1、计算题 如图,MNP为竖直面内一固定轨道,其圆弧段MN与水平段NP相切于N,P端固定一竖直挡板。M相对于N的高度为h,NP长度为s,一物块自M端从静止开始沿轨道下滑,与挡板发生一次完全弹性碰撞后停止在水平轨道上某处,若在MN段的摩擦可忽略不计,物块与NP段轨道间的滑动摩擦因数为μ,求物块停止的地方与N点距离的可能值。
参考答案:解:根据功能原理,在物块从开始下滑到静止的过程中,物块重力势能减小的数值△Ep与物块克服摩擦力所做功的数值W相等,即△Ep=w ①
设物块质量为m,在水平轨道上滑行的总路程为s",则
△Ep= mgh ②
W=μmgs" ③
设物块在水平轨道上停住的地方与N点的距离为d。若物块在与P碰撞后,在到达圆弧形轨道前停止,则
s"=2s-d ④
联立①②③④式得
此结果在时有效,若,则物块在与P碰撞后,可再一次滑上圆弧形轨道,滑下后在水平轨道上停止,此时有s"=2s+d ⑥
联立①②③⑥式得
本题解析:
本题难度:困难
2、选择题 用恒力F竖直向上拉一物体,使其由地面处开始加速上升到某一高度。若该过程空气阻力不能忽略,则下列说法中正确的是(?)
A.力F做的功和阻力做的功之和等于物体动能的增量
B.重力所做的功等于物体重力势能的增量
C.力F做的功和阻力做的功之和等于物体机械能的增量
D.力F、重力、阻力三者的合力所做的功等于物体机械能的增量[
参考答案:C
本题解析:在物体向上运动的过程中,恒力F、重力、空气阻力做功,根据动能定理可知,三力做的功之和等于物体的动能增量,所以A错误;克服重力做的功等于物体重力势能的增量,所以B错误;除重力外的其它力做的功之各等于物体机械能的增加量,所以C正确、D错误;
本题难度:简单
3、选择题 如右图所示,光滑绝缘斜面的底端固定着一个带正电的小物块P,将另一个带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动.设斜面足够长,则在Q向上运动过程中
A.物块P、Q之间的电势能一直增大物块
B.物块Q的机械能一直增大
C.物块P、Q的重力势能和电势能之和一直增大
D.物块Q的动能一直增大
参考答案:B
本题解析:带电小物块Q在斜面的某位置由静止释放,它将沿斜面向上运动 ,说明P对Q的电场力做正功,电势能减少,A错误;因为除重力之外只有电场力做正功,所以机械能一直增加,物块P、Q的重力势能和电势能之和保持不变,B正确,C错误;在物块向上运动的过程中,电场力大于重力的下滑分量时,物块的动能增大,随着两者距离的最大,电场力减小,当电场力小于重力的下滑分量时,物块的动能减小,D错误。
本题难度:一般
4、选择题 原来静止在光滑水平桌面上的木块,被水平飞来的子弹击中,当子弹深入木块d深度时,木块相对桌面移动了s,然后子弹和木块以共同速度运动,设阻力大小恒为f,对这一过程,下列说法正确的是
A.子弹与木块组成的系统机械能守恒
B.系统损失的机械能等于f(d+s)
C.子弹动能的减少量大于f d
D.系统机械能转变为内能的量等于f d
参考答案:CD
本题解析:系统克服阻力做功,机械能减小,A错;系统损失的机械能转化为内能为fd,B错;
本题难度:简单
5、计算题 如图所示,质量为m=2kg的小物块,在水平拉力F作用下,由静止开始从A点出发沿粗糙水平轨道做匀加速直线运动,到达B点时撤消外力。物块冲上竖直平面内半径为R的光滑半圆环,恰能维持在圆环上做圆周运动,到达最高点C后抛出,最后落回到原来的出发点A处,已知小物块与水平面间的动摩擦因数=0.25,重力加速度g=10m/s2。试求拉力F的大小。
参考答案:解:物体从A到B过程有:F-mg=ma,
sAB=
物体从B到C过程有: -2mgR=m-m
物体在C处,恰能做圆周运动,有:mg=m
物体从C到A做平抛运动,有:sAB=vCt ,
2R=gt2
联立以上方程组,得F=30N。
本题解析:
本题难度:困难