题目内容
18.如图所示,光滑的AB斜面固定在地面上,高0.6m,倾角θ=37°,一质量为m=2kg的物体,在F=20N与斜面成θ=37°拉力作用下,从斜面B点处静止沿斜面向上做匀加速直线运动到A点.已知sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,重力加速度g取10m/s2.求:(1)物体重力势能变化量;
(2)拉力做的功;
(3)物体达最高点时拉力的瞬时功率.
分析 (1)根据重力势能表达式EP=mgh,即可求解重力势能的变化量;
(2)依据力做功表达式WF=FScos37°,从而求解拉力做功;
(3)根据动能定理,求解最高点的速度,再依据功率表达式P=Fvcos37°,即可求解.
解答 解:(1)从A到B,物体重力势能变化量为:△EP=mgh=2×10×0.6=12J
(2)依据功的表达式为:WF=FScos37°=F×$\frac{h}{sin37°}$×cos37°=20×$\frac{0.6}{0.6}$=×0.8=16J
(3)根据动能定理可知:WF-mgh=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$
代入数据解得:v=2m/s
过A点的功率为:P=Fvcos37°=20×2×0.8=32W
答:(1)物体重力势能变化量12J;
(2)拉力做的功16J;
(3)物体达最高点时拉力的瞬时功率32W.
点评 考查功与重力势能的表达式内容,掌握动能定理的应用,理解瞬时功率与平均功率的区别,注意功与功率表达式中夹角的确定.
练习册系列答案
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3.下列情形中,地面控制人员能将“神州十一号”飞船视为质点的是( )
A. | 对飞船姿势进行修正时 | B. | 飞船与“天宫二号”对接时 | ||
C. | 调整飞船上太阳帆板面向太阳时 | D. | 飞船在轨道上做匀速圆周运动时 |
4.如图,轻质弹簧一端固定在水平面上O点的转轴上,另一端与一质量为m、套在粗糙固定直杆A处的小球(可视为质点)相连,直杆的倾角为37°,OA=OC,B为AC的中点,OB等于弹簧原长,小球从A处由静止开始下滑,初始加速度大小为aA,第一次经过B处的速度为v,运动到C处速度为零,后又以大小为aC的初始加速度由静止开始向上滑行,设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,下列说法正确的是( )
A. | 小球能返回到出发点A处 | |
B. | 弹簧具有的最大弹性势能为$\frac{m{v}^{2}}{2}$ | |
C. | 撤去弹簧,小球不可能在直杆上处于静止 | |
D. | aA-aC=2gsin37° |
13.甲图中a、b是电流相等的两直线电流,乙图中c、d是电荷量相同的两正点电荷,O为两电流(或电荷)连线的中点,在O点正上方有一电子,以极小的速度v射向O点,不计重力.关于电子的运动,下列说法正确的是( )
A. | 甲、乙图中O点的磁感应强度和电场强度都为零 | |
B. | 甲图中的电子做匀速直线运动,乙图中的电子做往复运动 | |
C. | 乙图中的电子在向O点运动的过程中,加速度一定在减小 | |
D. | 乙图中的电子在O点动能最大,电势能最小 |
3.如图所示,两个宽度相同而长度不同的台球桌都固定在水平面上.从两个桌面的长边上任意一点同时以相同的速度(包括大小和方向)分别将两只台球击发出去.设台球与桌边的碰撞时间极短且没有机械能损失,不计一切摩擦,则两个台球再次回到出发的那条桌边的先后情况是( )
A. | 一定是A球先回到该桌边 | |
B. | 一定是B球先回到该桌边 | |
C. | 一定是两球同时回到各自的桌边 | |
D. | 不知道小球出发的位置离右面的桌边有多远,因此无法确定 |
8.将物体竖直向上抛出,假设运动过程中空气阻力不变,其速度-时间图象如图所示,则( )
A. | 上升、下降过程中加速度大小之比为11:9 | |
B. | 上升、下降过程中加速度大小之比为10:1 | |
C. | 物体所受的重力和空气阻力之比为9:1 | |
D. | 物体所受的重力和空气阻力之比为10:1 |