③选项AD中,物体的高度不变,所以重力势能不变;BC选项中物体的高度增大,所以物体A的重力势能增加。
综上所述,同时符合以上三条描述的只有C.故选C.
7.如图是滑雪运动员收起雪杖后从高处滑下的情景,对此过程
A.运动员下滑过程中动能增大,重力势能也增大
B.运动员下滑过程中,动能的增加量等于重力势能的减小量
C.运动员的动能是由重力势能转化来的
D.运动员弓着腰,是为了通过降低重心来增大惯性
【答案】C
【解析】
【详解】
A.运动员下滑过程中,质量不变,速度越来越大,高度不断变小,所以动能增大,重力势能减小,故A错误;
B.运动员下滑过程中,由于要克服摩擦做功,有一部分动能转化为内能,所以动能的增加量小于重力势能的减小量,故B错误;
C.运动员下滑过程中,动能增大,重力势能减小,所以,运动员的动能是由重力势能转化来的,故C正确;
D.运动员弓着腰,是通过降低重心来增加稳度,不能改变惯性的大小,故D错误。
故选C。
8.如图甲所示,放在水平地面上的物体,受到方向不变的水平拉力F的作用,其F〜t和图象分别如图乙、丙所示,下列说法正确的是
A.t=ls时,物体处于静止状态,摩擦力是0
B.t=3s时,物体受到摩擦力是7N
C.4〜6s内,拉力F做的功是20J
D.2〜4s内,物体的机械能保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】
A.由丙图可知,前2s物体速度为零,处于静止状态,合力为零,则水平方向受到的摩擦力和拉力是一对平衡力;由乙图可知,前2s物体所受拉力为3N,所以摩擦力也为3N;故A错误;
B.由丙图知在4s−6s内,物体做匀速直线运动,处于平衡状态,由乙图知此时拉力F=5N,由平衡条件得滑动摩擦力f=F=5N,在t=3s时物体做加速运动,物体受到滑动摩擦力作用,由于滑动摩擦力与接触面的粗糙程度和压力大小有关,而与拉力大小无关,因此在t=3s时,物体受到的摩擦力为5N,故B错误;
C.由丙图可知,4s∼6s内,物体做匀速直线运动,速度为v=2m/s,
则4s∼6s内通过的距离s=vt=2m/s×2s=4m,
由图乙知,4s∼6s时拉力F=5N,所以拉力F做的功为W=Fs=5N×4m=20J,故C正确。
D.由丙图可知,2∼4s内物体正在做加速运动,其质量不变,高度不变,速度变大,则重力势能不变,动能变大,所以物体的机械能变大。
故D错误。
9.如图所示,用沿斜面向上不同的力,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度大小从底端匀速拉到顶点A,己知AB>AC,如果拉力做的功分别为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2。
则:
[]。
A.W1>W2,P1>P2;
B.W1>W2,P1<P2;
C.W1=W2,P1<P2;
D.W1=W2,P1=P2。
【答案】C
【解析】
【详解】
根据题意知道,斜面光滑说明摩擦力为0,所以,使用任何机械都不省功,故拉力在两斜面上做功相同,即W1=W2,又因为AB>AC,且速度相同,由v=s/t知道,运动时间是t1>t2;由P=W/t知道,拉力沿AC运动时拉力做功的功率较大,即P1<P2,综上所述,只有C正确,故选C。
10.骑自行车上一个陡坡时,有经验的同学会沿S型路线骑行,他这样做是为了( )
A.缩短上坡过程中所走的路程B.减少上坡过程中所做的功
C.减小上坡过程中所施加的力D.缩短上坡过程中所用的时间
【答案】C
【解析】
【详解】
A.上坡时,自行车上升的高度不变,走S形路线所走的路线较长,A不符合题意.
B.使用任何机械都不省功,B不符合题意.
C.上坡时,走S形路线所走的路线较长,相当于增长了斜面的长度,斜面越长越省力.C符合题意.
D.速度一定,走S形路线所走的路线较长,所用的时间较长.D不符合题意.
11.一辆汽车在平直公路上沿直线向前行驶,途中经过一段泥泞路面,如果汽车发动机的功率始终保持不变,则汽车行驶路程s随时间t的变化关系可能是()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【详解】
汽车发动机的功率始终保持不变,途中经过一段泥泞路面,由于泥泞路面摩擦阻力增大,则汽车的牵引力也随之增大,根据
可知,汽车的速度变小;
速度变小,则相同时间内通过的距离变小。
A图,始终为匀速直线运动,不正确;
B图,中间一段,在相同时间内通过的距离更远,不正确;
C图,中间一段,随时间的变化,路程出现减小的情况,不正确;
D图,中间一段,在相同时间内通过的距离变小了,说明速度减小了,正确;
故选D。
12.如图所示,小车和弹簧放在光滑的水平面上,用手将小车推出后,小车向左运动。
当弹簧右端被小车压至A处时,小车速度为零。
小车向左运动的过程中
A.小车一直减速B.小车先加速后匀速C.小车的动能先不变后减小D.小车的机械能不变
【答案】C
【解析】
水平面光滑,不受摩擦力,当A向左运动未接触弹簧时,将做匀速直线运动,小车动能不变;当物体A与弹簧接触后,受向右的弹力作用,速度将减小,动能减小,故C正确,ABD错误。
点睛:
当物体受平衡力或不受力,运动状态不变;若物体受合力方向与运动方向相反,物体将做减速运动.
13.一辆汽车在平直的公路上做直线运动,其v﹣t图象如图所示,汽车在第10s时已行驶了150m,速度达到了20m/s,随后匀速前进,若汽车在行驶过程中所受阻力大小始终为2000N,以下说法正确的是
A.在0﹣20s内汽车的平均速度为15m/s
B.在0﹣10s内汽车的牵引力大小恒为2000N
C.在10﹣20s内汽车牵引力做的功为4×105J
D.在10﹣20s内汽车牵引力做功的功率为4×105W
【答案】C
【解析】
【详解】
A.根据图象可知,汽车在10~20s内做匀速运动,其速度为v2=20m/s,汽车在10~20s内行驶的路程s2=v2t=20m/s×10s=200m,在0~20s内行驶的总路程s=s1+s2=150m+200m=350m,则在0~20s内汽车的平均速度v=
=17.5m/s,故A错误;
B.根据图象可知,在0~10s内,汽车做加速运动,牵引力大于阻力,即牵引力大于2000N,故B错误;
C.汽车在10~20s内做匀速运动,处于平衡状态,牵引力等于阻力,即F=f=2000N,则牵引力做的功:
W2=Fs2=2000N×200m=4×105J,故C正确;
D.汽车在10~20s内牵引力做功的功率:
P2=
=4×104W,故D错误.
14.一定质量的物体在水平拉力的作用下沿水平面运动,物体运动的
图像如图所示.根据图像,下列判断正确的是()
A.物体10s时的速度大于4s时的速度
B.0~6s拉力对物体所做的功大于6~12s拉力对物体所做的功
C.0~6s拉力对物体做功的功率小于6~12s拉力对物体做功的功率
D.0~6s物体所受的拉力大于6~12s物体所受的拉力
【答案】B
【解析】
A、从图象上看,0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,而0~6s过程中通过的路程是3m,6~12s的过程中通过路程为1m,因为相同时间内通过的路程越多,速度越大,因此0~6s的速度大于6~12s的速度,即4s时的速度大于10s时的速度,故A错误;BD、0~6s和6s~12s物体以不同的速度做匀速直线运动,拉力等于阻力,0~6s物体所受的拉力等于6~12s物体所受的拉力,0~6s过程中通过的距离为3m;6~12s的过程中通过的距离为1m,由W=Fs可知,0~6s拉力做的功大于6s~12s拉力做的功,故B正确,D错误;C、由于速度发生了改变,根据P=Fv可知,由0~6s的速度大于6~12s的速度,0~6s拉力对物体做功的功率大于6~12s拉力对物体做功的功率,故C错误.故选B.
15.小明用台秤研究人在竖直升降电梯中的运动.他先在地面上用台秤称得自己的体重为500N,再将台秤移至电梯内,电梯从t=0时由静止开始向下运动到t=11s时停止,测得台秤对自己的支持力F随时间t变化的图象如图所示,则
A.0~2s的过程中,小明的动能不变
B.2s~10s的过程中,小明的重力势能转化为动能
C.10s~11s的过程中,小明的机械能不断减小
D.0~11s的过程中,小明的机械能不断增大
【答案】C
【解析】
【详解】
A.0~2s的过程中,小明由静止开始下降,所以小明的动能增大,故A错误;
B.2s~10s的过程中,小明在匀速下降,重力势能减小,但动能不变,故B错误;
C.10s~11s的过程中,小明在做减速运动,故动能减小,同时小明是在下降,高度是在降低的,所以重力势能在减小,故小明的机械能不断减小,C正确;
D.0~11s的过程中,小明下降了一段距离,重力势能减小,所以机械能不断减小,故D错误;
故选C.
16.用如图甲所示的装置来探究滑轮组的机械效率η与物重G物的关系,改变G物,竖直向上匀速拉动弹簧测力计,计算并绘出η与G物关系如图乙所示,若不计绳重和摩擦,则下列说法正确的是
A.同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,最终将达到100%
B.当G物=12N时,弹簧测力计读数为5N
C.此滑轮组动滑轮的重力为4N
D.G物不变,改变图甲中的绕绳方式,滑轮组机械效率将改
【答案】B
【解析】
【分析】
(1)使用机械时,人们为完成某一任务所必须做的功叫有用功;对完成任务没有用,但又不得不做的功叫额外功;有用功与额外功之和叫总功。
有用功与总功的比值叫机械效率;
(2)不计绳重和摩擦,结合图中信息,根据
求得动滑轮的重力,再计算G物=12N时弹簧测力计读数;
(3)G物不变,改变图甲中的绕绳方式,分别将同一物体匀速提高到相同高度,做的有用功相同;克服动滑轮做的额外功相同,由此分析机械效率的变化情况。
【详解】
A、使用滑轮组时,克服物重的同时,不可避免地要克服动滑轮重做额外功,所以总功一定大于有用功;机械效率一定小于1,即同一滑轮组机械效率η随G物的增大而增大,但最终不能达到和超过100%,故A错误;
BC、由图可知,G=12N,此时η=80%,
不计绳重和摩擦,
,
即:
,
解得动滑轮的重力:
G动=3N,故C错误;
G物=12N时,弹簧测力计读数:
,故B正确;
D、G物不变,改变图甲中的绕绳方式,将同一物体匀速提高相同的高度,所以所做的有用功相同,忽略绳重及摩擦时,额外功:
,即额外功W额相同,总功相同,则两装置的机械效率相同。
故D错误。
故选:
B。
17.如图所示,底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有适量的水,一木块漂浮在水面上,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,下列表示木块的重力势能Ep,木块所受浮力大小F、木块下表面处水的压强p1和容器对桌面的压强p2随时间变化的关系图线中,可能正确的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】
A.当容器内的水流出后,木块的质量不变,高度减小,则木块的重力势能减小,当水不再流出时,木块的重力势能不变,即木块的重力势能先变小后不变,故A错误;
B.根据图示可知,当水位在一定高度时,木块处于漂浮状态,即浮力等于重力;当水位下降到一定高度时,木块对容器底有压力,浮力小于重力;由于木块的重力不变,则木块受到浮力先不变后减小;故B正确;
C.根据图示可知,在容器内水流出的过程中,并且当水位在一定高度时,木块下表面处水的深度不变,由p=ρgh可知,木块下表面处的压强不变,即木块下表面受到水的压强不变;故C错误;
D.因为液体压强随深度的增加而增大,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等,因此相同时间内,容器对桌面减小的压力相同,由
可得,容器对桌面的压强p2随时间均匀减小,故D错误.
18.如图所示,将同一物体分别沿光滑的斜面AB、AC以相同的速度从底部匀速拉到顶点A,已知AB>AC,施加的力分别为F1、F2拉力做的功为W1、W2,拉力做功的功率分别为P1、P2,则下列判断中正确的是
A.F1<F2,W1=W2,P1>P2
B.F1>F2,W1>W2,P1>P2C.F1<F2,W1<W2,P1<P2
D.F1<F2,W1=W2,P1<P2
【答案】D
【解析】
将同一物体分别沿光滑斜面(无摩擦力)AB、AC以相同的速度,匀速拉到顶点A,拉力F1、F2对物体所做的功等于物体克服重力所做的功,而同一物体升高相同的高度克服重力做的功相同,故W1=W2;又因
,W相同,AB>AC,所以F1<F2,再由
知,速度相同,F1<F2,则P1<P2.
所以选择D.
19.如图所示,底端装有电子阀门的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中装有适量的水,一木块漂浮在水面上,控制阀门,使容器中相同时间内流出的水量相等.下列表示木块下表面处水的压强p1、容器对桌面的压强p2、木块的重力势能Ep和木块所受的浮力大小F随时间t变化的关系图象中,可能正确的是()
A.
B.
C.
D.
【答案】D
【解析】
【分析】
压强和浮力
【详解】
AB.压强p2随时间都是线性减小的,故AB错;
C.由于木块的高度在不断减小,所以木块的重力势能也是先不断减小的,故C错;
D.由于木块是漂浮的,在木块没有接触底面之前浮力是不变的,当接触底面以后,浮力是越来越小的,故D正确.
20.如图所示,水平地面上放着一只重1000N的木箱,用100N的水平推力,将木箱沿力的方向,匀速向前推动1m,则有( )
A.重力所做的功是1000JB.推力所做的功是1000J
C.摩擦力所做的功是100JD.推力所做的功是100J
【答案】D
【解析】
A、由题意可知,木箱没有在重力的方向上通过距离,根据做功的两个必要条件可知,重力做功为0J.故A错误;
BD、推力做功:
.故B错误,D正确.
C、因为物体在水平面上做匀速直线运动,所以摩擦力f=F=100N,方向与F相反,由于木箱沿力F的方向移动,物体移动的距离与摩擦力的方向相反,则
,故C错误.
故选D.
【点睛】此题考查功的计算,力是否做功的判断,关键是掌握做功的两个必要条件.注意水平方向运动的物体,重力是不做功的.