(答题时间:30分钟)
1. 2013年1月1日,新交通法规开始实施,其中“闯黄灯扣6分”被部分网友称为违背牛顿第一定律,导致各地追尾事故频发。在紧急刹车过程中关于汽车的惯性和动能变化,下列说法正确的是( )
A. 惯性不变,动能不变 B. 惯性不变,动能减小
C. 惯性减小,动能减小 D. 惯性减小,动能不变
2. 改变汽车的质量和速度都能使汽车的动能发生变化,在下列情况中,能使汽车的动能变为原来3倍的是( )
A. 质量不变,速度变为原来的3倍
B. 质量和速度都变为原来的3倍
C. 质量变为原来的,速度变为原来的3倍
D. 质量变为原来的3倍,速度变为原来的
3. 关于动能的理解,下列说法正确的是( )
A. 动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动的物体都具有动能
B. 动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的
C. 一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化
D. 动能不变的物体,一定处于平衡状态
4. 以水平初速度v0将一个小石子从离水平地面高H处抛出,从抛出时开始计时,取地面为参考平面,不计空气阻力。下列图象中,A为石子离地的高度与时间的关系,B为石子的速度大小与时间的关系,C为石子的重力势能与时间的关系,D为石子的动能与离地高度的关系。其中正确的是( )
5. 一物体在自由下落过程中,重力做了6J的功,则( )
A. 该物体重力势能减少,减少量等于6J
B. 该物体重力势能减少,减少量大于6J
C. 该物体重力势能减少,减少量小于6J
D. 该物体重力势能增加,增加量等于6J
6. 如下图甲所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平地面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点,然后又被弹簧弹起离开弹簧,上升到一定高度后再下落,如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图象如图乙所示,则( )
A. t1时刻小球动能最大
B. t2时刻小球动能最大
C. t2~t3这段时间内,小球的动能先增加后减少
D. t2~t3这段时间内,小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能
7. 如图,从竖直面上大圆(直径d)的最高点A引出两条不同的光滑轨道,端点都在大圆上,同一物体由静止开始,从A点分别沿两条轨道滑到底端,则( )
A. 所用的时间相同
B. 重力做功都相同
C. 机械能不相同
D. 到达底端的动能相等
8. 如图所示,劲度系数为的轻质弹簧两端分别与质量为、的物块1、2拴接,劲度系数为的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在桌面上(不拴接),整个系统处于平衡状态。现施力将物块1缓慢地竖直上提,直到下面那个弹簧的下端刚脱离桌面。在此过程中,物块2的重力势能增加了_________,物块1的重力势能增加了_________。
1. B 解析:惯性是物体的固有属性,与物体质量有关,与速度无关,所以在紧急刹车过程中汽车的惯性不变,汽车的速度减小,依据公式,动能也会减小,故B正确,A、C、D错误。
2. C 解析:物体的动能:,质量不变,速度增为原来的3倍,这时动能变为原来的9倍,A错误;质量和速度都变为原来的3倍,动能变为原来的27倍,B错误;质量变为原来的,速度变为原来的3倍,动能变为原来的3倍,C正确;质量变为原来的3倍,速度变为原来的,动能变为原来的,D错误。
3. ABC 解析:动能是普遍存在的机械能的一种基本形式,凡是运动的物体都具有动能,选项A正确;动能总是正值,但对于不同的参考系,同一物体的动能大小是不同的,选项B正确;由动能可知一定质量的物体,动能变化时,速度一定变化,但速度变化时,动能不一定变化,选项C正确;动能不变的物体,速度方向可能发生变化,选项D错误;故选ABC。
4. C 解析:石子离地的高度与时间的关系,高度H随时间逐渐减小,A错误;平抛运动的速度v=,所以石子运动速度与时间不成正比,故B错误;石子的重力势能,C正确;石子的动能,应过原点,D错误。
5. A 解析:物体在自由下落过程中,重力做了6J的功,则该物体重力势能减少,减少量等于6J,选项A正确。
6. CD 解析:小球从接触弹簧开始,弹簧的弹力从零开始增大,由于,所以小球向下做加速运动,速度增大;当时,合力为零,加速度为零,速度达到最大,此时小球仍有向下的速度,所以弹簧会被继续压缩,不过之后弹簧的弹力继续增大;当,合力向上,小球做减速运动,当速度为零时,弹簧压缩量最大,弹力最大,所以小球动能最大时刻不是与弹簧刚接触的时刻,而是弹力等于重力时,A错误;时刻弹簧的弹力最大,压缩量最大,此刻小球的速度为零,B错误;过程为小球从最低点上升直到离开弹簧的过程,可将下落过程逆过来,所以小球的动能先增大后减小,C正确;因为是从弹簧正上方某一高度处由静止释放,所以重力做功大于弹簧做功,即小球增加的动能小于弹簧减少的弹性势能,D正确。
7. A 解析:对物体在斜面上进行受力分析,由牛顿第二定律可求得;根据运动学公式可得,因此下滑时间与斜面的倾角无关,只与圆弧的半径及重力加速度有关,故A正确;同一物体从不同的光滑斜面下滑,重力做功的多少由高度决定,由于高度不一,所以重力做功也不相同,故B错误;同一物体由静止开始,从A
点分别沿两条轨道滑到底端,由于均是光滑斜面,所以只有重力做功,因此机械能守恒。取静止释放处为零的重力势能,则两者机械能相等,故C错误;同一物体从静止到达底端的动能,由动能定理可知,重力做的功不一样,所以它们到达底端的动能不同,故D错误。
8.
解析:物体重力势能的增加等于物体重力与物体被提升高度的乘积。开始时,整个系统处于平衡状态,两弹簧均被压缩.现施力将物块1缓慢上提,直到下面的弹簧刚好脱离桌面,在此过程中下面的弹簧由压缩状态逐渐恢复到自由长度,而上面的弹簧也由压缩状态逐渐恢复到自由长度,接着由于物块2施加拉力又逐渐变为拉伸状态.
则下面的弹簧受到的压力大小为:
弹簧的压缩量:
要使其离开桌面,物块2应上升高度Δx2,则物块2增加的重力势能为:
Δ=m2gΔx2=。
把物块1拉起的过程中,上面的弹簧是由压缩状态转为拉伸状态,其原先压缩的长度:Δx1=,最终拉伸的长度Δx1′=,
则物块1提升的高度为:Δx1+Δx1′+Δx2
所以,物块1增加的重力势能为:
Δ=m1g(Δx1+Δx1′+Δx2)=