(答题时间:30分钟)
1. 一人用力踢质量为 10 kg的皮球,使球由静止以 20m/s 的速度飞出。假定人踢球瞬间对球平均作用力是200N,球在水平方向运动了20m停止。那么人对球所做的功为( )
A. 50 J B. 200 J C. 500 J D. 4 000 J
2. 关于运动物体所受的合外力、合外力做的功、物体的动能变化三者之间的关系,下列说法正确的是( )
A. 运动物体所受的合外力不为零,合外力必做功,物体的动能肯定要变化
B. 运动物体所受的合外力为零,则物体的动能肯定不变
C. 运动物体的动能保持不变,则该物体所受合外力一定为零
D. 运动物体所受合外力不为零,则该物体一定做变速运动,其动能一定要变化
3. 如图所示,一个小球质量为m,初始时静止在光滑的轨道上,现以水平力击打小球,使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C,则水平力对小球所做的功至少为( )
A. mgR B. 2mgR C. 2.5mgR D. 3mgR
4. 物体在外力作用下沿光滑水平地面运动,在物体的速度由0增为v的过程中,外力做功W1,在物体的速度由v增为2v的过程中,外力做功W2,则W1∶W2为( )
A. 1∶1 B. 1∶2 C. 1∶3 D. 1∶4
5. 下列说法中,正确的是( )
A. 物体的动能不变,则物体所受的外力的合力必定为零
B. 物体的动能变化,则物体所受的外力的合力必定不为零
C. 物体的速度变化,则物体的动能必定发生变化
D. 物体所受的合外力不为零时,物体的动能必定发生变化
6. 如下图所示,质量相等的物体A和物体B与地面的动摩擦因数相等,在力F的作用下,一起沿水平地面向右移动距离x,则( )
A. 摩擦力对A、B做功不相等
B. F对A做的功与F对B做的功相等
C. A、B动能的增量相同
D. 合外力对A做的功与合外力对B做的功不相等
7. 一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为
2v,对于上述两个过程,用、分别表示拉力F1、F2所做的功,、分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则( )
A. , B. ,
C. , D. ,
8. 如图所示,一水平传送带始终保持着大小为v0=4m/s的速度做匀速运动。在传送带右侧有一半圆弧形的竖直放置的光滑圆弧轨道,其半径为R=0.2m,半圆弧形轨道最低点与传送带右端B衔接并相切,一小物块无初速地放到传送带左端A处,经传送带和竖直圆弧轨道至最高点C。已知当A、B之间距离为s=1m时,物块恰好能通过半圆轨道的最高点C,(g=10m/s2)则:
(1)物块运动至最高点C的速度v为多少?
(2)物块与传送带间的动摩擦因数为多少?
(3)若只改变传送带的长度,使滑块滑至圆弧轨道的最高点C 时对轨道的压力最大,传送带的长度应满足什么条件?
9. 山地滑雪是人们喜爱的一项体育运动。滑道由AB和BC组成,AB是倾角为θ=37°的斜坡,BC是半径为R=5 m的圆弧面,圆弧对应的圆心角也为θ=37°。圆弧面和斜面相切于B点,与水平面相切于C点,如图所示,AB竖直高度差为h1=7.2m,竖直台阶CD竖直高度差为h2=6.8 m,运动员连同滑雪装备总质量为m=80 kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到水平地面DE上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10 m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)。求:
(1)运动员在斜坡AB上运动的时间t;
(2)运动员到达B点的速度;
(3)运动员落到DE上的动能。
1. B 解析:本题要注意排除干扰,由动能定理求出人对球所做的功。瞬间力做功;故选B。
技巧点拨:本题为初学功的同学的易错题,在此要注意理解功的定义;球运动的20m的位移内,人对球的力已经不再做功了,所以用W=FL求一定是错误的。
2. B 解析:物体做匀速圆周运动,合外力不为零,但合外力不做功,所以动能不变,A、C、D错。运动物体所受的合外力为零,因此合外力做功为零,则物体的动能肯定不变,B对。
技巧点拨:本题考查了对动能定理的理解,其中匀速圆周运动是其中一个比较特殊的例子。
3. C 解析:要通过竖直光滑轨道的最高点C,在C点有重力提供向心力,对小球,由动能定理有,联立解得,选项C正确。
4. C 解析:由动能定理可得,,所以。
技巧点拨:在运用动能定理分析问题时,一定要注意过程中的始末状态。
5. B 解析:动能是标量,可能速度方向发生变化,所以动能不变,合力可能不为零,A错误;物体的动能发生变化,则速度一定发生变化,所以合力必定不为零,B正确。物体的速度发生变化,有可能只是方向变化,所以物体的动能不一定变化,C错误。物体的合力不为零,则可能导致速度方向发生变化,所以动能不一定变化,D错误。故选B。
技巧点拨:需要知道动能是标量,速度是矢量,当速度方向发生变化时,动能不变
6. AC 解析:摩擦力对A做功,摩擦力对B做功;F只对A做功,对B不做功;根据动能定理,由于AB的末速度相同,所以A、B动能的增量相同;合外力对A做的功与合外力对B做的功相等。选项A、C正确。
7. C 解析:物体两次均做匀加速运动,由于时间相等,两次的末速度之比为1∶2,则由v=at可知两次的加速度之比为1∶2,,故两次的平均速度分别为、v,两次的位移之比为1∶2,由于两次的摩擦阻力相等,故由Wf=fx可知,; ;因为=WF-Wf,故WF=+Wf;故=+=+<+=,选项C 正确。
8. 解:(1)设小物块质量为m,运动至最高点C的速度为v。
m/s。
(2)运动至B点的速度为vB
m /s
因为< v0
得 。
(3)设刚好到达B点的最大速度为4m/s,则,解得:,
所以。
9. 解:(1)运动员从A到B的过程,沿斜坡方向受力
斜坡方向的位移
初速度为0的匀变速直线运动
求得运动时间。
(2)运动员从A到B的过程,根据动能定理有
代入数据解得。
(3)运动员从A点到DE水平的过程,没有阻力只有重力做功,即重力势能转化为动能
整理得。