一、选择题(10×4分=40分,本大题中每个小题中有一个或多个选项正确)
1、在平直的公路上,汽车由静止开始做匀加速运动,当速度达到Vm,立即关闭发动机而滑行直到停止,v-t 图线如图,汽车的牵引力大小为F1,摩擦力大小为F2,全过程中,牵引力做功为W1,克服摩擦力做功为W2,则( )
A、F1:F2=1:3 B、F1:F2 = 4:1 C、W1:W2 =1:1 D、W1:W2 =1:3
2.如图所示,质量为M的木块放在光滑的水平面上,质量为m
的子弹以速度v0沿水平射中木块,并最终留在木块中与木块一起以速度v运动.已知当子弹相对木块静止时,木块前进距离L,子弹进入木块的深度为s.若木块对子弹的阻力Ff视为恒定,则下列关系式中正确的是( )
A.FfL=Mv2/2 B.Ffs=mv2/2
C.Ffs=mv02/2-(M+m)v2/2 D.Ff(L+s)=mv02/2- mv2/2
3、下列关于做功的说法中正确的是( ) A.物体没有做功,则物体就没有能量 B.重力对物体做功,物体的重力势能一定减少 C.滑动摩擦力只能做负功 D.重力对物体做功,物体的重力势能可能增加 4.如图1所示,一物体以一定的速度沿水平面由A点滑到B点,摩擦力做功W1;若该物体从A′沿两斜面滑到B′,摩擦力做的总功为W2,已知物体与各接触面的动摩擦因数均相同,则( )
A.W1=W2 B.W1>W2
C.W1<W2 D.不能确定W1、W2大小关系
图1 5.如图,分别用力F1、F2、F3将质量为m的物体由静止沿同一
光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端,在此过程中,F1、F2、F3做功的功率大小关系是( )
A.P1=P2=P3 B.P1>P2=P3 C.P3>P2>P1 D.P1>P2>P3
6.一质量为m的小球,用长为l的轻绳悬挂O点,小球在水平拉力F作用下,从平衡位置P点很缓慢地移动到Q点,如图3所示,则力F所做的功为 ( )
A.mglcosθ B.mgl(1-cosθ)
C.Flsinθ D.Flcosθ
7.质量为m的汽车,其发动机额定功率为P.当它开上一个倾角
为θ的斜坡时,受到的摩擦阻力为车重力的k倍,则车的最大速度为
( )
图3
8.一物体静止在升降机的地板上,在升降机匀加速上升的过程中,地板对物体的支持力所做的功等于 ( )
A.物体克服重力所做的功 B.物体动能的增加量
C.物体动能增加量与重力势能增加量之和 D.物体动能增加量与重力势能增加量之差
图4 9.质量为m的物体,从静止开始以2g的加速度竖直向下运动的位移为h ,空气阻力忽略不计,下列说法正确的是 ( )
A.物体的重力势能减少mgh B.物体的重力势能减少2mgh C.物体的动能增加2mgh D.物体的机械能保持不变
10、我国的“神舟”四号飞船按预定计划在太空飞行了6天零18个小时,环绕地球108圈后,在内蒙古中部地区准确着陆,圆满完成了空间科学和技术试验任务,为最终实现载人飞行奠定了坚实基础。若地球的质量、半径和引力常量G均已知,根据以上数据可估算出“神舟”四号飞船的 ( )
A、离地高度 B、环绕速度 C、环绕周期 D、所受的向心力
二、填空题与实验题(15分)
11.用如图所示的装置,探究功与物体速度变化的关系,实验时,先适当垫高木板,然后由静止释放小车,小车在橡皮条弹力的作用下被弹出,沿木板滑行,小车滑行过程中带动通过打点计时器的纸带,记录其运动情况,观察发现纸带前面部分点迹疏密不均,后面部分点迹比较均匀,回答下列问题:
⑴适当垫高木板是为了 。
⑵通过纸带求小车速度时,应使用纸带的 (填“全部”、“前面部分”、“后面部分”)。
⑶若实验作了n次,所用橡皮条分别为1根、2根……n根,通过纸带求出小车的速度分别为v1v2v3……v n,用W表示橡皮条对小车所做的功,作出的W
—v2图象是一条过坐标原点的直线,这说明W与v的关系是 。
12、把质量为3.0kg的石块,从高30m的某处,以5m/s的速度向斜上方抛出,g取10m/s不计空气阻力,石块落地时的速率是 ;若石块在运动过程中克服空气阻力做了73.5J的功,石块落地时的速率又为 。
三、解答题:本题共 5小题,共 37分。
13.(8分)如图8,物体A的质量为m,置于水平地面上,其上 B 表面竖直固定着一根轻弹簧,弹簧原长为L0,劲度系数为k,现将弹簧 上端缓慢向上拉起一段距离L,使物体A离开地面,求:
①物体A刚离开时地面时弹簧的长度?
A ②弹簧B端上升L时,物体A的重力势能? 图8
14.(12分)一种氢气燃料的汽车,质量为m=2.0×103kg,发动机的额定输出功率为80kW,行驶在平直公路上时所受阻力恒为车重的0.1倍。若汽车从静止开始先匀加速启动,加速度的大小为a=1.0m/s2。达到额定输出功率后,汽车保持功率不变又加速行驶了800m,直到获得最大速度后才匀速行驶。试求:
(1)汽车的最大行驶速度;
(2)汽车匀加速启动阶段结束时的速度;
(3)当速度为5m/s时,汽车牵引力的瞬时功率; (4)当汽车的速度为32m/s时的加速度; (5)汽车从静止到获得最大行驶速度所用的总时间。
15.(8分)如图10所示,一个滑块质量为2kg,从斜面上A点由静止下滑,经过BC平面又冲上另一斜面到达最高点D。已知AB=100cm,CD=60cm,∠α=30°,∠β=37°,(g取10m/s2)试求:
⑴ 滑块在A和D点所具有的重力势能是多少?(以BC面为零势面)
⑵若AB、CD均光滑,而只有BC面粗糙,BC=28cm且BC面上各处粗糙程度相同,则滑块最终停在BC面上什么位置?
图10
16. (8分)太阳正处于主序星演化阶段,为了研究太阳演化进程,需知道目前太阳的质量M。已知地球半径R= 6.4×106m,地球质量m =6.0×1024㎏,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107 s,试估算目前太阳的质量M。
17.(9分)如图-6所示,让摆球从图中的A位置由静止开始下摆,正好摆到最低点B位置时线被拉断.设摆线长l=1.6 m,悬点到地面的竖直高度为H=6.6 m,不计空气阻力,求:
(1)摆球落地时的速度.
(2)落地点D到C点的距离(g=10 m/s2).
图-6
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