题目内容
5.| A. | 小球落地点离O点的水平距离为$\sqrt{2}$R | |
| B. | 小球落地点时的动能为 $\frac{5mgR}{2}$ | |
| C. | 小球落回水平面时重力的瞬时功率为2mg$\sqrt{gR}$ | |
| D. | 若将半圆弧轨道上部的 $\frac{1}{4}$ 圆弧截去,其他条件不变,则小球能达到的最大高度比P点高1.5R |
分析 小球恰能通过圆弧最高点P,重力恰好提供向心力,可由牛顿第二定律先求出小球通过最高点的速度,小球离开最高点后做平抛运动,可由动能定理求解落地速度,将半圆弧轨道上部的 $\frac{1}{4}$ 圆弧截去,同样可以用动能定理求解最大高度.
解答 解:A、小球恰好通过最高点P,在P点,由重力恰好提供向心力,则有
mg=m$\frac{{v}_{P}^{2}}{R}$
解得 vP=$\sqrt{gR}$
小球离开最高点后做平抛运动,则有
2R=$\frac{1}{2}$gt2
x=vt
解得,小球落地点离O点的水平距离 x=2R,故A错误;
B、小球平抛过程,由动能定理得:
mg(2R)=Ek-$\frac{1}{2}m{v}_{P}^{2}$
解得小球落地点时的动能 Ek=$\frac{5mgR}{2}$,故B正确;
C、小球落回水平面时重力的瞬时功率为 P=mgvy=mg$\sqrt{2g•2R}$=2mg$\sqrt{gR}$,故C正确;
D、根据机械能守恒定律可知,小球通过O点的动能等于小球落地点时的动能.
若将半圆弧轨道上部的 $\frac{1}{4}$ 圆弧截去,小球到达最高点时的速度为零,从O到最高点的过程,由动能定理得:
-mg(R+h)=0-Ek
解得 h=1.5R,所以小球能达到的最大高度比P点高1.5R-R=0.5R,故D错误;
故选:BC
点评 本题关键分析清楚物体的运动过程,然后结合平抛运动和动能定理的相关知识进行研究.要注意小球运动过程中,只有重力做功,机械能是守恒的,也要灵活运用.
练习册系列答案
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12.如图所示的各图中,水平面光滑,初始时b静止,a初速度为v0,则在相互作用过程中,总动量和总机械能都守恒的是( )
| A. | 子弹留在木块内 | B. | a、b碰后粘在一起 | ||
| C. | a、b间连有不可伸长的轻绳 | D. | b连有轻质弹簧 |
16.某人在匀速行驶的火车上相对车厢竖直向上跳起,仍落回原处,这是因为( )
| A. | 人腾空时间很短,人偏后的距离很小,不易察觉 | |
| B. | 人跳起后,车厢内空气给他一个向前的力,使他随同火车一起向前运动 | |
| C. | 人跳起的瞬间,车厢的地板给他一个向前的力,使他随火车一起向前运动 | |
| D. | 人跳起后直至落地,在水平方向上人和车始终具有相同的速度 |
13.
如图所示,两个质量分别为m1、m2的小环能沿着一轻细绳光滑地滑动,绳的两端固定于直杆上的A、B两点,杆与水平面的夹角θ=15°,在杆上又套上一质量不计的可自由滑动的光滑小轻环,绳穿过轻环,并使m1、m2在其两侧,不计一切摩擦,系统最终处于静止状态时φ=45°,则两小环质量之比m1:m2为( )
| A. | tan15° | B. | tan30° | C. | tan60° | D. | tan75° |
20.
如图所示,小物块以初速度v0从O点沿斜面向上运动,同时从O点斜向上抛出一个速度大小也为v0的小球,物块和小球在斜面上的P点相遇.已知物块和小球质量相等,空气阻力忽略不计,则( )
| A. | 物块与斜面间不一定存在滑动摩擦力 | |
| B. | 在P点时,小球的机械能等于物块的机械能 | |
| C. | 小球运动到离斜面最远处时,速度方向与斜面平行 | |
| D. | 小球和物块到达P点过程中克服重力做功的平均功率相等 |
10.
在竖直放置的框架上,用一根不可伸长的轻绳通过轻质滑轮悬挂一重物G,现将轻绳的一端固定于框架上的A点,将另一端从与A点等高的B点沿框架缓慢地向D点移动,途中经过框架节点C,則绳中拉力大小变化的情况是( )
| A. | 由B至C拉力变小 | B. | 由B至C拉力不变 | C. | 由C至D拉力变小 | D. | 由C至D拉力变大 |
14.
直导线ab放在如图所示的固定水平导体框架上,构成一个闭合回路.固定长直导线cd和框架处在同一个平面内,且cd和ab平行,当cd中通有电流时,发现ab向右滑动.关于cd中的电流下列说法正确的是( )
| A. | 电流增大,方向由c到d | B. | 电流减小,方向由c向d | ||
| C. | 电流增大,方向由d到c | D. | 电流减小,方向由d到c |
15.关于热力学定律,下列说法正确的是( )
| A. | 为了增加物体的内能,必须对物体做功或向它传递热量 | |
| B. | 对某物体做功,必定会使该物体的内能增加 | |
| C. | 可以从单一热源吸收热量,使之完全变为功 | |
| D. | 功转变为热的实际宏观过程是不可逆过程 |