25.2m/s a '=-,根据牛顿第二定律可得sin cos mg mg kx ma θμθ--'='解得0.2m x '=,从下滑到最低点过程中,根据动能定理有()p sin cos 00mg mg x E θμθ'--=-解得E p =5.2J ,故D 错误。
故选BC 。
5.如图所示,质量为0.1kg 的小滑块(视为质点)从足够长的固定斜面OM 下端以20m/s 的初速度沿斜面向上运动,小滑块向上滑行到最高点所用的时间为3s ,小滑块与斜面间的动摩擦因数为33,取重力加速度大小g =10m/s 2,下列说法正确的是( )A .斜面的倾角为60°B.小滑块上滑过程损失的机械能为5JC.小滑块上滑的最大高度为10mD.若只减小斜面的倾角,则小滑块上滑的最大高度可能比原来高【答案】AB【解析】【分析】【详解】A.物体上滑的加速度为2vat==由牛顿第二定律sin cosmg mg maθμθ+=解得=60θ选项A正确;B.小滑块上滑过程损失的机械能为120cos6012322vE mg tμ∆=⋅=⨯⨯选项B正确;C.小滑块上滑的最大高度为20sin60sin60322vh l t===⨯⨯选项C错误;D.根据动能定理21cossin2hmgh mg mvμθθ+⋅=解得22(1)tanvhgμθ=+则若只减小斜面的倾角θ,则小滑块上滑的最大高度减小,选项D错误。
故选AB。
6.某汽车质量为5t,发动机的额定功率为60kW,汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.l倍。
若汽车以0.5m/s2的加速度由静止开始匀加速启动,经过24s,汽车达到最大速度。
取重力加速度g=10m/s2,在这个过程中,下列说法正确的是()A.汽车的最大速度为12m/sB.汽车匀加速的时间为24sC .汽车启动过程中的位移为120mD .4s 末汽车发动机的输出功率为60kW 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】A .当阻力与牵引力平衡时,汽车速度达到最大值,由汽车的功率和速度关系可得max P Fv fv ==解得3max36010m/s 12m/s 0.10.151010P P v f mg ⨯====⨯⨯⨯ 故A 正确;B .汽车以0.5m/s 2的加速度运动时,当汽车的功率达到额定功率时,汽车达到了匀加速运动阶段的最大速度, 由汽车的功率和速度关系可得m P F v '=由牛顿第二定律,可得此时汽车的牵引力为-0.1F mg ma '=由以上方程可得8m/s m v = 37.510N F '=⨯这一过程能维持的时间18s 16s 0.5m v t a === 故B 错误;C .匀加速过程中汽车通过的位移为221110.516m=64m 22x at ==⨯⨯ 启动过程中,由动能定理得211max 1()2F x P t t kmgx mv '+--=解得,汽车启动过程中的位移为x =120m故C 正确;D .由B 项分析可知,4s 末汽车还在做匀加速运动,实际功率小于额定功率,所以4s 末汽车发动机的输出功率小于60kW ,故D 错误; 故选AC 。