体重力势能的增量,选项C正确;钢丝绳拉力与重力对物体做功之和等于物体动能的增量,选项D错误;故选AC. 【点睛】
此题关键是理解功能转化关系:合力的功等于动能的增量;重力的功等于重力势能的变化;除重力以外的其它力的功等于机械能的增量. 12.BC 【解析】
A、物体无初速的轻放在左端时,由于相对运动产生了滑动摩擦力,方向水平向右,大小f??mg,物体在滑动摩擦力作用下,做匀加速直线运动,因为传送带足够长,所以经过一段时间,物体的速度与传送带相等,即为v1,此时物体与传送带之间没有相对滑动,摩擦力为零,与传送带一起匀速运动,故A错误,BC正确;D、物体匀速运动时,受力平衡,水平方向不受摩擦力,故D错误.
点睛:解答时要主要当物块达到与传送速度相等后便不再加速,而是与传送带一起匀速运动,此后就不受摩擦力作用了. 13.BD 【解析】 【详解】
A.物体B离开墙之前,由于墙壁对B有向右的作用力,物体A、B系统的合外力不为零,系统的动量不守恒;故A项不合题意.
B.物体B离开墙壁后,系统的合外力为零,系统的动量守恒,故B项符合题意.
C.弹簧从B离开墙壁到第一次恢复原长的过程,B一直加速,弹簧第一次恢复原长时B的速度最大.设此时A、B的速度分别为vA、vB. 根据动量守恒和机械能守恒得:
解得:vB=v,vA=0 物体B的最大动能为:
,
故C项不合题意.
D.根据A、B和弹簧组成的系统机械能守恒,可得物体B离开墙时物体A的动能等于E. 设物体B离开墙壁的瞬间A的速度为v,则
,
物体B离开墙壁后,系统的动量守恒,当弹簧伸长最大时和压缩最大时,两物体的速度相等,则 mv=(m+m)v′,
则知两种状态下AB共同速度相同,动能相同,则根据机械能守恒知,弹簧伸长最大时的弹性势能等于弹簧压缩最大时的弹性势能,有:
联立解得:
;故D项符合题意.
14.CD 【解析】 【详解】
A.a、b加速时,a图线的斜率小于b图线的斜率,物体a的加速度小于物体b的加速度,故A错误; B. 0-20s时,a车运动,b车静止,则此过程中两车间距一直靠近,0-20s内,a的位移为:
1x1??(10?40)?20?500m,则在20s时两物体相遇,选项B错误;
2C.速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移,则0-40s内a比b多运动的位移为:
x?10?401?20??40?20?900m,在t=0 时刻,b车在a车前方500m处,则在第40 s末,a、b两22车相距S=x-500m=400m,因20s时刻,ab已经相遇一次,40s末a在b的前面,40s后b的速度大于a的速度,则b一定能追上a,所以在整个运动过程中,a、b两车可以相遇两次,故C正确;
D.因20s时刻两物体已经相遇一次;由速度-时间图象与坐标轴围成的“面积”表示位移,则20-60s内,ab通过的位移相等,则60s末ab再次相遇,故D正确。 15.AD 【解析】 【详解】
AB. 水平方向桶对衣服的弹力提供向心力,圆桶转速增大,所需向心力增大,弹力变大,根据牛顿第三定律可知衣服对桶壁的水平压力大小增大,A正确B错误。
CD. 竖直方向始终处于平衡状态,所以摩擦力与重力等大反向,不变,C错误D正确。 16.AD 【解析】 【详解】
AB.由题,q1、q2是两个等量的正电荷,作出中垂线CD上电场线如图:
根据顺着电场线电势降低,可知正电荷q3由C点沿CD移至无穷远的过程中,电势不断降低,电场力做正功,其电势能不断减小.故A正确,B错误;
CD.根据电场的叠加可知,C点的场强为零,而无穷远处场强也为零,所以由C点沿CD移至无穷远的过程中,场强先增大,后减小,q3受到的电场力先逐渐增大,后逐渐减小.故C错误,D正确. 故选AD.
三、实验题:共2小题,每题8分,共16分 17.
; 9.8 斜面倾角越大,误差越小
【解析】(1)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,可知D点的速度等于CE段的平均速度,则有:
;(2)取小球从A到B进行分析,则减小的重力势能为
,增加的动能为,利用来处于数据,小球从
A到B机械能守恒,则有:,即,由此可知作出的图是一条经过原点的直
线,斜率为;(3)在垂直斜面方向,根据平衡条件有:,若斜面倾角增
大,则正压力减小,摩擦力减小,则误差越小. 18.0.98 0.49 0.48 存在摩擦阻力 【解析】 【分析】
重物带动纸带下落过程中能量转化的过程和能量守恒,重物带动纸带下落过程中,除了重力还受到阻力, 从能量转化的角度,由于阻力做功,重力势能减小除了转化给了动能还有一部分转化给摩擦产生的内能.【详解】
xAC(7.06?3.14)?10?2=?0.98m/s (1)利用匀变速直线运动的推论:vB?tAC2?0.02(2)重力势能减小量:△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J.动能增量:EkB=
1mvB2=0.48J 2(3)计算表明数值上△EP >△Ek,由于存在摩擦阻力,所以有机械能损失. 【点睛】
四、解答题:本题共4题,每题5分,共20分 19.【解析】 1)由图可知,
,△BOD为等边三角形,可见B、C、D在同一个以O为圆心的圆周上,即
,
点电荷Q的等势面上,故电荷q从O到C,电场力不做功,从D→C由动能定理h=Bdsin60°Bcsin30°
。
(2)设点电荷Q在D、C产生磁场场强为正,又设q在D点受力分析,产生加速度a,由牛顿第二定律F=mgsin30°-qEcos30°=ma,q在C点:
得:
本题考查动能定理,由D到c时应用动能定理列公式求解,设点电荷Q在D、C产生磁场场强为正,又设q在D点受力分析,根据牛顿第二定律列式求解 20.(1)【解析】 【分析】
(1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据定理求出汽车在4s内通过的位移x的大小. 【详解】
(1)当玩具电动汽车达到最大速度时,牵引力大小等于阻力f的大小 则有:
求出汽车的最大速度.(2)抓住功率不变,结合动能
(2)
解得:
(2)在4S内玩具电动汽车的电功率不变,阻力大小不变 对其应用动能定理可得:解得:x=19.5m 【点睛】
本题考查了机车的启动,知道发动机功率与牵引力、速度的关系,知道加速度为零时,速度最大.对于变加速直线运动,不能通过动力学知识求解位移,只能通过动能定理进行求解. 21. (1)47m(2)9.8J 【解析】 【详解】
(1)0—2s内物块加速度: a1=
E1q??mg?2m/s2
m12a1t1=4m 2位移: s1=
2s末的速度为: v2=a1t1=4m/s
2—4s内物块做减速运动,加速度的大小: a2=
E2q??mg?2m/s2
m位移: s2=s1=4m 4s末的速度为: v4=0
因此小物块做周期为4s的加速和减速运动,第22s末的速度为v22=4m/s, 第23s末的速度
v23=v22-a2t=2m/s (t=1s) 所求位移为: s=
v?v22s1?2223t?47m 2212mv23 2(2)23秒内,设电场力对小物块所做的功为W,由动能定理: W-μmgs=求得: W=9.8J
22.(1)20m/s(2)2.5×105N 【解析】 【详解】
(1)汽车在经过最高点时,向心力最小等于汽车的重力时,速度为不脱离地面的最大速度,由牛顿第二定律得:
v2mg=m
rv?gr=20m/s;
(2)由牛顿第二定律得: