一.选择题
1.(2016·辽宁大连高三月考)一滑块在水平地面上沿直线滑行,t=0时速率为1 m/s。从此刻开始在与速度平行的方向上施加一水平作用力F。力F和滑块的速度v随时间的变化规律分别如图甲、乙所示,则(两图取同一正方向,取g=10 m/s2)( )
A.滑块的质量为0.5 kg
B.滑块与水平地面间的动摩擦因数为0.05
C.第1 s内摩擦力对滑块做功为-1 J
D.第2 s内力F的平均功率为1.5 W
【参考答案】BD
2.(2016·河北沧州高三月考)某物体在竖直方向上的力F和重力作用下,由静止向上运动,物体动能随位移变化图象如图所示,已知0~h1段F不为零,h1~h2段F=0,则关于功率下列说法正确的是( )
A.0~h2段,重力的功率一直增大
B.0~h1段,F的功率可能先增大后减小
C.0~h2段,合力的功率可能先增大后减小
D.h1~h2段,合力的功率可能先增大后减小
【参考答案】BC
【名师解析】根据物体动能随位移变化图象可知,动能先增大后减小,物体的速度先增大后减小,0~h2段,重力的功率(负功率)先增大后减小,选项A错误。力F大于重力,合力方向竖直向上,0~h1段,F的功率可能先增大后减小,选项B正确。0~h2段,合力的功率可能先增大后减小,选项C正确。h1~h2段,物体速度减小,合力的功率减小,选项D错误。
3.(2016·山东师大附中高三月考)质量为m的物体放在水平面上,它与水平面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g。用水平力拉物体,运动一段时间后撤去此力,最终物体停止运动。物体运动的v-t图象如图所示。下列说法正确的是( )
A.水平拉力大小为F=m
B.物体在3t0时间内位移大小为v0t0
C.在0~3t0时间内水平拉力做的功为mv
D.在0~3t0时间内物体克服摩擦力做功的平均功率为μmgv0
【参考答案】BD
4.(2016·江苏苏北四市高三联考)某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示,足球视为质点,空气阻力不计。用v、E、Ek、P分别表示足球的速率、机械能、动能和重力的瞬时功率大小,用t表示足球在空中的运动时间,下列图象中可能正确的是( )
【参考答案】D
5.(2015·江苏南通高三期末)2012年10月15日著名极限运动员鲍姆加特纳从3.9万米的高空跳下,并成功着陆。假设他沿竖直方向下落,其v-t图象如图所示,则下列说法中正确的是( )
A.0~t1时间内运动员及其装备机械能守恒
B.t1~t2时间内运动员处于超重状态
C.t1~t2时间内运动员的平均速度<
D.t2~t4时间内重力对运动员所做的功等于他克服阻力所做的功
【参考答案】BC
【名师解析】0~t1内速度图线的斜率在减小,说明运动员做加速度逐渐减小的加速运动,加速度方向向下,所以运动员及其装备一定受到阻力作用,机械能不守恒,故A错误;t1~t2时间内由于图象的斜率在减小,斜率为负值,说明加速度方向向上,根据牛顿运动定律得知运动员处于超重状态,B正确;t1~t2时间内,若运动员做匀减速运动,平均速度等于,而根据“面积”表示位移得知,此过程的位移小于匀减速运动的位移,所以此过程的平均速度<,C正确;t2~t4时间内重力做正功,阻力做负功,由于动能减小,根据动能定理得知,外力对运动员做的总功为负值,说明重力对运动员所做的功小于他克服阻力所做的功,D错误。
6.(2016·河北仙桃高三开学检测)某蹦床运动员在一次蹦床运动中仅在竖直方向运动,如图为蹦床对该运动员的作用力F随时间t的变化图象。不考虑空气阻力的影响,下列说法正确的是( )
A.t1至t2过程内运动员和蹦床构成的系统机械能守恒
B.t1到t2过程内运动员和蹦床构成的系统机械能增加
C.t3至t4过程内运动员和蹦床的势能之和增加
D.t3至t4过程内运动员和蹦床的势能之和先减小后增加
【参考答案】BD
7.(2015·新课标全国Ⅱ,17)一汽车在平直公路上行驶。从某时刻开始计时,发动机的功率P随时间t的变化如图所示。假定汽车所受阻力的大小f恒定不变。下列描述该汽车的速度v随时间t变化的图线中,可能正确的是( )
【参考答案】A
【名师解析】当汽车的功率为P1时,汽车在运动过程中满足P1=F1v,因为P1不变,v逐渐增大,所以牵引力F1逐渐减小,由牛顿第二定律得F1-f=ma1,f不变,所以汽车做加速度减小的加速运动,当F1=f时速度最大,且vm==。当汽车的功率突变为P2时,汽车的牵引力突增为F2,汽车继续加速,由P2=F2v可知F2减小,又因F2-f=ma2,所以加速度逐渐减小,直到F2=f时,速度最大vm′=,以后匀速运动。综合以上分析可知选项A正确。
8(2016年山东省烟台市诊断)如图所示,滑块以初速度v0滑上表面粗糙的固定斜面,到达最高点后又返回到出发点.则能大致反映滑块整个运动过程中速度v、加速度a、动能Ek、重力对滑块所做的功W与时间t或位移x关系的是(取初速度方向为正方向)
【参照答案】AD
【名师解析】
9.(2016河南名校质检)如图甲所示,物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动.通过力传感器和速度传感器监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图乙所示.取g=10 m/s2.则( )
A.物体的质量m=1.0 kg
B.物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.20
C.第2 s内物体克服摩擦力做的功W=2.0 J
D.前2 s内推力F做功的平均功率=1.5 W
【参照答案】CD
【名师解析】
本题考查了受力分析、牛顿第二定律、功、图象等相关方面的知识.第2 s内,根据速度—时间图象可知,物体的加速度为2 m/s2,第3 s内,物体做匀速直线运动,F=f=2 N,所以根据牛顿第二定律有3-μmg=2m,2=μmg,解得m=0.5 kg,μ=0.40,A、B选项错误;第2 s内物体运动的位移为1 m,摩擦力为2 N,克服摩擦力做的功W=2.0 J,C选项正确;前2 s内推力F做功为3 J,平均功率=1.5W,D选项正确.
二.计算题
1.(2016·江苏南通高三期末)(20分)一物体在一个水平拉力作用下在粗糙水平面上沿水平方向运动的v-t图象如图甲所示,水平拉力的P-t图象如图乙所示,g=10 m/s2,图中各量的单位均为国际单位制单位。
(1)若此水平拉力在6 s内对物体所做的功相当于一个恒定力F′沿物体位移方向所做的功,则F′多大?
(2)求物体的质量及物体与水平面间的动摩擦因数。
(2)由题图甲知物体匀加速运动时的加速度大小为a==3 m/s2,由P=Fv及题图知匀加速过程中水平拉力为F= N=1.5 N,匀速运动时摩擦阻力为Ff= N=1 N,由牛顿第二定律知F-Ff=ma,代入数值得m= kg,而Ff=μmg,所以μ=0.6。
答案 (1) N (2) kg 0.6