(答题时间:30分钟)
1. 质量为2kg的物体M以50J的初动能在粗糙的水平面上沿直线滑行,M的动能随其位置坐标的变化关系如图所示,据此可知物体滑行的时间为( )
A. B. C. D.
2. 如图甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F的作用下,沿x轴方向运动,拉力F随物块所在位置坐标的变化关系如图乙所示,图线为半圆。则小物块运动到处时的动能为( )
A. B. C. D.
3. 自由下落的物体,其动能与位移的关系如图所示。则图中直线的斜率表示该物体的( )
A. 质量 B. 机械能 C. 重力大小 D. 重力加速度
4. 一质量为m的物体在水平恒力F的作用下沿水平面运动,在时刻撤去力F,其—图象如图所示。已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ,则下列关于力F的大小和力F做的功的大小,表示正确的是( )
A. B.
C. D.
5. 质量为2kg的物体做直线运动,沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示,若物体的初速度为3m/s,则其末速度为( )
A. 5m/s B. m/s
C. m/s D. m/s
6. 物体沿直线运动的v—t关系如图所示,已知在第1秒内合外力对物体做的功为W,则( )
A. 从第1秒末到第3秒末合外力做功为4W
B. 从第3秒末到第5秒末合外力做功为-2W
C. 从第5秒末到第7秒末合外力做功为W
D. 从第3秒末到第4秒末合外力做功为-0.75W
7. 两个物体A、B的质量分别为m1和m2,并排静止在水平地面上,用同向水平拉力F1、F2分别作用于物体A和B上,分别作用一段时间后撤去,两物体各自滑行一段距离后停止下来,两物体运动的速度-时间图象分别如图中图线a、b所示,已知拉力F1、F2分别撤去后,物体做减速运动过程的速度-时间图线彼此平行(相关数据已在图中标出),由图中信息可以得出( )
A. 若F1=F2,则m1大于m2
B. 若m1=m2,则力F1对物体A所做的功比力F2对物体B所做的功多
C. 若m1=m2,则整个过程中摩擦力对B物体做的功比对A物体做的功多
D. 若m1=m2,则整个过程中摩擦力对A和B物体做的功一样多
8. 某兴趣小组对遥控车的性能进行研究。他们让小车在平直轨道上由静止开始运动,并将运动的全过程记录下来并得到v—t图象。如图所示,除2~10s内的图线为曲线外,其余均为直线,已知小车运动的过程中,2~14s内小车的功率保持不变,在第14s末关闭动力让小车自由滑行,已知小车的质量为1kg,可认为在整个过程中小车所受到的阻力大小不变。求:
(1)小车匀速行驶阶段的功率;
(2)小车在第2~10s内位移的大小。
9. 如图甲所示,在水平地面上放置一个质量为的物体,让其在随位移均匀减小的水平推力作用下运动,推力随位移变化的图象如图乙所示。已知物体与地面之间的动摩擦因数为,。求:
(1)运动过程中物体的最大加速度为多少?
(2)距出发点多远时物体的速度达到最大?
(3)物体在水平面上运动的最大位移是多少?
1. C 解析:根据动能定理得:
结合动能随位移变化的情况得:初动能Ek1=50J,初速度v=m/s
由斜率可知f=5N,由于,因此μ=0.25 t=,故选C。
2. C 解析:根据F—x图象的面积的含义代表其做功,且因为动能定理,合外力做功等于其动能改变量,即末状态的动能大小等于合外力做功,即面积大小。
3. C 解析:自由下落的物体,只受重力,根据动能定理得:,则图中斜率k=mg,故选C。
4. A 解析:撤去拉力F后物体在摩擦力的作用下做匀减速直线运动,在整个过程中物体走过的位移为,在拉力F作用下走过的位移为,对整个过程应用动能定理可知,选项A正确;选项B错误;力F做的功为,选项C、D错误。故选A。
5. B 解析:根据作用于物体的外力与位移的关系,得知图象与横轴所围面积表示功,物体的外力做功W=4J+16J—6J=14J。由动能定理,W=mv22—mv12,解得末速度为v2=m/s,故选项B正确。
6. CD 解析:物体在第1秒末到第3秒末做匀速直线运动,合力为零,做功为零,故A错误;从第3秒末到第5秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相反,合力的功相反,等于-W,故B错误;从第5秒末到第7秒末动能的变化量与第1秒内动能的变化量相同,合力做功相同,即为W,故C正确;从第3秒末到第4秒末动能变化量是负值,大小等于第1秒内动能的变化量的,则合力做功为-0.75W,故D正确。故选C、D。
7. D 解析:由斜率等于加速度知,撤除拉力后两物体的速度图象平行,故加速度大小相等,求出,则。
若,对于则有,解得
对于则有,解得
由图可知 ,则,故A错误。
若,则,根据动能定理,对a有;
同理对b有
因为m
,所以,故B、C错误,D正确。
故选D。
8. 解:(1)由图可知,14~18s
内小车在阻力作用下做匀减速运动,设此过程加速度大小为a,图线的斜率的绝对值表示加速度的大小,于是有m/s2=1.5 m/s2
根据牛顿第二定律得:NN
小车在10~14s内做匀速运动,由平衡条件得:小车所受的牵引力为N
由图象知,小车在10s末的速度大小为m/s
所以小车匀速行驶阶段的功率为W=9.0W;
(2)由图象知,小车在2s末的速度大小为 m/s
小车运动的过程中,2~14s内小车的功率保持不变,均为W,设小车在第2~10s内位移的大小为S,根据动能定理得:
解得:m=39m。
9. 解:(1)由牛顿第二定律,得:
当推力F=100N时,物体所受的合力最大,加速度最大,代入数据解得m/s2;
(2)由图象可得推力是随位移变化的,当推力等于摩擦力时,加速度为0,速度最大
则N
由图得到与的函数关系式,
则得到m;
(3)由图象得到推力对物体做功等于“面积”,得推力做功
根据动能定理:
代入数据得m