11.如图所示,与水平面成θ角的传送带,在电动机的带动下以恒定的速率顺时针运行。
现将质量为m的小物块从传送带下端A点无初速地放到传送带上,经时间t1物块与传送带达到共同速度,再经时间t2物块到达传送带的上端B点,己知A、B间的距离为L,重力加速度为g,则在物块从A运动到B的过程中,以下说法正确的是
A.在t1时间内摩擦力对物块做的功等于
mv2
B.在t1时间内物块和传送带间因摩擦而产生的内能等于物块机械能的增加量
C.在t1+t2时间内传送带对物块做的功等于mgLsinθ+
mv2
D.在t1+t2时间内因运送物块,电动机至少多消耗mgLsinθ+mv2的电能
12.如图所示,一质量为m的物体在沿斜面向上的恒力F作用下,由静止从底端向上做匀加速直线运动,若斜面足够长,表面光滑,倾角为θ。
经时间t,恒力F做功20J,此后撤去恒力F,物体又经时间t回到出发点。
且回到出发点时的速度大小为v,若以地面为重力势能的零势能面,则下列说法中正确的是
A.物体回到出发点时的机械能是20J
B.在撤去力F前的瞬时,力F的功率大小是2mgvsinθ/3
C.在撤去力F前的瞬时,力F的功率大小是4mgvsinθ/3
D.在此运动过程中物体动能与势能相等的位置在撤去恒力位置的上方,物体的机械能先增加后减少
13.质量为M的小车静止在光滑水平面上,车上是一个四分之一圆周的光滑轨道,轨道下端切线水平。
质量为m的小球沿水平方向从轨道下端以初速度v0滑上小车。
重力加速度为g,如图所示。
已知小球不从小车上端离开小车,小球滑上小车又滑下,与小车分离时,小球与小车速度方向相反,速度大小之比等于1:
3,则m:
M的值为
A.1:
3B.3:
5C.3:
1D.5:
3
14.如图所示,质量为M的长木板静止在光滑水平面上,上表面OA段光滑,AB段粗糙且长为l,左端O处固定轻质弹簧,右侧用不可伸长的轻绳连接于竖直墙上,轻绳所能承受的最大拉力为F。
质量为m的小滑块以速度v从A点向左滑动压缩弹簧,弹簧的压缩量达最大时细绳恰好被拉断,再过一段时间后长木板停止运动,小滑块恰未掉落。
则
A.细绳被拉断瞬间木板的加速度大小为
B.细绳被拉断瞬间弹簧的弹性势能为
mv2
C.弹簧恢复原长时滑块的动能为
mv2
D.滑块与木板AB间的动摩擦因数为
15.如图所示,光滑水平面上静置一质量为m、长为L的长木板B,木板上表面各处粗糙程度相同,一质量为m的小物块A(可视为质点)从左端以速度v冲上木板,当v=v0时,小物块A历时t0恰好运动到木板右端与木板共速。
此过程中A、B系统生热为Q,则
A.若
,A、B系统生热为
B.若
,A、B相对运动时间为
C.若v=v0,B经历t0时间的位移为
D.若v=2v0,A经历
到达木板右端
II卷(非选择题共50分)
注意事项:
1.答卷II前考生务必将自己的姓名、班级、考号填在规定的地方。
2.答卷II时用黑色钢笔或中性笔直接填写在规定的地方。
二、填空题
16.(每空22分,共10分)
用如图所示的实验装置验证m1、m2组成的系统机能守恒。
m2从高处由静止开始下落,m1上拖着的纸带打出一系列的点。
对纸带上的点迹进行测量,即可验证机械能守恒定律。
如图给出的是实验中获取的一条纸带:
0是打下的第一个点,每相邻两计数点间还有4个点(图中未标出),计数点间的距离s1=38.40cm、、s1=21.60cm、s3=26.40cm、s4=31.21cm、s5=36.02cm所示。
己知m1=50g、m1=150g,频率为50Hz,则(g取9.8m/s2,结果保留两位有效数字)
(1)由纸带得出m1、m2运动的加速度大小为a=m/s2,在纸带上打下计数点5时的速度v5=m/s;
(2)在打点0~5过程中系统动能的增量△Ek=J,系统势能的减少量△Ep=J;
(3)若某同学根据实验数据作出的
v2-h图象如图,当地的实际重力加速度g=m/s2。
三、计算题(写出必要的文字说明和解题过程,只写出结果,没有过程不能得分)
17.(8分)如图所示,总质量为460kg的热气球,从地面刚开始由静止竖直上升时的加速度为0.5m/s2。
当热气球上升到180m时,恰以5m/s的速度向上匀速运动。
若离开地面后热气球所受浮力保持不变,空气阻力F阻=Kv(K为比例系数),上升过程中热气球总质量不变,重力加速度10m/s2。
试计算:
(1)(2分)气球受到浮力的大小;
(2)(3分)气球上升到180m过程中克服空气阻力所做的功;
(3)(3分)气球上升到180m过程中所用时间是多少?
18.(9分)如图所示,AB为一段弯曲轨道,固定在水平桌面上,与水平桌面相切于A点,B点距桌面的高度为h=0.6m,A、B两点间的水平距离为L=0.8m,轨道边缘B处有一轻小定滑轮,一根轻绳两端系着质量分别为m1与m2的物体P、Q挂在定滑轮两边,P、Q可视为质点,且m1=2.0kg,m2=0.4kg。
开始时P、Q均静止,P紧靠B点,P释放后沿弯曲轨道向下运动,运动到A点时轻绳突然断开,(断开前后物体P的速度不变)断开后P沿水平桌面滑行x=1.25m停止。
已知P与水平桌面间的动摩擦因数μ=0.25,g取10m/s2。
求:
(1)(3分)物体P经过A点时的速度大小;
(2)(2分)在物体P从B点运动到A点的过程中,物体Q重力势能的改变量;
(3)(4分)弯曲轨道对物体P的摩擦力所做的功。
19.(11分)倾角为θ的斜面与足够长的光滑水平面在D处平滑连接,斜面上AB的长度为3L,BC、CD的长度均为3.5L,BC部分粗糙,其余部分光滑。
如图,4个“-”形小滑块工件紧挨在一起排在斜面上,从下往上依次标为1、2、3、4,滑块上长为L的轻杆与斜面平行并与上一个滑块接触但不粘连,滑块1恰好在A处。
现将4个滑块一起由静止释放,设滑块经过D处时无机械能损失,轻杆不会与斜面相碰。
已知每个滑块的质量为m并可视为质点,滑块与粗糙面间的动摩擦因数为tanθ,重力加速度为g。
求
(1)(5分)滑块1刚进入BC时,滑块1上的轻杆所受到的压力大小;
(2)(6分)4个滑块全部滑上水平面后,相邻滑块之间的距离。
20.(12分)利用弹簧弹射和传送可以将工件运送至高处。
如图所示,传送带与水平方向成37度角,顺时针匀速运动的速度v=4m/s。
B、C分别是传送带与两轮的切点,相距L=6.4m。
倾角也是37°的斜面固定于地面且与传送上的B点良好对接。
一原长小于斜面长的轻弹簧平行斜面放置,下端固定在斜面底端,上端放一质量m=1kg的工件(可视为质点)。
用力将弹簧压缩至A点后由静止释放,工件离开斜面顶端滑到B点时速度v0=8m/s,A、B间的距离x=1m,工件与斜面、传送带间的动摩擦因数相同,均为μ=0.5,工件到达C点即为运送过程结束。
取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)弹簧压缩至A点时的弹性势能;
(2)工件沿传送带由B点上滑到C点所用的时间;
(3)工件沿传送带由B点上滑到C点的过程中,工件和传送带间由于摩擦而产生的热量。