专题3 功和能（解析版）

这是一份专题3 功和能（解析版），共15页。试卷主要包含了8×107W，2F=ma,解得F=1， 如图所示,用一块长L1=1， 如图所示为一滑草场等内容，欢迎下载使用。

A.小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2
B.小球落到地面时相对于A点的水平位移值为2
C.小球能从细管A端水平抛出的条件是H>2R
D.小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=R
【答案】BC
【解析】 由D到A由机械能守恒定律得:mg(H-2R)=,vA=,小球在A处抛出后做平抛运动,下落y=2R后落地,则由x=vAt和y=2R=gt2得x=2,B选项正确,A错误;由于小球能到达A处,小球在双层轨道内部,vA≥0,当vA=0,小球不能抛出,因此小球从A处抛出的速度为vA>0,由前mg(H-2R)=>0得H>2R,C选项正确,D选项错误。
2.(2013浙江理综,23)(16分)山谷中有三块石头和一根不可伸长的轻质青藤,其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点,O为青藤的固定点,h1=1.8m,h2=4.0m,x1=4.8m,x2=8.0m。开始时,质量分别为M=10kg和m=2kg的大、小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上,当大猴发现小猴将受到伤害时,迅速从左边石头的A点水平跳至中间石头。大猴抱起小猴跑到C点,抓住青藤下端,荡到右边石头上的D点,此时速度恰好为零。运动过程中猴子均可看成质点,空气阻力不计,重力加速度g=10m/s2。求:
(1)大猴从A点水平跳离时速度的最小值;
(2)猴子抓住青藤荡起时的速度大小;
(3)猴子荡起时,青藤对猴子的拉力大小。
【答案】(1)8m/s (2)9m/s (3)216N
【解析】(1)设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin,根据平抛运动规律,有
h1=gt2①
x1=vmint②
取立①、②式,得
vmin=8m/s③
(2)猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒,设荡起时速度为vc,有
(M+m)gh2=(M+m)④
vc=m/s≈9m/s⑤
(3)设拉力为FT,青藤的长度为L,对最低点,由牛顿第二定律得
FT-(M+m)g=(M+m)⑥
由几何关系
(L-h2)2+=L2⑦
得:L=10m⑧
综合⑤、⑥、⑧式并代入数据解得:FT=(M+m)g+(M+m)=216N
4.(2015浙江理综,18)我国科学家正在研制航母舰载机使用的电磁弹射器.舰载机总质量为3.0×104kg,设起飞过程中发动机的推力恒为1.0×105N;弹射器有效作用长度为100m,推力恒定.要求舰载机在水平弹射结束时速度大小达到80m/s.弹射过程中舰载机所受总推力为弹射器和发动机推力之和,假设所受阻力为总推力的20%,则( )
A.弹射器的推力大小为1.1×106N
B.弹射器对舰载机所做的功为1.1×108J
C.弹射器对舰载机做功的平均功率为8.8×107W
D.舰载机在弹射过程中的加速度大小为32m/s2
【答案】ABD
【解析】 由v2=2aL得a==32m/s2,D项正确;设总推力为F,则F-0.2F=ma,解得F=1.2×106N,故弹射器的推力大小为F弹=F-F机=1.2×106N-1.0×105N=1.1×106N,A项正确;W弹=F弹·l=1.1×106N×100m=1.1×108J,B项正确;由=F弹·=F弹·=4.4×107W知,C项错误.
5．(2015浙江理综,21).(10分)甲同学准备做“验证机械能守恒定律”实验,乙同学准备做“探究加速度与力、质量的关系”实验.
(1)图中A、B、C、D、E表示部分实验器材,甲同学需在图中选用的器材是 ;乙同学需在图中选用的器材是 .(用字母表示)
(2)某同学在实验室选齐所需器材后,经正确操作获得如图所示的两条纸带①和②.纸带 的加速度大(填“①”或“②”),其加速度大小为 .
【答案】(1)AB BDE (2)① 2.5(2.3~2.7)m/s2
【解析】(1)在所给的实验器材中,甲同学需要重锤(A)、打点计时器(B),不需要秒表(C)、小车(D)和钩码(E);乙同学需要打点计时器(B)、小车(D)和钩码(E),不需要重锤(A)和秒表(C).
(2)纸带①的加速度
a1=m/s2
=2.5m/s2
纸带②的加速度
a2=m/s2
=1.25m/s2.
6.(2015浙江理综,23) (16分)如图所示,用一块长L1=1.0m的木板在墙和桌面间架设斜面,桌子高H=0.8m,长L2=1.5m.斜面与水平桌面的倾角θ可在0~60°间调节后固定.将质量m=0.2kg的小物块从斜面顶端静止释放,物块与斜面间的动摩擦因数μ1=0.05,物块与桌面间的动摩擦因数为μ2,忽略物块在斜面与桌面交接处的能量损失.(重力加速度g取10m/s2;最大静摩擦力等于滑动摩擦力)
(1)求θ角增大到多少时,物块能从斜面开始下滑;(用正切值表示)
(2)当θ角增大到37°时,物块恰能停在桌面边缘,求物块与桌面间的动摩擦因数μ2;(已知sin37°=0.6,cs37°=0.8)
(3)继续增大θ角,发现θ=53°时物块落地点与墙面的距离最大,求此最大距离xmax.
【答案】(1)tanθ≥0.05 (2)μ2=0.8 (3)xmax=1.9m
【解析】(1)为使小物块下滑有mgsinθ≥μ1mgcsθ
θ满足的条件tanθ≥0.05.
(2)克服摩擦力做功
Wf=μ1mgL1csθ+μ2mg(L2-L1csθ)
由动能定理得mgL1sinθ-Wf=0
代入数据得μ2=0.8.
(3)由动能定理得mgL1sinθ-Wf=mv2
代入数据得v=1m/s
H=gt2
t=0.4s
x1=vt
x1=0.4m
xmax=x1+L2=1.9m
④
7. (2016浙江理综,18)如图所示为一滑草场。某条滑道由上下两段高均为h,与水平面倾角分别为45°和37°的滑道组成,滑草车与草地之间的动摩擦因数为μ。质量为m的载人滑草车从坡顶由静止开始自由下滑,经过上、下两段滑道后,最后恰好静止于滑道的底端(不计滑草车在两段滑道交接处的能量损失,sin 37°=0.6,cs 37°=0.8)。则( )
A.动摩擦因数μ= QUOTE
B.载人滑草车最大速度为
C.载人滑草车克服摩擦力做功为mgh
D.载人滑草车在下段滑道上的加速度大小为g
【答案】AB
【解析】滑草车运动过程简图如图所示。A→C过程,
根据功能关系,mg·2h=μmgcs45°·+μmgcs37°·
解得μ=,A选项正确;因tan37°