1、选择题 水平传送带匀速运动,速度大小为v,现将一小工件放到传送带上。设工件的初速度为0,当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v而与传送带保持相对静止。设工件质量为m,它与传送带间的动摩擦因数为μ,则在工件相对传送带滑动的过程中(?)
A.滑动摩擦力对工件做的功为
B.工件机械能的增加量小于
C.工件相对于传送带滑动的路程为
D.产生的内能大小为
参考答案:AC
本题解析:因为刚放上去时,物体的速度为零,所以会相对传送带向后滑动,受到传送带给的向前的滑动摩擦力,在滑动摩擦力作用下向前做加速运动,直到速度和传送带一样时,两者之间不存在相对运动,摩擦力消失,在水平方向上工件只受到滑动摩擦力,根据动能定理可得,所以滑动摩擦力对工件所做的功为,因为物体的重力势能不变,动能增加,所以工件的机械能增加,A正确B错误。工件在加速过程中的加速度为,所以发生的位移为,经历的时间为,故传送带在t时间内发生的位移为,工件相对于传送带滑动的距离为,联立可得,C正确,产生的内能大小为相互作用力乘以相对位移,即为系统机械能的损失,由以上计算可知Q=,故选AC
点评:本题难度中等,公式W=Fs中s为物体的作用点在力的方向上发生的位移,即为对地的位移,只有在求解产生的热量时s才为相对位移
本题难度:一般
2、简答题 质量是2g的子弹,以300m/s的速度水平射入厚度是5cm的木板(如图所示),射穿木板后的速度是100m/s.子弹在射穿木板的过程中所受的平均阻力是多大?
参考答案:设平均阻力为F,根据动能定理
-Fs=12m(v22-v12)
解得F=m2s(v12-v22)=1.6×103N.
答:子弹在射穿木板的过程中所受的平均阻力是1.6×103N.
本题解析:
本题难度:一般
3、计算题 (12分)如图所示,在绝缘水平面上,有相距为L的A、B两点,分别固定着两个带电荷量均为Q的正电荷.O为AB连线的中点,a、b是AB连线上两点,其中Aa=Bb=L/4.一质量为m、电荷量为+q的小滑块(可视为质点)以初动能Ek0从a点出发,沿AB直线向b运动,其中小滑块第一次经过O点时的动能为2Ek0,第一次到达b点时的动能恰好为零,小滑块最终停在O点,已知静电力常量为k.求:
(1)小滑块与水平面间滑动摩擦力的大小.
(2)小滑块刚要到达b点时加速度的大小和方向.
(3)小滑块运动的总路程s总.
参考答案:
(1)a点与b点等势,块第一次由a到b,由动能定理有
?故?(3分)
(2)块刚要到b时,受库仑力???(2分)
在b点,由牛顿第二定律有:
,故?(2分)
(3)由a第一次到b时静电力做功为W,有:?(2分)
由a开始到最后停在O点,有:?(2分)
由以上二式得:
本题解析:略
本题难度:一般
4、选择题 工人用手将5kg物体由静止向上提起2m,这时物体的速度为2m/s,则下列说法正确的是(取g=10 m/s2)
[? ]
A.手对物体做功100J
B.合外力做功10J
C.合外力做功110J
D.物体克服重力做功10J
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
5、计算题 飞机若仅依靠自身喷气式发动机推力起飞需要较长的跑道,某同学设计在航空母舰上安装电磁弹射器以缩短飞机起飞距离,他的设计思想如下:如图所示,航空母舰的水平跑道总长,其中电磁弹射器是一种长度为的直线电机,这种直线电机从头至尾可以提供一个恒定的牵引力。一架质量为的飞机,其喷气式发动机可以提供恒定的推力。考虑到飞机在起飞过程中受到的阻力与速度大小有关,假设在电磁弹射阶段的平均阻力为飞机重力的0.05倍,在后一阶段的平均阻力为飞机重力的0.2倍。飞机离舰起飞的速度,航母处于静止状态,飞机可视为质量恒定的质点。请你求出(计算结果均保留两位有效数字)。
(1)飞机在后一阶段的加速度大小;
(2)电磁弹射器的牵引力的大小;
(3)电磁弹射器输出效率可以达到,则每弹射这样一架飞机电磁弹射器需要消耗多少能量。
参考答案:(1)(2)(3)
本题解析:(1)令后一阶段飞机加速度为,平均阻力为,
则??(2分)?
得:?(2分)
(2)令电磁弹射阶段飞机加速度为、末速度为,平均阻力为
则??, ?(2分)?
得:?(2分)
由??(2分)?
得??(2分)
或解?由动能定理:?(6分)
得??(2分)
(3)电磁弹射器对飞机做功??(2分)
则其消耗的能量 ?(2分)
本题难度:一般