内容正文:
专题:动能定理的综合应用 能力提升综合检测训练(B卷)
一、单选题
1.球从地面由静止开始射门,在高度为h处射入球门,足球飞入球门的速度为v,足球质量为m,则球员将足球踢出时对足球做的功W为(不计空气阻力、足球可视为质点)( )
A. B.mgh C. D.
2.2022年2月3日,北京冬奥会冰球比赛在五棵松体育中心场馆举行,绿色环保电车主要用于该场馆的冰务、体育、媒体等领域。有一辆额定功率、质量的绿色环保电车在水平路面上直线行驶时,受到的阻力是车重的0.1倍,重力加速度g取。若电车从静止开始,保持额定功率做加速运动,达到最大速度,则此过程中车的位移大小为( )
A. B. C. D.
3.如图所示,在某竖直平面内,半径的光滑半圆弧轨道与水平传送带平滑连接于点,传送带以某速率顺时针方向转动,半圆弧轨道中段为光滑圆管,点和圆心等高,。一质量的小物块从水平传送带左端点以的初速度向右滑动,已知间长度,小物块(可视为质点)与传送带间的动摩擦因数,且小物块尺寸小于光滑圆管内径。不计空气阻力,重力加速度取则下列说法正确的是( )
A.若传送带转动速率为,则小物块第一次运动到点的过程中电动机多消耗的电能为
B.若传送带转动速率为,则小物块第一次运动到点时对轨道的压力大小为
C.若传送带转动速率为,则小物块第一次沿轨道运动时能达到的最大高度为
D.若传送带转动速率为,小物块第一次运动到点时速度为
4.“转碟”是传统的杂技项目,如图所示,质量为的发光物体(可看作质点)放在半径为的碟子边缘,杂技演员用杆顶住碟子中心,使发光物体随碟子一起在水平面内绕点转动,角速度从0增大至的过程中,发光物体始终相对碟子静止。已知发光物体与碟子间的动摩擦因数为、重力加速度为,此过程发光物体所受的摩擦力( )
A.方向始终指向点 B.大小始终为
C.做功为 D.做功为
5.为修建哈尔滨即将举办的第九届亚冬会冰球比赛场馆,打桩机安全稳定工作,打桩机每一次打桩时对水泥桩做功相同,桩受到的阻力与桩深入地面的长度成正比,且阻力远大于桩的重力。如果第一次冲击时桩下去1m,那么第n次冲击水泥桩时桩又进入地面的深度为( )
A. B. C. D.
6.赣深高铁将龙川西站到深圳北站的通行时间缩短在1.5个小时内,图为龙川西站。假设此高铁动车启动后沿平直轨道行驶,发动机的功率恒为,且行驶过程中受到的阻力大小恒定。已知动车的质量为,最高行驶速度。则下列说法正确的是( )
A.由题目信息可估算龙川西站到深圳北站的全长为
B.行驶过程中动车的加速度一直恒定
C.从启动到速度为的过程中,动车牵引力所做的功为
D.当动车的速度为时,动车的加速度大小为
7.如图所示三个高度相同的固定轨道,倾角,三个质量均为m的小物块A、B、C从各自倾斜轨道上的最高点由静止释放,最后都停在水平面上,整个运动过程中物块A、B、C相对各自起点的水平位移分别为、、;若将另外一个质量为M()的小物块D从图甲中轨道的最高点由静止释放,它最后停在水平面上的位置距离起点的水平距离为。(x2、x3、x4在图中未标出)已知4个小物块与倾斜轨道、水平轨道间的动摩擦因数相同,且通过轨道拼接处无机械能损失,下列选项中正确的是( )
A. B.
C. D.
8.如图所示,一固定的四分之一光滑圆弧轨道与逆时针匀速传动的水平足够长的传送带平滑连接于B点,圆弧轨道半径为R。质量为m的小滑块自圆弧轨道最高点A以某一初速度沿切线进入圆弧轨道,小滑块在传送带上运动一段时间后返回圆弧轨道。已知重力加速度为g,滑块与传送带之间的动摩擦因数为μ,传送带速度大小为。不计空气阻力,则下列说法正确的是( )
A.小滑块第一次返回圆弧轨道时上升的最大高度为
B.经过足够长的时间,小滑块最终静止于B点
C.若,小滑块第一次在传送带上运动的整个过程中在传送带上的痕迹长为
D.若,小滑块第N(N>1)次在传送带上来回运动的时间是
9.如图所示,一倾斜传送带与水平面的夹角为,传送带以速度逆时针匀速转动。一质量为m的物块以初速度从传送带底端滑上传送带,传送带足够长,物块与传送带之间的动摩擦因数为,重力加速度为,下列说法正确的是( )
A.物块上滑时的加速度大于物块下滑时的加速度
B.物块从滑上传送带到回到底端的时间为
C.物块从滑上传送带到回到底端,传送带对物块做的功为零
D.物块从滑上传送带到回到底端,物块与传送带之间因摩擦产生的热量为
二、多选题
10.如图所示,半径R=0.8m的四分之一光滑圆弧轨道PQ竖直固定,底端与水平传送带相切,质量m=1kg的小物块从圆弧轨道的最高点P由静止释放,到达最低点Q时滑上水平传送带。已知水平传送带以大小ν=1m/s的速度逆时针匀速转动,小物块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,重力加速度大小g=10m/s²,传送带足够长。下列说法正确的是( )
A.小物块第1次经过Q点时对圆弧轨道的压力大小为30N
B.小物块在水平传送带上向右滑行的最远距离为4m
C.从小物块开始下滑至第1次返回Q点的过程中,小物块与传送带之间产生的热量为 12.5J
D.经过多次往复运动后,小物块最终将静止在Q点
11.图甲为某型号的大型起重机,该起重机将质量为m的重物由静止开始沿竖直方向吊起,重物运动的v − t图像如图乙所示。已知t = 5 s时起重机达到额定功率,重物质量为m = 5000 kg,不计空气阻力,重力加速度为g = 10 m/s2。下列说法正确的是( )
A.重物上升的总高度为40 m
B.起重机的额定功率为1.04 × 105 W
C.t = 18 s时起重机的瞬时功率为9.6 × 104 W
D.0 ~ 20 s内起重机对重物做功为1.5 × 106 J
12.如图所示,草地滑坡是不少生态公园中的休闲项目,其滑道可简化为由一段倾斜直轨道和一段水平直轨道平滑连接而成。甲、乙两游客分别乘坐相同滑车沿两条不同滑道从同一高度由静止下滑,最终停在水平轨道上,已知两游客质量相等,滑车与两滑道的动摩擦因数相同,不计空气阻力,下列说法正确的是( )
A.两游客在倾斜滑道滑行的时间相同
B.滑到倾斜滑道底端时的速度乙比甲大
C.两游客在滑道上停下来的位置距离出发点的水平距离相同
D.两游客所乘滑车在滑道上滑行产生的热量相等
13.某次篮球比赛中,一运动员将球由静止快速出手,篮球直接入筐。已知篮球质量为m,出手时篮球距离地面高度为h1,速度大小为v,篮筐距离地面高度为。不计空气阻力和篮筐对球的作用力,篮球可视为质点,以地面为零势能面,重力加速度为g,下列说法正确的是( )
A.手对篮球做功为mv2
B.篮球进篮筐时的动能为mv2-mgh2
C.篮球进篮筐时的动能为mv2+mgh2
D.篮球进篮筐后落地瞬间的动能为mv2+mgh1
14.某司机驾驶汽车在平直高速公路上以速度匀速行驶时,发动机的输出功率为。时刻,司机加大了油门,使汽车输出功率立即增大到P并保持该功率继续行驶。从司机加大油门开始,汽车的图像如图所示,从时刻到再次达到匀速运动的过程中,汽车行驶的位移为s。若司机和汽车的总质量为m,忽略油耗对质量的影响,汽车行驶过程中所受阻力大小不变,则在该过程中,下列说法正确的是( )
A.阻力大小为
B.汽车的牵引力不断增大
C.经历的时间为
D.汽车从开始加速到再次匀速运动时平均速度大小为
15.热门游乐项目“跳楼机”如图所示。“跳楼机”先将被安全带固定在座椅上的游客提升到离地面最大高度64m处,然后由静止释放,游客开始下落的过程可认为在做自由落体运动,然后游客受到大小为22500N的恒定阻力f而做匀减速运动,且下落到离地面4m高处速度恰好减为零。已知游客和座椅在下落过程中的最大速度为20m/s,重力加速度,则下落过程中( )
A.游客和座椅自由下落的高度为40m B.阻力f做的功为
C.重力做的功为 D.游客和座椅的总质量为1500kg
三、填空题
16.如图所示,摩天轮在竖直面内以角速度大小匀速转动,质量为m的游客坐在座舱内做半径为R的匀速圆周运动。游客可看成质点,重力加速度大小为g,则游客转到最高点时受到的合力大小为______,游客从最高点转到最低点的过程中,座舱对游客做的功为______。(均用给定的物理量符号表示)
17.一辆满截货物的汽车在平直的公路上从静止开始启动后加速行驶,若汽车行驶过程中所受的阻力恒为,且保持汽车的输出功率为不变,汽车经过达到的最大速度,汽车所能达到的最大的速度为________,在加速运动过程中位移为________。
18.一辆汽车在平直的路面上以恒定功率由静止行驶,设所受阻力大小不变,其牵引力F与速度v的关系如图所示,加速过程在图中B点结束,所用的时间t=10s,经历的路程s=60m。汽车的质量为______kg。
19.安全行驶
“道路千万条,安全第一条”,交通安全关系到每个家庭的幸福。
(1)一辆质量为m的汽车,初速度为v0,以恒定功率P在平直路面上行驶,经时间t达到该功率下的最大速度vm,设汽车行驶过程中所受到的阻力保持不变。
①汽车在时间t内作________运动。
②汽车行驶过程中所受到的阻力大小为________,时间t内的行驶距离为 _________。
(2)一辆在平直路面行驶的汽车,所受阻力大小f与行驶的速率成正比,若汽车从静止出发,先做匀加速直线运动,达到额定功率后保持额定功率行驶,则在整个过程中,汽车受到的牵引力大小F与阻力大小f的关系图像是( )
A. B.
C. D.
(3)如图所示,避险车道制动坡道可视为与水平面夹角为 θ 的斜面。一辆货车在干道行驶过程中刹车失灵,关闭发动机后以v0=90km/h的速度驶入避险车道。已知货车与路面间的动摩擦因数 μ =0.4,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,不计空气阻力 。
①为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象,该车道路面的倾角 θ 应该满足的条件是__________。
②(计算)若避险车道路面倾角为15°,取sin15°= 0.26、cos15°= 0.97,求货车在避险车道上行驶的最大距离s。________(结果保留2位有效数字)
③在避险车道的末端设置有防撞网,阻挡失控车辆冲出避险车道。当车辆撞击防撞网时,防撞网________(选填“应该”或“不应该”)超出其弹性限度。
四、解答题
20.如图所示,表面粗糙的斜面直轨道与水平面夹角为53°,与两半径均为R的光滑圆轨道相切于B、C两点,且BC间的距离为,圆形轨道的出入口错开。现有一质量为m的小球自A点由静止释放,运动到B点时进入圆形轨道,并恰好做完整的圆周运动,接着再进入另一个圆形轨道运动。已知小球与斜面间的动摩擦因数为,重力加速度为g,,,求:
(1)小球沿斜面下滑过程中加速度a的大小;
(2)AB间的距离;
(3)小球刚进入第二个圆轨道瞬间对轨道的压力大小。
21.某品牌电动自行车的主要技术参数如下:
整车质量
20kg
锂电池工作电压
36V
最高车速
25km/h
锂电池标称容量
5.2A·h
电动机效率
60%~75%
充电时间
4h
额定功率
180W
纯电续航距离
30km
一质量为的人在绿灯亮起时启动该电动车。假设他始终在水平路面上沿直线骑行,地面阻力是正压力的0.02倍,最终匀速运动的速度是21.6km/h。如果此次骑行电动机功率恒定,电机效率,空气阻力忽略不计,重力加速度。求:
(1)电动机功率P;
(2)若他骑行30m后匀速运动,加速时间t;
(3)他的加速度时的速度大小v。
22.如图甲所示,蹦极是时下年轻人喜欢的极限运动之一,可以建立图乙所示物理模型进行分析:将质量为的人视为质点,系在弹性绳一端,弹性绳的另一端固定在蹦极平台的端点,以点为坐标原点,竖直向下建立坐标轴。某时刻人从原点由静止下落,整个下落过程中弹性绳中的弹力随坐标的变化如图丙所示。已知弹性绳的原长为,重力加速度为,不计空气阻力影响,人始终在竖直方向上运动,弹性绳始终在弹性限度内,求:
(1)弹性绳的劲度系数;
(2)整个下落过程中人的最大加速度的大小;
(3)整个下落过程中人的最大速度的大小。
23.如图所示,水平传送带沿顺时针方向转动,皮带两端A、B之间的距离为6m,传送带上表面距地面的高度,质量的小物块在距离B点1m处以速度向左运动。已知小物块与传送带之间的动摩擦因数,物块最终离开传送带做平抛运动落在距传送带一端水平距离处,取重力加速度。求:
(1)通过计算说明小物块将从传送带的那一侧落下。
(2)传送带的速度大小以及传送带对小物块做的功。
(3)小物块在传送带上运动的过程中因摩擦而产生的热量Q的大小。
试卷第1页,共3页
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《专题:动能定理的综合应用 能力提升综合检测训练(B卷)》参考答案
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
C
A
C
D
A
D
D
A
C
ABC
题号
11
12
13
14
15
答案
BD
BCD
AD
AC
BD
1.C
【详解】足球从地面由静止到射入球门,根据动能定理可得
解得
故选C。
2.A
【详解】当电车速度达到最大时,电车的牵引力与阻力平衡,即
受到的阻力
又
电车在此路面上行驶所能达到的最大速度为
从静止到达到最大速度整个过程牵引力与阻力做功,由动能定理得
此过程中电车的位移大小为
故选A。
3.C
【详解】A.假设小物块中途会与传送带达到共速,小物块先在传送带上做加速运动,由牛顿第二定律有
解得
a=2m/s2
设与传送带共速需要的时间为t,则
解得
t=0.3s
加速过程中的位移
解得
x=2.49m<l
故假设成立。电动机多消耗的电能等于传送带克服摩擦力所做的功,即
解得
ΔE=4.98J
故A项错误;
B.假设小物块一直减速运动到C,则由动能定理有
解得
vC=7m/s>6 m/s
故假设成立。在C点,根据牛顿第二定律有
解得
根据牛顿第三定律可知小物块第一次运动到C点时对轨道的压力大小为
故B项错误;
CD.同理可知,小物块会一直减速运动到C。小物块从C点运动到F点过程中,由动能定理有
解得
此时有
则小物块恰好可以通过F点,小物块进入光滑圆管后到达最高点速度为0,从C点运动到最高点过程中,由机械能守恒有
解得
h=2.45m
故C项正确,D项错误。
故选C。
4.D
【详解】A.角速度从0增大至的过程中,发光物体的线速度逐渐增大,可知发光物体有半径切向加速度,摩擦力为发光物体的合力,提供发光物体切向加速度和向心加速度,可知摩擦
力方向不是始终指向A点,故A错误;
B.角速度从0增大至的过程中,发光物体未发生滑移,所受摩擦力小于等于最大静摩擦力,发光物体做圆周运动所需的向心力在增大,半径切线方向的合力在变化,故发光物
体所受摩擦力大小不是始终为,故B错误;
CD.根据动能定理有摩擦力做功为
故C错误,D正确。
故选D。
5.A
【详解】设打桩机每一次打桩时对水泥桩做功为W,桩受到阻力与桩深入地面的长度的比例系数为k,第一次冲击时桩进入地面的深度为,前n次冲击时桩进入的深度为,则桩受到的阻力为
其中h为桩深入地面的长度。因为阻力远大于桩的重力,所以重力的影响可以忽略,第一次冲击时,由动能定理
其中
则
同理可得,前n次冲击时,由动能定理
整理得
即
所以,第n次冲击水泥桩时桩又进入地面的深度为
故选A。
6.D
【详解】A.由题目信息只知道最高时速,无法估计平均速度,故不可估算京张铁路的全长,故A错误;
BD.当动车达到最大速度时,动车受到牵引力等于受到的阻力,行驶过程中动车的加速度一直减小,根据功率和牵引力的关系可知,有P=Fvm,故行驶过程中动车受到的阻力大小为
当动车的速度为时,动车受到的牵引力为F1,则有
根据牛顿第二定律可得
F1-f=ma
联立整理可得
故B错误,D正确;
C.从启动到速度为vm的过程中,对动车利用动能定理,可得
故动车牵引力所做的功为
其中Wf表示该过程中阻力做的功,故C错误;
故选D。
7.D
【详解】质量为m的物块从倾角为、底边长度为x的斜面滑下,滑到斜面底端的过程中克服摩擦力做功为
故当相同时,摩擦力做功只与斜面底边长度有关,由动能定理可知
可得
从该式可知与斜面倾角和物块质量无关,所以
图丙轨道是弯曲的,可视为倾角不断变化的无数个小斜面构成,但由于做圆周运动,则有
可得
即斜面所受的压力变大,使得物块在相应的位置所受的摩擦力变大,所以位移变小,即
故D正确。
故选D。
8.A
【详解】A.小滑块第一次从圆弧滑到B点根据动能定理可得
解得
小滑块将在传送带上做匀减速直线运动,由于传送带足够长,故一直减速到速度为零,然后反向做匀加速直线运动,匀减速和匀加速时的加速度大小相同,都为
由于
根据对称性可知,小滑块反向匀加速直线运动至与传送带共速后与传送带一起做匀速直线运动,小滑块第一次返回圆弧轨道后,根据动能定理可得
解得
故A正确;
C.若,则
取水平向左为正方向,设经过时间t小滑块与传送带共速,则
解得
滑块的位移为
传送带的位移为
故整个过程中在传送带上的痕迹长为
故C错误;
D.若,则
根据A选项分析可知第一次返回B点时,小滑块已与传送带共速,由于圆弧轨道光滑,因此小滑块再从圆弧轨道滑下来到B点时速度为,之后以这个速度在圆弧轨道和传送带之间做往返运动,故小滑块第N(N>1)次在传送带上来回运动的时间为
故D错误;
B.由AD选项分析可知小滑块最终在圆弧轨道和传送带之间做往返运动,不会停在B点,故B错误。
故选A。
9.C
【详解】A.物块上滑时摩擦力方向沿斜面向下,当物块减速到零然后反向下滑时,由于传送带速度大于滑块速度,因此物块受到的摩擦力方向仍沿斜面向下,此时滑块受力情况与上滑时相同,故加速度相同,故A错误;
B.由A中分析可知,物块先向上做匀减速直线运动,速度为零后再以相同的加速度大小反向做匀加速直线运动,两个过程的加速度大小均为
根据对称性可得物块从滑上传送带到回到底端的总时间为
故B错误;
C.由B中分析可知,当物块下滑到传送带底端时,滑块的速度大小仍为,故物块从滑上传送带到回到底端整个过程根据动能定理可得
而
故
即传送带对物块做的功为零,故C正确;
D.物块上滑过程传送带与物块的相对位移为
物块下滑过程传送带与物块的相对位移为
故整个过程传送带与物块的相对位移为
故整个过程物块与传送带之间因摩擦产生的热量为
故D错误。
故选C。
10.ABC
【详解】A.对小物块从释放到第一次经过Q点,由动能定理得
在Q点,根据牛顿第二定律有
根据牛顿第三定律可得小物块第1次经过Q点时对圆弧轨道的压力大小为
故A正确;
B.对木块从Q向右滑到最远时,速度为零,由动能定理得
可得小物块在水平传送带上向右滑行的最远距离为
故B正确;
C.木块向右运动时用时
木块相对传送带位移
返回时,当木块速度与传送带相同时将随传送带一起匀速运动,木块加速到与传送带同速用时
木块相对传送带位移
故产生热量为
故C正确;
D.除第一次外,之后小物块每次经过Q点的速度大小都是1m/s,最终小物块在Q左右来回运动,故 D错误。
故选ABC。
11.BD
【详解】A.根据v − t图像的围成的面积表示位移,根据图乙可得重物上升的总高度为
故A错误;
B.由图乙知,0 ~ 5 s过程中,起重机做匀加速直线运动,根据图像斜率可求得该过程中起重机的加速度大小为
根据牛顿第二定律可得该过程中起重机的拉力大小为
已知t = 5 s时起重机达到额定功率,则可得
故B正确;
C.根据图乙,可知起重机在15 s ~ 20 s这段时间做匀减速直线运动,根据图像斜率可得此过程中起重机的加速度大小为
t = 18 s时,起重机的瞬时速度大小为
根据牛顿第二定律可得该过程中,起重机拉力大小为
则t = 18 s时起重机的瞬时功率为
故C错误;
D.0 ~ 20 s内对起重机,根据动能定理可得
则起重机对重物做功为
故D正确。
故选BD。
12.BCD
【详解】A.根据牛顿第二定律
又
得
甲的加速度小于乙的加速度,甲的滑行距离大于乙的滑行距离,则甲的滑行时间大于乙的滑行时间,A错误;
B.滑到倾斜滑道底端时的速度为
又
得
倾斜滑道对应的水平距离甲大于乙,则滑到倾斜滑道底端时的速度乙比甲大,B正确;
C.对全程,由动能定理
得
两游客在滑道上停下来的位置距离出发点的水平距离相同,C正确;
D.产生的热量等于重力势能的减少量
两游客质量相等,则两游客所乘滑车在滑道上滑行产生的热量相等,D正确。
故选BCD。
13.AD
【详解】A.投篮过程,由动能定理得,手对篮球做功
故A正确;
BC.篮球从出手到进篮筐的过程中,由动能定理得
可得篮球进篮筐时的动能为
故BC错误;
D.篮球离开手后只有重力做功,有
得
故D正确。
故选AD。
14.AC
【详解】A.阻力大小为
选项A正确;
B.根据
P=Fv
可知随速度的增加,汽车的牵引力不断减小,选项B错误;
C.汽车再次匀速时的速度
根据动能定理
解得经历的时间为
选项C正确;
D.若汽车做匀加速运动,则汽车从开始加速到再次匀速运动时平均速度大小为
而汽车做加速度减小的变加速运动,则位移大于匀加速运动的位移,可知平均速度大于,选项D错误。
故选AC。
15.BD
【详解】A.设游客和座椅在下落过程中的最大速度为,自由下落的高度为,时间为,则
解得
A错误;
B.整个过程游客和座椅下降的高度
阻力作用的距离
故阻力f做的功
B正确;
C.根据动能定理,重力做的功
C错误;
D.整个下落过程,根据动能定理,有
解得
D正确;
故选BD。
16.
【详解】[1]已知游客做匀速圆周运动,故所受的合外力应全部指向圆心提供其做匀速圆周运动的向心力,所以在最高点根据牛顿第二定律方程有
[2]游客做匀速圆周运动,整个运动过程中速率不变,所以从最高点转到最低点的过程中,设座舱对游客做的功为,根据动能定理有
解得
17. 20m/s 200m
【详解】[1]当牵引力等于阻力时,汽车速度达到最大值,则
可得汽车在加速过程中所能达到的最大速度为
[2]对汽车加速过程由动能定理可得
代入数据解得位移为
18.8×103
【详解】根据图像可知,汽车功率为
加速过程在图中B点结束,此时,汽车开始做匀速直线运动,牵引力与阻力平衡,则有
加速过程,根据动能定理有
解得
19.(1) 加速度减小的变加速
(2)A
(3) 49m 应该
【详解】(1)[1]对小车,由牛顿第二定律有
可知P不变,v增加,a减小,所以小车做的是加速度减小的变加速运动。
[2]小车最大速度
可知汽车行驶过程中所受到的阻力大小
[3]根据动能定理有
联立以上解得时间t内的行驶距离为
(2)由于汽车先做匀加速直线运动,题意可知阻力(k为比例系数)
由牛顿第二定律有
整理得
可知牵引力F随f的增大而均匀增大,图像是一条倾斜的直线,功率达到最大值后,牵引力
联立以上解得
可知牵引力与阻力成反比,A选项符合题意。
故选A。
(3)[1]为防止货车在避险车道上停下后发生溜滑现象,则货车在车道上沿车道向上的最大静摩擦力大于等于沿车道向下的重力的分力,即
解得
[2]设货车在避险车道减速至零,距离为s,受力分析如图
由动能定理可知
联立解得
[3]为了确保能够有效吸收车辆动能,防止车辆反弹,当车辆撞击防撞网时,防撞网应该超出其弹性限度。
20.(1);(2);(3)
【详解】(1)由牛顿第二定律可得沿斜面方向有
解得小球沿斜面下滑过程中加速度大小为
(2)由于小球运动到B点进入圆形轨道,恰好做完整的圆周运动,可知小球恰好过第一个圆的最高点,则有
从A点到最高点过程,根据运用动能定理可得
解得
(3)从A到C过程,根据运用动能定理可得
解得
在C点,根据牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律可知,小球刚进入第二个圆轨道瞬间对轨道的压力大小为。
21.(1)150W;(2)10s;(3)
【详解】(1)骑行阻力为
输出功率为
则电动机功率为
(2)根据动能定理有
解得
(3)根据牛第二定律有
可得,时的牵引力为
根据
可得,此时的速度大小为
22.(1)
(2)
(3)
【详解】(1)根据胡克定律
由丙图可知
则弹性绳的劲度系数
(2)在最低点时,人的加速度最大,根据牛顿第二定律可得
解得
(3)当人的加速度为零时,速度最大,此时弹性绳的长度为,则
解得
设从开始下落到人的速度最大时,克服弹性绳的弹力做功为,则
解得
根据动能定理有
解得
23.(1)小物块从传送带右侧落下;(2),;(3)
【详解】(1)物块向左做减速运动的加速度大小为
设物块向左做减速运动到速度为0通过的位移大小为,根据运动学公式可得
解得
由于
所以物块到不了传送带的最左端,则物块速度减为0后,反向加速,最终从传送带右侧落下。
(2)物块做平抛运动时,竖直方向有
解得
则物块从初速度抛出时的速度为
由于
可知物块向左速度减为0后,先向右加速运动,与传送带共速后,一起做匀速运动,则传送带的速度为
根据动能定理可得传送带对小物块做的功为
(3)物块向左减速运动的时间为
此过程物块与传送带发生的相对位移大小为
物块向右加速到与传送带共速所用时间为
此过程物块与传送带发生的相对位移大小为
则小物块在传送带上运动的过程中因摩擦而产生的热量为
答案第1页,共2页
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