内容正文:
济北中学高一下学期学情检测试题(一)物理试题
(满分100分,时间90分钟)
第Ⅰ卷 选择题(共50分)
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 以下关于功和能的说法正确的是( )
A. 功是矢量,能是标量 B. 功和能都是标量
C. 力对物体做功少,说明物体的受力一定小 D. 因为功和能的单位都是焦耳,所以功就是能
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】AB.功和能都是只有大小没有方向,为标量,A错误B正确;
C.功,力对物体做功小,也可能在力的方向上发生的位移小,C错误;
D.功是能量转化的量度,功是衡量能量转化多少的尺子,两者不是一回事,D错误。
故选B。
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. 重力势能减少
C. 重力对水做的功大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】B
【解析】
【详解】根据△EP=﹣WG可知:瀑布中的水从高处落下的过程中重力做正功,重力势能减小,重力对水做的功等于水重力势能的改变量。
故选B。
3. 下列关于功和能的说法正确的是
A. 作用力做正功,反作用力一定做负功
B. 物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
C. 若物体除受重力外,还受到其他力作用时,物体的机械能也可能守恒
D. 竖直向上运动的物体重力势能一定增加,动能一定减少
【答案】C
【解析】
【详解】A、当作用力做正功时,反作用力也可能做正功,如反冲运动中的物体.故A错误;
B、物体在合外力作用下做变速运动,动能不一定发生变化.比如匀速圆周运动,物体的合外力和运动方向垂直而不做功.故B错误;
C、若物体除受重力外,还受到其他力作用时,当其他的外力做的功等于0时,物体的机械能也守恒.故C正确;
D、竖直向上运动的物体重力势能一定增加,若同时物体受到的向上的拉力做正功,则物体动能不一定减少.故D错误.
故选C.
4. 2022年新年小华去外婆家度假,在村里农家乐旅游地发现有驴拉磨磨玉米面,如图甲所示,假设驴拉磨的平均用力大小为800N,运动的半径为1.25m,如图乙所示,则驴拉磨转动一周所做的功为(取3)( )
A. 0 B. 3000J C. 6000J D. 12000J
【答案】C
【解析】
【详解】由于F的方向保持与作用点的速度方向一致,因此可把圆周划分成很多小段研究,如图所示
当各小段的弧长足够小时,在这内F的方向几乎与该小段的位移方向重合,故
ABD错误;C正确。
故选C。
5. 质量为1kg的物体从倾角为30°、长2m的光滑斜面顶端由静止开始下滑,若选初始位置为零势能点,那么,当它滑到斜面中点时具有的机械能和重力势能分别是(g取10 m/s2)( )
A. 0J,-5J B. 0J,-10J
C. 10J,5J D. 20J,-10J
【答案】A
【解析】
【详解】物体在初始位置时动能为零,机械能等于重力势能,为0J,物体下滑过程中只有重力做功,机械能守恒,所以当它滑到斜面中点时具有的机械能为0J,此时物体在零势能点下方,所以重力势能为
故选A。
6. 一枪弹以速度v飞行恰能射穿一块钢板,如果枪弹的速度是原来的3倍,则可射穿与上述相同的钢板的数目是( )
A. 3块 B. 6块 C. 9块 D. 12块
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】根据题意恰好射穿一块钢板损失的动能为
当速度变为原来的3倍时,子弹具有的动能为
故能射穿9块钢板,ABD错误,C正确。
故选C。
7. 如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动.若该同学上半身的质量约为全身质量的 ,她在1min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3m,则她克服重力做的功W和相应的功率P约为( )
A. W=4500J P=75W B. W=450J P=7.5W
C. W=3600J P=60W D. W=360J P=6W
【答案】A
【解析】
【详解】每次上半身重心上升的距离均为0.3m,则她每一次克服重力做的功:W=mgh=×50×10×0.3=90 J;1分钟内克服重力所做的功:W总=50W=50×90=4500 J;相应的功率约为:,故A正确,BCD错误,故选A.
8. 如图所示,质量相同的物体分别自斜面和的顶端由静止开始下滑,物体与斜面间的动摩擦因数相同,物体滑至斜面底部C点时的动能分别为和,下滑过程中克服摩擦力所做功分别为和,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】设斜面底边长度为,斜面倾角为,斜面长度为,则
物体下滑过程中克服摩擦力做功
由图可知,两个斜面和的底端都在点,顶端、在同一竖直线上,说明两个斜面的水平位移相等。因为、、都相同,所以克服摩擦力做功相等,即
根据动能定理,物体滑到底端的动能
由图可知点高度大于点高度,即
因为
且
所以
故选D。
9. 如图所示,质量为的滑块在倾角为的光滑斜面上,从点由静止开始下滑,到点开始压缩轻弹簧,到点时速度达到最大,到点(图中未画出)开始弹回,恰能再回到点若,弹簧弹性势能的最大值为,取,则下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数是
B. 滑块动能的最大值为
C. 滑块重力势能的最大值为
D. 从点到点滑块克服弹簧的弹力做功
【答案】D
【解析】
【详解】A.当滑块的合力为0时,滑块速度最大,即知在c点时滑块的速度最大,此瞬间滑块受力平衡,则有
得
故A错误;
B.弹簧弹性势能的最大值为15J,而从d到b弹簧的弹力做功为15J,则故从d到c弹簧的弹力做功小于15J,弹性势能的减小部分转化为动能和重力势能,因此动能最大值小于15J,故B错误;
C.弹簧弹性势能的最大值为15J,从d到a滑块克服重力做功等于弹力做功,即等于15J,但由于零势能面没有确定,故无法确定滑块的重力势能大小,故C错误;
D.从b点到d点,弹簧被压缩,弹簧的弹性势能增大,故滑块克服弹簧的弹力做功15J,故D正确。
故选D。
10. 如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍,当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高,将A由静止释放,B上升的最大高度是( )
A. B. R C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】当A刚刚下落到地面时,由由机械能守恒定律得
A落地后B将继续上升到速度为零,设继续上升高度为,有
联立解得
则B上升的最大高度是
故C正确,ABD错误。
故选C。
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列运动物体,机械能守恒的有( )
A. 物体沿斜面匀速下滑 B. 物体做自由落体运动
C. 跳伞运动员在空中匀速下落 D. 沿光滑曲面自由下滑的木块
【答案】BD
【解析】
【分析】
【详解】A.物体沿斜面匀速下滑,过程中受到重力,支持力,摩擦力,其中摩擦力做功,机械能不守恒,A错误;
B.做自由落体运动过程中只受重力,并且只有重力做功,所以机械能守恒,B正确;
C.在空中匀速下落受到重力,向上的阻力作用,阻力做功,机械能不守恒,C错误;
D.沿光滑曲面下滑的物体运动过程中,只有重力做功,机械能守恒,D正确;
故选BD。
12. 质量为m的物体,在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中正确的是( )
A. 重力做功 B. 物体的机械能减少
C. 物体的动能增加 D. 物体的重力势能减少mgh
【答案】CD
【解析】
【详解】AD.重力做功
物体的重力势能减少mgh,故A错误,D正确;
B.物体除重力做功,阻力做负功,导致机械能减少,根据牛顿第二定律得
得
阻力做功
物体的机械能减少,故B错误;
C.根据动能定理,物体的动能增加
故C正确。
故选CD。
13. 质量为的汽车在平直路面上以恒定加速度起动,起动过程的速度随时间变化图象如图所示,从时刻起汽车的功率恒为,整个运动过程中汽车所受阻力不变,下列说法正确的是( )
A. 时间内,汽车的牵引力做功为
B. 时间内,汽车的牵引力功率增大
C. 时间内,汽车的平均速度
D. 时间内汽车克服阻力做的功为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.0~t1时间内,根据动能定理有
因为阻力做负功,所以该段时间内汽车的牵引力做功大于,故A错误;
B.0~t1时间内,汽车做匀加速直线运动,牵引力不变,根据P=Fv可知,汽车的牵引力功率增大,故B正确;
C.因为汽车在t1~t2时间内不是匀变速直线运动,则平均速度不等于初末速度和的一半,即
故C错误;
D.在t1~t2时间内,根据动能定理有
所以汽车克服阻力做功为
故D正确。
故选BD。
14. 质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动,t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,取水平向右为正方向,此物体的v-t图象如图乙所示,g=10m/s2,则( )
A. 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5
B. 10s内恒力F对物体做功102J
C. 10s末物体在计时起点位置左侧2m处
D. 10 s内物体克服摩擦力做功34J
【答案】CD
【解析】
【分析】
【详解】A.由图线可知0-4s内的加速度大小为
可得
由图线可知4-10s内的加速度大小为
可得
解得
故A错误;
C.0-4s内的位移
4-10s内的位移
故10s末物体在计时起点左侧2m处,故C正确;
B.10s内恒力F对物体做功
选项B错误;
D.10s内物体克服摩擦力做功
故D正确。
故选CD。
15. 如图所示,倾斜放置的传送带AB长为10m,在电机驱动下以大小为v=3m/s的恒定速率顺时针转动,传送带的倾角θ=37°,一个质量为2kg的物块轻放在传送带A端,同时给物块施加一个沿斜面向上的恒定拉力F,物块先加速后匀速从A端运动到B端,物块运动的时间为4s,物块与传送带的动摩擦因数为0.5,重力加速度为10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在物块向上运动过程中( )
A. 拉力对物块做的功为9J B. 物块加速运动的时间为
C. 因传送物块电机多消耗的电能为60J D. 物块与传送带之间,因摩擦产生的热量为16J
【答案】BCD
【解析】
【详解】AB.物块开始时做初速度为零匀加速直线运动,根据牛顿第二定律可得
当物块与传送带速度相等时,物块做匀速运动,有
解得
拉力对物块做的功为
物块加速运动的时间为
故A错误;B正确;
D.物块与传送带间的相对位移为
根据功能关系,可得因摩擦产生的热量为
故D正确;
C.物块加速过程中的摩擦力为滑动摩擦力,即为
物块匀速过程的摩擦力为静摩擦
两摩擦力均向上,则因传送物块电机多消耗的电能克服摩擦力所做的功
解得
故C正确。
故选BCD。
第Ⅱ卷 非选择题(共50分)
三、实验题
16. 用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”。
(1)下列物理量需要测量的是_______,通过计算得到的是________(填写代号)。
A.重锤质量
B.重锤下落的时间
C.重锤下落的高度
D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
(2)下列做法正确的有________;
A.选用质量大体积小的重锤
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上
C.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器
D.实验时,先释放纸带,再接通打点计时器的电源
(3)设重锤质量为、打点计时器的打点周期为、重力加速度为。图b是实验得到的一条纸带,为相邻的连续点。根据测得的写出重物由点到点势能减少量的表达式___________,动能增量的表达式_________。由于重锤下落时要克服阻力做功,所以该实验的动能增量总是__________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减小量。
(4)根据纸带算出打下各点时重物的速度v,量出下落距离s,则以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是_______;
A B.
C, D.
【答案】 ①. C ②. D ③. AB ④. ⑤. ⑥. 小于 ⑦. C
【解析】
【详解】(1)[1]在“验证机械能守恒定律”的实验中,需要直接测量的物理量有:用刻度尺测量重锤下落的高度,重物的质量可以测量也可以不用测量,故选C。
[2]通过计算得到的是重锤下落高度对应的重锤的瞬时速度,故选D。
(2)[3]A.为了尽可能减小空气阻力对本实验的影响,重锤应选用质量大、体积小的重锤,故A正确;
B.为了减小纸带阻力对本实验的影响,图中两限位孔必须在同一竖直线上,故B正确;
C.在具体的实验操作中,用手提住纸带的一端,使重物靠近打点计时器,但手要远离打点计时器,这样可以在纸带上尽可能打出较多的点,故C错误;
D.为了提高纸带的利用率,使纸带上打出尽可能多的点。实验时,应先接通打点计时器的电源,再释放纸带,故D错误。
故选AB。
(3)[4]重物由点到点势能减少量的表达式为
[5]动能增量的表达式为
[6]由于重锤下落时要克服阻力做功,所以该实验的动能增量总是小于重力势能的减小量。
(4)[7]在“验证机械能守恒定律”的实验中,有
则可得
以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是一条过原点的直线,故选C。
四、计算题(共40分,要求有必要的文字说明和重要的方程式,结果应包含数值和单位。)
17. 如图所示,质量为m=2 kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为θ=37°、大小F=10 N的拉力作用,物体移动的距离l=2 m,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3,g取10 m/s2。求:
(1)拉力F所做的功W1;
(2)摩擦力Ff所做的功W2;
(3)弹力FN所做的功W4。
【答案】(1)16 J;(2)-8.4 J;(3)0
【解析】
【详解】(1)根据功的定义可知拉力F所做的功
代入数据得:
(2)摩擦力Ff所做的功
其中
解得:
(3)物体在竖直方向上没有位移,所以弹力FN不做功,即做功为0
18. 已知质量m=50kg的跳水运动员,从离水面1m高的跳板上跳起,最后以v=10m/s的速度入水,不计空气阻力,取g=10m/s2,求
(1)跳起至入水的过程中,重力做的功;
(2)跳板对运动员做的功;
(3)运动员在空中离跳板的最大高度.
【答案】(1) (2) (3)
【解析】
【详解】(1)跳起至入水的过程中,重力做正功:,
代入数据解得:;
(2)根据动能定理:
代入数据解得:;
(3)人从最高点开始做自由落体运动,
根据公式
(或者),
代入数据解得,
故运动员在空中离跳板的
19. 如图所示,一个滑块质量为2kg,从斜面上A点由静止下滑,经过BC平面又冲上另一斜面到达最高点D。已知AB=100cm,CD=60cm,∠α=30°,∠β=37°,且AB、CD均光滑,只有BC面粗糙,BC=28cm且BC面上各处粗糙程度相同,(g取10m/s2)试求:
(1)滑块在A和D点所具有的重力势能是多少;(以BC面为零势面)
(2)BC面的动摩擦因数;
(3)滑块最终停在BC面上什么位置。
【答案】(1)10J,7.2J;(2)0.5;(3)距C点16cm处
【解析】
【详解】(1)由题,sAB=100cm=1m,sCD=60cm=0.6m,sBC=28cm=0.28m
滑块在A和D点所具有的重力势能分别为
EpA=mgsABsinα=10J
EpD=mgsCDsinβ=7.2J
(2)滑块在A到D的过程中,由动能定理得
mg(sABsinα﹣sCDsinβ)﹣μmg•sBC=0
代入数据解得
μ=0.5
(3)设滑块在BC上运动的总路程为s,由A点到最后停止的整个过程,由动能定理得:
mgsABsinα﹣μmg•sBC=0
代入数据解得
s=1m
因为
=3
所以滑块最终停在距C点的距离为
x=s﹣3sBC=1m﹣0.84m=0.16m=16cm
20. 如图为某商家为吸引顾客设计的趣味游戏,4块相同木板a、b、c、d紧挨放在水平地面上,某顾客使小滑块以某一水平初速度从a的左端滑上木板,若滑块分别停在a、b、c、d上,则分别获得四、三、二、一等奖,若滑离木板则不得奖,已知每块木板的长度为、质量为,木板下表面与地面间的动摩擦因数均为,滑块质量为2m,滑块与木板上表面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。
(1)若顾客获四等奖,求滑块初速度的最大值;
(2)若滑块初速度为,请通过计算说明顾客获几等奖;
(3)若顾客获得一等奖,求因摩擦产生的总热量Q的取值范围。
【答案】(1);(2)二等奖;(3)
【解析】
【详解】(1)若顾客获四等奖,刚好到木板a右侧时,滑块初速度最大,设为v1,滑块与木板之间的摩擦力为
地面对木板abcd的摩擦力
由于
则木板静止不动,滑块在木板上的加速度
根据运动学公式
可得
(2)设可知滑块可以滑上木板b,当滑块到木板上时b,地面对木板bcd的摩擦力
当滑块滑到木板b的右侧时,设速度为v2,根据运动学公式
解得
可知滑块会滑上木板c,地面对木板cd的摩擦力
可知木板c恰好不动,根据运动学公式
解得
可知滑块停止在木块上c,则顾客获二等奖;
(3)若滑块恰好到木块d时,因摩擦产生的总热量最少为
当滑块到木板d上时,木板受到地面的摩擦力
则木板d会发生滑动,木板的加速度为
当木块刚好到木板d右侧时滑块、木板共速,摩擦力产生的热量最多,设这种情况下,滑块滑上木板d时的速度为v3,则有
可得
根据位移关系可得
解得
滑块和木板到达共同速度后,一起做匀减速运动,直至静止,根据能量守恒定律可得产生的热量最多为
所以顾客获得一等奖,因摩擦产生的总热量Q的取值范围
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济北中学高一下学期学情检测试题(一)物理试题
(满分100分,时间90分钟)
第Ⅰ卷 选择题(共50分)
一、单项选择题:本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 以下关于功和能的说法正确的是( )
A. 功是矢量,能是标量 B. 功和能都是标量
C. 力对物体做功少,说明物体的受力一定小 D. 因为功和能的单位都是焦耳,所以功就是能
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. 重力势能减少
C. 重力对水做的功大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
3. 下列关于功和能的说法正确的是
A. 作用力做正功,反作用力一定做负功
B. 物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
C. 若物体除受重力外,还受到其他力作用时,物体的机械能也可能守恒
D. 竖直向上运动的物体重力势能一定增加,动能一定减少
4. 2022年新年小华去外婆家度假,在村里农家乐旅游地发现有驴拉磨磨玉米面,如图甲所示,假设驴拉磨的平均用力大小为800N,运动的半径为1.25m,如图乙所示,则驴拉磨转动一周所做的功为(取3)( )
A. 0 B. 3000J C. 6000J D. 12000J
5. 质量为1kg的物体从倾角为30°、长2m的光滑斜面顶端由静止开始下滑,若选初始位置为零势能点,那么,当它滑到斜面中点时具有的机械能和重力势能分别是(g取10 m/s2)( )
A. 0J,-5J B. 0J,-10J
C. 10J,5J D. 20J,-10J
6. 一枪弹以速度v飞行恰能射穿一块钢板,如果枪弹的速度是原来的3倍,则可射穿与上述相同的钢板的数目是( )
A. 3块 B. 6块 C. 9块 D. 12块
7. 如图所示,质量为50kg的同学在做仰卧起坐运动.若该同学上半身的质量约为全身质量的 ,她在1min内做了50个仰卧起坐,每次上半身重心上升的距离均为0.3m,则她克服重力做的功W和相应的功率P约为( )
A. W=4500J P=75W B. W=450J P=7.5W
C. W=3600J P=60W D. W=360J P=6W
8. 如图所示,质量相同的物体分别自斜面和的顶端由静止开始下滑,物体与斜面间的动摩擦因数相同,物体滑至斜面底部C点时的动能分别为和,下滑过程中克服摩擦力所做功分别为和,则( )
A. B.
C. D.
9. 如图所示,质量为的滑块在倾角为的光滑斜面上,从点由静止开始下滑,到点开始压缩轻弹簧,到点时速度达到最大,到点(图中未画出)开始弹回,恰能再回到点若,弹簧弹性势能的最大值为,取,则下列说法正确的是( )
A. 弹簧的劲度系数是
B. 滑块动能的最大值为
C. 滑块重力势能的最大值为
D. 从点到点滑块克服弹簧的弹力做功
10. 如图,可视为质点的小球A、B用不可伸长的细软轻线连接,跨过固定在地面上、半径为R的光滑圆柱,A的质量为B的两倍,当B位于地面时,A恰与圆柱轴心等高,将A由静止释放,B上升的最大高度是( )
A. B. R C. D.
二、多项选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有多项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列运动物体,机械能守恒的有( )
A. 物体沿斜面匀速下滑 B. 物体做自由落体运动
C. 跳伞运动员在空中匀速下落 D. 沿光滑曲面自由下滑的木块
12. 质量为m的物体,在距地面h高处以的加速度由静止竖直下落到地面,下列说法中正确的是( )
A. 重力做功 B. 物体的机械能减少
C. 物体的动能增加 D. 物体的重力势能减少mgh
13. 质量为的汽车在平直路面上以恒定加速度起动,起动过程的速度随时间变化图象如图所示,从时刻起汽车的功率恒为,整个运动过程中汽车所受阻力不变,下列说法正确的是( )
A. 时间内,汽车的牵引力做功为
B. 时间内,汽车的牵引力功率增大
C. 时间内,汽车的平均速度
D. 时间内汽车克服阻力做的功为
14. 质量为m=2kg的物体沿水平面向右做直线运动,t=0时刻受到一个水平向左的恒力F,如图甲所示,取水平向右为正方向,此物体的v-t图象如图乙所示,g=10m/s2,则( )
A. 物体与水平面间的动摩擦因数μ=0.5
B. 10s内恒力F对物体做功102J
C. 10s末物体在计时起点位置左侧2m处
D. 10 s内物体克服摩擦力做功34J
15. 如图所示,倾斜放置的传送带AB长为10m,在电机驱动下以大小为v=3m/s的恒定速率顺时针转动,传送带的倾角θ=37°,一个质量为2kg的物块轻放在传送带A端,同时给物块施加一个沿斜面向上的恒定拉力F,物块先加速后匀速从A端运动到B端,物块运动的时间为4s,物块与传送带的动摩擦因数为0.5,重力加速度为10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,则在物块向上运动过程中( )
A. 拉力对物块做的功为9J B. 物块加速运动的时间为
C. 因传送物块电机多消耗的电能为60J D. 物块与传送带之间,因摩擦产生的热量为16J
第Ⅱ卷 非选择题(共50分)
三、实验题
16. 用如图a所示的装置“验证机械能守恒定律”。
(1)下列物理量需要测量的是_______,通过计算得到的是________(填写代号)。
A.重锤质量
B.重锤下落的时间
C.重锤下落的高度
D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
(2)下列做法正确的有________;
A.选用质量大体积小的重锤
B.图中两限位孔必须在同一竖直线上
C.将连着重物的纸带穿过限位孔,用手提住,且让手尽量靠近打点计时器
D.实验时,先释放纸带,再接通打点计时器的电源
(3)设重锤质量为、打点计时器的打点周期为、重力加速度为。图b是实验得到的一条纸带,为相邻的连续点。根据测得的写出重物由点到点势能减少量的表达式___________,动能增量的表达式_________。由于重锤下落时要克服阻力做功,所以该实验的动能增量总是__________(填“大于”、“等于”或“小于”)重力势能的减小量。
(4)根据纸带算出打下各点时重物的速度v,量出下落距离s,则以为纵坐标、s为横坐标画出的图像应是_______;
A B.
C, D.
四、计算题(共40分,要求有必要的文字说明和重要的方程式,结果应包含数值和单位。)
17. 如图所示,质量为m=2 kg的物体静止在水平地面上,受到与水平地面夹角为θ=37°、大小F=10 N的拉力作用,物体移动的距离l=2 m,物体与地面间的动摩擦因数μ=0.3,g取10 m/s2。求:
(1)拉力F所做的功W1;
(2)摩擦力Ff所做的功W2;
(3)弹力FN所做的功W4。
18. 已知质量m=50kg的跳水运动员,从离水面1m高的跳板上跳起,最后以v=10m/s的速度入水,不计空气阻力,取g=10m/s2,求
(1)跳起至入水的过程中,重力做的功;
(2)跳板对运动员做的功;
(3)运动员在空中离跳板的最大高度.
19. 如图所示,一个滑块质量为2kg,从斜面上A点由静止下滑,经过BC平面又冲上另一斜面到达最高点D。已知AB=100cm,CD=60cm,∠α=30°,∠β=37°,且AB、CD均光滑,只有BC面粗糙,BC=28cm且BC面上各处粗糙程度相同,(g取10m/s2)试求:
(1)滑块在A和D点所具有的重力势能是多少;(以BC面为零势面)
(2)BC面的动摩擦因数;
(3)滑块最终停在BC面上什么位置。
20. 如图为某商家为吸引顾客设计的趣味游戏,4块相同木板a、b、c、d紧挨放在水平地面上,某顾客使小滑块以某一水平初速度从a的左端滑上木板,若滑块分别停在a、b、c、d上,则分别获得四、三、二、一等奖,若滑离木板则不得奖,已知每块木板的长度为、质量为,木板下表面与地面间的动摩擦因数均为,滑块质量为2m,滑块与木板上表面间的动摩擦因数均为,重力加速度大小为g,最大静摩擦力与滑动摩擦力视为相等。
(1)若顾客获四等奖,求滑块初速度的最大值;
(2)若滑块初速度为,请通过计算说明顾客获几等奖;
(3)若顾客获得一等奖,求因摩擦产生的总热量Q的取值范围。
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