13.(09·安徽·18)在光滑的絕緣水平面上,有一個正方形的abcd,頂點a、c處分別固定一個正點電荷,電荷量相等,如圖所示。若將一個帶負(fù)電的粒子置于b點,自由釋放,粒子將沿著對角線bd往復(fù)運動。粒子從b點運動到d點的過程中 ( D )
A. 先作勻加速運動,后作勻減速運動
B. 先從高電勢到低電勢,后從低電勢到高電勢
C. 電勢能與機械能之和先增大,后減小
D. 電勢能先減小,后增大
解析:由于負(fù)電荷受到的電場力是變力,加速度是變化的。所以A錯;由等量正電荷的電場分布知道,在兩電荷連線的中垂線O點的電勢最高,所以從b到a,電勢是先增大后減小,故B錯;由于只有電場力做功,所以只有電勢能與動能的相互轉(zhuǎn)化,故電勢能與機械能的和守恒,C錯;由b到O電場力做正功,電勢能減小,由O到d電場力做負(fù)功,電勢能增加,D對。
12.(09·安徽·17)為了節(jié)省能量,某商場安裝了智能化的電動扶梯。無人乘行時,扶梯運轉(zhuǎn)得很慢;有人站上扶梯時,它會先慢慢加速,再勻速運轉(zhuǎn)。一顧客乘扶梯上樓,恰好經(jīng)歷了這 兩個過程,如圖所示。那么下列說法中正確的是 ( C )
A. 顧客始終受到三個力的作用
B. 顧客始終處于超重狀態(tài)
C. 顧客對扶梯作用力的方向先指向左下方,再豎直向下
D. 顧客對扶梯作用的方向先指向右下方,再豎直向下
解析:在慢慢加速的過程中顧客受到的摩擦力水平向左,電梯對其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上,由牛頓第三定律,它的反作用力即人對電梯的作用方向指向向左下;在勻速運動的過程中,顧客與電梯間的摩擦力等于零,顧客對扶梯的作用僅剩下壓力,方向沿豎直向下。
11.(09·山東·22)圖示為某探究活動小組設(shè)計的節(jié)能運動系統(tǒng)。斜面軌道傾角為30°,質(zhì)量為M的木箱與軌道的動摩擦因數(shù)為。木箱在軌道端時,自動裝貨裝置將質(zhì)量為m的貨物裝入木箱,然后木箱載著貨物沿軌道無初速滑下,與輕彈簧被壓縮至最短時,自動卸貨裝置立刻將貨物卸下,然后木箱恰好被彈回到軌道頂端,再重復(fù)上述過程。下列選項正確的是 ( BC )
A.m=M
B.m=2M
C.木箱不與彈簧接觸時,上滑的加速度大于下滑的加速度
D.在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中,減少的重力勢能全部轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能
解析:受力分析可知,下滑時加速度為,上滑時加速度為,所以C正確。設(shè)下滑的距離為l,根據(jù)能量守恒有,得m=2M。也可以根據(jù)除了重力、彈性力做功以外,還有其他力(非重力、彈性力)做的功之和等于系統(tǒng)機械能的變化量,B正確。在木箱與貨物從頂端滑到最低點的過程中,減少的重力勢能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能和內(nèi)能,所以D不正確。
考點:能量守恒定律,機械能守恒定律,牛頓第二定律,受力分析
提示:能量守恒定律的理解及應(yīng)用。
10.(09·山東·18)2008年9月25日至28日我國成功實施了“神舟”七號載入航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行,后在遠(yuǎn)地點343千米處點火加速,由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道,在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是 ( BC )
A.飛船變軌前后的機械能相等
B.飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)
C.飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度
D.飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度
解析:飛船點火變軌,前后的機械能不守恒,所以A不正確。飛船在圓軌道上時萬有引力來提供向心力,航天員出艙前后都處于失重狀態(tài),B正確。飛船在此圓軌道上運動的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運動的周期24小時,根據(jù)可知,飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度,C正確。飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時只有萬有引力來提供加速度,變軌后沿圓軌道運動也是只有萬有引力來提供加速度,所以相等,D不正確。
考點:機械能守恒定律,完全失重,萬有引力定律
提示:若物體除了重力、彈性力做功以外,還有其他力(非重力、彈性力)不做功,且其他力做功之和不為零,則機械能不守恒。
根據(jù)萬有引力等于衛(wèi)星做圓周運動的向心力可求衛(wèi)星的速度、周期、動能、動量等狀態(tài)量。由得,由得,由得,可求向心加速度。
9.(09·山東·17)某物體做直線運動的v-t圖象如圖甲所示,據(jù)此判斷圖乙(F表示物體所受合力,x表示物體的位移)四個選項中正確的是 ( B )
解析:由圖甲可知前兩秒物體做初速度為零的勻加速直線運動,所以前兩秒受力恒定,2s-4s做正方向勻加速直線運動,所以受力為負(fù),且恒定,4s-6s做負(fù)方向勻加速直線運動,所以受力為負(fù),恒定,6s-8s做負(fù)方向勻減速直線運動,所以受力為正,恒定,綜上分析B正確。
考點:v-t圖象、牛頓第二定律
提示:在v-t圖象中傾斜的直線表示物體做勻變速直線運動,加速度恒定,受力恒定。
速度--時間圖象特點:
①因速度是矢量,故速度--時間圖象上只能表示物體運動的兩個方向,t軸上方代表的“正方向”,t軸下方代表的是“負(fù)方向”,所以“速度--時間”圖象只能描述物體做“直線運動”的情況,如果做曲線運動,則畫不出物體的“位移--時間”圖象;
②“速度--時間”圖象沒有時間t的“負(fù)軸”,因時間沒有負(fù)值,畫圖要注意這一點;
③“速度--時間”圖象上圖線上每一點的斜率代表的該點的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正負(fù)表示加速度的方向;
④“速度--時間”圖象上表示速度的圖線與時間軸所夾的“面積”表示物體的位移。
8.(09·廣東理科基礎(chǔ)·15)搬運工人沿粗糙斜面把一個物體拉上卡車,當(dāng)力沿斜面向上,大小為F時,物體的加速度為a1;若保持力的方向不變,大小變?yōu)?F時,物體的加速度為a2,則 ( D )
A.a(chǎn)l=a2 B.a(chǎn)1<a2<2al C.a(chǎn)2=2a1 D.a(chǎn)2>2al
解析:當(dāng)為F時有,當(dāng)為2F時有,可知,D對。
7.(09·廣東理科基礎(chǔ)·4)建筑工人用圖所示的定滑輪裝置運送建筑材料。質(zhì)量為70.0kg的工 人站在地面上,通過定滑輪將20.0kg的建筑材料以0.500m/s2的加速度拉升,忽略繩子和定滑輪的質(zhì)量及定滑輪的摩擦,則工人對地面的壓力大小為(g取lOm/s2) ( B )
A.510 N B.490 N C.890 N D.910 N
解析:對建筑材料進行受力分析。根據(jù)牛頓第二定律有,得繩子的拉力大小等于
F=210N,然后再對人受力分析由平衡的知識得,得FN=490N,根據(jù)牛頓第三定律可知人對地面間的
壓力為490N.B對。
6.(09·江蘇物理·9)如圖所示,兩質(zhì)量相等的物塊A、B通過一輕質(zhì)彈簧連接,B足夠長、放置在水平面上,所有接觸面均光滑。彈簧開始時處于原長,運動過程中始終處在彈性限度內(nèi)。在物塊A上施加一個水平恒力,A、B從靜止開始運動到第一次速度相等的過程中,下列說法中正確的有 ( BCD )
A.當(dāng)A、B加速度相等時,系統(tǒng)的機械能最大
B.當(dāng)A、B加速度相等時,A、B的速度差最大
C.當(dāng)A、B的速度相等時,A的速度達(dá)到最大
D.當(dāng)A、B的速度相等時,彈簧的彈性勢能最大
解析:處理本題的關(guān)鍵是對物體進行受力分析和運動過程分析,使用圖象處理則可以使問題大大簡化。對A、B在水平方向受力分析如圖,F(xiàn)1為彈簧的拉力;當(dāng)加速度大小相同為a時,對A有,對B有,得,在整個過程中A的合力(加速度)一直減小而B的合力(加速度)一直增大,在達(dá)到共同加速度之前A的合力(加速度)一直大于B的合力(加速度),之后A的合力(加速度)一直小于B的合力(加速度)。兩物體運動的v-t圖象如圖,tl時刻,兩物體加速度相等,斜率相同,速度差最大,t2時刻兩物體的速度相等,A速度達(dá)到最大值,兩實線之間圍成的面積有最大值即兩物體的相對位移最大,彈簧被拉到最長;除重力和彈簧彈力外其它力對系統(tǒng)正功,系統(tǒng)機械能增加,tl時刻之后拉力依然做正功,即加速度相等時,系統(tǒng)機械能并非最大值。
5.(09·廣東物理·8)某人在地面上用彈簧秤稱得體重為490N。他將彈簧秤移至電梯內(nèi)稱其體重,至時間段內(nèi),彈簧秤的示數(shù)如圖所示,電梯運行的v-t圖可能是(取電梯向上運動的方向為正) ( A )
解析:由圖可知,在t0-t1時間內(nèi),彈簧秤的示數(shù)小于實際重量,則處于失重狀態(tài),此時具有向下的加速度,在t1-t2階段彈簧秤示數(shù)等于實際重量,則既不超重也不失重,在t2-t3階段,彈簧秤示數(shù)大于實際重量,則處于超重狀態(tài),具有向上的加速度,若電梯向下運動,則t0-t1時間內(nèi)向下加速,t1-t2階段勻速運動,t2-t3階段減速下降,A正確;BD不能實現(xiàn)人進入電梯由靜止開始運動,C項t0-t1內(nèi)超重,不符合題意。
4.(09·寧夏·20)如圖所示,一足夠長的木板靜止在光滑水平面上,一物塊靜止在木板上,木板和物塊間有摩擦,F(xiàn)用水平力向右拉木板,當(dāng)物塊相對木板滑動了一段距離但仍有相對運動時,撤掉拉力,此后木板和物塊相對于水平面的運動情況為 ( BC )
A.物塊先向左運動,再向右運動
B.物塊向右運動,速度逐漸增大,直到做勻速運動
C.木板向右運動,速度逐漸變小,直到做勻速運動
D.木板和物塊的速度都逐漸變小,直到為零
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