能量综合问题专项训练

1功功率能量综合问题专项训练一、选择题1.(2014·海口模拟)开口向上的半球形曲面的截面如图所示,直径AB水平。一小物块在曲面内A点以某一速率开始下滑,曲面内各处动摩擦因数不同,因摩擦作用物块下滑时速率不变,则下列说法正确的是()A.物块运动过程中加速度始终为零B.物块所受合外力大小不变,方向在变C.在滑到最低点C以前,物块所受重力的瞬时功率越来越大D.在滑到最低点C以前,物块所受摩擦力大小不变2.(多选)(2014·广州模拟)一辆质量为m的汽车在发动机牵引力F的作用下,沿水平方向运动。在t0时刻关闭发动机,其运动的v-t图像如图所示。已知汽车行驶过程中所受的阻力是汽车重量的k倍,则()A.加速过程与减速过程的平均速度之比为1∶2B.加速过程与减速过程的位移大小之比为1∶2C.汽车牵引力F与所受阻力大小之比为3∶1D.汽车牵引力F做的功为3.(2014·厦门模拟)汽车从静止开始沿平直公路做匀加速运动,所受阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是()A.汽车发动机的输出功率保持不变B.汽车发动机的输出功率逐渐减小C.在任意两相等的位移内,汽车的动能变化相等D.在任意两相等的位移内,汽车的速度变化相等4.(2014·武汉模拟)如图所示,轻绳的一端固定在O点,另一端系一质量为m的小球(可视为质点)。当小球在竖直平面内沿逆时针方向做圆周运动时,通过传感器测得轻绳拉力FT、轻绳与竖直线OP的夹角θ满足关系式FT=a+bcosθ,式中a、b为常数。若不计空气阻力,则当地的重力加速度为()A.B.C.D.25.(多选)如图所示,倾角θ=30°的粗糙斜面固定在地面上,长为l、质量为m、粗细均匀、质量分布均匀的软绳置于斜面上,其上端与斜面顶端齐平。用细线将物块与软绳连接,物块由静止释放后向下运动直到软绳刚好全部离开斜面(此时物块未到达地面),在此过程中()A.物块的机械能逐渐增加B.软绳重力势能共减少了mglC.物块重力势能的减少等于软绳克服摩擦力所做的功D.软绳重力势能的减少小于其动能的增加与克服摩擦力所做功之和6.(2014·黄山模拟)飞船顺利发射升空后,在离地面340km的圆轨道上环绕地球运行了多圈。运行中需要多次进行“轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小、方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行“轨道维持”,由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能变化情况将会是()A.动能、重力势能和机械能都逐渐减小B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小7.(2014·舟山模拟)如图所示,水平传送带AB长21m,以6m/s的速度顺时针匀速转动,台面与传送带平滑连接于B点,半圆形光滑轨道半径R=1.25m,与水平台面相切于C点,BC长s=5.5m,P点是圆弧轨道上与圆心O等高的一点。一质量为m=1kg的物块(可视为质点),从A点无初速度释放,物块与传送带及台面间的动摩擦因数均为0.1,则关于物块的运动情况,下列说法正确的是()A.物块不能到达P点B.物块能越过P点做斜抛运动C.物块能越过P点做平抛运动D.物块能到达P点,但不会出现选项B、C所描述的运动情况8.(2014·长沙模拟)一个质量为m的小铁块沿半径为R的固定半圆轨道上边缘由静止滑下,到半圆底部时,轨道所受压力为铁块重力的1.5倍,则此过程中铁块损失的机械能为()3A.mgRB.mgRC.mgRD.mgR9.(多选)如图所示,质量为M,长度为L的小车静止在光滑的水平面上,质量为m的小物块,放在小车的最左端,现用一水平力F作用在小物块上,小物块与小车之间的摩擦力为f,经过一段时间小车运动的位移为x,小物块刚好滑到小车的右端,则下列说法中正确的是()A.此时物块的动能为F(x+L)B.此时小车的动能为fxC.这一过程中,物块和小车增加的机械能为Fx-fLD.这一过程中,因摩擦而产生的热量为fL10.(多选)(2014·无锡模拟)物体做自由落体运动,Ek表示动能,Ep表示势能,h表示物体下落的高度,以水平地面为零势能面,下列图像中,能正确反映各物理量之间关系的是()11.(多选)(2013·江苏高考)如图所示,水平桌面上的轻质弹簧一端固定,另一端与小物块相连,弹簧处于自然长度时物块位于O点(图中未标出)。物块的质量为m,AB=a,物块与桌面间的动摩擦因数为μ。现用水平向右的力将物块从O点拉至A点,拉力做的功为W。撤去拉力后物块由静止向左运动,经O点到达B点时速度为零。重力加速度为g。则上述过程中()A.物块在A点时,弹簧的弹性势能等于W-μmgaB.物块在B点时,弹簧的弹性势能小于W-μmgaC.经O点时,物块的动能小于W-μmgaD.物块动能最大时弹簧的弹性势能小于物块在B点时弹簧的弹性势能12.(2014·邯郸一模)以速度v飞行的子弹先后穿透两块由同种材料制成的平行放置的固定金属板,若子弹穿透两块金属板后的速度分别变为0.8v和0.6v,则两块金属板的厚度之比4为()A.1∶1B.9∶7C.8∶6D.16∶913.如图所示,洒水车沿平直粗糙路面匀速行驶,设车所受阻力与车重成正比,洒水车行驶到某一路段时开始洒水,且牵引力保持恒定,则开始洒水后的一段时间内()A.车仍保持原有速度做匀速直线运动B.车开始做匀加速直线运动C.车的发动机的输出功率不断增大D.车的发动机的输出功率保持不变14.(2014·新余一模)如图所示是质量为1kg的质点在水平面上做直线运动的v-t图像。以下判断正确的是()A.在t=1s时,质点的加速度为零B.在4～6s时间内,质点的平均速度为2m/sC.在0～3s时间内,合力对质点做功为10JD.在3～7s时间内,合力做功的平均功率为2W15.(2014·南昌二模)如图所示,斜面高h,质量为m的物块,在沿斜面向上的恒力F作用下,能匀速沿斜面向上运动,若把此物块放在斜面顶端,在沿斜面向下同样大小的恒力F作用下物块由静止向下滑动,滑至底端时其动能的大小为()A.mghB.2mghC.2FhD.Fh16.(2014·河南大学附中一模)放在水平地面上的物体受到水平拉力的作用,在0～6s内其速度与时间图像和拉力的功率与时间图像分别如图甲、乙所示,则物体的质量为(g取10m/s2)()5A.kgB.kgC.kgD.kg17.(2014·沈阳一模)如图所示,自动卸货车始终静止在水平地面上,车厢在液压机的作用下,θ角逐渐增大且货物相对车厢静止的过程中,下列说法正确的是()A.货物受到的摩擦力增大B.货物受到的支持力不变C.货物受到的支持力对货物做正功D.货物受到的摩擦力对货物做负功18.我国自行研制的新一代8×8轮式装甲车已达到西方国家第三代战车的水平,将成为中国军方快速部署型轻装甲部队的主力装备。设该装甲车的质量为m,若在平直的公路上从静止开始加速,前进较短的距离s速度便可达到最大值vm。设在加速过程中发动机的功率恒定为P,装甲车所受阻力恒为Ff,当速度为v(vmv)时,所受牵引力为F。以下说法正确的是()A.装甲车速度为v时,装甲车的牵引力做功为FsB.装甲车的最大速度vm=C.装甲车速度为v时加速度为a=D.装甲车从静止开始达到最大速度vm所用时间t=19.(2014·衡水一模)质量为2×103kg、发动机额定功率为80kW的汽车在平直公路上行驶;若汽车所受阻力大小恒为4×103N,则下列判断中正确的有()A.汽车的最大动能是4×105JB.汽车以加速度2m/s2匀加速启动,启动后第2s末时发动机实际功率是32kWC.汽车以加速度2m/s2做初速度为0的匀加速运动中,达到最大速度时摩擦力做功为4×105J6D.若汽车保持额定功率启动,则当汽车速度为5m/s时,其加速度为6m/s220.在地面上以速度v0抛出质量为m的物体,抛出后物体落到比地面低h的海平面上。若以地面为零势能面且不计空气阻力,则下列说法中不正确的是()A.物体到海平面时的重力势能为mghB.重力对物体做的功为mghC.物体在海平面上的动能为m+mghD.物体在海平面上的机械能为m20.【解析】选A。以地面为零势能参考平面,物体在海平面时的重力势能为-mgh,选项A错误;抛出后的过程中机械能守恒,选项C、D正确;重力做功与路径无关,选项B正确。21.(2014·福建高考)如图,两根相同的轻质弹簧,沿足够长的光滑斜面放置,下端固定在斜面底部挡板上,斜面固定不动。质量不同、形状相同的两物块分别置于两弹簧上端。现用外力作用在物块上,使两弹簧具有相同的压缩量,若撤去外力后,两物块由静止沿斜面向上弹出并离开弹簧,则从撤去外力到物块速度第一次减为零的过程,两物块()A.最大速度相同B.最大加速度相同C.上升的最大高度不同D.重力势能的变化量不同【解析】选C。弹簧具有相同压缩量,则弹性势能相同,两物块离开弹簧第一次速度减为零的过程中,物块重力势能变化相同,D错误;物块质量不同,上升最大高度不同,C正确;物块合力为零时,质量大的物块,弹簧压缩量大,弹性势能大,则动能小,最大速度小,A错误;刚撤去外力瞬间质量小的物块加速度大于质量大的物块加速度,B错误。73.(2014·绥化二模)长L的轻杆两端分别固定有质量为m的小铁球,杆的三等分点O处有光滑的水平转动轴。用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放,当杆到达竖直位置时,轴对杆的作用力F的大小和方向为()A.2.4mg竖直向上B.2.4mg竖直向下C.6mg竖直向上D.4mg竖直向上【解析】选A。对于整个系统而言,机械能守恒,有mgL(-)=m(Lω)2+m(Lω)2,当杆运动到竖直位置时,顶端的小球向心力为F1+mg=m(L)ω2,底端的小球向心力为F2-mg=m(L)ω2,解以上三式得轴对杆的作用力F的大小F2-F1=2.4mg,方向竖直向上,选项A正确。4.(2014·吉林一模)如图所示,一个质量为m的物体以某一速度从A点冲上倾角为30°的斜面,其运动的加速度为g,物体在斜面上上升的最大高度为h,则物体在此过程中()A.重力势能增加了mghB.动能损失了mghC.机械能损失了mghD.物体克服摩擦力的功率随时间在均匀减小【解析】选D。物体上升高度h过程中,重力做功-mgh,重力势能增加mgh,A错误;根据倾角为30°,可知物体沿斜面上升位移为2h,此过程合力为ma=mg,合8外力做功等于动能变化量,即动能变化量ΔEk=-ma×2h=-mgh,即动能减少mgh,B错误;ΔE=-mgh+mgh=-mgh,机械能损失mgh,C错误;物体沿斜面上升过程,克服摩擦力的功率P=Ffv=Ff(v0-t),摩擦力为滑动摩擦力,大小不变,D正确。【加固训练】(2014·东城区一模)在奥运比赛项目中,高台跳水是我国运动员的强项。质量为60kg的跳水运动员进入水中后受到水的阻力做竖直向下的减速运动,设水对他的阻力大小恒为2600N,那么在他减速下降2m的过程中,下列说法正确的是(g取10m/s2)()A.他的动能减少了5200JB.他的重力势能减少了1200JC.他的机械能减少了4000JD.他的机械能保持不变【解析】选B。在运动员减速下降高度为2m的过程中,运动员受重力和阻力,由动能定理得(mg-F)h=ΔEk,解得ΔEk=-4000J,A错误;WG=-ΔEp=mgh=1200J,他的重力势能减少了1200J,B正确;除了重力之外的力做功等于机械能的变化,故W外=WF=-Fh=5200J,他的机械能减少了5200J,C、D错误。5.(2014·上海高考)静止在地面上的物体在竖直向上的恒力作用下上升,在某一高度撤去恒力。不计空气阻力,在整个上升过程中,物体机械能随时间变化关系是()【解析】选C。物体机械能的增量等于恒力做的功,恒力做功WF=Fh,h=at2,则9有外力作用时,物体机械能随时间变化关系为E=Fat2。撤去恒力后,物体机械能不变,故选项C正确。6.如图所示,竖立在水平地