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17.如图所示,汽车通过一陡坡,若汽车匀速率的由坡底A运动到坡顶B,则下列说法正确的是(  )
A.汽车的机械能守恒
B.重力的瞬时功率恒定不变
C.合力对汽车做正功
D.汽车牵引力做的功等于克服阻力和重力做的总功

分析 抓住动能不变,结合重力势能的变化判断机械能是否变化.根据重力与速度方向夹角的变化判断重力的瞬时功率是否变化.根据动能定理分析合力做功,以及牵引力做功与克服重力和阻力做功的关系.

解答 解:A、汽车匀速率由坡底运动到坡顶,动能不变,重力势能变化,机械能不守恒,故A错误.
B、速度的大小不变,重力与速度方向的夹角在变化,根据P=mgvcosθ知,重力的瞬时功率在变化,故B错误.
C、根据动能定理知,动能不变,则合力做功为零,故C错误.
D、合力做功等于零,可知牵引力、重力、阻力做功的代数和为零,即汽车牵引力做的功等于克服阻力和重力做的总功,故D正确.
故选:D.

点评 本题考查了动能定理、瞬时功率公式的基本运用,知道虽然速度大小不变,但是重力和速度方向的夹角在变化,导致重力瞬时功率变化.

练习册系列答案
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12.如图甲所示的装置叫做阿特伍德机,是英国数学家和物理学家阿特伍德(G•Atwood 1746-1807)创制的一种著名力学实验装置,用来研究匀变速直线运动的规律.某同学对该装置加以改进后用来验证机械能守恒定律,如图乙所示.
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量均为M(A的含挡光片、B的含挂钩)的重物用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出挡光中心(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②在B的下端挂上质量为m的物块C,让系统(重物A、B以及物块C)中的物体由静止开始运动,光电门记录挡光片挡光的时间为△t.
③测出挡光片的宽度d,则重物A经过光电门时的速度为$\frac{d}{△t}$.
(2)如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,应满足的关系式为$mgh=\frac{1}{2}(2M+m){(\frac{d}{△t})^2}$(已知重力加速度为g)
(3)引起该实验系统误差的原因有绳子有质量;滑轮与绳子有摩擦;重物运动受到阻力作用(写一条即可).
(4)验证实验结束后,该同学突发奇想:如果系统(重物A、B以及物块C)的机械能守恒,不断增大物块C的质量m,重物B的加速度a也将不断增大,那么a与m之间有怎样的定量关系呢?a随m增大会趋于一个什么值?请你帮该同学解决:
①写出a与m之间的关系式:$a=\frac{mg}{2M+m}$(还要用到M和g);
②a的值会趋于重力加速度g.

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