1.(22-23高一下·江蘇揚(yáng)州·期末)在自由式滑雪比賽中,運(yùn)動(dòng)員的軌跡如圖所示,空氣阻力可以忽略,雪地與滑雪板之間的摩擦力不可忽略。運(yùn)動(dòng)員( )

A.在點(diǎn)速度為零
B.從到過(guò)程中,重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
C.從到過(guò)程中,減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能
D.從到過(guò)程中,機(jī)械能一直減小
【答案】C
【詳解】A.在點(diǎn)豎直速度為零,水平速度不為零,故A錯(cuò)誤;
B.從到過(guò)程中,重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和克服摩擦力產(chǎn)生的熱量,故B錯(cuò)誤;
C.從到過(guò)程中,空氣阻力可以忽略,運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能守恒,減少的重力勢(shì)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,故C正確;
D.從到過(guò)程中,空氣阻力可以忽略,運(yùn)動(dòng)員機(jī)械能守恒,故D錯(cuò)誤。
故選C。
2.(22-23高一下·上海浦東新·期末)如圖所示,一輕質(zhì)彈簧豎立于地面上,小球自彈簧正上方由靜止釋放,則從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )

A.小球的機(jī)械能守恒
B.重力對(duì)小球做正功,小球的重力勢(shì)能減小
C.彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功,彈簧的彈性勢(shì)能一直減小
D.小球的加速度一直減小
【答案】B
【詳解】A.從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,彈簧的彈力一直對(duì)小球做負(fù)功,則小球的機(jī)械能不守恒,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;
B.從小球接觸彈簧到將彈簧壓縮至最短的過(guò)程中,重力的方向與位移方向相同,可知重力對(duì)小球做正功,小球的重力勢(shì)能減小,選項(xiàng)B正確;
C.彈簧的彈力對(duì)小球做負(fù)功,彈簧的彈性勢(shì)能一直增加,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;
D.開(kāi)始階段,彈簧彈力小于重力,則小球的加速度向下,隨彈力的增加,向下的加速度減小,當(dāng)彈力等于重力時(shí)加速度減為零,此時(shí)小球的速度最大,以后彈簧的彈力大于重力,小球的加速度向上且逐漸變大,則小球的加速度先向下減小后反向增加,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
故選B。
3.(22-23高一下·上海閔行·期末)下列各種運(yùn)動(dòng)中,符合機(jī)械能守恒條件的是( )
A.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下降
B.物體以某一初速度沿光滑曲面下滑
C.用細(xì)繩豎直拉著物體勻速上升
D.汽車(chē)以不變的速率駛過(guò)弧形拱橋
【答案】B
【詳解】A.跳傘運(yùn)動(dòng)員在空中勻速下降,重力勢(shì)能不斷減小,動(dòng)能不變,所以機(jī)械能不斷減小,故A不符合題意;
B.物體以某一初速度沿光滑曲面下滑時(shí)只有重力做功,故機(jī)械能守恒,故B符合題意;
C.用細(xì)繩豎直拉著物體勻速上升,動(dòng)能不變,重力勢(shì)能增加,故機(jī)械能增加,故C不符合題意;
D.汽車(chē)以不變的速率駛過(guò)弧形拱橋,動(dòng)能不變,重力勢(shì)能先增加后減小,所以機(jī)械能是變化的,故D不符合題意。
故選B。
4.(22-23高一下·廣東廣州·期末)如圖甲所示的陀螺可在圓軌道外側(cè)旋轉(zhuǎn)而不脫落,好像軌道對(duì)它施加了魔法一樣,這被稱(chēng)為“魔力陀螺”。它可簡(jiǎn)化為一質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)在固定豎直圓軌道外側(cè)運(yùn)動(dòng)的模型,如圖乙所示。在豎直平面內(nèi)固定的強(qiáng)磁性圓軌道半徑為R。A、B兩點(diǎn)與分別為軌道的最高點(diǎn)最低點(diǎn),C、D兩點(diǎn)與圓心O等高,質(zhì)點(diǎn)受到的圓軌道的強(qiáng)磁性引力始終指向圓心O且大小恒為,不計(jì)摩擦和空氣阻力,重力加速度為g,若質(zhì)點(diǎn)能始終沿圓弧軌道外側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則( )

A.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)時(shí),向心力最大為
B.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的最大速度為
C.質(zhì)點(diǎn)由A到B過(guò)程中,軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力做正功
D.質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C、D兩點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力可能為0
【答案】B
【詳解】A.在B點(diǎn),對(duì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行分析,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受軌道彈力為0時(shí),向心力最大,該最大值為
故A錯(cuò)誤;
B.在A(yíng)點(diǎn),對(duì)質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行分析,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受軌道彈力為0時(shí),向心力最大,該最大值為
結(jié)合上述可知,若質(zhì)點(diǎn)能始終沿圓弧軌道外側(cè)做完整的圓周運(yùn)動(dòng),則質(zhì)點(diǎn)必需能夠順利通過(guò)B點(diǎn),當(dāng)在B點(diǎn),當(dāng)質(zhì)點(diǎn)所受軌道彈力為0時(shí),質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)的速度達(dá)到最大值,結(jié)合上述有
解得
當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)由該速度運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)的速度即為質(zhì)點(diǎn)在A(yíng)點(diǎn)的最大速度,則有
解得
故B正確;
C.質(zhì)點(diǎn)由A到B過(guò)程中,軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力方向始終與速度方向垂直,可知質(zhì)點(diǎn)由A到B過(guò)程中,軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力不做功,故C錯(cuò)誤;
D.根據(jù)上述,當(dāng)質(zhì)點(diǎn)在B點(diǎn)由最大速度運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)或者D點(diǎn)時(shí)有
解得
即該速度即為質(zhì)點(diǎn)在C點(diǎn)或者D點(diǎn)的最大速度,此速度對(duì)應(yīng)的向心力大小為
表明質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過(guò)C、D兩點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)質(zhì)點(diǎn)的支持力不可能為0,故D錯(cuò)誤。
故選B。
5.(22-23高一下·廣東茂名·期末)實(shí)驗(yàn)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)測(cè)量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?,?xì)線(xiàn)的上端固定在豎直鐵架臺(tái)的O點(diǎn),下端懸掛一個(gè)小球,將直徑為d的小球拉起一定的高度,讓一束水平激光恰好能與小球的底部相切,接著將小球由靜止釋放,當(dāng)小球通過(guò)固定在鐵架臺(tái)上的光電門(mén)時(shí),其球心正好能與光電門(mén)的中心重合,用刻度尺測(cè)量出激光束與光電門(mén)中心的高度為h,光電門(mén)的寬度為d,忽略空氣的阻力,則下列說(shuō)法正確的是( )

A.若小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t,則小球通過(guò)光電門(mén)的速度為
B.小球在擺動(dòng)的過(guò)程中系統(tǒng)的機(jī)械能不守恒
C.將小球從不同高度釋放,記錄h與相應(yīng)的t,以為縱軸、h為橫軸,則作出的圖像的表達(dá)式為
D.將小球從不同高度釋放,記錄h與相應(yīng)的t,以為縱軸、h為橫軸,當(dāng)作出的圖像的斜率為k,則當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹?br>【答案】C
【詳解】A.若小球通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為t,則小球通過(guò)光電門(mén)的速度為
故A錯(cuò)誤;
B.小球在擺動(dòng)的過(guò)程中只有重力做功,系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)機(jī)械能守恒
化簡(jiǎn)得
故C正確;
D.圖像的斜率為k,則

故D錯(cuò)誤。
故選C。
6.(22-23高一下·湖南懷化·期末)半徑分別為和的兩個(gè)半圓,分別組成如圖甲、乙所示的兩個(gè)光滑圓弧軌道,一小球從某一高度自由下落,分別從甲、乙所示開(kāi)口向上的半圓軌道的右側(cè)邊緣進(jìn)入軌道,都沿著軌道內(nèi)側(cè)運(yùn)動(dòng)并恰好能從開(kāi)口向下的半圓軌道的最高點(diǎn)通過(guò),重力加速度為。則下列說(shuō)法正確的是( )

A.甲圖中小球開(kāi)始下落的高度和乙圖中小球開(kāi)始下落的高度一樣
B.甲圖中小球通過(guò)最高點(diǎn)的速度等于圖乙中小球通過(guò)最高點(diǎn)的速度
C.甲圖中小球?qū)壍雷罡唿c(diǎn)的壓力大于乙圖中小球?qū)壍雷罡唿c(diǎn)的壓力
D.甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力比乙圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力小
【答案】D
【詳解】C.因?yàn)樾∏蚯『媚芡ㄟ^(guò)最高點(diǎn),則在最高點(diǎn)時(shí),軌道對(duì)兩小球的壓力均為零,根據(jù)牛頓第三定律可知,甲、乙兩圖中小球?qū)壍雷罡唿c(diǎn)的壓力均等于0,故C錯(cuò)誤;
AB.甲、乙兩圖中軌道最高點(diǎn)在同一水平線(xiàn)上,因?yàn)樾∏蚯『媚芡ㄟ^(guò)最高點(diǎn),則
解得
可知甲圖中小球通過(guò)最高點(diǎn)的速度小,根據(jù)動(dòng)能定理可得
故甲圖中小球釋放點(diǎn)到軌道最高點(diǎn)之間的距離Δh較小,即開(kāi)始下落的高度較小,故AB錯(cuò)誤;
D.在軌道最低點(diǎn),對(duì)小球受力分析并應(yīng)用牛頓第二定律得
解得
甲圖中h小、r大,結(jié)合牛頓第三定律知,甲圖中小球?qū)壍雷畹忘c(diǎn)的壓力小,故D正確。
故選D。
7.(22-23高一下·山東煙臺(tái)·期末)如圖所示,一半徑為R的豎直圓軌道固定在水平地面上,內(nèi)壁光滑,A為圓軌道的最低點(diǎn),一質(zhì)量為m,可視為質(zhì)點(diǎn)的小球,開(kāi)始時(shí)靜止于A(yíng)點(diǎn),現(xiàn)給小球一個(gè)沿著水平方向的初速度,重力加速度為g,則小球脫離圓軌道時(shí)距離A點(diǎn)的高度為( )

A.RB.C.D.
【答案】C
【詳解】設(shè)小球脫離軌道的位置與圓心的連線(xiàn)與豎直方向的夾角為θ,則
由機(jī)械能守恒定律
解得
則小球脫離圓軌道時(shí)距離A點(diǎn)的高度為
故選C。
8.(22-23高一下·山東泰安·期中)如圖所示,一質(zhì)量為m的小球分別在甲、乙兩種豎直固定軌道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)。若兩軌道內(nèi)壁均光滑、半徑均為R,重力加速度為g,小球可視為質(zhì)點(diǎn),空氣阻力不計(jì),則( )

A.小球通過(guò)甲、乙兩軌道最高點(diǎn)時(shí)的最小速度均為零
B.小球以最小速度通過(guò)甲軌道最高點(diǎn)時(shí)受到軌道彈力為
C.小球以速度通過(guò)乙管道最高點(diǎn)時(shí)受到軌道彈力為
D.小球通過(guò)甲管道最低點(diǎn)時(shí)的最小速度為
【答案】D
【詳解】AB.甲軌道,在最高點(diǎn),當(dāng)軌道給的彈力為零的時(shí)候,小球的速度最小,由重力提供向心力有
可得最小速度為,故AB錯(cuò)誤;
C.當(dāng)小球以速度通過(guò)乙管道最高點(diǎn)時(shí)有
代入速度可求得
可知,軌道給小球的彈力大小為,方向與重力方向相反,豎直向上,故C錯(cuò)誤;
D.在最高點(diǎn)最小速度為v=,根據(jù)機(jī)械能守恒
解得
故D正確。
故選D。
9.(22-23高一下·四川內(nèi)江·期末)如圖所示,勻質(zhì)鐵鏈質(zhì)量為m,長(zhǎng)度為L(zhǎng),現(xiàn)使其放在傾角為30°的光滑斜面上,其余部分豎直下垂。若由靜止釋放使鐵鏈自由運(yùn)動(dòng),則鐵鏈下滑至整條鐵鏈剛好全部離開(kāi)斜面時(shí),鐵鏈的速度為( )

A.B.C.D.
【答案】D
【詳解】把鐵鏈分成兩個(gè)部分,下一半鐵鏈重心下落的高度為
上一半鐵鏈重心下落的高度為
對(duì)整條鐵鏈從剛釋放到剛好全部離開(kāi)斜面由動(dòng)能定理得
解得
故選D。
10.(22-23高一下·上海浦東新·期末)如圖所示,柔軟的繩索放置在光滑水平桌面上,a、c為繩索端點(diǎn),b為繩索中點(diǎn),且恰好處于桌面邊緣。開(kāi)始時(shí)繩索在外力的作用下處于靜止?fàn)顟B(tài),由靜止釋放繩索后,繩索開(kāi)始滑動(dòng),直至剛離開(kāi)桌面,此過(guò)程中c點(diǎn)未落至地面。已知質(zhì)量分布均勻的繩索總質(zhì)量為m,總長(zhǎng)度為L(zhǎng)。整個(gè)過(guò)程中,繩索的( )

A.重力勢(shì)能減少了
B.末速度為
C.動(dòng)能增加了
D.機(jī)械能增加了
【答案】B
【詳解】以桌面為零勢(shì)能參考平面,整個(gè)過(guò)程中,繩索重力勢(shì)能減少了
整個(gè)過(guò)程中,繩索滿(mǎn)足機(jī)械能守恒,機(jī)械能保持不變,可知繩索動(dòng)能增加了
設(shè)繩索末速度大小為,則有
解得
故選B。
11.(22-23高一下·山東濟(jì)南·期末)如圖所示,有一條長(zhǎng)為的均勻金屬鏈條,有在光滑的足夠高的斜面上,另豎直下垂在空中,在外力作用下靜止不動(dòng)。斜面頂端P是一個(gè)很小的光滑圓弧,斜面傾角為。忽略空氣阻力,g取。當(dāng)撤去外力后鏈條滑動(dòng),則鏈條剛好全部越過(guò)P時(shí)的速率為( )

A.B.C.D.
【答案】B
【詳解】設(shè)鏈條質(zhì)量為m,斜面部分質(zhì)量為,該部分鏈條沿斜面方向的重力分力為
豎直下垂部分鏈條的質(zhì)量為,其重力為

可知鏈條沿著斜面下滑,鏈條沿斜面下滑的過(guò)程只有重力做功,機(jī)械能守恒,以P點(diǎn)所在平面為零勢(shì)能面,則
解得鏈條剛好全部越過(guò)P時(shí)的速率
故選B。
12.(22-23高一下·湖南湘西·期末)一質(zhì)量為m的物體以某一速度沖上一個(gè)傾角為37°的斜面,其運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度的大小為g。這個(gè)物體沿斜面上升的最大高度為H,則在這個(gè)過(guò)程中( )

A.物體的重力勢(shì)能增加了0.75mgHB.物體的動(dòng)能損失了mgH
C.物體克服阻力做的功為mgHD.物體的機(jī)械能損失了0.5mgH
【答案】C
【詳解】A.上升過(guò)程中重力做功mgH,所以重力勢(shì)能增加mgH,故A錯(cuò)誤;
B.由牛頓第二定律可知,物體所受合外力為
由動(dòng)能定理可知,物體動(dòng)能變化量為
則動(dòng)能損失了,故B錯(cuò)誤;
CD.由動(dòng)能定理
解得物體克服阻力做的功為
由功能關(guān)系可知,機(jī)械能損失了,故C正確,D錯(cuò)誤。
故選C。
13.(22-23高一下·黑龍江雙鴨山·期末)質(zhì)量為m的物體從靜止出發(fā)以的加速度豎直下降,下列說(shuō)法中不正確的( )
A.物體的克服空氣阻力做功B.物體的重力勢(shì)能減少
C.物體的動(dòng)能增加D.機(jī)械能減少
【答案】B
【詳解】AD.設(shè)物體受到的阻力為,根據(jù)牛頓第二定律可得
解得
物體的克服空氣阻力做功為
機(jī)械能減少
故AD正確;
B.物體豎直下降過(guò)程,重力做功為
則重力勢(shì)能變化
即物體的重力勢(shì)能減少,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)動(dòng)能定理,物體的動(dòng)能增加
C正確。
本題選不正確的,故選B。
14.(22-23高一下·四川成都·期末)如圖,某次戰(zhàn)斗演習(xí)中,一士兵操控?zé)o人機(jī)從空中投擲一枚炸彈,并擊中對(duì)方坦克。已知炸彈在飛行過(guò)程中,重力對(duì)它做的功為300J,克服空氣阻力做的功為60J。則在該過(guò)程中( )

A.炸彈的重力勢(shì)能增加了300J
B.合力對(duì)炸彈做的功為360J
C.炸彈的機(jī)械能減少了60J
D.炸彈的動(dòng)能增加了300J
【答案】C
【詳解】A.投彈過(guò)程中,重力對(duì)炸彈做正功,根據(jù)
可知炸彈的重力勢(shì)能減小,即炸彈的重力勢(shì)能減小了300J,故A錯(cuò)誤;
BD.根據(jù)題意可知,投彈過(guò)程中,重力做正功,阻力做負(fù)功,而合力所做的功等于各個(gè)力所做功的代數(shù)和,由此可得合力所做的功為
而根據(jù)動(dòng)能定理,合外力所做的功等于動(dòng)能的變化量,可知,炸彈的動(dòng)能增加了240J,故BD錯(cuò)誤;
C.若只有重力做功,則機(jī)械能守恒,除重力以外的力若做正功,機(jī)械能增加,若做負(fù)功,機(jī)械能減小,投彈過(guò)程中,除了重力做功外,還有阻力做負(fù)功,因此可知機(jī)械能的減少量為
故C正確。
故選C。
二、多選題
15.(22-23高一下·重慶九龍坡·期末)如圖所示,質(zhì)量為的金屬環(huán)和質(zhì)量為的物塊通過(guò)光滑鉸鏈用長(zhǎng)為的輕質(zhì)細(xì)桿連接,金屬環(huán)套在固定于水平地面上的豎直桿上,物塊放在水平地面上,原長(zhǎng)為的輕彈簧水平放置,右端與物塊相連,左端固定在豎直桿上點(diǎn),此時(shí)輕質(zhì)細(xì)桿與豎直方向夾角?,F(xiàn)將金屬環(huán)由靜止釋放,下降到最低點(diǎn)時(shí)變?yōu)?0°。不計(jì)一切阻力,重力加速度為,則在金屬環(huán)下降的過(guò)程中,下列說(shuō)法中正確的是( )

A.金屬環(huán)和物塊組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒
B.金屬環(huán)的機(jī)械能一直減小
C.達(dá)到最大動(dòng)能時(shí),對(duì)地面的壓力大小為
D.彈簧彈性勢(shì)能最大值為2()mgL
【答案】BD
【詳解】A.在金屬環(huán)下滑的過(guò)程中,彈簧逐漸伸長(zhǎng),對(duì)金屬環(huán)和物塊組成的系統(tǒng),彈簧彈力對(duì)其做負(fù)功,系統(tǒng)機(jī)械能減小,故A錯(cuò)誤;
B.對(duì)金屬環(huán)和物塊及彈簧組成的系統(tǒng),機(jī)械能守恒。在金屬環(huán)下滑的過(guò)程中,物塊的動(dòng)能先增大,說(shuō)明A受到桿的力方向斜向上方,桿的力對(duì)金屬環(huán)做負(fù)功,的機(jī)械能減小,A的動(dòng)能先增大后減小,說(shuō)明后來(lái)?xiàng)U對(duì)A在豎直方向上的分力大于A(yíng)的重力,做減速運(yùn)動(dòng),所以桿給A的力還是斜上方,即桿的力對(duì)A還是做負(fù)功,故金屬環(huán)的機(jī)械能一直減小,故B正確;
C.達(dá)到最大動(dòng)能時(shí),A的加速度為零,則金屬環(huán)和物塊組成的系統(tǒng)在豎直方向加速度為零,對(duì)系統(tǒng)受力分析可得,此時(shí)物塊受到的地面支持力大小等于金屬環(huán)和物塊的總重力
故對(duì)地面的壓力大小為,故C錯(cuò)誤;
D.當(dāng)金屬環(huán)下滑到最低點(diǎn)時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大,對(duì)金屬環(huán)和物塊及彈簧組成的系統(tǒng),根據(jù)機(jī)械能守恒,彈簧彈性勢(shì)能最大值為
故D正確。
故選BD。
16.(22-23高一下·海南省直轄縣級(jí)單位·期末)如圖,質(zhì)量分別為m和2m的兩個(gè)小球P和Q,中間用輕質(zhì)桿固定連接,桿長(zhǎng)為l,在離P球處有一個(gè)光滑固定轉(zhuǎn)軸O,如圖所示。現(xiàn)在把桿置于水平位置后自由釋放,Q球順時(shí)針擺動(dòng)到最低位置,已知重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是( )

A.P與Q在擺動(dòng)過(guò)程中,線(xiàn)速度大小之比為
B.P、Q和輕桿所組成的系統(tǒng),機(jī)械能不守恒
C.小球Q在最低位置的速度大小為
D.在此過(guò)程中,輕桿對(duì)小球P做功為
【答案】AD
【詳解】A.小球P、Q同軸轉(zhuǎn)動(dòng),角速度相等,根據(jù)幾何關(guān)系可知轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大小之比為,根據(jù)可知P與Q在擺動(dòng)過(guò)程中,線(xiàn)速度大小之比為,故A正確;
B.P、Q和輕桿所組成的系統(tǒng),只有重力做功,系統(tǒng)機(jī)械能守恒,故B錯(cuò)誤;
C.根據(jù)機(jī)械能守恒

小球Q在最低位置的速度大小為
故C錯(cuò)誤;
D.在此過(guò)程中,輕桿對(duì)小球P做功轉(zhuǎn)化為小球P增加的機(jī)械能為
聯(lián)立解得
故D正確。
故選AD。
17.(22-23高一下·河南周口·期末)如圖所示,傾角為37°的光滑斜面與光滑的水平面在B點(diǎn)連接,質(zhì)量均為m的小球甲、乙(視為質(zhì)點(diǎn))用輕質(zhì)硬桿連接,乙放置在水平面上,甲從斜面上甲的A點(diǎn)由靜止釋放,已知A點(diǎn)與水平面的高度差為h,甲在下落的過(guò)程中,乙始終在水平面上,、,重力加速度為g,下列說(shuō)法正確的是( )

A.甲在下落的過(guò)程中,乙的動(dòng)能增加量等于甲的重力勢(shì)能減少量
B.甲在下落的過(guò)程中,桿對(duì)乙做的功大小等于桿對(duì)甲做的功
C.甲剛到達(dá)B點(diǎn)還未與地面接觸時(shí),甲、乙的速度之比為
D.甲剛到達(dá)B點(diǎn)還未與地面接觸時(shí),乙的動(dòng)能為
【答案】BCD
【詳解】A.由能量守恒,甲在下落的過(guò)程中,甲的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為甲與乙的總動(dòng)能,故A錯(cuò)誤;
BC.甲、乙組成的系統(tǒng)在下落過(guò)程中機(jī)械能守恒,即甲機(jī)械能的減少量等于乙機(jī)械能的增加量,故桿對(duì)甲、乙做功大小相等,則分解,由關(guān)聯(lián)速度的關(guān)系可得乙的速度
則甲、乙的速度之比為
故BC正確;
D.甲在下落的過(guò)程中,由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒可得
乙的動(dòng)能為
綜合可得
故D正確。
故選BCD。
18.(22-23高一下·廣西玉林·期末)運(yùn)動(dòng)員對(duì)著豎直墻壁練習(xí)打網(wǎng)球,某次斜向上擊球,球沿水平方向撞擊墻壁后反彈下落,落地點(diǎn)正好在發(fā)球點(diǎn)正下方,球在空中運(yùn)動(dòng)的軌跡如圖所示,不計(jì)空氣阻力。關(guān)于球離開(kāi)球拍到第一次落地的過(guò)程,下列說(shuō)法正確的是( )

A.球上升過(guò)程滿(mǎn)足機(jī)械能守恒B.球撞擊墻壁過(guò)程沒(méi)有機(jī)械能損失
C.球上升和下降過(guò)程水平位移大小相等D.球上升和下降過(guò)程所用的時(shí)間相等
【答案】AC
【詳解】A.不計(jì)空氣阻力,球上升過(guò)程只受重力作用,機(jī)械能守恒,故A正確;
B.若反彈的速度大小與碰撞墻時(shí)的速度大小相等,則乒乓球原路返回,根據(jù)圖像可知,沒(méi)有按原路返回,乒乓球與墻碰撞過(guò)程中有能量損失,使得碰撞后速度減小,故B錯(cuò)誤;
C.落地點(diǎn)正好在發(fā)球點(diǎn)正下方,水平位移大小相等,故C正確;
D.逆向思維,斜向上拋運(yùn)動(dòng)可視為反向的平拋運(yùn)動(dòng),根據(jù)
可得
由于兩種情況下豎直方向運(yùn)動(dòng)的高度不同,則運(yùn)動(dòng)時(shí)間不相等,反彈后運(yùn)動(dòng)的時(shí)間較長(zhǎng),故D錯(cuò)誤。
故選AC。
19.(22-23高一下·山東威?!て谀┤鐖D所示,一輕繩跨過(guò)固定的光滑輕質(zhì)定滑輪,一端連接重物,另一端連接小環(huán),小環(huán)穿在豎直固定的光滑細(xì)桿上,重物的質(zhì)量為小環(huán)的2倍。剛開(kāi)始小環(huán)位于桿上A處,A與定滑輪等高且與定滑輪間的距離為d,重物與定滑輪始終沒(méi)有接觸。現(xiàn)將小環(huán)從A由靜止釋放,下列說(shuō)法正確的是( )

A.小環(huán)下降時(shí),重物與小環(huán)的速率之比為
B.小環(huán)下降時(shí),重物與小環(huán)的速率之比為
C.重物能夠上升的最大高度為
D.重物能夠上升的最大高度為
【答案】AC
【詳解】AB.由幾何關(guān)系可知,小環(huán)下降時(shí),細(xì)線(xiàn)與豎直方向的夾角為60°,則
即重物與小環(huán)的速率之比為,選項(xiàng)A正確,B錯(cuò)誤;
CD.當(dāng)重物上升到最大高度時(shí)由能量關(guān)系
解得
選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
故選AC。
20.(22-23高一下·福建福州·期末)如圖所示,輕繩的一端系一質(zhì)量為m的金屬環(huán),另一端繞過(guò)定滑輪懸掛一質(zhì)量為5m的重物。金屬環(huán)套在固定的豎直光滑直桿上,定滑輪與豎直桿之間的距離OQ=d,金屬環(huán)從圖中P點(diǎn)由靜止釋放,OP與直桿之間的夾角,不計(jì)一切摩擦,重力加速度為g,則( )

A.金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中,重物所受重力的瞬時(shí)功率一直增大
B.金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中,繩子拉力對(duì)重物做的功為
C.金屬環(huán)在Q點(diǎn)的速度大小為
D.若金屬環(huán)最高能上升到N點(diǎn),則ON與直桿之間的夾角
【答案】BC
【詳解】A.剛開(kāi)始,重物的速度為零,重物所受重力的瞬時(shí)功率為零,當(dāng)環(huán)上升到Q時(shí),由于環(huán)的速度向上與繩垂直,重物的速度為零,此時(shí)重物所受重力的瞬時(shí)功率為零,故金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中,重物所受重力的瞬時(shí)功率先增大后減小,故A錯(cuò)誤;
B.金屬環(huán)從P上升到Q的過(guò)程中,對(duì)重物由動(dòng)能定理可得
解得繩子拉力對(duì)重物做的功為
故B正確;
C.設(shè)金屬環(huán)在Q點(diǎn)的速度大小為v,對(duì)環(huán)和重物整體,由機(jī)械能守恒定可得
解得
故C正確;
D.若金屬環(huán)最高能上升到N點(diǎn),則在整個(gè)過(guò)程中,對(duì)環(huán)和重物整體,由機(jī)械能守恒定律可得
解得ON與直桿之間的夾角為
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
21.(22-23高一下·湖南長(zhǎng)沙·期末)如圖所示,將一根光滑的硬質(zhì)金屬導(dǎo)線(xiàn)制成四分之一圓弧軌道AB后固定在豎直平面內(nèi),為軌道的圓心,水平。質(zhì)量為m的細(xì)圓環(huán)P套在軌道上,足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)細(xì)繩繞過(guò)光滑的細(xì)小定滑輪、分別連接圓環(huán)P與另一質(zhì)量也為m的小球Q,為一邊長(zhǎng)為R的正方形。若將細(xì)圓環(huán)P從圓弧軌道的最高點(diǎn)A由靜止釋放,圓環(huán)P在細(xì)繩拉動(dòng)下將沿軌道運(yùn)動(dòng)。已知重力加速度為g,空氣阻力忽略不計(jì),則細(xì)圓環(huán)P下滑至B點(diǎn)的過(guò)程中,下列說(shuō)法正確的是( )

A.小球Q的機(jī)械能先增加后減少
B.細(xì)圓環(huán)P的機(jī)械能先增加后減少
C.小球Q的速度為零時(shí),細(xì)圓環(huán)P的速度大小為
D.細(xì)圓環(huán)P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),圓弧軌道對(duì)圓環(huán)P的彈力大小為2mg
【答案】BC
【詳解】A.在細(xì)圓環(huán)P下滑至B點(diǎn)的過(guò)程中,小球Q先向下運(yùn)動(dòng),后向上運(yùn)動(dòng),細(xì)繩拉力對(duì)Q先做負(fù)功后做正功,因此小球Q的機(jī)械能先減少后增加,故A錯(cuò)誤;
B.細(xì)繩拉力對(duì)細(xì)圓環(huán)P先做正功后做負(fù)功,因此細(xì)圓環(huán)P的機(jī)械能先增加后減少,故B正確;
C.根據(jù)速度的合成與分解可知,細(xì)圓環(huán)P的速度沿細(xì)繩方向的分量大小等于Q的速度大小,當(dāng)小球Q的速度為零時(shí),細(xì)圓環(huán)P的速度方向與細(xì)繩垂直,根據(jù)幾何關(guān)系可知,此時(shí)細(xì)繩與水平方向的夾角為45°,根據(jù)機(jī)械能守恒定律有
解得
故C正確;
D.細(xì)圓環(huán)P運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí),P、Q的速度大小相等,設(shè)為v,根據(jù)機(jī)械能守恒定律可得
在B點(diǎn),對(duì)細(xì)圓環(huán)P有
解得圓弧軌道對(duì)圓環(huán)P的彈力大小
故D錯(cuò)誤。
故選BC。
22.(22-23高一下·福建泉州·期末)如圖所示,質(zhì)量為m的圓環(huán)套在足夠長(zhǎng)光滑豎直桿上,質(zhì)量為M=2.5m的木塊放在傾角為30°的足夠長(zhǎng)光滑固定斜面上,圓環(huán)與木塊用輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)通過(guò)光滑定滑輪連接,圖中滑輪與木塊間的細(xì)線(xiàn)與斜面平行,滑輪與a位置等高且水平距離L=3m。現(xiàn)讓圓環(huán)從a位置由靜止釋放運(yùn)動(dòng)到b位置。已知a、b兩位置的高度差為H=4m,不計(jì)空氣阻力,重力加速度g。下列判斷正確的是( )

A.剛釋放圓環(huán)的瞬間,圓環(huán)的加速度大于g
B.當(dāng)圓環(huán)到達(dá)b位置時(shí),圓環(huán)與木塊的速度大小之比為5∶4
C.圓環(huán)在從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,圓環(huán)與物塊的平均速度大小之比為2∶1
D.圓環(huán)在從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,減少的重力勢(shì)能等于木塊增加的機(jī)械能
【答案】BC
【詳解】A.對(duì)圓環(huán)進(jìn)行分析,剛釋放圓環(huán)的瞬間,圓環(huán)在豎直方向僅僅受到重力作用,可知,此時(shí)圓環(huán)的加速度等于g,故A錯(cuò)誤;
B.當(dāng)圓環(huán)到達(dá)b位置時(shí),令細(xì)線(xiàn)與桿之間夾角為,則有
解得
令圓環(huán)與木塊的速度分別為,,則有
解得
故B正確;
C.圓環(huán)在從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,對(duì)圓環(huán)有
對(duì)木塊有
解得
故C正確;
D.圓環(huán)在從a運(yùn)動(dòng)到b的過(guò)程中,圓環(huán)與木塊構(gòu)成的系統(tǒng)的機(jī)械能守恒,可知圓環(huán)減少的重力勢(shì)能等于木塊增加的機(jī)械能與圓環(huán)增加的動(dòng)能之和,故D錯(cuò)誤。
故選BC。
23.(22-23高一下·山東淄博·期末)如圖所示,輕質(zhì)動(dòng)滑輪下方懸掛重物A,輕質(zhì)定滑輪下方懸掛重物B,懸掛滑輪的輕質(zhì)細(xì)線(xiàn)豎直。開(kāi)始時(shí),重物A、B處于靜止?fàn)顟B(tài),釋放后A、B開(kāi)始運(yùn)動(dòng)。已知A的質(zhì)量為,B的質(zhì)量為,輕繩足夠長(zhǎng)。假設(shè)摩擦阻力和空氣阻力均忽略不計(jì),重力加速度為,下列說(shuō)法正確的是( )

A.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中A的加速度大小為
B.運(yùn)動(dòng)過(guò)程中B的加速度大小為
C.當(dāng)B下降高度時(shí),A的速度大小為
D.當(dāng)B下降高度時(shí),B的速度大小為
【答案】BD
【詳解】AB.設(shè)繩子拉力為,B的加速度大小為,由于滑輪組之間的關(guān)系可知,A的加速度大小為,根據(jù)牛頓第二定律有
解得
故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.由于滑輪組之間的關(guān)系可知
根據(jù)機(jī)械能守恒有
解得
,
故C錯(cuò)誤;D正確。
故選BD。
24.(22-23高一下·四川遂寧·期末)質(zhì)量分別為2kg、3kg的物塊A和B,系在一根不可伸長(zhǎng)的輕繩兩端,細(xì)繩跨過(guò)固定在傾角為37°的斜面頂端的輕質(zhì)定滑輪上,此時(shí)物體A離地面的高度為m,如圖所示,斜面光滑且足夠長(zhǎng),始終保持靜止,g取10m/s2,(sin37°=0.6,cs37°=0.8)下列說(shuō)法正確的是( )

A.物體A落地的速度為2m/s
B.物體A落地的速度為1 m/s
C.物體B沿斜面上滑的最大距離為m
D.物體B沿斜面上滑的最大距離為m
【答案】BD
【詳解】AB.把AB看成整體,所以整體機(jī)械能守恒
代入數(shù)據(jù),得
故A錯(cuò)誤,B正確;
CD.A物體落地前B物體滑行的距離為,A物體落地后,B物體受的合力為,加速度為,則
代入數(shù)據(jù)解得
物體B沿斜面上滑的最大距離為
故C錯(cuò)誤,D正確。
故選BD。
25.(22-23高一下·重慶渝北·期末)在水平面上有一質(zhì)量為2m的長(zhǎng)方體物塊B,B的右上端固定一個(gè)輕質(zhì)定滑輪,一根不可伸長(zhǎng)的輕繩通過(guò)定滑輪與質(zhì)量為m的光滑小滑塊A相連,輕繩水平,A剛好與B的右邊相接觸且能相對(duì)于右邊豎直下滑,開(kāi)始時(shí)A到水平面的高度為h?,F(xiàn)將A由靜止釋放,已知重力加速度為g。下列說(shuō)法正確的是( )

A.若水平面粗糙,釋放A后A、B仍靜止,水平面對(duì)B的摩擦力大小f=mg
B.若水平面光滑,當(dāng)A剛接觸地面時(shí),A整個(gè)運(yùn)動(dòng)中的位移大小x=h
C.若水平面光滑,當(dāng)A剛接觸地面時(shí),A的速度大小與B的速度大小的關(guān)系vA=vBcs45°
D.若水平面光滑,當(dāng)A剛接觸地面時(shí),B的速度大小
【答案】AD
【詳解】A.若水平面粗糙,釋放A后A、B仍靜止,則繩的拉力等于重物A的重力,所以
對(duì)B研究,水平面對(duì)B的摩擦力大小為
故A正確;
B.若水平面光滑,當(dāng)A剛接觸地面時(shí),A水平、豎直位移均為h,所以A整個(gè)運(yùn)動(dòng)中的位移大小為
故B錯(cuò)誤;
C.若水平面光滑,當(dāng)A剛接觸地面時(shí),A的速度大小與B的速度大小的關(guān)系為
故C錯(cuò)誤;
D.若水平面光滑,從A開(kāi)始下落到剛接觸地面時(shí),根據(jù)機(jī)械能守恒定律,有
解得
故D正確。
故選AD。
三、解答題
26.(22-23高一下·陜西寶雞·期末)如圖所示,光滑水平面與豎直半圓形導(dǎo)軌在B點(diǎn)銜接,內(nèi)壁粗糙的半圓形導(dǎo)軌半徑R=0.1m。將質(zhì)量m=1kg的物塊壓縮輕彈簧至A處,物塊被釋放后離開(kāi)彈簧時(shí)獲得一個(gè)向右的速度在水平面上運(yùn)動(dòng),當(dāng)它經(jīng)過(guò)B點(diǎn)進(jìn)入半圓形導(dǎo)軌的瞬間對(duì)導(dǎo)軌的壓力大小為其重力的10倍,之后物塊恰能到達(dá)導(dǎo)軌的最高點(diǎn)C,最終落在水平面上某處(未與彈簧相碰),已知g=10m/s2,不計(jì)空氣阻力。試求:
(1)彈簧壓縮到A點(diǎn)時(shí)的彈性勢(shì)能;
(2)物體從B至C過(guò)程,物塊與軌道間產(chǎn)生的內(nèi)能;
(3)物塊落在水平面時(shí)的位置距B點(diǎn)的距離。

【答案】(1)4.5J;(2)2J;(3)0.2m
【詳解】(1)由題意可知在B點(diǎn),軌道對(duì)物塊的支持力為10mg,根據(jù)牛頓第二定律得
根據(jù)動(dòng)能定理得
根據(jù)功能關(guān)系

聯(lián)立解得
(2)在C點(diǎn),由牛頓第二定律得
從B點(diǎn)到C點(diǎn),由動(dòng)能定理可得
聯(lián)立解得
(3)從C點(diǎn)飛出后,由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式


解得
27.(22-23高一下·北京東城·期末)圖甲所示的蹦極運(yùn)動(dòng)是一種非常刺激的娛樂(lè)項(xiàng)目。為了研究蹦極過(guò)程,做以下簡(jiǎn)化:將游客視為質(zhì)點(diǎn),他的運(yùn)動(dòng)沿豎直方向,忽略彈性繩的質(zhì)量。如圖乙所示,某次蹦極時(shí),游客從蹦極平臺(tái)由靜止開(kāi)始下落,到a點(diǎn)時(shí)彈性繩恰好伸直,游客繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng),能到達(dá)的最低位置為b點(diǎn),整個(gè)過(guò)程中彈性繩始終在彈性限度內(nèi),彈性繩的彈力大小,其中x為彈性繩的形變量,且游客從離開(kāi)蹦極平臺(tái)第一次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)的過(guò)程中,機(jī)械能損失可忽略。已知該游客的質(zhì)量,,彈性繩的原長(zhǎng)。取重力加速度。
(1)求游客第一次到達(dá)a點(diǎn)時(shí)的速度大小v;
(2)求游客下落過(guò)程中速度第一次達(dá)到最大值時(shí)彈性繩的形變量;
(3)國(guó)家有關(guān)部門(mén)規(guī)定蹦極所需的彈性繩最大伸長(zhǎng)量應(yīng)不超過(guò)原長(zhǎng)的4倍。已知彈性繩的形變量為x時(shí),它的彈性勢(shì)能。請(qǐng)你判斷該游客使用的這根彈性繩是否符合規(guī)定,并簡(jiǎn)述理由。

【答案】(1);(2)11.25m;(3)符合規(guī)定,彈性繩的伸長(zhǎng)量小于原長(zhǎng)的4倍
【詳解】(1)游客從蹦極平臺(tái)到a點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中,由機(jī)械能守恒定律可得
代入數(shù)據(jù)解得
(2)游客速度第一次達(dá)到最大時(shí),游客受力的合力是零,可知
代入數(shù)據(jù)解得
(3)設(shè)質(zhì)量為m0的游客運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),彈性繩的伸長(zhǎng)量恰好為原長(zhǎng)的4倍,即彈性繩的長(zhǎng)度為5l0,由機(jī)械能守恒定律可得
代入數(shù)據(jù)解得
由以上計(jì)算可知,當(dāng)游客的質(zhì)量為128kg時(shí),從蹦極平臺(tái)由靜止開(kāi)始下落,下落到最低點(diǎn)時(shí),彈性繩的伸長(zhǎng)量恰好為4l0,符合國(guó)家有關(guān)部門(mén)規(guī)定,因此質(zhì)量是90kg的游客,在最低點(diǎn)時(shí),彈性繩的伸長(zhǎng)量小于原長(zhǎng)的4倍,因此該游客使用的這根彈性繩是符合規(guī)定的。
28.(22-23高一下·天津和平·期末)如圖所示, 傾角為30°的足夠長(zhǎng)光滑斜面固定在水平地面上, 一輕繩繞過(guò)兩個(gè)光滑的輕質(zhì)滑輪連接著固定點(diǎn)P和物體B,兩滑輪之間的輕繩始終與斜面平行,物體A 與動(dòng)滑輪連接,開(kāi)始時(shí), 物體A、B處于靜止?fàn)顟B(tài), 求:
(1) 若靜止釋放后物體B開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng),需要滿(mǎn)足什么條件?
(2)若A、B兩物體質(zhì)量相等均為m,靜止釋放后, 物體A 的位移為L(zhǎng)時(shí),重力加速度為g,求
①物體A 的速度大小vA;
②物體A 的機(jī)械能相比靜止時(shí)的變化量

【答案】(1);(2)①;②
【詳解】(1)若靜止釋放后物體B開(kāi)始豎直向下運(yùn)動(dòng),則A沿斜面向上運(yùn)動(dòng),設(shè)繩子的拉力為T(mén),由牛頓第二定律可得:對(duì)B有
對(duì)A有
解得
解得
(2)①若A、B兩物體質(zhì)量相等均為m,靜止釋放后,物體A的位移為L(zhǎng)時(shí),物體B的位移為2L,物體A的速度為vA,物體B的速度為
由系統(tǒng)機(jī)械能守恒可得
解得
②物體A的機(jī)械能相比靜止時(shí)的變化量為
解得
29.(22-23高一下·云南麗江·期末)固定在豎直平面內(nèi)的一個(gè)半圓形光滑軌道,軌道半徑為R,軌道兩端在同一水平面上,其中一端有一小定滑輪(其大小可以忽略),兩小物體質(zhì)量分別為m1和m2,用輕細(xì)繩跨過(guò)滑輪連接在一起,如圖所示,若要求小物體m1從光滑半圓軌道上端沿軌道由靜止開(kāi)始下滑,問(wèn):
(1)小物體m1滿(mǎn)足什么條件可以使它下滑到軌道最低點(diǎn)C?
(2)小物體m1下滑到C點(diǎn)時(shí)速度多大?

【答案】(1)m1≥m2;(2)
【詳解】(1)m1與m2組成的系統(tǒng)除了重力以外沒(méi)有其他力做功,故系統(tǒng)機(jī)械能守恒,m1恰能到達(dá)最低點(diǎn)時(shí),則有
m1gR=m2gR

m1=m2
所以要使得能達(dá)到最低點(diǎn),必須滿(mǎn)足
m1≥m2.
(2)設(shè)m1下滑到C點(diǎn)時(shí)的速度為v1,m2的速度為v2,根據(jù)系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得
m1gR-m2gR=m1v12+m2v22,
又由速度關(guān)系
v1cs 45°=v2
聯(lián)立得
30.(22-23高一下·山東東營(yíng)·期末)如圖所示,與水平面夾角θ=30°的傳送帶正以 v=2m/s 的速度順時(shí)針勻速運(yùn)行, A 、B 兩端相距l(xiāng)=12m 。 現(xiàn)每隔1s 把質(zhì)量m=1kg 的工件(視為質(zhì)點(diǎn))輕放在傳送帶A端,在傳送帶的帶動(dòng)下,工件向上運(yùn)動(dòng),工件與傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù) ,取重力加速度g=10m/s2 。求:
(1)每個(gè)工件經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間后與傳送帶共速;
(2)每個(gè)工件與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量;
(3)傳送帶持續(xù)運(yùn)送工件與空載相比,電動(dòng)機(jī)增加的平均功率。

【答案】(1)0.8s;(2)6J;(3)68W
【詳解】(1) 對(duì)工件受力分析,根據(jù)牛頓第二定律得

經(jīng)過(guò)t1時(shí)間工件與傳送帶速度相等,則勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)間為
(2)工件加速至與傳送帶速度相等時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離為
傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移
工件相對(duì)于傳送帶運(yùn)動(dòng)的位移
工件與傳送帶摩擦產(chǎn)生的熱量
解得
(3)傳送帶持續(xù)傳送工件時(shí)每經(jīng)過(guò) 1s 落一個(gè)物塊,故以 1s 為周期,傳送帶多做的功為
故電機(jī)增加的平均功率

31.(22-23高一下·廣西·期末)某地有一風(fēng)力發(fā)電機(jī),它的葉片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可形成半徑為R = 30m的圓面。某時(shí)間內(nèi)該地區(qū)的風(fēng)速v = 3m/s,風(fēng)向恰好跟葉片轉(zhuǎn)動(dòng)形成的圓面垂直,已知空氣的密度ρ = 1.2kg/m3,若該風(fēng)力發(fā)電機(jī)能將此圓內(nèi)10%的空氣動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。π取3.14,求:
(1)單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的體積V;
(2)單位時(shí)間內(nèi)沖擊風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片圓面的氣流的動(dòng)能Ek;
(3)此風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率P。

【答案】(1)8478m3;(2)45781.2J;(3)4578.12W
【詳解】(1)每秒沖擊風(fēng)車(chē)車(chē)葉的氣體體積為
V = SL = Svt = πR2vt = π × 900 × 3 × 1m3= 8478m3
(2)這此氣流的質(zhì)量
m = ρV = 1.2 × 8478kg = 10173.6kg
氣流的動(dòng)能
(3)每秒風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為的電能
E電 = ηEk= 10% × 45781.2J ≈ 4578.12J
則此風(fēng)力發(fā)電機(jī)發(fā)電的功率為
32.(22-23高一下·浙江衢州·期末)如圖所示為一彈射游戲裝置,由安裝在水平軌道AB左側(cè)的彈射器、半圓軌道CDE、水平軌道EF、四分之一圓弧軌道FO4、IO2、對(duì)稱(chēng)圓弧軌道GO4、HO2等組成。CDE半徑r1=0.9m,EF長(zhǎng)度L=4.5m,F(xiàn)O4、IO2半徑r2=0.6m,GO4、HO2半徑r3=0.3m、圓心角θ=37°。C點(diǎn)略高于B點(diǎn)且在同一豎直線(xiàn)上,其余各段軌道平滑連接。可視為質(zhì)點(diǎn)的滑塊質(zhì)量m=1kg,鎖定在彈射器上的A點(diǎn),解除鎖定后滑塊在水平軌道AB上運(yùn)動(dòng)了l=0.2m,從B點(diǎn)貼著C點(diǎn)進(jìn)入半圓軌道,滑塊在C點(diǎn)對(duì)半圓軌道的壓力恰好為零。除水平軌道AB、EF外其余軌道均光滑,滑塊與水平軌道AB間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ1=0.2,sin37=0.6,cs37=0.8。求:
(1)彈射器的彈性勢(shì)能Ep;
(2)若滑塊從G點(diǎn)飛出后從H點(diǎn)進(jìn)入軌道,滑塊在G點(diǎn)速度vG的大?。?br>(3)若滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不脫離軌道且經(jīng)過(guò)了F點(diǎn),滑塊與水平軌道EF的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的范圍。

【答案】(1);(2);(3)
【詳解】(1)對(duì)滑塊在C點(diǎn),有
解得
對(duì)滑塊從A點(diǎn)到C點(diǎn)過(guò)程中,有
解得
(2)對(duì)滑塊從G點(diǎn)到H點(diǎn)過(guò)程,有
解得
(3)情景1.若滑塊剛好到F點(diǎn)速度為0,對(duì)滑塊從C點(diǎn)到F點(diǎn)的過(guò)程,有
解得
情景2.若滑塊剛好點(diǎn)速度為0,對(duì)滑塊從C點(diǎn)到點(diǎn)過(guò)程,有
解得
綜上所述,若滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中最終不脫離軌道且經(jīng)過(guò)了F點(diǎn),滑塊與水平軌道EF的動(dòng)摩擦因數(shù)μ的范圍
33.(22-23高一下·福建龍巖·期中)如圖所示,從A點(diǎn)以某一水平速度拋出一質(zhì)量的物塊(可視為質(zhì)點(diǎn))。當(dāng)物塊運(yùn)動(dòng)至B點(diǎn)時(shí),恰好沿切線(xiàn)方向進(jìn)入圓心角的光滑圓弧軌道BC,且在圓弧軌道上做變速運(yùn)動(dòng),經(jīng)圓弧軌道后滑上與C點(diǎn)等高且靜止在粗糙水平地面上的長(zhǎng)木板上,圓弧軌道C端的切線(xiàn)水平。已知長(zhǎng)木板的質(zhì)量,A到C點(diǎn)的豎直高度,圓弧半徑,B到C點(diǎn)的豎直高度為h,物塊與長(zhǎng)木板間的動(dòng)摩擦因數(shù),長(zhǎng)木板與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。物塊始終未滑出長(zhǎng)木板,不計(jì)空氣阻力,取重力加速度大小,,。求:
(1)物塊被拋出時(shí)的初速度大小;
(2)物塊到達(dá)C點(diǎn)時(shí)的速度大??;
(3)在物塊相對(duì)長(zhǎng)木板運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中,物塊與長(zhǎng)木板之間產(chǎn)生的內(nèi)能。
【答案】(1);(2);(3)J
【詳解】(1)根據(jù)題圖中幾何關(guān)系知物塊下落的高度
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)豎直方向速度-位移關(guān)系有
根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)豎直速度與水平速度關(guān)系有
解得
(2)物塊進(jìn)入圓弧軌道后,根據(jù)動(dòng)能定理有
物塊滑入B點(diǎn)時(shí)的速度
解得
(3)對(duì)物塊受力分析有
對(duì)長(zhǎng)木板受力分析有
根據(jù)速度-時(shí)間關(guān)系有
物塊與長(zhǎng)木板共速
根據(jù)速度-位移關(guān)系有
物塊與長(zhǎng)木板的相對(duì)位移
物塊與長(zhǎng)木板之間產(chǎn)生的內(nèi)能
解得

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