1 (2018福建卷)如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块a、b用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦)。初始时刻,a、b处于同一高度并恰好静止状态。剪断轻绳后a下落、b沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块。
a.速率的变化量不同b.机械能的变化量不同。
c.重力势能的变化量相同 d.重力做功的平均功率相同。
答案:d2.(2018天津卷).如图甲所示,静止在水平地面的物块a,受到水平向右的拉力f作用,f与时间t的关系如图乙所示,设物块与地面的静摩擦力最大值fm与滑动摩擦力大小相等,则。
a.0 – t1时间内f的功率逐渐增大。
b.t2时刻物块a的加速度最大。
c.t2时刻后物块a做反向运动。
d.t3时刻物块a的动能最大。
解析:由f与t的关系图像0~t1拉力小于最大静摩擦力物块静止f的功率为0,a错误;在t1~t2阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度增大的加速运动,在t2~t3阶段拉力大于最大静摩擦力物块做加速度减小的加速运动,在t2时刻加速度最大,b正确,c错误;在t1~t3物块一直做加速运动,在t3~t4拉力小于最大静摩擦力物块开始减速,在时刻速度最大,动能最大,d正确。答案bd。
3.(2018上海卷).质量相等的均质柔软细绳a、b平放于水平地面,绳a较长。分别捏住两绳中点缓慢提起,直到全部离开地面,两绳中点被提升的高度分别为ha、hb,上述过程中克服重力做功分别为wa、wb。若。
a)ha=hb,则一定有wa=wbb)ha>hb,则可能有wa<wb
c)ha<hb,则可能有wa=wbd)ha>hb,则一定有wa>wb
答案:b4.(2018上海卷).如图,可视为质点的小球a、b用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上半径为r有光滑圆柱,a的质量为b的两倍。当b位于地面时,a恰与圆柱轴心等高。
将a由静止释放,b上升的最大高度是。
a)2r (b)5r/3 (c)4r/3 (d)2r/3
答案: c,5.(2018上海卷).位于水平面上的物体在水平恒力f1作用下,做速度为v1的匀速运动;若作用力变为斜面上的恒力f2,物体做速度为v2的匀速运动,且f1与f2功率相同。则可能有。
a)f2=f1,v1>v2 (b)f2=f1,v1<v2
c)f2>f1,v1>v2 (d)f2<f1,v1<v2
答案:b、d,6.(2018安徽卷).如图所示,在竖直平面内有一半径为的圆弧轨道,半径水平、竖直,一个质量为的小球自的正上方点由静止开始自由下落,小球沿轨道到达最高点时恰好对轨道没有压力。
已知=2,重力加速度为,则小球从到的运动过程中。
a. 重力做功
b. 机械能减少。
c. 合外力做功。
d. 克服摩擦力做功。
16d;解析:小球从p到b高度下降r,故重力做功mgr,a错。在b点小球对轨道恰好无压力,由重力提供向心力得,取b点所在平面为零势能面,易知机械能减少量,b错。
由动能定理知合外力做功w=,c错。根据动能定理,可得,d选项正确。
7.(2018江苏卷).如图所示,细线的一端固定于o点,另一端系一小球,在水平拉力作用下,小球以恒定速率在竖直平面内由a点运动到b点,在此过程中拉力的瞬时功率变化情况是。
a.逐渐增大
b.逐渐减小。
c.先增大,后减小。
d.先减小,后增大.
【解析】设f与速度的夹角为,则,力的分解,在切线上(速度方向上)合力为0,即,所以,随增大,p增大。
答案】a8.(2018海南卷).一质量为1kg的质点静止于光滑水平面上,从t=0时起,第1秒内受到2n的水平外力作用,第2秒内受到同方向的1n的外力作用。下列判断正确的是。
a. 0~2s内外力的平均功率是w
b.第2秒内外力所做的功是j
c.第2秒末外力的瞬时功率最大。
d.第1秒内与第2秒内质点动能增加量的比值是。
答案 ;cd
解析:由动量定理求出1s末、2s末速度分别为:v1=2m/s、v2=3m/s 故合力做功为w=功率为 1s末、2s末功率分别为:
4w、3w 第1秒内与第2秒动能增加量分别为:、,比值:4:
59.(2018全国理综).(20分)
一探险队员在探险时遇到一山沟,山沟的一侧竖直,另一侧的坡面呈抛物线形状。此队员从山沟的竖直一侧,以速度v0沿水平方向跳向另一侧坡面。如图所示,以沟底的o点为原点建立坐标系oxy。
已知,山沟竖直一侧的高度为2h,坡面的抛物线方程为y=,探险队员的质量为m。人视为质点,忽略空气阻力,重力加速度为g。
1) 求此人落到破面试的动能;
2) 此人水平跳出的速度为多大时,他落在坡面时的动能最小?动能的最小值为多少?
解析】1) 平抛运动的分解:,,得平抛运动的轨迹方程,此方程与坡面的抛物线方程为y=的交点为,。
根据机械能守恒,解得。
3) (2)求关于的导数并令其等于0,解得当此人水平跳出的速度为时,他落在坡面时的动能最小,动能的最小值为。
10.(2018广东卷).(18分)
图18(a)所示的装置中,小物块a、b质量均为m,水平面上pq段长为l,与物块间的动摩擦因数为μ,其余段光滑。初始时,挡板上的轻质弹簧处于原长;长为r的连杆位于图中虚线位置;a紧靠滑杆(a、b间距大于2r)。随后,连杆以角速度ω匀速转动,带动滑杆作水平运动,滑杆的速度-时间图像如图18(b)所示。
a在滑杆推动下运动,并在脱离滑杆后与静止的b发生完全非弹性碰撞。
1)求a脱离滑杆时的速度uo,及a与b碰撞过程的机械能损失δe。
2)如果ab不能与弹簧相碰,设ab从p点到运动停止所用的时间为t1,求ω得取值范围,及t1与ω的关系式。
3)如果ab能与弹簧相碰,但不能返回道p点左侧,设每次压缩弹簧过程中弹簧的最大弹性势能为ep,求ω的取值范围,及ep与ω的关系式(弹簧始终在弹性限度内)。
答案:解:(1)由题知,a脱离滑杆时的速度uo=ωr
设a、b碰后的速度为v1,由动量守恒定律。
m uo=2m v1
a与b碰撞过程损失的机械能。
解得 2)ab不能与弹簧相碰,设ab在pq上运动的加速度大小为a,由牛顿第二定律及运动学规律。
v1=at1
由题知。联立解得
3)ab能与弹簧相碰。
不能返回道p点左侧。
解得。ab在的q点速度为v2,ab碰后到达q点过程,由动能定理。
ab与弹簧接触到压缩最短过程,由能量守恒。
解得。11.(2018四川卷).(16分)
四川省“十二五”水利发展规划指出,若按现有供水能力测算,我省供水缺口极大,蓄引提水是目前解决供水问题的重要手段之一。某地要把河水抽高20m,进入蓄水池,用一台电动机通过传动效率为80%的皮带,带动效率为60%的离心水泵工作。工作电压为380v,此时输入电动机的电功率为9kw,电动机的内阻为0.
4ω。已知水的密度为1×l03kg/m3,重力加速度取10m/s2。求:
(1)电动机内阻消耗的热功率;
2)将蓄水池蓄入864m3的水需要的时间(不计进、出水口的水流速度)。
23.解:l)设电动机的电功率为p,则p=ui
设电动机内阻r上消耗的热功率为pr,则pr=i2r
代入数据解得pr=1×103w
说明:①③式各2分,②式3分。
2)设蓄水总质量为m,所用抽水时间为t。已知抽水高度为h,容积为v,水的密度为ρ,则。
m=ρv ④
设质量为m的河水增加的重力势能为△ep,则△ep=mgh
设电动机的输出功率为p0,则p0=p-pr
根据能量守恒定律得 p0t×60%×80%=△ep
代人数据解得 t=2×l04s
说明:④⑤式各1分,⑥⑧式各2分,⑦式3分。
12.(2018安徽卷).(14分)质量为0.
1 kg 的弹性球从空中某高度由静止开始下落,该下落过程对应的图象如图所示。球与水平地面相碰后离开地面时的速度大小为碰撞前的3/4。该球受到的空气阻力大小恒为,取=10 m/s2, 求:
1)弹性球受到的空气阻力的大小;
2)弹性球第一次碰撞后**的高度。
22. (1)0.2n;(2)0.375m
解析:(1)由v—t图像可知:小球下落作匀加速运动,由牛顿第二定律得:
解得。2)由图知:球落地时速度,则**时速度。
设**的加速度大小为a',由动能定理得。
解得。13.(2018安徽卷).(20分)
如图所示,装置的左边是足够长的光滑水平面,一轻质弹簧左端固定,右端连接着质量 m=2kg的小物块a。装置的中间是水平传送带,它与左右两边的台面等高,并能平滑对接。传送带始终以u=2m/s 的速度逆时针转动。
装置的右边是一光滑的曲面,质量m=1kg的小物块b从其上距水平台面h=1.0m处由静止释放。已知物块b与传送带之间的摩擦因数 μ=0.
2,l =1.0m。设物块a、b中间发生的是对心弹性碰撞,第一次碰撞前物块a静止且处于平衡状态。
取g=10m/s2。
1) 求物块b与物块a第一次碰撞前的速度大小;
2)通过计算说明物块b与物块a第一次碰撞后能否运动到右边曲面上?
3)如果物块a、b每次碰撞后,物块a再回到平衡位置时都会立即被锁定,而当他们再次碰撞前锁定被解除,试求出物块b第n次碰撞后运动的速度大小。
答案:(1)4m/s
2)不能滑到右边的曲面上。
解:(1)设b滑到曲面底部速度为v,根据机械能守恒定律,得。
由于>u,b在传送带上开始做匀减速运动。
设b一直减速滑过传送带的速度为。
由动能定理的。
解得。由于仍大于u,说明假设成立,即b与a碰前速度为4m/s
2) 设地一次碰后a的速度为,b的速度为,取向左为正方向,根据动量守恒定律和机械等守恒定律得:
解得。上式表明b碰后以的速度向右**。滑上传送带后做在摩擦力的作用下减速,设向左减速的最大位移为,由动能定理得:
解得。因,故b不能滑上右边曲面。
3)b的速度减为零后,将在传送带的带动下向左匀加速,加速度与向右匀减速时相同,且由于小于传送带的速度u,故b向左返回到平台上时速度大小仍为。由于第二次碰撞仍为对心弹性碰撞,故由(2)中的关系可知碰后b仍然**,且碰后速度大小仍为b碰前的,即。
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