(3)关于橡皮筋做功,下列说法正确的是 . A.橡皮筋做的功可以直接测量
B.通过增加橡皮筋的条数可以使橡皮筋对小车做的功成整数倍增加 C.橡皮筋在小车运动的全程中始终做功
D.把橡皮筋拉伸为原来的两倍,橡皮筋做功也增加为原来的两倍. 四、解答题:本题共4题,每题5分,共20分
19.(6分) (本题9分)如图,竖直平面内粗糙直杆与半径为R=2.1m的光滑1/4圆弧轨道平滑连接,直径略大于杆截面直径的小环质量为m=2kg.与竖直方向成α=37°的恒力F作用在小环上,使它从A点由静止开始沿杆向上运动,当小环运动到半圆弧轨道左端B点时撤去F,小环沿圆轨道上滑到最高点C处时与轨道无弹力作用.AB间的距离为1m,小环与直杆间的动摩擦因数为0.1.(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2)求:
(1)小环在C处时的速度大小; (2)小环在B处时的速度大小; (3)恒力F的大小.
20.(6分) (本题9分)在用高级沥青铺设的高速公路上,汽车的设计时速为108km/h,汽车在这种路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍,重力加速度g=10m/s1.则: (1)如果汽车在这种高速公路的水平弯道上拐弯,其弯道的最小半径是多少?
(1)事实上在高速公路的拐弯处,路面造得外高内低,路面与水平面间的夹角为θ,且tan??1;而拐4弯路段的圆弧半径R=150m。若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零,那么,车速v应为多少?
21.(6分) (本题9分)如图所示,ABCD是一个地面和轨道均光滑的过山车轨道模型,现对静止在A处的滑块施加一个水平向右的推力F,使它从A点开始做匀加速直线运动,当它水平滑行2.5 m时到达B点,
此时撤去推力F、滑块滑入半径为0.5 m且内壁光滑的竖直固定圆轨道,并恰好通过最高点C,当滑块滑过水平BD部分后,又滑上静止在D处,且与ABD等高的长木板上,已知滑块与长木板的质量分别为0.2 kg、0.1 kg,滑块与长木板、长木板与水平地面间的动摩擦因数分别为0.3、 ,它们之间的最大静摩擦力均等
于各自滑动摩擦力,取g=10 m/s2,求:
(1)水平推力F的大小; (2)滑块到达D点的速度大小;
(3)木板至少为多长时,滑块才能不从木板上掉下来?在该情况下,木板在水平地面上最终滑行的总位移为多少?
22.(8分)如图所示,为发射卫星的轨道示意图。先将卫星发射到半径为r的圆轨道上,卫星做匀速圆周运动。当卫星运动到A点时,使卫星加速进入椭圆轨道。沿椭圆轨道运动到远地点B时,再次改变卫星的速度,使卫星入半径为3r0的圆轨道做匀速圆周运动。已知卫星在椭圆轨道时,距地心的距离与速度的乘积为定值,卫星在椭圆轨道上的A点时的速度大小为v,卫星的质量为m,地球的质量为M,万有引力常量为G,则:
(1)卫星在两个圆形轨道上的运行速度分别多大? (2)卫星在B点变速时增加了多少动能?
参考答案
一、单项选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的
1.B 【解析】 【详解】
AB.获得第一名的龙舟用时最短,由v?B项正确.
C.观众相对于龙舟是运动的,所以以龙舟为参考系,岸上站立的观众是运动的,故C错误. D.研究队员的划桨动作时,大小和形状不能忽略,故不可将队员看成质点,故D错误. 2.B 【解析】 【详解】
A.粒子在光滑轨道上受支持力和电场力的作用,电场力水平向右,大小相等,则可知,两物体在沿轨道方向上运动的加速度肯定不相同;则相同时间内两离子的距离不相同;故A错误;
B.由于离子只受电场力所做的功;故当两离子运动到垂直电场的同一平面上时,电场力做功相同;由动能定理可知;离子的速度大小相等;故B正确;
C.因加速度不同,则在相同时间内两离子的速度变化不同;故由动能定理可知,电场力做功不相等;故C错误;
D.因电场力一直做正功;故电势能均减小;故D错误; 3.C 【解析】 【分析】
分别对上升过程、下降过程利用动能定理列方程,得到动能和位移的关系,分析图象,即可进行判断。 【详解】
设物块的质量为m,由题知空气阻力不变为f,取极短位移x为研究过程,根据动能定理得,上升过程中有:
下降过程中:
,则
,则
,故随着x的增大,动能减小,最后为零;
,其中
为上升到最高点的
x知平均速度一定大,但撞线时的速度不一定最大,故A项错误,t最大位移,是不变的,故随着x的减小,动能增大;但由整个过程阻力都做负功,故回到原点的动能小于初动能,故选C。 【点睛】
本题考查了动能定理;运用动能定理解题时,首先要选取研究过程,然后分析在这个运动过程中哪些力做正功、哪些力做负功,初末动能为多少,根据动能定理列方程解答;动能定理的优点在于适用任何运动包 括曲线运动;一个题目可能需要选择不同的过程多次运用动能定理研究,也可以全过程根据动能定理解答。4.C
【解析】 【分析】 【详解】
AB. 刚开始匀速运动时 P=Fv=fv0 所以摩擦力为
f?P v0功率降一半的时候,速度不能瞬间改变,所以瞬间变化的是牵引力F,减小一半,由于一开始匀速,所以摩擦力等于F,故功率减半,导致牵引力下降,汽车开始减速,减速过程中,根据P=Fv可知牵引力慢慢增大,根据牛顿第二定律知,减速的加速度
a?f?F m越来越小,所以汽车做加速度逐渐减小的减速运动,故AB项与题意不相符; C. 当再次匀速时,汽车的速度为
Pvv1?2?0
f2t1:t2这段时间根据动能定理可知
Wf?WF?1212mv1?mv0 22所以阻力做功为
32PWf?mv0?(t2?t1)
82故C项与题意相符; D. 因为 Wf=-f?x
所以t1:t2这段时间行驶的位移为
2v0(t2?t1)3mv0 x??28P故D项与题意不相符. 5.A 【解析】 【详解】
把电流表改装成电压表需要串联分压电阻,串联电阻阻值: