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题型: 单选题
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单选题

质量10g、以0.80km/s飞行的子弹与质量60kg、以10m/s奔跑的运动员相比(  )

A运动员的动能较大

B子弹的动能较大

C二者的动能一样大

D无法比较它们的动能

正确答案

B

解析

解:子弹的动能为EK1=mV2=×0.01×8002J=3200J;

运动员的动能为EK2=mV2=×60×102J=3000J,所以子弹的动能较大.

故选B.

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题型:简答题
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简答题

2013年5月10日,中国海军首只舰载航空兵部队正式组建,这标志着我国航母部队战斗力建设进入新的发展阶段.航载机在航母上的安全起降是舰载航空兵实现战斗力的保证.设有一总质量2×104kg的舰载机在航母甲板着舰区阻拦着舰,为保证一旦着舰失败能再次起飞,阻拦过程中舰载机的发动机保持2×105N的水平总推力.设舰载机以70m/s的水平速度准确钩住BC间阻拦索中点后,垂直于BC沿直线滑行60m至A处停稳,BC间距40m,如图所示.着舰过程甲板保持水平,忽略摩擦与空气阻力.求

(1)舰载机在A处停稳后,关闭发动机前阻拦索AB对舰载机的拉力;

(2)着舰过程中阻拦索对舰载机所做的功.

正确答案

解:

(1)已知F=2×105N,设绳索AB、AC的拉力大小分别为F1,F2,D为BC中点,如图:

停稳后绳的拉力等于发动机的推动力则:

F1cosα+F2cosα=F,

F1=F2

解得:

(2)设合力的功为W,则:

设发动机推力做功为W1,则:

W1=F•AD,

阻力做功为W2,则:

W=W1+W2

解得:

W=-6.1×107J.

答:

(1)舰载机在A处停稳后,关闭发动机前阻拦索AB对舰载机的拉力为1.05×105N;

(2)着舰过程中阻拦索对舰载机所做的功为-6.1×107J.

解析

解:

(1)已知F=2×105N,设绳索AB、AC的拉力大小分别为F1,F2,D为BC中点,如图:

停稳后绳的拉力等于发动机的推动力则:

F1cosα+F2cosα=F,

F1=F2

解得:

(2)设合力的功为W,则:

设发动机推力做功为W1,则:

W1=F•AD,

阻力做功为W2,则:

W=W1+W2

解得:

W=-6.1×107J.

答:

(1)舰载机在A处停稳后,关闭发动机前阻拦索AB对舰载机的拉力为1.05×105N;

(2)着舰过程中阻拦索对舰载机所做的功为-6.1×107J.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,质量为m的小物块在粗糙水平面上做直线运动,向右运动距离l后以速度v飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l=1.4m,v=3.0m/s,小物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h=0.45m.不计空气阻力.(取10m/s2)求:

(1)小物块落地点到飞出点的水平距离s;

(2)小物块的初速度大小v0大小.

正确答案

解:(1)物块飞出桌面后做平抛运动,

竖直方向:h=gt2,解得:t=0.3s,

水平方向:s=vt=0.9m;

(2)对滑块从开始运动到飞出桌面,

由动能定理得:-μmgl=mv2-mv02

解得:v0=4m/s;

答:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离为0.9m.(2)小物块的初速度为4m/s.

解析

解:(1)物块飞出桌面后做平抛运动,

竖直方向:h=gt2,解得:t=0.3s,

水平方向:s=vt=0.9m;

(2)对滑块从开始运动到飞出桌面,

由动能定理得:-μmgl=mv2-mv02

解得:v0=4m/s;

答:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离为0.9m.(2)小物块的初速度为4m/s.

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题型:简答题
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简答题

如图,一质量为m=1kg的“”形木板放置在水平面上,木板上表面光滑,槽内长度为l=0.32m,木板与水平面间的动摩擦因数μ=0.2,一质量与木板相同、可视为质点的小物块紧靠左端停在木板上,现对木板施加一向右的水平推力F=8N,推动木板从静止开始向右运动,当木板运动的距离为d=1m时,立刻撤去推力F,求:

(1)在推动木板的过程中,木板对物块做的功;

(2)物块从木板左端运动到木板右端的时间.

正确答案

解:(1)在推动木板的过程中,将木板和物块作为一个整体,由动能定理得

(F-2μmg)d=×2mv2

代入数据得 v=2m/s

对物块,由动能定理知物块动能增加量等于木板对物块所做的功

则知木板对物块做的功 W=mv2=2J

(2)假设物块到达右端时木板未停止运动,则

物块做匀速直线运动,x2=vt

木板做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得:2μmg=ma

x1=vt-at2

由几何关系有 x2-x1=l

联立代入数据得 t=0.4s

撤去推力到木板停止运动的时间为 t′=

代入数据得t′=0.5s>0.4s

假设成立.

答:

(1)在推动木板的过程中,木板对物块做的功是2J. 

(2)物块从木板左端运动到木板右端的时间是0.4s.

解析

解:(1)在推动木板的过程中,将木板和物块作为一个整体,由动能定理得

(F-2μmg)d=×2mv2

代入数据得 v=2m/s

对物块,由动能定理知物块动能增加量等于木板对物块所做的功

则知木板对物块做的功 W=mv2=2J

(2)假设物块到达右端时木板未停止运动,则

物块做匀速直线运动,x2=vt

木板做匀减速直线运动,由牛顿第二定律得:2μmg=ma

x1=vt-at2

由几何关系有 x2-x1=l

联立代入数据得 t=0.4s

撤去推力到木板停止运动的时间为 t′=

代入数据得t′=0.5s>0.4s

假设成立.

答:

(1)在推动木板的过程中,木板对物块做的功是2J. 

(2)物块从木板左端运动到木板右端的时间是0.4s.

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题型:简答题
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简答题

如图1所示,一根长为L的轻绳上端固定在O点,下端拴一个重为G的小钢球A,球处于静止状态.现对小钢球施加一个方向水平向右的外力F,使球足够缓慢地偏移,外力F方向始终水平向右.若水平外力F的大小随移动的水平距离x的变化如图2所示.求此过程中:

(1)轻绳上张力大小变化的取值范围.

(2)在以上过程中水平拉力F所做的功.

正确答案

解:(1)在小球移动过程中,始终处于平衡状态

当x=0时,F=0,T=G              

当x=时,F=G,T==2G       

所以T的取值范围是G≤T≤2G         

(2)当F=G时,cosθ=           

由功能关系得:

F力做功W=GL(1-cosθ)            

求得W=GL                         

答:(1)轻绳上张力大小变化的取值范围为G≤T≤2G         

(2)在以上过程中水平拉力F所做的功为

解析

解:(1)在小球移动过程中,始终处于平衡状态

当x=0时,F=0,T=G              

当x=时,F=G,T==2G       

所以T的取值范围是G≤T≤2G         

(2)当F=G时,cosθ=           

由功能关系得:

F力做功W=GL(1-cosθ)            

求得W=GL                         

答:(1)轻绳上张力大小变化的取值范围为G≤T≤2G         

(2)在以上过程中水平拉力F所做的功为

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简答题

物体从高出地面H处由静止自由落下,不考虑空气阻力,落至地面沙坑下h处停止,如图所示,求物体在沙坑中受到的平均阻力是其重力的多少倍?

正确答案

解:对全程运用动能定理得:mg(H+h)-Fh=0

解得:=

答:沙坑中受到的平均阻力是其重力的倍数为

解析

解:对全程运用动能定理得:mg(H+h)-Fh=0

解得:=

答:沙坑中受到的平均阻力是其重力的倍数为

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题型: 单选题
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单选题

A、B两物体的速度之比为2:1,质量的大小之比为1:3,则它们的动能之比为(  )

A12:1

B3:4

C12:5

D4:3

正确答案

D

解析

解:根据动能的表达式得,A、B两物体的速度之比为2:1,质量的大小之比为1:3,则动能之比为4:3.故D正确,A、B、C错误.

故选D.

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简答题

如图所示,EF为水平地面,O点左侧是粗糙的、右侧是光滑的.一轻质弹簧右端与墙壁固定,左侧与静止在O点质量为m的小物块A连接,弹簧处于原长状态.质量为4m的物块B在大小为F的水平恒力作用下由C处从静止开始向右运动,已知物块B与地面EO段间的滑动摩擦力大小为,物块B运动到O点与物块A相碰并一起向右运动(碰后A、B没有粘在一起,设碰撞时间极短),运动到D点时撤去外力F,已知CO=4s,OD=s,(物块的厚度不计),求撤去外力后:

(1)弹簧的最大弹性势能

(2)物块B最终离O点的距离.

正确答案

解:设B与A碰撞前速度为v0,由动能定理得:

(F-))×4S=×4m×v

解得:v0=

B与A在0点碰撞,设碰后共同速度为v1,由动量守恒得:

4mv0=(4m+m)v1

解得:v1==

碰后B和A一起运动,当它们的共同速度减小为零时,弹簧的弹性势能最大,设为Epm,则由能量守恒得:

Epm=FS+×5m•

解得:Epm=

(2)设AB回到O点时速度为v2

根据能量守恒得:

Ep=•5m•v22         

根据动能定理有:

-Fx=0-mv22

联立解得:x=

答:(1)弹簧的最大弹性势能为

(2)物块B最终离O点的距离为

解析

解:设B与A碰撞前速度为v0,由动能定理得:

(F-))×4S=×4m×v

解得:v0=

B与A在0点碰撞,设碰后共同速度为v1,由动量守恒得:

4mv0=(4m+m)v1

解得:v1==

碰后B和A一起运动,当它们的共同速度减小为零时,弹簧的弹性势能最大,设为Epm,则由能量守恒得:

Epm=FS+×5m•

解得:Epm=

(2)设AB回到O点时速度为v2

根据能量守恒得:

Ep=•5m•v22         

根据动能定理有:

-Fx=0-mv22

联立解得:x=

答:(1)弹簧的最大弹性势能为

(2)物块B最终离O点的距离为

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简答题

如图所示,AB是倾角为θ的光滑直轨道,BCD是光滑的圆弧轨道,AB恰好在B点与圆弧相切,圆弧的半径为R.一个质量为m的物体(可视为质点)从直轨道上的P点由静止释放,结果它能在两轨道间做往返运动.已知P点与圆弧的圆心O等高,求:

(1)物体做往返运动的过程中,通过B时的速度大小;

(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力.

正确答案

解:(1)物体从P到B的过程,由动能定理得

 

可得

(2)从P到E的过程,由动能定理得

 

在E点,由牛顿第二定律有

 

可得 N=3mg

由牛顿第三定律可知:N′=N=3mg,方向竖直向下.

答:

(1)物体做往返运动的过程中,通过B时的速度大小为

(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力是3mg,方向竖直向下.

解析

解:(1)物体从P到B的过程,由动能定理得

 

可得

(2)从P到E的过程,由动能定理得

 

在E点,由牛顿第二定律有

 

可得 N=3mg

由牛顿第三定律可知:N′=N=3mg,方向竖直向下.

答:

(1)物体做往返运动的过程中,通过B时的速度大小为

(2)最终当物体通过圆弧轨道最低点E时,对圆弧轨道的压力是3mg,方向竖直向下.

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简答题

2012年我们中国有了自己的航空母舰“辽宁号”,航空母舰上舰载机的起飞问题一直备受关注.某学习小组的同学通过查阅资料对舰载机的起飞进行了模拟设计.如图,舰载机总质量为m,发动机额定功率为P,在水平轨道运行阶段所受阻力恒为f.舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力.经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,电磁弹射系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2.此后,舰载机进入倾斜曲面轨道,在D处离开航母起飞.请根据以上信息求解下列问题.

(1)电磁弹射系统关闭的瞬间,舰载机的加速度.

(2)水平轨道AC的长度.

(3)若不启用电磁弹射系统,舰载机在A处以额定功率启动,经历时间t到达C处,假设速度大小仍为v2,则舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时减少多少?(该问AC间距离用x表示.)

正确答案

解:(1)根据功率表达式可得:…①

由牛顿第二运动定律有:F1-f=ma…②

得:…③

(2)舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力.经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,由动能定理得:

  …④

电磁弹射系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2.同理得   

  …⑤

舰载机总位移 AC=x1+x2 …⑥

联④⑤⑥得…⑦

(3)对全过程,根据动能定理有  …⑧

应减少的质量△m=m-m1 …⑨

…⑩

答:(1)电磁弹射系统关闭的瞬间,舰载机的加速度为-

(2)水平轨道AC的长度是+

(3)舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时减少为m-

解析

解:(1)根据功率表达式可得:…①

由牛顿第二运动定律有:F1-f=ma…②

得:…③

(2)舰载机在A处以额定功率启动,同时开启电磁弹射系统,它能额外给舰载机提供水平向右、大小为F的恒定推力.经历时间t1,舰载机运行至B处,速度达到v1,由动能定理得:

  …④

电磁弹射系统关闭.舰载机继续以额定功率加速运行至C处,经历的时间为t2,速度达到v2.同理得   

  …⑤

舰载机总位移 AC=x1+x2 …⑥

联④⑤⑥得…⑦

(3)对全过程,根据动能定理有  …⑧

应减少的质量△m=m-m1 …⑨

…⑩

答:(1)电磁弹射系统关闭的瞬间,舰载机的加速度为-

(2)水平轨道AC的长度是+

(3)舰载机的质量应比启用电磁弹射系统时减少为m-

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