7. 重为5 N的磁体吸附在竖直放置且足够大的白板上。0~6 s内磁体在图甲所示的拉力作用下沿竖直方向向上运动,拉力F、磁体运动速度v与时间t的关系分别如图乙、丙所示。2~4 s拉力做功的功率为W,白板对磁体的弹力(选填“做”或“不做”)功。

答案
44;不做
解析
【分析】
要解决本题,需分两步分析:一是计算2~4s拉力的功率,需从F-t和v-t图像中提取对应时间段的拉力和速度,利用功率公式计算;二是判断弹力是否做功,依据做功的两个必要条件(力和力方向上的位移)分析。
【解析】
1. 计算2~4s拉力做功的功率:
由图乙可知,2~4s内拉力F=11N;由图丙可知,2~4s内磁体做匀速直线运动,速度v=4m/s。根据功率公式P=Fv,代入数据得:P=11N×4m/s=44W。
2. 判断白板对磁体的弹力是否做功:
做功的两个必要条件是:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。白板对磁体的弹力方向为水平方向,而磁体沿竖直方向运动,位移方向与弹力方向垂直,因此弹力不做功。
【答案】
44;不做
【知识点】
功率计算、做功的判断
【点评】
本题结合图像考查功率计算和做功的判断,关键是从图像中提取有效物理量,再结合做功条件分析,难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决本题,需分两步分析:一是计算2~4s拉力的功率,需从F-t和v-t图像中提取对应时间段的拉力和速度,利用功率公式计算;二是判断弹力是否做功,依据做功的两个必要条件(力和力方向上的位移)分析。
【解析】
1. 计算2~4s拉力做功的功率:
由图乙可知,2~4s内拉力F=11N;由图丙可知,2~4s内磁体做匀速直线运动,速度v=4m/s。根据功率公式P=Fv,代入数据得:P=11N×4m/s=44W。
2. 判断白板对磁体的弹力是否做功:
做功的两个必要条件是:①作用在物体上的力;②物体在力的方向上通过的距离。白板对磁体的弹力方向为水平方向,而磁体沿竖直方向运动,位移方向与弹力方向垂直,因此弹力不做功。
【答案】
44;不做
【知识点】
功率计算、做功的判断
【点评】
本题结合图像考查功率计算和做功的判断,关键是从图像中提取有效物理量,再结合做功条件分析,难度适中。
【难度系数】
0.5
8. 如图所示,“蹦床”不仅是奥运会的正式比赛项目,也是小朋友非常喜欢的游戏项目。小朋友对蹦床施力,蹦床发生弹性形变,因而具有能。小朋友因被弹到高处而具有能。忽略空气阻力,小朋友与蹦床接触的过程中,小朋友的机械能(选填“守恒”或“不守恒”)。

答案
弹性势;重力势;不守恒
解析
【分析】
本题结合蹦床的生活场景,考查机械能相关的基础概念,需明确不同形式能量的定义,以及机械能守恒的条件。首先,弹性势能对应弹性形变的物体,重力势能对应被举高的物体;机械能守恒的前提是只有重力或系统内弹力做功,需结合接触过程的能量转化判断。
【解析】
1. 蹦床发生弹性形变,根据弹性势能的定义:物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,因此蹦床具有弹性势能,第一空填“弹性势”。
2. 小朋友被弹到高处,位置被抬高,根据重力势能的定义:物体由于被举高而具有的能叫重力势能,因此小朋友具有重力势能,第二空填“重力势”。
3. 机械能守恒的条件是只有重力做功(或只有重力和系统内弹力做功)。小朋友与蹦床接触时,蹦床的弹力对小朋友做功,小朋友的机械能会转化为蹦床的弹性势能,因此小朋友的机械能不守恒,第三空填“不守恒”。
【答案】
弹性势;重力势;不守恒
【知识点】
弹性势能、重力势能、机械能守恒
【点评】
本题以常见的蹦床游戏为载体,考查机械能相关的基础概念,需要准确理解不同能量的定义和机械能守恒的条件,属于对基础知识点的应用考查。
【难度系数】
0.3
本题结合蹦床的生活场景,考查机械能相关的基础概念,需明确不同形式能量的定义,以及机械能守恒的条件。首先,弹性势能对应弹性形变的物体,重力势能对应被举高的物体;机械能守恒的前提是只有重力或系统内弹力做功,需结合接触过程的能量转化判断。
【解析】
1. 蹦床发生弹性形变,根据弹性势能的定义:物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能,因此蹦床具有弹性势能,第一空填“弹性势”。
2. 小朋友被弹到高处,位置被抬高,根据重力势能的定义:物体由于被举高而具有的能叫重力势能,因此小朋友具有重力势能,第二空填“重力势”。
3. 机械能守恒的条件是只有重力做功(或只有重力和系统内弹力做功)。小朋友与蹦床接触时,蹦床的弹力对小朋友做功,小朋友的机械能会转化为蹦床的弹性势能,因此小朋友的机械能不守恒,第三空填“不守恒”。
【答案】
弹性势;重力势;不守恒
【知识点】
弹性势能、重力势能、机械能守恒
【点评】
本题以常见的蹦床游戏为载体,考查机械能相关的基础概念,需要准确理解不同能量的定义和机械能守恒的条件,属于对基础知识点的应用考查。
【难度系数】
0.3
9. 如图所示为2025年九三阅兵中飞行的我国自行研制的歼-20战斗机。若该战斗机以2倍声速(取声速为340 m/s)匀速直线飞行10 min,发动机的功率为$1.02×10^{8}\ \mathrm{W}$。求:
(1)发动机10 min内所做的功;
(2)战斗机在飞行过程中所受的阻力。

(1)发动机10 min内所做的功;
(2)战斗机在飞行过程中所受的阻力。
答案
(1)$6.12×10^{10}\ \mathrm{J}$;(2)$1.5×10^5\ \mathrm{N}$
解析
【分析】
本题包含两个小问,第一问求发动机做的功,需利用功的计算公式$W=Pt$,注意将时间单位换算为国际单位制的秒;第二问求战斗机所受阻力,战斗机匀速直线飞行时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,再结合功率公式$P=Fv$变形求解牵引力,即可得到阻力。
【解析】
(1)先换算时间单位:$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$。
根据功的计算公式$W=Pt$,代入数据得:
$W=1.02×10^8\ \mathrm{W}×600\ \mathrm{s}=6.12×10^{10}\ \mathrm{J}$。
(2)战斗机的飞行速度:$v=2×340\ \mathrm{m/s}=680\ \mathrm{m/s}$。
因为战斗机匀速直线飞行,所以牵引力$F$与阻力$f$是平衡力,即$f=F$。
根据功率公式$P=Fv$,变形得$F=\frac{P}{v}$,代入数据:
$F=\frac{1.02×10^8\ \mathrm{W}}{680\ \mathrm{m/s}}=1.5×10^5\ \mathrm{N}$,因此阻力$f=1.5×10^5\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1)$6.12×10^{10}\ \mathrm{J}$;(2)$1.5×10^5\ \mathrm{N}$
【知识点】
功的计算、功率的应用、二力平衡
【点评】
本题考查功和功率的基础计算,结合匀速运动的二力平衡知识,解题关键是掌握功、功率的公式并正确进行单位换算,属于常规基础题型。
【难度系数】
0.7
本题包含两个小问,第一问求发动机做的功,需利用功的计算公式$W=Pt$,注意将时间单位换算为国际单位制的秒;第二问求战斗机所受阻力,战斗机匀速直线飞行时,牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,再结合功率公式$P=Fv$变形求解牵引力,即可得到阻力。
【解析】
(1)先换算时间单位:$t=10\ \mathrm{min}=10×60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{s}$。
根据功的计算公式$W=Pt$,代入数据得:
$W=1.02×10^8\ \mathrm{W}×600\ \mathrm{s}=6.12×10^{10}\ \mathrm{J}$。
(2)战斗机的飞行速度:$v=2×340\ \mathrm{m/s}=680\ \mathrm{m/s}$。
因为战斗机匀速直线飞行,所以牵引力$F$与阻力$f$是平衡力,即$f=F$。
根据功率公式$P=Fv$,变形得$F=\frac{P}{v}$,代入数据:
$F=\frac{1.02×10^8\ \mathrm{W}}{680\ \mathrm{m/s}}=1.5×10^5\ \mathrm{N}$,因此阻力$f=1.5×10^5\ \mathrm{N}$。
【答案】
(1)$6.12×10^{10}\ \mathrm{J}$;(2)$1.5×10^5\ \mathrm{N}$
【知识点】
功的计算、功率的应用、二力平衡
【点评】
本题考查功和功率的基础计算,结合匀速运动的二力平衡知识,解题关键是掌握功、功率的公式并正确进行单位换算,属于常规基础题型。
【难度系数】
0.7
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