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复习效果自测
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1.(多选)(2025·河北邢台市期末)如图所示,一无人机正在运
送快递,无人机可以垂直起降,也可以快速前进。无人机
在竖直匀速上升的过程中,下列说法正确的是( )
A.无人机对快递做正功
B.重力对快递做负功
C.空气阻力对快递做正功
D.合力对快递做负功
AB
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解析:无人机在竖直匀速上升的过程中,对快递做正功,A正确;
快递受到的重力方向与快递的运动方向相反,重力对快递做负功,B正确;
快递受到的空气阻力方向与快递的运动方向相反,空气阻力对快递做负功,C错误;
快递匀速上升,动能不变,由动能定理可知,合力对快递做功为零,D错误。
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D
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解析:汽车在加速阶段有F-f=ma,P=Fv,可知,汽车速度增大,牵引力减小,加速度减小,所以汽车在相同时间间隔内的速度增加量逐渐减小,故A错误;
在加速阶段,根据动能定理可知,汽车的动能变化量等于牵引力与阻力做功之和,故B错误;
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3.(2025·河南省五市期末)学校秋季运动会上,某同学参加铅球比赛,比赛时先后两次将同一铅球从同一点P掷出,铅球轨迹如图所示,第二次的成绩比第一次的好,但铅球两次在空中运动时的最大高度相同,不计空气阻力,不计铅球大小,则第二次与第一次相比,下列判断正确的是( )
A.铅球第二次在空中运动的时间长
B.第二次重力对铅球做的功多
C.铅球第二次落地时重力的瞬时功率大
D.该同学第二次对铅球做的功多
D
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由于抛出时竖直方向的初速度相同,落地时竖直方向的分速度相同,则落地时重力的瞬时功率P=mgvy相同,故C错误;
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小球从抛出至回到抛出点的过程中,由于空气阻力一直做负功,小球的机械能减少,则小球回到抛出点时的速度大小小于v0,此时重力的瞬时功率小于mgv0,故B、D错误;
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6.(2025·广东省一模联考)如图,汽车从拱形桥顶点A
匀速率运动到桥上的B点。下列说法正确的是( )
A.从A到B,汽车的机械能减小
B.从A到B,汽车的机械能不变
C.从A到B,重力的瞬时功率逐渐减小
D.从A到B,支持力的瞬时功率逐渐增大
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解析:汽车从A匀速率运动到B,动能不变,重力势能减小,则机械能减小,故A正确,B错误;
设速度方向与竖直方向的夹角为θ,根据P=mgv cos θ,v大小不变,θ减小,可知重力的瞬时功率增大,故C错误;
汽车做匀速圆周运动,汽车任何时候所受的支持力都与运动方向垂直,则支持力的功率总是为零,故D错误。
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7.(2025·广东汕头市一模)如图1所示的是海盗桶玩具,当插进桶内的剑触发桶内开关时,小海盗就从木桶顶部突然跳出来。其原理可简化为图2所示,弹簧压缩后被锁扣K锁住,打开锁扣K,小球被弹射出去,A位置为弹簧原长,忽略弹簧质量和空气阻力,从B到A的过程中,下列说法正确的是( )
A.小球的机械能守恒
B.小球的速度一直在增大
C.小球的加速度先增大后减小
D.小球与弹簧组成的系统重力势能与弹性势能之和先减小后增大
D
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解析:小球和弹簧组成的系统机械能守恒,故A错误;
小球向上运动的过程中,对小球受力分析可知,刚开始弹簧的弹力大于重力,小球做加速度不断减小的加速运动,当弹簧的弹力等于重力时,加速度为零,速度最大,之后弹簧的弹力小于重力,小球做加速度不断增加的减速运动,所以此过程小球的速度先增大后减小,加速度先减小后增大,故B、C错误;
小球与弹簧组成的系统机械能守恒,即动能、重力势能和弹性势能之和保持不变,由上述分析可知,小球的动能先增大后减小,所以重力势能与弹性势能之和先减小后增大,故D正确。
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解析:物体的高度增加了h,则重力势能增加了ΔEp=mgh,故A正确;
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9.(2025·四川绵阳市第二次诊断)如图所示,某滑雪赛道由平直轨道AB、倾斜直轨道BC和圆弧轨道CDE构成。圆弧轨道的半径R=20 m,O为圆心,D为圆弧轨道的最低点,OD竖直,OC与竖直方向的夹角α=37°。某次比赛中,一总质量为60 kg的运动员,从平直轨道末端B点以v0=8 m/s水平飞出,刚好无碰撞地从C点进入圆弧轨道,在D点时对轨道的压力大小为1 080 N。不计空气阻力,g取10 m/s2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8。求:
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(1)运动员在C点时的速度大小;
答案:10 m/s
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(2)从C到D的过程中,运动员克服摩擦力所做的功。
答案:600 J
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10.(2025·安徽黄山市第一次质检)一款能垂直起降的遥控无人机质量m=200 kg,发动机的功率最大值Pm=24 000 W,最大竖直升力Fm=3 000 N,执行侦察任务时悬停在离地高度h1=189.6 m的高空。执行任务后需要尽快竖直上升到离地高度超过h2=240 m的安全区域。忽略空气阻力,g取10 m/s2。
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(1)求该过程的最大上升速度大小与最大上升加速度大小。
解析:设最大速度为vm,当无人机的升力与重力平衡时,速度最大,由Pm=mgvm
解得vm=12 m/s
设最大上升加速度为am
Fm-mg=mam
解得am=5 m/s2。
答案:12 m/s 5 m/s2
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(2)执行任务后,无人机立即以最大竖直升力上升,求到达最大功率时所用的时间及该过程位移的大小。
答案:1.6 s 6.4 m
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(3)执行任务后,为尽快到达安全区域,求无人机至少需要运动的时间(到达安全区域之前已经达到最大速度)。
答案:5.6 s
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小球上升到最高点的过程中,小球的平均速度=,则重力的平均功率=mg=,故C正确。
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