第四章 第七节
A组·基础达标
1.如图所示为运动员在蹦床运动中完成某个动作的示意图,图中虚线PQ是弹性蹦床的原始位置,A为运动员抵达的最高点,B为运动员落回蹦床时的位置,C为运动的最低点.不考虑空气阻力和运动员与蹦床作用时的机械能损失,在A、B、C三个位置上运动员的速度分别是vA、vB、vC,机械能分别是EA、EB、EC,则它们的大小关系是( )
A.vA<vB,vB>vC C.EA=EB,EB=EC 【答案】A
【解析】运动员在最高点A的速度为零,刚抵达B位置时的速度不为零,vA<vB,在最低点C的速度也为零,vB>vC,故A正确、B错误;以运动员为研究对象,B→A机械能守恒,EA=EB,B→C弹力对运动员做负功,机械能减小,EB>EC,故C、D错误.
2.某踢出的足球在空中运动轨迹如图所示,足球视为质点,空气阻力不计.用v、E、Ek、P分别表示足球的速率、机械能、动能和重力的瞬时功率大小,用t表示足球在空中的运动时间,下列图像可能正确的是( )
B.vA>vB,vB<vC D.EA>EB,EB=EC
A B C D
【答案】D
【解析】足球做斜上抛运动,机械能守恒,重力势能先增加后减小,故动能先减小后增加,速度先减小后增加,A、B错误;以初始位置为零势能面,踢出时竖直方向速度为vy,1
则Ek=E-Ep=E-mgh=E-mgvyt+mg2t2,C错误;速度的水平分量不变,竖直分量先均
2匀减小到零,后反向均匀增大,故根据P=Gv可知,重力的功率先均匀减小后均匀增加,
D正确.
3.如图所示,在水平台面上的A点,一个质量为m的物体以初速度v0被抛出,不计空气阻力,则它到达B点时速度的大小是( )
A.2gh C.v20-2gh 【答案】B
112【解析】若选桌面为参考面,则mv2解得vB=0=-mgh+mvB,22
2+2gh.所以B正确.v0
B.v20+2gh D.v0
2h
g
4.(多选)如图是安装在列车车厢之间的摩擦缓冲器结构图,图中①和②为楔块,③和④为垫板,楔块与弹簧盒、垫板间均有摩擦,在车厢相互撞击使弹簧压缩的过程中( )
A.缓冲器的机械能守恒 B.摩擦力做功消耗机械能
C.垫板的动能转化为内能和弹性势能 D.弹簧的弹性势能全部转化为动能 【答案】BC
【解析】由于楔块与弹簧盒、垫块间均有摩擦,摩擦力做负功,则缓冲器的机械能部分转化为内能,故A错误,B正确;车厢撞击过程中,弹簧被压缩,摩擦力和弹簧弹力做功,垫板的动能转化为内能和弹性势能,故C正确,D错误.
5.某同学身高1.8 m,在运动会上他参加跳高比赛,起跳后身体横着越过了1.8 m高度的横杆(如图所示),据此可估算出他起跳时竖直向上的速度大约为(g取10 m/s2)( )
A.2 m/s
B.4 m/s
C.6 m/s 【答案】B
D.8 m/s
【解析】将该同学视为做竖直上抛运动,整个过程机械能守恒,取地面为参考平面,最1
高点速度为零,由Ek1+Ep1=Ek2+Ep2,得mv2+mgh1=mgh2,其中h1为起跳时该同学重心
20的高度,即h1=0.9 m,代入数据得起跳速度v0=
2g?h2-h1?≈4 m/s.故B正确.
6.如图是检验某种防护罩承受冲击能力的装置的一部分,M为半径R=1.0 m、固定于1
竖直平面内的光滑圆弧轨道,轨道上端的切线水平,M的下端相切处放置竖直向上的弹簧
4枪,可发射速度不同的质量m=0.01 kg的小钢珠.假设某次发射的钢珠沿轨道内侧恰好能经过M的上端点水平飞出,g取10 m/s2,弹簧枪的长度不计,则发射该钢珠前,弹簧的弹性势能为( )
A.0.10 J C.0.20 J 【答案】B
v2
【解析】小钢珠恰好经过M的上端点有mg=m,所以v=gR=10 m/s.根据机械能
R1
守恒定律得Ep=mgR+mv2=0.15 J.
2
7.某游乐场过山车模型简化为如图所示,光滑的过山车轨道位于竖直平面内,该轨道由一段斜轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R,可视为质点的过山车从斜轨道上某处由静止开始下滑,然后沿圆形轨道运动.考虑到游客的安全,要求全过程游客受到的支持力不超过自身重力的7倍,过山车初始位置相对于圆形轨道底部的高度不得超过( )
B.0.15 J D.0.25 J
A.5R C.3R 【答案】C
B.4R D.R