1. 郑钦文获得2024年巴黎奥运会女子网球单打冠军。下图是用频闪相机拍摄的网球离开球拍后在空中飞行过程的照片,不计空气阻力,下列说法正确的是()

A.球从位置A运动到位置B的过程中动能在增大
B.球从位置A运动到位置B的过程中机械能逐渐增大
C.球从位置B运动到位置C的过程中重力势能增大
D.球在最高位置B处时动能不为零
A.球从位置A运动到位置B的过程中动能在增大
B.球从位置A运动到位置B的过程中机械能逐渐增大
C.球从位置B运动到位置C的过程中重力势能增大
D.球在最高位置B处时动能不为零
答案
D
解析
不计空气阻力,网球在空中飞行时机械能守恒。
A选项:球从位置A运动到位置B是上升过程,速度减小,动能减小,A错误;
B选项:不计空气阻力,球的机械能保持不变,B错误;
C选项:球从位置B运动到位置C是下落过程,高度降低,重力势能减小,C错误;
D选项:球在最高位置B处,仍具有水平方向的速度,因此动能不为零,D正确。
A选项:球从位置A运动到位置B是上升过程,速度减小,动能减小,A错误;
B选项:不计空气阻力,球的机械能保持不变,B错误;
C选项:球从位置B运动到位置C是下落过程,高度降低,重力势能减小,C错误;
D选项:球在最高位置B处,仍具有水平方向的速度,因此动能不为零,D正确。
2. 下图为一种手摇升降晾衣架示意图,绳子的尾端绕在一个固定在墙壁的旋轮上,旋转摇柄可以使晾衣架升降。假设在升降过程中衣架和杆保持水平,动滑轮、衣架与杆的总重是10 N,现晾衣架上晾有4 kg的衣服,晾衣架上升50 cm用时10 s。g取10 N/kg,不计绳重和摩擦,下列说法正确的是()

A.图中天花板上四个滑轮的作用是省力
B.摇柄处绳子的拉力为12.5 N
C.该过程中衣服上升的速度为1 m/s
D.该过程中手摇升降晾衣架的功率为2 W
A.图中天花板上四个滑轮的作用是省力
B.摇柄处绳子的拉力为12.5 N
C.该过程中衣服上升的速度为1 m/s
D.该过程中手摇升降晾衣架的功率为2 W
答案
B
解析
1. 分析选项A:天花板上的四个滑轮均为定滑轮,定滑轮只能改变力的方向,不能省力,A错误。
2. 计算总重力与拉力:衣服的重力$G_{\mathrm{衣}}=mg=4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=40\ \mathrm{N}$,总物重$G_{\mathrm{总}}=40\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=50\ \mathrm{N}$,由图可知承担总重的绳子段数$n=4$,不计绳重和摩擦,摇柄处拉力$F=\frac{G_{\mathrm{总}}}{n}=\frac{50\ \mathrm{N}}{4}=12.5\ \mathrm{N}$,B正确。
3. 分析选项C:晾衣架上升距离$h=50\ \mathrm{cm}=0.5\ \mathrm{m}$,衣服上升速度$v=\frac{h}{t}=\frac{0.5\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$,C错误。
4. 分析选项D:绳子自由端移动距离$s=nh=4×0.5\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{m}$,拉力做的总功$W=Fs=12.5\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m}=25\ \mathrm{J}$,手摇的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{25\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{W}$,D错误。
2. 计算总重力与拉力:衣服的重力$G_{\mathrm{衣}}=mg=4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=40\ \mathrm{N}$,总物重$G_{\mathrm{总}}=40\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=50\ \mathrm{N}$,由图可知承担总重的绳子段数$n=4$,不计绳重和摩擦,摇柄处拉力$F=\frac{G_{\mathrm{总}}}{n}=\frac{50\ \mathrm{N}}{4}=12.5\ \mathrm{N}$,B正确。
3. 分析选项C:晾衣架上升距离$h=50\ \mathrm{cm}=0.5\ \mathrm{m}$,衣服上升速度$v=\frac{h}{t}=\frac{0.5\ \mathrm{m}}{10\ \mathrm{s}}=0.05\ \mathrm{m/s}$,C错误。
4. 分析选项D:绳子自由端移动距离$s=nh=4×0.5\ \mathrm{m}=2\ \mathrm{m}$,拉力做的总功$W=Fs=12.5\ \mathrm{N} × 2\ \mathrm{m}=25\ \mathrm{J}$,手摇的功率$P=\frac{W}{t}=\frac{25\ \mathrm{J}}{10\ \mathrm{s}}=2.5\ \mathrm{W}$,D错误。
3. 如图所示,已知固定斜面的长为5 m,倾角为$30°$,木箱重150 N。某同学用大小为100 N的推力沿斜面向上推木箱,使木箱沿斜面从底端匀速运动到顶端。关于此过程中木箱所受的力对木箱做的功,下列判断错误的是 ()

A.木箱克服重力做功的大小为375 J
B.木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125 J
C.推力做功的大小为500 J
D.斜面支持力做功的大小为375 J
A.木箱克服重力做功的大小为375 J
B.木箱克服斜面摩擦力做功的大小为125 J
C.推力做功的大小为500 J
D.斜面支持力做功的大小为375 J
答案
D
解析
首先计算斜面高度:斜面倾角为30°,长5m,因此竖直高度h = s×sin30°=5m×0.5=2.5m。
1. 验证A选项:木箱克服重力做功W_G=Gh=150N×2.5m=375J,A判断正确。
2. 验证C选项:推力沿斜面方向,推力做功W_F=Fs=100N×5m=500J,C判断正确。
3. 验证B选项:木箱匀速运动,推力做的总功等于克服重力做功与克服摩擦力做功之和,因此木箱克服摩擦力做功W_f=W_F - W_G=500J-375J=125J,B判断正确。
4. 验证D选项:斜面支持力方向垂直于斜面,与木箱沿斜面的运动方向垂直,因此支持力对木箱做功为0,D判断错误。
题目要求选出判断错误的选项。
1. 验证A选项:木箱克服重力做功W_G=Gh=150N×2.5m=375J,A判断正确。
2. 验证C选项:推力沿斜面方向,推力做功W_F=Fs=100N×5m=500J,C判断正确。
3. 验证B选项:木箱匀速运动,推力做的总功等于克服重力做功与克服摩擦力做功之和,因此木箱克服摩擦力做功W_f=W_F - W_G=500J-375J=125J,B判断正确。
4. 验证D选项:斜面支持力方向垂直于斜面,与木箱沿斜面的运动方向垂直,因此支持力对木箱做功为0,D判断错误。
题目要求选出判断错误的选项。
4. 如图所示,光滑斜面与光滑水平面在M点通过小圆弧相连,轻弹簧左端固定,原长时弹簧右端在N点,小物块从斜面上P点由静止滑下,与弹簧碰撞后又返回到P点,下列说法正确的是()

A.小物块从点P向点M运动的过程中,机械能减小
B.小物块从点P向点M运动的过程中,动能不变
C.小物块在MN段运动时动能减小
D.弹簧被压缩到最短时,弹性势能最大
A.小物块从点P向点M运动的过程中,机械能减小
B.小物块从点P向点M运动的过程中,动能不变
C.小物块在MN段运动时动能减小
D.弹簧被压缩到最短时,弹性势能最大
答案
D
解析
逐一分析选项:
1. 斜面光滑,小物块从P向M运动过程中无能量损耗,机械能守恒,重力势能转化为动能,动能增大,因此A、B错误。
2. 水平面光滑,MN段小物块未接触弹簧,不受阻力,做匀速直线运动,动能不变,C错误。
3. 弹簧弹性势能与形变程度有关,弹簧被压缩到最短时,形变程度最大,弹性势能最大,D正确。
1. 斜面光滑,小物块从P向M运动过程中无能量损耗,机械能守恒,重力势能转化为动能,动能增大,因此A、B错误。
2. 水平面光滑,MN段小物块未接触弹簧,不受阻力,做匀速直线运动,动能不变,C错误。
3. 弹簧弹性势能与形变程度有关,弹簧被压缩到最短时,形变程度最大,弹性势能最大,D正确。
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