2019版高考物理金榜一轮高效演练创新预测： 5.1功和功率 Word版含解析
2019版高考物理金榜一轮热考题型专攻二 含解析 精品
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热考题型专攻(二)“滑块+滑板”综合(45分钟100分)1.(25分)如图所示,AB为半径R=0.8 m的光滑圆弧轨道,下端B恰与小车右端平滑对接。
小车质量M=3 kg,车长L=2.06 m,车上表面距地面的高度h=0.2 m。
现有一质量m=1 kg的小滑块(可看成质点),由轨道顶端无初速释放,滑到B端后冲上小车。
已知地面光滑,滑块与小车上表面间的动摩擦因数μ=0.3,当车运行了1.5 s时,车被地面装置锁定,g取10 m/s2。
求:(1)滑块到达B端时,轨道对它支持力的大小。
(2)车被锁定时,车右端距轨道B端的距离。
(3)滑块落地点离车左端的水平距离。
【解析】(1)设滑块到达B端时速度为v,由机械能守恒定律得:mgR=mv2由牛顿第二定律得:F N-mg=m联立两式,代入数值解得:F N=3mg=30 N。
(2)当滑块滑上小车后,由牛顿第二定律得:对滑块有:μmg=ma1对小车有:μmg=Ma2设经时间t两者达到共同速度,则有:v-a1t=a2t解得:t=1 s由于1 s<1.5 s,此时小车还未被锁定滑块位移:s1=vt-a1t2小车位移:s2=a2t2相对位移:Δs=s1-s2<L滑块没有从小车上掉下,故两者的共同速度:v′=a2t=1 m/s,两者一起匀速运动,直到小车被锁定。
故车被锁定时,车右端距轨道B端的距离:x=a2t2+v′t′又:t′=1.5 s-1 s=0.5 s代入数据解得:x=1 m。
(3)对滑块由动能定理得:-μmg(L-Δs)=mv″2-mv′2滑块脱离小车后,在竖直方向有:h=gt″2代入数据得,滑块落地点离车左端的水平距离:x′=v″t″=0.16 m。
答案:(1)30 N (2)1 m (2)0.16 m2.(25分)(2018·青岛模拟)如图所示,倾角θ=30°的足够长的光滑斜面底端A固定有挡板P,斜面上B点与A点的高度差为h,将质量为m,长度为L的木板置于斜面底端,质量也为m的小物块静止在木板上某处,整个系统处于静止状态。
2019版高考物理金榜一轮总复习高效强化提升
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高效演练·强化提升1.在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出),打点计时器接的是220 V、50 Hz的交变电流。
他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐。
(下述第(2)、(3)、(4)小题结果均保留两位有效数字)(1)该打点计时器打点的时间间隔为__________s。
(2)由以上数据计算打点计时器在打C点时,物体的瞬时速度v C是______m/s。
(3)计算该物体的加速度a为__________m/s2。
(4)纸带上的A点所对应的物体的瞬时速度v A=__________m/s。
(5)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏__________(选填“大”或“小”)。
【解析】(1)电源频率为50 Hz,则打点时间间隔为0.02 s;(2)利用匀变速直线运动的推论得:v C==×10-2 m/s=0.16 m/s;(3)设A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,得:x3-x1=2a1T2x4-x2=2a2T2为了更加准确地求解加速度,我们对两个加速度取平均值,得:a=(a1+a2)=0.43 m/s2(4)根据匀变速直线运动速度与时间关系公式v=v0+at得A点所对应的物体的瞬时速度为:v A=v C-at AC=0.074 m/s(5)如果在某次实验中,交流电的频率为49 Hz,那么实际周期大于0.02 s,根据运动学公式Δx=at2得:测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大的。
2019版高考物理金榜一轮高效演练强化提升 实验：一 Word版含解析
高效演练·强化提升1、在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打下的纸带,并在其上取了A、B、C、D、E、F等6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点,本图中没有画出),打点计时器接的是220 V、50 Hz的交变电流。
他把一把毫米刻度尺放在纸带上,其零刻度和计数点A对齐。
(下述第(2)、(3)、(4)小题结果均保留两位有效数字)(1)该打点计时器打点的时间间隔为__________s。
(2)由以上数据计算打点计时器在打C点时,物体的瞬时速度v C是______m/s。
(3)计算该物体的加速度a为__________m/s2。
(4)纸带上的A点所对应的物体的瞬时速度v A=__________m/s。
(5)如果当时电网中交变电流的频率是f=49 Hz,而做实验的同学并不知道,那么由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏__________(选填“大”或“小”)。
【解析】(1)电源频率为50 Hz,则打点时间间隔为0、02 s;(2)利用匀变速直线运动的推论得：v C==×10-2 m/s=0、16 m/s;(3)设A到B之间的距离为x1,以后各段分别为x2、x3、x4,根据匀变速直线运动的推论公式Δx=aT2可以求出加速度的大小,得：x3-x1=2a1T2x4-x2=2a2T2为了更加准确地求解加速度,我们对两个加速度取平均值,得：a=(a1+a2)=0、43 m/s2(4)根据匀变速直线运动速度与时间关系公式v=v0+at得A点所对应的物体的瞬时速度为：v A=v C-at AC=0、074 m/s(5)如果在某次实验中,交流电的频率为49 Hz,那么实际周期大于0、02 s,根据运动学公式Δx=at2得：测量的加速度值与真实的加速度值相比是偏大的。
答案：(1)0、02 (2)0、16 (3)0、43 (4)0、074 (5)大2、在利用打点计时器探究小车“速度随时间变化的关系”的实验中,所用交流电的频率为50 Hz,某次实验中得到的一条纸带如图所示。
2019版高考物理金榜一轮高效演练强化提升 实验：十 Word版含解析
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高效演练·强化提升1.在测定电池的电动势和内阻的实验中,待测电池、开关和导线配合下列仪器(电流表和电压表都是理想电表),不能达到实验目的的是( )A.一只电流表和一个电阻箱B.一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器C.一只电压表和一个电阻箱D.一只电流表和一个滑动变阻器【解析】选D。
一只电流表和一个电阻箱读出两组电流、电阻值,可求出两组相应电阻箱上的电压,便可求E、r;一只电流表、一只电压表和一个滑动变阻器,改变滑动变阻器的阻值,读出两组电流、电压值,便可求E、r;一只电压表和一个电阻箱读出两组电压、电阻值,求出干路电流值,便可求E、r。
选项A、B、C均可以达到实验目的。
2.某同学设想运用如图甲所示的实验电路,测量未知电阻R x的阻值、电流表A的内阻和电源(内阻忽略不计)的电动势,实验过程中电流表的读数始终符合实验要求。
(1)为了测量未知电阻R x的阻值,他在闭合开关之前应该将两个电阻箱的阻值调至(选填“最大”或“最小”),然后闭合开关K1,将开关K2拨至1位置,调节R2使电流表A有明显读数I0;接着将开关K2拨至2位置。
保持R2不变,调节R1,当调节R1=34.2 Ω时,电流表A读数仍为I0,则该未知电阻的阻值R x=Ω。
(2)为了测量电流表A的内阻R A和电源(内阻忽略不计)的电动势E,他将R1的阻值调到R1=1.5 Ω,R2调到最大,将开关K2拨至2位置,闭合开关K1;然后多次调节R2,并在表格中记录下了各次R2的阻值和对应电流表A的读数I;最后根据记录的数据,他画出了如图乙所示的图象,根据你所学知识和题中所给字母写出该图象对应的函数表达式为: ;利用图象中的数据可求得,电流表A的内阻R A= Ω,电源(内阻忽略不计)的电动势E= V。
【解析】(1)为了保护电路,需要将电阻箱的阻值都调至最大,因为两种情况下电流表示数相同,R x和R1等效,所以R x=R1=34.2 Ω。
2019版高考物理金榜一轮高效演练强化提升 实验：八 Word版含解析
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高考物理金榜一轮：高效演练·强化提升1.(1)如图1所示的两把游标卡尺,它们的游标尺从左至右分别为9 mm 长10等分、19 mm长20等分,它们的读数依次为__________mm,__________mm。
(2)使用螺旋测微器测量两个金属丝的直径,示数如图2所示,则图(a)、(b)金属丝的直径分别为__________mm,__________mm。
图2(3)①图3甲用0.6 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表__________A,表针的示数是________A;当使用3 A量程时,对应刻度盘上每一小格代表__________A,图中表针示数为__________A。
图3②图3乙使用较小量程时,每小格表示__________V,图中指针的示数为__________V,若使用的是较大量程,则这时表盘刻度每小格表示__________V,图中表针指示的是__________V。
【解析】(1)左图中,整毫米的为17,不足1毫米数是7×0.1 mm=0.7 mm ,最终结果为17 mm+0.7 mm=17.7 mm。
同理,右图中,整毫米的为23,不足1毫米数是17×0.05 mm=0.85 mm,最终结果为23 mm+0.85 mm=23.85 mm。
(2)(a)图中螺旋测微器的固定刻度为 2 mm,可动刻度为15.0×0.01 mm=0.150 mm,所以最终读数为2 mm+0.150 mm=2.150 mm。
(b)图中螺旋测微器的固定刻度为0 mm,可动刻度为 4.5×0.01 mm=0.045 mm,所以最终读数为0 mm+0.045 mm=0.045 mm。
(3)①使用0.6 A量程时,刻度盘上的每一小格为0.02 A,指针的示数为0.44 A;当换用3 A量程时,每一小格为0.1 A,指针示数为2.20 A。
2019高考物理一轮优级(备、讲、练)全国经典版讲义：第5章 第1讲功和功率 Word版含答案
第1讲功和功率
板块一主干梳理·夯实基础【知识点1】功Ⅱ
1.做功的两个必要条件
(1)作用在物体上的力。
(2)物体在力的方向上发生的位移。
2.公式：W＝Fl cosα
(1)α是力与位移方向之间的夹角，l为物体对地的位移。
(2)该公式只适用于恒力做功。
(3)功是标量。
3.功的正负判断
夹
角
功的正负
α
<90°
力对物体做正功
α
>90°
力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功α
＝90°
力对物体□10不做功
【知识点2】功率Ⅱ
1.定义：功与完成这些功所用时间的比值。
物理意义：描述力对物体做功的快慢。
2.公式
(1)P＝W
t，P为时间t内的平均功率。
(2)P＝F v cosα(α为F与v的夹角)
①v为平均速度，则P为平均功率。
②v为瞬时速度，则P为瞬时功率。
3.额定功率
机械正常工作时的最大输出功率。
4.实际功率
机械实际工作时的功率，要求不大于额定功率。
板块二考点细研·悟法培优。
2019版高考物理金榜一轮高效演练强化提升 实验：四 Word版含解析
高效演练·强化提升1、在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,在研究加速度a与小车的质量M的关系时,由于没有注意始终满足M≫m的条件,结果得到的图象应是图中的( )【解析】选D。
小车加速度a=,实验时若保持小车质量不变,横轴为,则a-图象必为过原点的直线。
当满足M≫m时,m可忽略,a≈,a-图象还可以满足图象是过原点的直线。
当小车质量较小,不满足M≫m时,图象会向下弯曲,选项D正确。
2、如图所示为“探究加速度与物体受力的关系”的实验装置图。
图中A为小车,质量为m1,连接在小车后面的纸带穿过电火花打点计时器B,它们均置于水平放置的一端带有定滑轮的足够长的木板上,P的质量为m2,C为弹簧测力计,实验时改变P的质量,读出测力计不同读数F,不计绳与滑轮的摩擦。
(1)下列说法正确的是( )A、一端带有定滑轮的长木板必须保持水平B、实验时应先接通电源后释放小车C、实验中m2应远小于m1D、测力计的读数始终为(2)如图为某次实验得到的纸带,纸带上标出了所选的四个计数点之间的距离,相邻计数点间还有四个点没有画出。
由此可求得小车的加速度的大小是________m/s2(交流电的频率为50 Hz,结果保留两位有效数字)。
(3)实验时,某同学由于疏忽,遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a -F图象可能是图中的图线 ( )【解析】(1)一端带有定滑轮的长木板必须稍微倾斜,以平衡摩擦力,选项A错误。
实验时应先接通电源后释放小车,选项B正确。
实验中m2不必远小于m1,选项C错误。
由于P向下加速运动,测力计的读数始终小于,选项D错误。
(2)由Δx=aT2解得小车的加速度的大小是0、50 m/s2。
(3)遗漏了平衡摩擦力这一步骤,他测量得到的a -F图象,应该是当F 从某一值开始增大,加速度a才开始增大,所以可能是图线C。
答案:(1)B__(2)0、50__(3)C3、某同学利用图甲所示实验装置及数字化信息系统获得了小车加速度a与钩码的质量m的对应关系图,如图乙所示。
2019版高考物理金榜一轮高效演练创新预测： 1.2匀变速直线运动规律 Word版含解析
高效演练·创新预测1、汽车有多种车型,如30TFSI、35TFSI、50TFSI,(每个车型字母前的数字称为G值)G值用来表现车型的整体加速度感,数字越大,加速越快.G值的大小为车辆从静止开始加速到100 km/h的平均加速度数值(其单位为国际基本单位)再乘以10.如图为某一型号的奥迪尾标,其值为50TFSI,则该型号车从静止开始加速到100 km/h的时间约为( )A、5、6 sB、6、2 sC、8、7 sD、9、5 s【解析】选 A.由题意可知,50TFSI的加速度为a=5 m/s2,v=100 km/h=27、8 m/s故加速时间t==s=5、6 s.2、(新题预测)如图所示,高速公路一般情况下小汽车限速120 km/h,但由于施工等特殊情况会有临时限速,某货车正在以72 km/h的速度行驶,看到临时限速牌开始匀减速运动,加速度大小为0、1 m/s2,减速行驶了2 min,则减速后货车的速度为( )A、6、0 m/sB、8、0 m/sC、10、0 m/sD、12、0 m/s【解析】选 B.72 km/h=20 m/s,2 min=120 s,速度减为0的时间为:t==s=200 s,行驶 2 min还未停止,根据速度—时间关系式v=v0+at有:v=20 m/s+(-0、1)×120 m/s=8 m/s,故B正确,A、C、D错误.3、如图所示,一辆汽车自某地A点启动,先做匀加速直线运动,运动到B点时接着做匀速直线运动到C点,整个过程汽车运动的总时间为t,总路程为s,B是AC的中点,则这辆汽车匀速运动的速度大小为( )A、B、C、D、【解析】选A.设汽车从A运动到B所用时间为t1,从B运动到C所用时间为t2,汽车匀速运动的速度大小为v,则t1+t2=t,求得=vt1=vt2,t1=2t2=t,解得v=,故A正确,B、C、D错误.4、(多选)如图所示,倾角为θ的斜面上有A、B、C三点,现从这三点分别以不同的初速度水平抛出一小球,三个小球均落在斜面上的D点,今测得AB=BC=CD,不计空气阻力,由此可以判断( )A、从A、B、C处抛出的三个小球运动时间之比为∶∶1B、从A、B、C处抛出的三个小球落在斜面上时速度与斜面的夹角相同C、从A、B、C处抛出的三个小球的初速度大小之比为3∶2∶1D、从A、B、C处抛出的三个小球距斜面最远时速度方向与水平方向夹角的正切值之比为∶∶1【解析】选A、B.三球下降的高度之比为3∶2∶1,根据t=知,A、B、C处的三个小球运动时间之比为∶∶1,故A正确.因为平抛运动某时刻速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍,三个小球落在斜面上,位移方向相同,则速度方向相同,故B正确.三个小球的水平位移之比为3∶2∶1,根据x=v0t知,初速度之比为∶∶1,故C错误.从A、B、C处抛出的三个小球距斜面最远时速度方向和斜面平行,速度方向与水平方向夹角等于斜面的倾角,所以速度方向与水平方向夹角的正切值之比为1∶1∶1,故D错误.5、小钢球从某位置由静止释放,用频闪照相机在同一底片上多次曝光,得到的照片如图所示.已知连续两次曝光的时间间隔,为求出小球经过B点的速度,需测量( )A、照片中AC的距离B、照片中球的直径及AC的距离C、小钢球的实际直径、照片中AC的距离D、小钢球的实际直径、照片中球的直径及AC的距离【解析】选D.小钢球做自由落体运动,加速度等于重力加速度,该运动属于匀变速直线运动,则B点的瞬时速度等于AC之间的平均速度,所以在已知连续两次曝光的时间间隔,测量出A、C之间的实际距离即可求出小球经过B点的速度.结合小钢球的实际直径、照片中球的直径可以求出照片上的大小与实际大小的比例关系,由照片中AC之间的长度结合比例关系即可求出AC的实际大小.由以上的分析可知,A、B、C错误,D正确.6、(新题预测)(多选)汽车正在平直公路MN上行驶,自A点做初速度v0=2 m/s、加速度a=2 m/s2的匀加速直线运动,向着C前进,在到达C点前1 s内,所滑过的距离BC为L,其中L=AC,下列判断正确的是( )A、平直公路AC长为21 mB、平直公路BC长为7 mC、汽车由A向C运动的时间为4 sD、汽车到达C点的速度大小是8 m/s【解析】选B、D.设汽车从A到C的时间为t,则从A到B的时间为t-1 s,则根据位移公式有L=v0t+at2①L-L=v0(t-1 s)+a(t-1 s)2②解得t=3 s平直公路AC的长度为:L=2×3 m+×2×32 m=15 mBC的长度为x BC=L=×15 m=7 m汽车到达C点的速度v C=v0+at=2 m/s+2×3 m/s=8 m/s,故B、D正确,A、C错误.7、汽车在行驶中,当驾驶员发现情况直到踩下制动踏板发生制动作用之前的这段时间称为反应时间,反应时间内车辆行驶的距离称为反应距离.汽车制动距离是指驾驶员踩下制动踏板产生作用至汽车完全停止时,轮胎在路面上出现明显的拖印的距离.汽车行驶的安全距离为反应距离和制动距离之和.某汽车以54 km/h的速度行驶在柏油路面上的制动距离为15 m,在冰雪路面上的制动距离为45 m,不计空气阻力,g取10 m/s2.(1)求汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数.(2)若汽车以90 km/h的速度在柏油路面上行驶的安全距离为60 m,求驾驶员的反应时间.(3)若汽车以90 km/h的速度在冰雪路面上行驶,驾驶员看到前方120 m处静止的事故汽车,立即制动(不计反应时间)后还是与静止的事故汽车追尾,求汽车追尾瞬间的速度.【解析】(1)v=54 km/h=15 m/s,v′=90 km/h=25 m/s,根据速度—位移公式得,汽车制动的加速度大小a1==m/s2=7、5 m/s2.根据牛顿第二定律得ma1=μ1mg,解得汽车轮胎与柏油路面的动摩擦因数μ1=0、75.(2)根据x=得,初速度变为原来的=倍,则制动距离变为原来的倍,即制动距离为x=15×m=m.则反应时间内的位移x1=m=m则反应时间t1==s=s≈0、73 s.(3)汽车在冰雪路面上制动的加速度大小a2==m/s2=2、5 m/s2.设汽车追尾瞬间的速度为v″,根据v″2-v′2=-2a2x,x=120 m,解得v″=5 m/s答案:(1)0、75 (2)0、73 s (3)5 m/s【加固训练】(多选)物体从A 点由静止出发,先以加速度a 1做匀加速直线运动到某速度v 后,立即以加速度a 2做匀减速运动至B 点速度恰好减为0,所用总时间为t.若物体以速度v 0匀速通过AB 之间,所用时间也为t,则( )A 、v=2v 0B 、+=C 、-=D 、+=【解析】选A 、B.由运动学公式有:x=v 0t=t 1+t 2=(t 1+t 2)=t,解得v=2v 0,故A 正确;由t 1=,t 2=得:t=+即:+=,故B 正确,C 、D 错误.。
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高效演练·创新预测
1.(2018·三明模拟)小明骑电动自行车沿平直公路行驶,因电瓶“没电”,故改用脚蹬车匀速前行。
设小明与车的总质量为100 kg,骑行过程中所受阻力恒为车和人总重的0.02倍,g取10 m/s2。
通过估算可知,小明骑此电动车做功的平均功率最接近( )
A.500 W
B.300 W
C.100 W
D.10 W
【解析】选C。
设人骑车的速度大小为5 m/s,人在匀速行驶时,人和车的受力平衡,阻力的大小为F f=0.02mg=0.02×1 000 N=20 N,此时的功率P=Fv=F f v=20×
5 W=100 W,故C正确。
2.(多选)(2018·肇庆模拟)如图所示,长为2L的轻杆上端固定一质量为m的小球,下端用光滑铰链连接于地面上的O点,杆可绕O点在竖直平面内自由转动,定滑轮固定于地面上方L处,电动机由跨过定滑轮且不可伸长的绳子与杆的中点相连,启动电动机,杆从虚线位置绕O 点逆时针倒向地面,假设整个倒下去的过程中,杆做匀速转动,则在此过程中( )
A.小球重力做功为2mgL
B.绳子拉力做功大于2mgL
C.重力做功功率逐渐增大
D.绳子拉力做功功率先增大后减小
【解析】选A、C。
小球重力做功为W=mg·2L=2mgL,故A正确;在整个
过程中,根据动能定理可得mg·2L-W=mv2-mv2,解得W=2mgL,故B错误;根据P=Fvcosθ可知P=mgvcosθ,在杆倒下过程中,θ逐渐减小,故重力做功功率逐渐增大,故C正确;在整个过程中,重力的功率和绳子的功率相同,故绳子的功率逐渐增大,故D错误。
3.(多选)(2018·烟台模拟)一物体在外力的作用下从静止开始做直线运动,合外力方向不变,大小随时间的变化如图所示。
设该物体在t0和2t0时刻相对于出发点的位移分别是x1和x2,速度分别是v1和v2,合外力从开始至t0时刻做的功是W1,从t0至2t0时刻做的功是W2,则( )
A.x2=5x1v2=3v1
B.x1=9x2v2=5v1
C.v2=3v1W2=9W1
D.x2=5x1W2=8W1
【解析】选A、D。
由于物体所受的合力是2倍的关系,根据牛顿第二定律F=ma可知,加速度也是2倍的关系,即a2=2a1,所以物体的位移
x1=a1,速度为v1=a1t0,做的功为
W1=F0x1,x2=x1+v1t0+a2=x1+a1t0·t0+·2a1=a1=5x1,速度为v2=v1+a2t0=3v1,做的功为 W2=2F0(x2-x1)=8F0x1=8W1,故A、D正确,B、C 错误。
4.(多选)如图所示是做匀变速直线运动的质点在0～6 s内的位移—时间图线,则 ( )
A.0～3 s,合外力对质点做正功
B.3～6 s,合外力对质点做负功
C.1～5 s,合外力对质点不做功
D.前5 s内,合外力对质点做负功
【解析】选C、D。
由图象切线斜率表示速度可知,0～3 s,质点的速度逐渐减小,由动能定理可知合外力对质点做负功,故A错误;3～6 s,质点的速度逐渐增大,由动能定理可知合外力对质点做正功,故B错误;根据对称性可知,t=1 s和t=5 s时图象的斜率的绝对值相等,则质点的速率相等,由动能定理可知合外力对质点不做功,故C正确;由图象斜率可知,0时刻质点的速率大于5 s时的速率,所以前5 s质点
动能减小,合外力对质点做负功,故D正确。
【加固训练】
一物体静止在粗糙水平地面上,现用一大小为F1的水平拉力拉动物体,经过一段时间后其速度变为v,若将水平拉力的大小改为F2,物体从静止开始经过同样的时间后速度变为2v,对于上述两个过程,用W F1、W F2分别表示拉力F1、F2所做的功,W f1、W f2分别表示前后两次克服摩擦力所做的功,则 ( )
A.W F2>4W F1,W f2>2W f1
B.W F2>4W F1,W f2=2W f1
C.W F2<4W F1,W f2=2W f1
D.W F2<4W F1,W f2<2W f1
【解析】选C。
根据x=t和W f=μmgx可判断,两次克服摩擦力所做的
功W f2=2W f1。
由动能定理得W F1-W f1=mv2和W F2-W f2=m(2v)2,整理可判断W F2<4W F1,故选项C正确。
5.(2018·潍坊模拟)如图,点O、a、c在同一水平线上,c点在竖直细杆上。
一橡皮筋一端固定在O点,水平伸直(无弹力)时,另一端恰好位于a点,在a点固定一光滑小圆环,橡皮筋穿过圆环与套在杆上的小球相连。
已知b、c间距离小于c、d间距离,小球与杆间的动摩擦因数恒定,橡皮筋始终在弹性限度内且其弹力跟伸长量成正比。
小球从b 点上方某处释放,第一次到达b、d两点时速度相等,则小球从b第一次运动到d的过程中( )
A.在c点速度最大
B.在c点下方某位置速度最大
C.重力对小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功
D.在b、c两点,摩擦力的瞬时功率大小相等
【解析】选B、C。
在b点,重力和弹力向下的分力之和大于摩擦力,合力向下,向下运动过程中,弹力减小,所以从b到c,小球做加速度减小的加速运动,在c点,弹力与杆垂直,重力和摩擦力的合力仍然向下,所以在c点下方某位置加速度等于0,速度达到最大值,故A错误,B正确;由题意知,第一次到达b、d两点时速度相等,由动能定理可得,重力、弹力和摩擦力合力做功等于0,已知b、c间距离小于c、d间距离,即全过程弹力做负功,所以重力对小球做的功一定大于小球克服摩擦力做的功,故C正确;设∠abc=θ,则两点的摩擦力分别为F fb=μkabsinθ
=μkac=F fc,小球在b、c速度不等,由P=Fv可知,在b、c两点的摩擦力的瞬时功率大小不等,故D错误。
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