1、通用版带答案高中物理必修三第九章静电场及其应用微公式版易错题集锦1单选题1、某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地球运行的周期为T,卫星运动方向与地球自转方向相同,赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方。假设某时刻,该卫星在A点变轨由半径为r1的圆形轨道进入椭圆轨道,近地点B到地心距离为r2。设卫星由A到B运动的时间为t,地球自转周期为T0,不计空气阻力,则()AT=38T0Bt=(r1+r2)T2r1r1+r22r1C卫星在图中椭圆轨道由A到B时,机械能增大D卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中,机械能不变答案:AA赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方,则有地
2、球转了圈,卫星转了圈,可得3T0=8TT=38T0A正确;B根据开普勒第三定律可知r1+r2232t2=r13T2解得t=r1+r2T4r1r1+r22r1B错误;C卫星在图中椭圆轨道由A到B时,只有万有引力做功,机械能守恒,C错误;D卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中,卫星做向心运动,速度必须减小,高度降低,势能减小,因此机械能减小,D错误。故选A。2、“飞流直下三千尺,疑是银河落九天”是唐代诗人李白描写庐山瀑布的佳句。瀑布中的水从高处落下的过程中()A重力势能增加B重力势能不变C重力对水做的功等于水重力势能的改变量D重力对水做的功小于水重力势能的改变量答案:C水从高处落下,重力做正功,重力
3、势能减少。根据重力势能与重力做功的关系可知,重力对水做的功等于水重力势能的改变量。故选C。小提示:理解重力做功的计算方法,重力势能的变化量只跟重力做功有关。3、动车组是由几节自带动力的车厢加几节不带动力的车厢组成的,带动力的车厢叫动车,不带动力的车厢叫拖车。每节动车与拖车质量都相等,每节动车的额定功率都相等。动车组运行过程中总阻力来自两部分:一部分是车轮与铁轨之间摩擦产生的机械阻力,阻力大小与动车组的质量成正比;另一部分来自于空气阻力,阻力大小与动车组速度的平方成正比。一列12节车厢的动车组,有3节动车时最大速度为160km/h,此时空气阻力是总阻力的0.5倍。若要使12节车厢的动车组的速度达
4、到240km/h,则动车的节数至少为()A7节B8节C9节D10节答案:B12节车厢的质量为m,动车组受到的机械阻力为f1,受到的空气阻力为f2,则有f1=k1mf2=k2v2设每节动车的功率为P,则3节动车,速度为160km/h时3P=(k1m+k2v12)v1由题意可知k2v12=0.5(k1m+k2v12)则当有n节动车,速度达到240km/h时,nP=(k1m+k2v22)v2解得n7.3故至少有8节动车,故B正确。故选B。4、如图甲所示,质量0.5kg的小物块从右侧滑上匀速转动的足够长的水平传送带,其位移与时间的变化关系如图乙所示。图线的03s段为抛物线,34.5s段为直线,(t1=
5、3s时x1=3m)(t2=4.5s时x2=0)下列说法正确的是()A传送带沿逆时针方向转动B传送带速度大小为1m/sC物块刚滑上传送带时的速度大小为2m/sD04.5s内摩擦力对物块所做的功为-3J答案:DAB根据位移时间图象的斜率表示速度,可知:前2s物体向左匀减速运动,第3s内向右匀加速运动。3-4.5s内x-t图象为一次函数,说明小物块已与传送带保持相对静止,即与传送带一起向右匀速运动,因此传送带沿顺时针方向转动,且速度为v=xt=34.5-3m/s=2m/s故AB错误;C由图象可知,在第3s内小物块向右做初速度为零的匀加速运动,则x=12at2其中x=1mt=1s解得a=2m/s2根据
6、牛顿第二定律mg=ma解得=0.2在0-2s内,对物块有vt2-v02=-2ax解得物块的初速度为v0=4m/s故C错误;D对物块在04.5s内,根据动能定理Wf=12mv2-12mv02解得摩擦力对物块所做的功为Wf=-3J故D正确。故选D。5、如图所示,工厂利用足够长的皮带传输机把货物从地面运送到高出水平地面的C平台上,C平台离地面的高度一定。运输机的皮带以一定的速度v顺时针转动且不打滑。将货物轻轻地放在A处,货物随皮带到达平台。货物在皮带上相对滑动时,会留下一定长度的痕迹。已知所有货物与皮带间的动摩擦因数为。满足tan,可以认为最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则()A传送带对货物做的功等于物
7、体动能的增加量B传送带对货物做的功等于货物对传送带做的功C因传送物体,电动机需多做的功等于货物机械能的增加量D货物质量m越大,皮带上摩擦产生的热越多答案:DA物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,传送带对货物做的功等于物体动能的增加量与重力势能的增加量的和。A错误;B物体放在皮带上先做匀加速运动,当速度达到皮带的速度时做匀速运动,而传送带一直做匀速运动,所以物体位移的绝对值x1小于传送带的位移x2,传送带对物体做功大小为W1=fx1物体对传送带做功大小为W2=fx2即W2W1,B错误;C在传送物体的过程中,电动机做的功转化为物体的动能、重力势能与系统产生的内能,所以电
8、动机需多做的功大于货物机械能的增加量,C错误;D皮带上摩擦产生的热为Q=fx=mgcosv22a当倾角和速度v一定时,物体做匀加速运动时,根据牛顿第二定律可得mgcos-mgsin=ma解得物体的加速度为a=gcos-gsin加速度不变,货物质量m越大,皮带上摩擦产生的热越多,D正确。故选D。6、将一乒乓球竖直向上抛出,乒乓球在运动过程中,它的动能随时间变化的关系的图线如图所示。已知乒乓球运动过程中,受到的空气阻力与速率平方成正比,重力加速度为g。则乒乓球在整个运动过程中加速度的最小值、最大值为()A0,4gB0,5gCg,4gDg,5g答案:B乒乓球最终匀速运动时,加速度最小为0,而乒乓球刚
9、向上抛出时,速度最大,阻力最大,加速度最大,设最大速度为v0,则mg+kv02=mam4E0=12mv02乒乓球最终匀速运动时,速度为v1,则mg=kv12此时的动能E0=12mv12联立上式可解得am=5g故选B。7、如图所示,在光滑水平桌面上有一个质量为m的质点,在沿平行于桌面方向的恒定外力F作用下,以初速度v0从A点开始做曲线运动,图中曲线是质点的运动轨迹。已知在ts末质点的速度达到最小值v,到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直,则下列说法不正确的是()A恒定外力F的方向与初速度的反方向成角指向曲线内侧,且sin=vv0B质点所受合外力的大小为mv02-v2tC质点到达B点时的速度
10、大小为v0vv02-v2Dts内恒力F做功为12m(v02-v2)答案:DAB到达B点时的速度方向与初速度v0的方向垂直,恒力F的方向与速度方向成钝角,建立坐标系则v=v0sin,v0cos=ayt,根据牛顿第二定律有F=may解得F=mv02-v2t,sin=vv0即恒定外力F的方向与初速度的反方向成角指向曲线内侧,且sin=vv0,故AB正确,不符合题意;C设质点从A点运动到B经历时间t1,设在v0方向上的加速度大小为a1,在垂直v0方向上的加速度大小为a2,根据牛顿第二定律可得Fcos=ma1,Fsin=ma2根据运动学公式可得v0=a1t1,vB=a2t1解得质点到达B点时的速度大小为
11、vB=v0vv02-v2故C正确,不符合题意;D从A到B过程,根据动能定理W=12mv2-12mv02即ts内恒力F做功为-12m(v02-v2),故D错误,符合题意。故选D。8、如图所示,竖直平面内固定着一光滑的直角杆,水平杆和竖直杆上分别套有质量为mP0.8kg和mQ0.9kg的小球P和Q,两球用不可伸长的轻绳相连,开始时轻绳水平伸直,小球Q由顶角位置O处静止释放,当轻绳与水平杆的夹角37时,小球P的速度为3m/s,已知两球均可视为质点重力加速度g10m/s2,sin370.6,cos370.8,则连接P、Q的轻绳长度为()A0.8mB1.2mC2.0mD2.5m答案:C将小球P和Q的速度
12、分解为沿绳方向和垂直于绳方向,两小球沿绳方向的速度相等,即vcos37=vQcos53解得vQ=43v=4m/s两小球组成的系统机械能守恒,则mQgh=12mPv2+12mQvQ2连接P、Q的绳长l=hsin37联立解得l=2m故选C。9、如图所示,质量为M、半径为R的半球形碗放置于水平地面上,碗内壁光滑。现使质量为m的小球沿碗壁做匀速圆周运动,其轨道平面与碗口平面的高度差用h表示,运动过程中碗始终保持静止,设碗与地面间的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是()Ah越小,地面对碗的摩擦力越小Bh越小,地面对碗的支持力越大C若hR2,则小球的动能为34mgRD若hR2,M10m,则碗与地
13、面之间的动摩擦因数可以小于311答案:CA对小球受力分析,其受到重力和支持力,二力的合力提供向心力,则F向mgtan为小球与半球形碗球心连线与竖直方向的夹角。由几何关系知:h越小,越大;则向心力F向越大,对碗和小球组成的整体,由牛顿第二定律有fF向mgtan故h越小,地面对碗的摩擦力越大,A错误;B对碗和小球组成的整体受力分析,竖直方向合力为零,故地面对碗的支持力始终等于碗和小球的重力,故B错误;C若hR2,则60对小球根据牛顿第二定律可知mgtan60mv232R则小球的动能Ek12mv234mgRC正确;D若hR2,根据mgtan60man解得an3g结合AB选项的分析可知(Mm)gfma
14、n解得311D错误。故选C。10、如图所示,一物体放在粗糙的水平面上,在力F的作用下向右匀速运动,下列说法正确的是()A如果力F的方向不确定,则物体的重力和力F的合力方向也无法确定B力F的方向水平时,力F对应的值最小C力F的方向斜向上并且与支持力和摩擦力的合力方向垂直时,力F对应的值最小D当力F对应的值最小时,力F的功率也最小答案:CA物体的受力分析如右图所示物体的重力和力F的合力与物体的支持力和摩擦力的合力等大反向,又因为F=FN物体的支持力和摩擦力的合力方向确定,则物体的重力和力F的合力方向确定,故A错误;BC当F的方向斜向上并且与支持力和摩擦力的合力方向垂直时,F对应的值最小,故B错误,
15、C正确;D因速度水平,F的功率等于F的水平分力和速度的乘积,可知当越大,功率越小,故D错误。故选C。11、如图甲所示,光滑水平面与光滑竖直半圆轨道平滑衔接,其中圆弧DE部分可以拆卸,弧CD(C点与圆心等高)部分对应的圆心角为30,在D点安装有压力传感器并与计算机相连,在.A点固定弹簧枪,可以发射质量相同、速率不同的小球,通过计算机得到传感器读数与发射速率平方关系如图乙所示,重力加速度g取10m/s2,则下列说法正确的()A小球质量为0.2kgB圆弧轨道半径为0.5mC当传感器读数为3.5N时,小球在E点对轨道压力大小为3ND若拆卸掉圆弧DE部分,小球发射速率平方v02=17.5时,小球上升到最
16、高点时与水平面间距离为78m答案:BAB设小球在D点速度大小为vD,小球对传感器压力大小为F,由牛顿第二定律有F+mgsin30=mvD2R由机械能守恒有12mv02=mgR(1+sin30)+12mvD2整理得F=mRv02-72mg在F-v02图像中是一次函数,则72mg=3.5mR=3.517.5解得m=0.1kgR=0.5m选项A错误,B正确;C由图像可知,当传感器读数为3.5N时,v02=35,设最高点速度为v,则有12mv02=2mgR+12mv2对E点压力N,有N+mg=mv2R联立各式解得N=2N选项C错误;D若圆弧DE部分拆卸掉,小球发射速率平方v02=17.5时,小球在D点
17、做斜上抛运动,小球在D点速度大小vD=2.5m/s则小球上升到最高点与水平面间距离H=R(1+sin30)+(vDcos30)22g=2732m选项D错误。故选B。12、如图,一个质量为m的小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放;滑块与斜面间动摩擦因数恒定,以水平地面为零势能面。则滑块滑至斜面底端时的动能Ek随斜面倾角变化的关系图像可能正确的是()ABCD答案:A由题知小滑块在高度为h的斜面顶端由静止释放,则对于小滑块下滑的过程应用动能定理可得mgh-mghtan=Ek(tan)故当=2时,Ek=mgh;随着减小,tan逐渐减小,物块滑到斜面底端的动能逐渐减小,当重力沿斜面方向的分力小于等于最大
18、静摩擦力时,有mgsinmgcos解得tan此后继续减小,物块都不再下滑,则此后小滑块的动能一直为零。故选A。13、在国际单位制中,质量的单位符号是()AkgBNCJDPa答案:AA国际单位制中,kg是质量单位,故A正确;B国际单位制中,N是力的单位,故B错误;C国际单位制中,J是能量单位,故C错误;D国际单位制中,Pa是压强单位,故D错误。故选A。14、2020年9月21日,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号C卫星送入预定轨道做匀速圆周运动。已该卫星的轨道半径为7400km,则下列说法中正确的是()A可以计算海洋二号C卫星的线速度B可以计算海洋二号C卫星的动能C可以计
19、算海洋二号C卫星的机械能D可以计算海洋二号C卫星的质量答案:AA根据GMmr2=mv2r又由于GM=gR2整理可得v=gR2r由于地球表面的重力加速度g,地球半径R以及卫星的轨道半径r已知,因此可求出卫星的运行的线速度,A正确;BCD由于无法求出卫星的质量,因此卫星的机械能,动能都无法求出,BCD错误。故选A。15、如图所示,质量分别为m和2m的小物块和Q,用轻质弹簧连接后放在水平地面上,通过一根水平轻绳连接到墙上。P的下表面光滑,Q与地面间的动摩擦因数为,最大静摩擦力等于滑动摩擦力。用水平拉力将Q向右缓慢拉开一段距离,撤去拉力后,Q恰好能保持静止。弹簧形变始终在弹性限度内,弹簧的劲度系数为k
20、,重力加速度大小为g。若剪断轻绳,在随后的运动过程中相对于其初始位置的最大位移大小为()AmgkB2mgkC4mgkD6mgk答案:CQ恰好能保持静止时,设弹簧的伸长量为x,满足kx=2mg剪断轻绳后,Q始终保持静止,物块P与弹簧组成的系统机械能守恒,弹簧的最大压缩量也为x,因此相对于其初始位置的最大位移大小为s=2x=4mgk故选C。多选题16、某次火箭发射过程中,火箭的质量为m,发射塔的高度为h,火箭自塔底以恒定的加速度a竖直向上起飞,火箭可视为质点,重力加速度大小为g。下列说法正确的是()A火箭从点火至离开发射塔的过程中,处于失重状态B火箭自开始发射至离开发射塔共用时为2haC火箭离开发
21、射塔时的速度大小为ahD火箭离开发射塔时克服重力做功的瞬时功率为mg2ah答案:BDA火箭从点火至离开发射塔的过程中,火箭的加速度的方向向上,所以处于超重状态,故A错误;B由h=12at2可得,火箭开始发射至离开发射塔共用时为t=2ha故B正确;C火箭离开发射塔时的速度大小为v=at=2ah故C错误;D火箭离开发射塔时的克服重力做功的瞬时功率为P=mgv=mg2ah故D正确。故选BD。17、如图所示,放在光滑水平地面上的物体B在水平拉力F的作用下向左匀速运动。B上面的物体A保持静止,A,B都是矩形物体。则在A,B间发生相对运动的过程中,下列说法正确的是()AA、B间弹力对A、B都不做功BA,B
22、间弹力对A不做功,对B做正功CA,B都克服摩擦力做功D摩擦力对A不做功,对B做负功答案:ADAB由题意可知,A、B间存在弹力和摩擦力,由于A保持静止,弹力的方向与B的运动方向垂直,故A、B间弹力对A、B都不做功,A项正确、B项错误;CDA保持静止,摩擦力对A不做功,B受到摩擦力与B的运动方向相反,故摩擦力对B做负功,C项错误、D项正确。故选AD。18、如图甲所示,一长木板静止在水平地面上,在t0时刻,一小物块以一定速度从左端滑上长木板,之后长木板运动的v-t图像如图乙所示,已知小物块与长木板的质量均为m1kg,已知木板足够长,g取10m/s2,则()A小物块与长木板间动摩擦因数=0.5B在整个
23、运动过程中,物块与木板构成的系统所产生的热量70JC小物块的初速度为v012m/sD02s与23s物块和木板构成的系统机械能减少量之比为17:1答案:ACDA由题图乙可知,木板先做匀加速运动,再做匀减速运动,故可知地面对木板有摩擦力,在02s内,木板受物块向右的摩擦力和地面向左的摩擦力而做匀加速运动,加速度为a1=vt=2-02m/s2=1m/s2对木板,根据牛顿第二定律,有Ff1-Ff2=ma1,Ff1=mg在23s内,木板与物块相对静止,受地面摩擦力做匀减速运动,加速度为a2=vt=0-21m/s2=-2m/s2即加速度大小为2m/s2,方向向左,对整体,根据牛顿第二定律,有Ff2=2ma
24、2=4N联立以上各式,解得=0.5故A正确;C对物块,在02s内,受木板的摩擦力作用而做匀减速运动,由牛顿第二定律,有mg=ma解得a=5m/s2由v=v0-at可得v0=v+at=2m/s+52m/s=12m/s故C正确;BD最后木板与物块均静止,故在整个运动过程中,物块与木板构成的系统所产生的热量等于物块的初动能,即Q12mv02121122J72J2s3s物块和木板一起减速,系统的机械能减少Q122mv24J故02s系统机械能减少72J-4J=68J则02s与23s系统机械能减少量之比为17:1,故B错误,D正确。故选ACD。19、第24届冬季奥林匹克运动会于2022年02月04日至20
25、22年02月20日在中华人民共和国北京市和张家口市联合举行,其中跳台滑雪项目是勇敢者的运动。运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。图甲所示是运动员在空中飞行的姿态,图乙是滑道的简略示意图,运动员可视为质点和忽略各种阻力,平台飞出点选为坐标原点,速度为v0,各功能区的高度和坡度都是定值,重力加速度为g,以下说法正确的是()A由于运动员质量不同,因此在助滑区飞出点的速度不同B在着陆区落地时的动能与运动员的质量成正比C飞行距离为s=2v02tangcosD飞行距离为s=2v02tan2g答案:BCA设运动员的质量为m,在飞出点的速度为v0,根据动能定理
26、得mgh=12mv02解得v0=2gh可见在助滑区飞出点的速度与运动员的质量无关,A错误;B根据平抛运动的规律,设水平分速度与速度的夹角为,则有tan=2tan而tan=gtv0可得gt=2v0tan运动员落地时的动能Ek=12mv2=12mv02+(gt)2=12mv021+4tan2可知运动员在着陆区落地的动能与自身质量成正比,B正确;CD由平抛运动规律得s=x2+y2y=12gt2t=2v0tang联立解得s=2v02tangcosC正确,D错误。故选BC。20、如图所示,一块长木板B放在光滑的水平面上,在B上放一物体A,现以恒定的外力拉B,由于A、B间摩擦力的作用,A将在B上滑动,以地
27、面为参考系,A和B都向前移动一段距离。在此过程中()AB对A的摩擦力所做的功等于A的动能的增量B外力F做的功等于A和B动能的增量CA对B的摩擦力所做的功等于B对A的摩擦力所做的功D外力F对B做的功等于B的动能的增量与B克服摩擦力所做的功之和答案:ADA受力分析知,B对A的摩擦力等于A物体所受合外力,根据动能定理可知,B对A的摩擦力所做的功,等于A的动能的增量,故A正确;B选择A和B作为研究对象,运用动能定理研究:B受外力F做功,A对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A在B上滑动,A、B对地的位移不等,故二者做功不等,根据功能关系可知WF+-fx=Ek
28、A+EkB其中x为A、B的相对位移,所以外力F做的功不等于A和B的动能的增量,故B错误;CA对B的摩擦力与B对A的摩擦力是一对作用力与反作用力,大小相等,方向相反,但是由于A在B上滑动,A、B对地的位移不等,所以二者做功不等,故C错误;D对B物体应用动能定理,有WF-Wf=EkB其中Wf为B克服摩擦力所做的功,即WF=EkB+Wf即外力F对B做的功等于B的动能增量与B克服摩擦力所做的功之和,故D正确。故选AD。21、如图甲所示,一等腰直角斜面ABC,其斜面BC是由CD和DB两段不同材料构成的面,且sCDsDB,先将直角边AB固定于水平面上,将一滑块从C点由静止释放,滑块能够滑到底端。现将直角边
29、AC固定于水平面上,再让同一滑块从斜面顶端由静止释放,滑块也能够滑到底端,如图乙所示。滑块两次运动中从顶端由静止释放后运动到D点的时间相同。下列说法正确的是()A滑块在两次运动中到达底端的动能相同B两次运动过程中滑块损失的机械能相同C滑块两次通过D点的速度相同D滑块与CD段间的动摩擦因数大于它与BD段间的动摩擦因数答案:ABAB滑块第一次从斜面顶端滑到底端,由动能定理得mghmgcos(1sCD2sDB)=12mv120滑块第二次从斜面顶端滑到底端,由动能定理得mghmgcos(1sCD2sDB)=12mv220由此可见滑块两次到达斜面底端的动能相同;两次运动过程中损失的机械能相同,AB正确;
30、C由s=12at2可得t2=2sa由于两次运动过程中滑块到达D点的时间相等tCD=tBD,又sCDsBD,因此有aCDaBD,即两次滑块从顶端滑到D点的加速度不相同,由v=at可知,时间相同,速度不相同,C错误;D因aCDaBD,所以滑块与BD段间的动摩擦因数大于它与CD段间的动摩擦因数,D错误。故选AB。22、如图所示,在距地面h高处以初速度v0沿水平方向抛出一个物体,不计空气阻力,物体在下落过程中,下列说法正确的是()A物体在c点比在a点具有的机械能大B物体在b点比在c点具有的动能小C物体在a、b、c三点具有的动能一样大D物体在a、b、c三点具有的机械能相等答案:BDAD物体在运动过程中,
31、不计空气阻力,只有重力做功,机械能守恒,在下落过程中,在任何一个位置物体的机械能都相等,故A错误,D正确;BC物体在下落过程中,重力势能转化为动能,根据动能定理可得EkaEkbEkc故B正确,C错误。故选BD。23、如图所示,质量为m的物体相对静止在倾角为的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离l,物体相对斜面静止,则下列说法正确的是()A重力对物体做正功B合力对物体做功为零C摩擦力对物体做负功D支持力对物体做正功答案:BCDA重力竖直向下,位移水平向右,故重力对物体不做功,故A错误;B合力为0,故合力对物体做功为零,故B正确;C摩擦力沿斜面向上,与位移的夹角为钝角,故摩擦力对物体做负功,故
32、C正确;D支持力垂直于斜面向上,与位移的夹角为锐角,故支持力对物体做正功,故D正确。故选BCD。24、一辆摩托车在t=0时刻由静止开始在平直的公路上行驶,其运动过程的a-t图像如图所示,根据已知信息,可知()A摩托车的最大速度B摩托车在30s末的速度大小C在030s的时间内牵引力对摩托车做的功D10s末摩托车开始反向运动答案:ABA由图像可知,摩托车在010s内做匀加速运动,在1030s内做减速运动,故10s末速度最大,最大速度为vm=at=210m/s=20m/s故A正确;Ba-t图像与横轴围成的面积表示速度的变化量大小,横轴上方的面积表示速度变化量为正,横轴下方的面积表示速度变化量为负,从
33、030s内的速度变化为v=210m/s-122(30-10)m/s=0由于t=0时,摩托车的速度为零,可知摩托车在30s末的速度为零,故B正确;C摩托车的质量未知,不知道阻力信息,不能求出牵引力,故不能求出牵引力对摩托车做的功,故C错误;D由图像可知摩托车在010s内一直做匀加速运动,10s末加速度方向变为负方向,摩托车开始做减速运动,但运动方向保持不变,故D错误。故选AB。25、如图甲所示,足够长的倾斜直传送带以速度v=2.5m/s沿顺时针方向运行,可视为质点的物块在t=0时刻以速度v0=5m/s从传送带底端开始沿传送带上滑,物块的质量m=4kg。物块在传送带上运动时传送带对物块的摩擦力的功
34、率与时间的关系图像如图乙所示,已知最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度g取10m/s2。若用表示倾斜传送带与水平方向的夹角,表示物块与传送带间的动摩擦因数,L为物块与传送带间的划痕长度,则()AtanB=30C=0.5DL=0.25m答案:BDA作出物块在传送带上运动的v-t图像如图所示结合P-t图像可知,物块先沿倾斜传送带向上减速到与传送带共速,后与传送带一起向上做匀速运动,所以tan,故A错误;BC由题图乙可得,00.2s内滑动摩擦力的功率为P1=mgcosv0-at当t=0时,代入数据得mgcos=30N物块匀速运动时受到静摩擦力的作用,摩擦力的功率P2=mgsinv代入数据得mgsi
35、n=20N解得=30,=32故B正确,C错误;D由v-t图像可知物块与传送带间的划痕长度为L=120.2(5-2.5)m=0.25mD正确。故选BD。填空题26、质量m=60kg的跳水运动员从距水面高h=10m的跳台上以v0=5m/s的速度斜向上起跳,则运动员起跳时的动能为_J。答案:750根据动能表达式可知运动员起跳时的动能为Ek=12mv02=750J27、质量m50kg的跳水运动员从距水面高h10m的跳台上以v05m/s的速度斜向上起跳,最终落入水中。若忽略运动员的身高。取g10m/s2,运动员在跳台上时具有的重力势能为_J。(以水面为参考平面)答案:5000以水面为零势能参考平面,则运
36、动员在跳台上时具有的重力势能为Epmgh5000J28、从离地高H80m处自由下落一小球,不计空气阻力,以地面为重力势能零点,经过时间_s,小球的重力势能是动能的3倍,此时小球的速度大小为_m/s。答案:22012设小球高度为h时重力势能是动能的3倍,且此时小球的速度大小为v,根据动能定理可知12mv2=mg(H-h)由题意可知mgh=312mv2联立以上两式解得v=20m/s小球从释放到速度大小为v所经历的时间为t=vg=2s29、树上有一个质量m=0.3kg的苹果下落,在由C落至D的过程中。若g=10m/s2,hCD=3.0m,则重力所做的功为_J,重力势能的变化量为_J。答案:9.0-9.01重力所做的功为WG=mgh=0.3103.0J=9.0J2由WG=-Ep可知重力势能的变化量为Ep=-WG=-9.0J30、将质量m=2kg的一块石头从离地面H=2m高处由静止开始释放,落入泥潭并陷入泥中h=5cm深处,不计空气阻力。重力对石头做的功为_J,泥对石头的平均阻力为_N。答案:418201重力对石头做的功为WG=mg(H+h)=210(2+0.05)J=41J2全过程由动能定理可得WG-fh=0即f=WGh=410.05N=820N32