题目内容
12.如图甲所示,质量为m=1kg的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R=0.2m、质量为M=1kg的薄壁圆筒上.t=0时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动,小物块的v-t图象如图乙,物块和地面之间的动摩擦因数为μ=0.2.则( )A. | 圆筒转动的角速度满足ω=5t | B. | 细线的拉力大小为2 N | ||
C. | 细线拉力的瞬时功率满足P=4t | D. | 在0∽2 s内,电动机做的功为8J |
分析 根据图象得出物体物体速度随时间变化的关系式,圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同,根据v=ωR求出角速度随时间的变化关系,根据图象求出加速度,再根据牛顿第二定律求出拉力,根据P=Fv求解细线拉力的瞬时功率,根据能量守恒求出在0-2s内,电动机做的功.
解答 解:A、根据v-t图象可知,小物体做匀加速直线运动,速度随时间变化的关系式为 v=t,圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同,根据v=ωR得:ω=5t,故A正确;
B、物体运动的加速度 a=$\frac{v}{t}$=$\frac{2}{2}$=1m/s2,根据牛顿第二定律得:F-μmg=ma,解得:细线的拉力 F=1×1+0.2×10=3N,故B错误;
C、细线拉力的瞬时功率P=Fv=3t,故C错误;
D、物体在2s内运动的位移 x=$\frac{v}{2}t$=$\frac{1}{2}$×2×2=2m,根据能量守恒可知,电动机做的功转化为物体和圆筒的动能以及克服摩擦力做的功,则有:电动机做的功为
W=$\frac{1}{2}$(M+m)v2+fx=$\frac{1}{2}$×(1+1)×22+0.2×10×2=8J,故D正确.
故选:AD.
点评 本题考查牛顿第二定律、速度时间图象的性质、圆的性质等内容,要求能正确理解题意,并分析物体的爱力情况及能量转化过程.
练习册系列答案
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3.如图所示,两个不带电的导体A和B,用一对绝缘柱支持使它们彼此接触.把一带正电荷的物体C置于A附近,贴在A、B下部的金属箔都张开( )
A. | 此时A电势低,B电势高 | |
B. | 此时A带正电,B带负电 | |
C. | 先移去C,再把A和B分开,贴在A、B下部的金属箔都闭合 | |
D. | 先把A和B分开,再移去C,贴在A、B下部的金属箔都闭合 |
20.某物体作匀变速直线运动的位移公式可以表示为x=4t+4t2(m),则该物体运动地初速度及加速度的大小分别是( )
A. | 4m/s,4m/s2 | B. | 8m/s,8m/s2 | C. | 8m/s,4m/s2 | D. | 4m/s,8m/s2 |
7.一质量为m的小球以初动能Ek0从地面竖直向上抛出,已知上升过程中受到阻力作用,图中两条图线分别表示小球在上升过程中动能、重力势能中的某一个与其上升高度之间的关系,(以地面为零势能面,ho表示上升的最大高度,图中坐标数据中的k值为常数且满足0<k<l)则由图可知,下列结论正确的是( )
A. | ①表示的是动能随上升高度的图象,②表示的是重力势能随上升高度的图象 | |
B. | 上升过程中阻力大小恒定且f=(k+1)mg | |
C. | 上升高度h=$\frac{k+1}{k+2}$h0时,重力势能和动能相等 | |
D. | 上升高度h=$\frac{{h}_{0}}{2}$时,动能与重力势能之差为$\frac{k}{2}$mgh0 |
9.以下有关近代物理内容的若干叙述,正确的是( )
A. | 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大 | |
B. | 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应 | |
C. | 有10个放射性元素的原子核,当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素半衰期 | |
D. | 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能增大 | |
E. | 大量氢原子从n=3的能级向低能级跃迁时会辐射出三种不同频率的光 |
7.甲图中所示为理想变压器,其原、副线圈的匝数比为5:1,R1=5Ω,R2=10Ω,C为电容器,乙图为通过R2的正弦式交流电图象,以下判断正确的是( )
A. | 原线圈交流电的频率为50Hz | B. | 原线圈输入电压的有效值为50V | ||
C. | 电阻R1消耗的电功率为10W | D. | 通过R3的电流始终为零 |