题目内容

【题目】如图所示,有人用一簇气球使一座玩具小屋从地面成功升空。小屋从地面由静止出发,当它加速上升到高为h处时,速度达到了v,不计小屋受到的空气浮力及阻力,则在这一过程中(  )

A.绳对小屋的拉力做的功等于小屋重力势能的增加量

B.绳对小屋的拉力做的功等于小屋机械能的增量

C.绳对小屋的拉力做的功等于小屋动能的增量

D.绳对小屋的拉力与重力做的总功等于小屋动能的增量

【答案】BD

【解析】

A.小屋加速上升,合力向上,小屋受到向上的拉力和重力,则绳对小屋的拉力大于小屋的重力,则拉力的功大于克服重力做功,即绳对小屋的拉力做的功大于小屋重力势能的增加量,故A错误;
B.根据功能原理知:除重力或弹力以外其他力做的功等于机械能的变化量,所以绳对小屋的拉力做的功等于小屋机械能的增量,故B正确;
CD.根据动能定理得

WF-WG=Ek

WF=WG+Ek

即绳对小屋的拉力和小屋重力对小屋做的总功等于小屋动能的增量,绳对小屋的拉力做的功大于小屋动能的增量,故C错误,D正确。
故选BD

练习册系列答案
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【题目】有些知识我们可能没有学过,但运用我们已有的物理思想和科学方法,通过必要的分析和推理可以解决一些新的问题。例如简谐运动是我们研究过的一种典型运动形式,它的一个特征是质点运动时,位移与时间的关系遵从正弦函数规律,呈现出周期性,其运动的周期,式中m为振动物体的质量,k为回复力与位移间的比例系数。

(1)试证明在小角度下,单摆做简谐运动,并根据简谐运动周期的公式推导出单摆振动频率f的表达式(已知单摆的摆长为L、摆球质量为m、当地重力加速度为g);

(2)在弹吉他时,当拨动琴弦时,琴弦会发生振动,琴弦振动的频率f由琴弦的质量m、长度L和张力F共同决定,假设琴弦振动时,振幅很小,且琴弦的张力保持不变,

a.请通过分析,写出琴弦振动的频率f与琴弦的质量m、长度L和张力F的关系式;

b.现将此琴弦的长度裁剪为原来的一半,试求琴弦振动的频率将变为多少?

(注:严格的说,琴弦上的驻波会形成多种频率的振动的叠加。此题中我们不考虑其他驻波的影响,即只需关注琴弦上基波的频率。不懂驻波的同学可以不用管这一条注释,不影响解题)

(3)简谐运动也具有一些其他特征,如简谐运动质点的运动速度v与其偏离平衡位置的位移x之间的关系就都可以表示为,其中为振动质点通过平衡位置时的瞬时速度,a为由系统本身和初始条件所决定的不变的常数。我们曾利用此式证明了双弹簧振子的运动是简谐运动。

现在对一个LC振荡电路,请证明电路中电容器极板上的电荷量随时间的变化满足简谐运动的规律(即电荷量与时间的关系遵从正弦函数规律),并求出电磁振荡频率f的表达式。已知电感线圈中磁场能的表达式为,式中L为线圈的自感系数,I为线圈中电流的大小;电容器中电场能的表达式为

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