第五单元机械能

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6.一个质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂于O点,小球在水平恒力F的作用下,从平衡位置P点移动到Q点,如图所示,此时轻绳偏转了θ角,则F所做的功为______,小球克服重力做功为__________。

【答案】

Flsinθmgl(1-cosθ

 

12.汽车在水平路面上以额定功率行驶,当汽车在加速时(    )。

(A)汽车的牵引力增大            (B)汽车的牵引力不变

(C)加速度不变                      (D)加速度减小

【答案】

D

 

19.如图所示是验证动能的大小与物体的质量和运动速度关系的实验装置。

(1)图中的①是_______传感器,可以用来测量小车的________大小;

(2)在实验中,小车动能Ek的大小是用摩擦块滑行的距离s来反映的,这样处理的理论依据是:在小车推动摩擦块滑动的过程中,使摩擦块克服摩擦力做功的多少就可以反映小车动能的大小,由于__________可看成不变,因此Eks

(3)控制小车质量保持为m1的情况下得到了下表所示的数据,请根据表格中的数据在图中的坐标系中描点连线,做出s-v2的关系图线;

s/m

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

v2/m2·s-2

0.15

0.23

0.30

0.37

0.45

(4)若增加小车的质量,重复实验,则在同一个坐标系中得到的第二条图线的斜率一定比第一根图线的斜率_________(选填“大”或“小”)。

【答案】

光电门,速度

摩擦力

 

20.如图所示,小球从静止开始自A点沿着光滑曲面轨道运动,已知A、B两点离水平面的高度h1=0.60 m,h2=0.15 m。问:

(1)小球经过B点时的速度大小为多少?

(2)若小球经过C点时具有的动能是经过B点时动能的\(\frac{1}{4}\),则C点离水平面的高度h3为多少?

【答案】

(1)3 m/s

(2)0.4875 m

 

22.质量为m=3 kg的木块,在F=6 N的水平恒力作用下,在光滑的水平面上从静止开始运动,运动时间t=3 s,求 :

(1)力Ft=3 s内对物体所做的功;

(2)力Ft=3 s内对物体做功的平均功率;

(3)在3 s末,力F对物体做功的瞬时功率。

【答案】

(1)54 J

(2)18 W

(3)36 W

 

23.跳水运动是我国体育运动的强项之一,其中高台跳水项目要求运动员从距离水面10 m的高台上跳下,在完成空中动作后进入水中。若某运动员起跳瞬间重心离高台台面的高度为1 m,斜向上跳离高台瞬间速度的大小为3 m/s,跳至最高点时重心离台面的高度为1.3 m,入水(手刚触及水面)时重心离水面的高度为1 m,如图所示,图中虚线为运动员重心的运动轨迹。已知运动员的质量为50kg,不计空气阻力:

(1)以水面为零势能面,求运动员在起跳瞬间所具有的重力势能;

(2)求从跳离高台瞬间到跳至最高点的过程中,运动员克服重力所做的功;

(3)根据机械能守恒定律,求运动员入水(手刚触及水面)时速度的大小。

【答案】

(1)Ep1=5500J

(2)W=150J

(3)vt=\(\sqrt {209} \)m/s(或14.45m/s)

【解析】

 

24.如图为锦江乐园的摩天轮。它的总高度为108 m,直径为98 m,可搭载轿厢63个,匀速转一圈用时需25 min。请问坐在轿厢内的游客从最低点运动到最高点的过程中,50 kg的游客的动能将_______(选填“变大”、“不变”或“变小”),其重力势能增加了______J,总的机械能将________(选填“变大”、“不变”或“变小”)。(g取10 m/s2

【答案】

不变,4.9×104,变大

 

25.小球从空中自由落下,它在第1 s内、第2 s内和第3 s内的动能增量之比为________,前1 s内、前2 s内和前3 s内重力的平均功率之比为_______。 

【答案】

1∶3∶5,1∶2∶3

 

26.质量为m=2 kg的物体由静止从H1=10 m高处落下,所受空气阻力为f=2 N,落到地面后又陷入沙地H2=0.1 m后才停下,则物体的重力势能减少了____J,空气阻力做的功为____J。(取g=10 m/s2

【答案】

202,20

 

27.关于重力势能,下列说法中不正确的是(    )。

(A)重力势能有正负之分,相对于同一零势能参考平面,正值一定大于负值

(B)物体重力势能的变化可以用重力做功来量度

(C)质量为m的物体距离地面高度为h,其具有的重力势能一定为mgh

(D)物体重力势能的改变只与物体始末位置的高度差有关

【答案】

C

 

28.在下列各类运动情况中,同时克服重力和阻力做功的实例是(    )。

(A)关闭电动机后,在平直轨道上行驶着的地铁列车

(B)发射后近地升空的火箭

(C)物体沿粗糙斜面加速下滑

(D)空投物资匀速降落

【答案】

B

 

29.物体在方向不变的水平拉力作用下沿水平方向做直线运动,物体运动的速度与时间t的关系如图所示,已知0~2 s内拉力F的大小为1 N,2~6 s内拉力F的大小为3 N,6~8 s内拉力F的大小为2 N。求:

(1)6~8 s内拉力F所做的功;

(2)4.5 s时拉力F的瞬时功率;

(3)0~8 s内拉力F做功的平均功率。

【答案】

(1)8 J

(2)3.75 W

(3)2.5 W

 

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