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1、选择题 从同一高度以相同的初速率向不同方向抛出质量相同的几个物体,若不计空气阻力,则(?)
A.它们落地时的动能不相同
B.它们落地时重力的瞬时功率一定相同
C.它们运动的过程中,重力的平均功率一定相同
D.它们从抛出到落地的过程中,重力所做的功一定相同
参考答案:D
本题解析:略
本题难度:简单
2、计算题 在一次抗洪抢险活动中,解放军某部动用直升飞机抢救落水人员,静止在空中的直升飞机上电动机通过悬绳将人从离飞机90m处的洪水中吊到机舱里.已知人的质量为80kg,吊绳的拉力不能超过1200N,电动机的最大输出功率为12kw,为尽快把人安全救起,操作人员采取的办法是:先让吊绳以最大拉力工作一段时间,而后电动机又以最大功率工作,当人到达机舱时恰好达到最大速度.(g=10m/s2)求:(1)人刚到达机舱时的速度;(2)这一过程所用的时间.
参考答案:(1)15m/s(2)t= 5.75s.
本题解析:(1)吊绳先以最大的拉力工作,可知物体先做匀加速直线运动,当电动机达到最大功率,功率不变,速度增大,拉力减小,即物体做加速度减小的加速运动,当加速度减小到0,速度达到最大.所以拉力等于重力速度最大.
(2)全过程分两过程,第一阶段匀加速直线运动,根据匀变速运动求出时间,第二阶段加速度减小的加速运动,根据动能定理求出时间.
解:(1)第一阶段以最大拉力拉着物体匀加速上升,当电动机达到最大功率时,功率保持不变,物体变加速上升,速度增大,拉力减小,当拉力与重力相等时速度达到最大.此时有:Pm=mgvm
代入数据解得
,
此速度也是物体到达机舱的速度.
故落水物体刚到达机舱时的速度为15m/s.
(2)对于第一段匀加速,加速度设为a,末速设为v1,上升高度h1,则有:
Fm-mg=ma
Pm=Fmv1
代入数据解得:v1=10m/s,t1=2s,h1=10m
第二段,以最大功率上升,由动能定理得:
?
解得t2=5.75s
所以吊起落水物体所用总时间为t=t1+t2=7.75s
故这一过程所用的时间为7.75s.
点评:解决本题的关键分析出物体整个过程做什么运动,抓住先是恒定加速度运动,然后是恒定功率运动去分析.
本题难度:一般
3、简答题 〔物理--选修3-5〕
(1)某原子核反应堆由铀棒、镉棒、慢化剂、冷却剂和水泥防护层等组成,关于它们的作用,下列说法中正确的是______(填入正确选项前的字母).
A.铀棒是核反应堆的燃料
B.镉棒是吸收中子的材料
C.慢化剂(如石墨、重水等)起减慢核反应的作用
D.冷却剂把反应堆的热量传递出去,同时使反应堆冷却
(2)如图所示,光滑水平面上放置前后连接着的甲、乙两辆小车,小车的质量均为M=4kg、车长相同为L=2.5m,甲车上表面水平且光滑,乙车上表面水平但粗糙.一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=2kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧的弹性势能E0=20J.弹簧的长度远小于车的长度,整个系统
处于静止状态.两车之间有一感应机关,在它的作用下,当滑块滑过两车连接处时,两车将自动分离.现剪断细线,滑块先后在甲、乙小车上滑行,最终滑块恰好滑到乙车的另一端而未滑出乙车.取g=10m/s2,求:
①滑块P滑上乙车前瞬间的速度;
②滑块P与乙车之间的动摩擦因数.
参考答案:(1)
A、原子核反应堆中铀棒是核反应堆的燃料.故A正确.
B、镉棒能吸收中子,控制速率.故B正确.
C、慢化剂将裂变产生的快中子减慢成热中子,提高裂变反应的几率的作用,不是减速来减慢核反应的.故C错误.
D、冷却剂把反应堆核反应产生的热量传递出去,同时使反应堆冷却.故D正确.
故选ABD.
(2)①滑块P滑上乙车前瞬间的速度为v,两车一起运动速度为V,取向右方向为正方向,则根据动量守恒和机械能守恒得
mv-2MV=0 ①
E0=12mv2+2?12MV2 ②
代入解得,v=4m/s,V=1m/s
②当滑块恰好滑到乙车的另一端而未滑出乙车时,两者速度相同,设共同速度为v′.根据动量守恒和能量守恒得
mv-MV=(m-M)v′③
μmgL=12mv2+12MV2-12(m+M)v′2 ④
代入解得,μ=13
故答案为:
(1)ABD
(2)①滑块P滑上乙车前瞬间的速度是4m/s;
②滑块P与乙车之间的动摩擦因数μ=13.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 质量是m的物体(可视为质点),从高为h,长为L的斜面顶端,由静止开始匀加速下滑,滑到斜面底端时速度是v,则( )
A.到斜面底端时重力的瞬时功率为?mghv/L
B.下滑过程中重力的平均功率为?mghv/2L
C.下滑过程中合力的平均功率为?mghv/L
D.下滑过程中摩擦力的平均功率为?mghv/2L