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2012高三物理精选精练(66)
1.关于对动能的理解,下列说法错误的是( )
A.动能是机械能的一种表现形式,凡是运动的物体都具有动能
B.动能总是正值
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
解析:选D.动能Ek=mv2是标量,当v≠0时,Ek≠0,且Ek始终为正值,A、B正确;Ek变化时说明速度的大小变化,当速度方向发生变化而大小不变时,Ek不变,C选项正确;动能不变,物体所处状态不一定是平衡状态,D错误.
图4-2-5
2.如图4-2-5所示,电梯质量为M,地板上放置一质量为m的物体.钢索拉电梯由静止开始向上加速运动,当上升高度为H时,速度达到v,则( )
A.地板对物体的支持力做的功等于mv2
B.地板对物体的支持力做的功等于mgH
C.钢索的拉力做的功等于Mv2+MgH
D.合力对电梯M做的功等于Mv2
解析:选D.对物体m应用动能定理:WN-mgH=mv2,故WN=mgH+mv2,A、B均错;以电梯和物体整体为研究对象应用动能定理,钢索拉力做的功WT=(M+m)gH+(M+m)v2,故C错误,由动能定理知,合力对电梯M做的功应等于电梯动能的变化Mv2,故D正确.
图4-2-6
3.(2011年福建三明统考)如图4-2-6所示,ABCD是一个盆式容器,盆内侧壁与盆底BC的连接处都是一段与BC相切的圆弧,BC为水平的,其距离d=0.5 m,盆边缘的高度为h=0.3 m.在A处放一个质量为m的小物块并让其从静止出发下滑.已知盆内侧壁是光滑的,而BC面与小物块间的动摩擦因数为μ=0.1.小物块在盆内来回滑动,最后停下来,则停的地点到B的距离为( )
A.0.5 m B.0.25 m
C.0.10 m D.0
解析:选D.从开始下滑到静止过程,由动能定理得:mgh-μmgs=0解得s=3 m=6d,故距离B点0 m,选项D正确.
4.(2009年高考上海卷)小球由地面竖直上抛,上升的最大高度为H,设所受阻力大小恒定,地面为零势能面.在上升至离地高度h处,小球的动能是势能的两倍,在下落至离地高度h处,小球的势能是动能的两倍,则h等于( )
A. B.
C. D.
解析:选D.小球上升至最高点过程:-mgH-fH=0-mv;小球上升至离地高度h处过程:-mgh-fh=mv-mv,又mv=2mgh;小球上升至最高点又下降至离地高度h处过程:-mgh-f(2H-h)=mv-mv,又mv=mgh;以上各式联立解得h=H,选项D正确.
5.(2011年福建六校联考)人骑自行车由静到动,除了要增加人和车的动能以外,还要克服空气及其他阻力做功.为了测量人骑自行车的功率,第一小组进行了如下实验:在离出发线5 m、10 m、20 m、30 m、…70 m的地方分别划上8条计时线,每条计时线附近站几个学生,手持秒表测运动时间.听到发令员的信号后,受测者全力骑车由出发线启动,同时全体学生都开始计时.自行车每到达一条计时线,站在该计时线上的几个学生就停止计时,记下自行车从出发线到该条计时线的时间.实验数据记录如下(每个计时点的时间都取这几个同学计时的平均值),并计算出各段的平均速度:
运动距离s(m)
0
5
10
20
30
40
50
60
70
运动时间t(s)
0
2.4
4.2
6.3
7.8
9.0
10.0
11.0
12.0
各段速度(m/s)
2.08
2.78
4.76
6.67
8.33
10.0
10.0
10.0
第二小组通过测出自行车在各点的速度,作出了v—s图4-2-9.本次实验中,学生和自行车总质量约为75 kg,设运动过程中,学生和自行车所受阻力与其速度大小成正比,整个过程中该学生骑车的功率P保持不变.
图4-2-9
(1)第一小组的学生通过分析认为:因为自行车在每一路段内的速度变化不是很大,因此可以用每一段的平均速度代替该段的速度,则在20 m~30 m路段的平均阻力f1与30 m~40 m路段的平均阻力f2之比f1∶f2为多少?被测学生骑车的功率约为多少?速度为6 m/s时的加速度为多大?
(2)第二小组的学生结合图和曲线(曲线与横坐标在s=40 m内所围的区域共56格),测出的被测学生骑车的功率约为多少?
解析:(1)设f=kv
所以f1∶f2=v1∶v2=6.67∶8.33=0.8
从表中数据可以看出,t=9 s时,自行车达到了匀速运动,动力等于阻力,所以有:P=fv9
在开始运动9 s内,根据动能定理有:
mv=Pt-f1s1-f2s2-f3s3-f4s4-f5s5
代入数据,解得:k=5.53 N·s/m,P=553 W
当v′=6 m/s时,根据牛顿第二定律:-kv′=ma
代入数据,解得:a=0.79 m/s2.
(2)在开始运动的9 s内,根据动能定理有:mv=Pt-fs
因f=kv,所以fs=kvs
联立以上各式,解得:k=6 N·s/m,P=600 W.
答案:(1)0.8 553 W 0.79 m/s2 (2)600 W
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