13. 小李同学先后用同样大小的力F使同一木箱分别在如图所示甲、乙、丙三个表面上沿力的方向移动相同的距离,力F在这三个过程中所做的功分别为$ W_{甲} $、$ W_{乙} $、$ W_{丙} $,下列关于做功大小的说法正确的是 (

A.$ W_{甲}<W_{乙}<W_{丙} $
B.$ W_{甲}>W_{乙}>W_{丙} $
C.$ W_{甲}=W_{乙}=W_{丙} $
D.$ W_{甲}=W_{乙}<W_{丙} $
C
)A.$ W_{甲}<W_{乙}<W_{丙} $
B.$ W_{甲}>W_{乙}>W_{丙} $
C.$ W_{甲}=W_{乙}=W_{丙} $
D.$ W_{甲}=W_{乙}<W_{丙} $
答案
13. C 解析:作用在物体上的力与物体在力的方向上移动的距离的乘积叫作功。由题意知作用力同样大小为F,物体在力的方向上移动的距离相同为s,根据W=Fs得$W_甲=W_乙=W_丙=Fs$,故C正确。
14. 老师为同学们表演了一个“自动爬坡”实验:将一个用轻质泡沫做成的圆环,轻轻放在一个斜坡上,结果发现圆环不但没有滚下,反而加速滚上了斜坡。揭秘后才发现,这是一个内部镶嵌了一个小铁块的圆环,在圆环加速滚上斜坡的过程中,下列说法正确的是 (

A.圆环的动能增大,重力势能减小
B.圆环的动能减小,重力势能减小
C.圆环的动能增大,重力势能增大
D.圆环的动能减小,重力势能增大
A
)A.圆环的动能增大,重力势能减小
B.圆环的动能减小,重力势能减小
C.圆环的动能增大,重力势能增大
D.圆环的动能减小,重力势能增大
答案
14. A 解析:在圆环加速滚上斜坡的过程中,圆环的质量不变,速度变大,动能增大;质量不变,重心变低,重力势能减小。故选A。
15. ★★ 某小球被水平抛出,其部分运动轨迹如图1所示。小球在运动过程中经过M、N两点,其动能和重力势能的参数如图2所示。>> P24 专题7

(1)通过数据分析可得,小球在M点时的机械能为
(2)在图1中,位置①和③离地高度相等。M点的位置最有可能在位置
(1)通过数据分析可得,小球在M点时的机械能为
320
J;小球在M点时的重力势能 小于
(填“大于”“等于”或“小于”)小球在N点时的重力势能;在整个运动过程中,小球的机械能 不守恒
(填“守恒”或“不守恒”)。(2)在图1中,位置①和③离地高度相等。M点的位置最有可能在位置
③
(填“①”“②”或“③”),你的依据是 小球在M点的机械能小于小球在N点的机械能,小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能
;N点的位置最有可能在位置 ②
(填“①”“②”或“③”)。答案
15. (1)320 小于 不守恒 (2)③ 小球在M点的机械能小于小球在N点的机械能,小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能 ②
解析:(1)由于动能和重力势能的总和为机械能,由图2可知,M点的重力势能为240 J,占机械能的比值为75%,则M点的机械能为$\frac{240\ \mathrm{J}}{75\%}=320\ \mathrm{J}$。由图2可知,N点的动能为200 J,占机械能的比值为40%,则N点的机械能为$\frac{200\ \mathrm{J}}{40\%}=500\ \mathrm{J}$,则N点的重力势能为$500\ \mathrm{J} × 60\%=300\ \mathrm{J}$。由于240 J<300 J,所以小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能。由于小球在M点的机械能小于小球在N点的机械能,所以小球的机械能不守恒。
(2)由于小球在M点的机械能小于小球在N点的机械能,所以M点在N点的后面,由于小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能,所以M点比N点的高度低,M点的位置最有可能在位置③,N点的位置最有可能在位置②。
解析:(1)由于动能和重力势能的总和为机械能,由图2可知,M点的重力势能为240 J,占机械能的比值为75%,则M点的机械能为$\frac{240\ \mathrm{J}}{75\%}=320\ \mathrm{J}$。由图2可知,N点的动能为200 J,占机械能的比值为40%,则N点的机械能为$\frac{200\ \mathrm{J}}{40\%}=500\ \mathrm{J}$,则N点的重力势能为$500\ \mathrm{J} × 60\%=300\ \mathrm{J}$。由于240 J<300 J,所以小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能。由于小球在M点的机械能小于小球在N点的机械能,所以小球的机械能不守恒。
(2)由于小球在M点的机械能小于小球在N点的机械能,所以M点在N点的后面,由于小球在M点时的重力势能小于小球在N点时的重力势能,所以M点比N点的高度低,M点的位置最有可能在位置③,N点的位置最有可能在位置②。
16. 汽车在平直公路上以速度$v_0$匀速行驶,发动机功率为$P_0$,快进入闹市区时,司机在$t_1$时刻减小了油门,使汽车的功率保持一个较小的恒定功率$P$继续行驶,设汽车行驶过程中所受阻力大小不变,汽车的牵引力$F$随时间$t$变化的图像如图所示。则减小油门后,汽车所受阻力大小为
$F_0$
(填“$F_0$”或“$0.5F_0$”);汽车将做先减速再匀速
(填“先减速再加速最后匀速”或“先减速再匀速”)直线运动,汽车将保持的较小恒定功率$P$为$0.5P_0$
(填“$0.25P_0$”“$0.5P_0$”或“$0.75P_0$”),汽车再次匀速运动时的速度大小为$0.5v_0$
。答案
16. $F_0$ 先减速再匀速 $0.5P_0$ $0.5v_0$ 解析:由题意知,$t_1$时刻之前,汽车在平直公路上以速度$v_0$匀速行驶,则汽车处于平衡状态,所受牵引力与阻力是一对平衡力,大小相等,由图像可知,此时所受阻力为$F_0$。减小了油门后,汽车行驶过程中所受阻力大小不变,则汽车所受的阻力仍为$F_0$。由图像可知,$t_1$时刻之后,牵引力由$0.5F_0$慢慢增大为$F_0$,而阻力不变,则在牵引力慢慢增大时,由于牵引力小于阻力,故汽车先减速,到最后牵引力变为$F_0$与阻力相等时,汽车匀速。司机在$t_1$时刻前,发动机功率为$P_0$,司机在$t_1$时刻减小了油门,牵引力变为了原来的一半,减小油门瞬间,速度不变,故功率变为了原来的一半后,保持不变,故为$0.5P_0$。汽车再次匀速运动时,牵引力变为了$F_0$,则此时速度大小为$v'=\frac{P'}{F'}=\frac{0.5P_0}{F_0}=0.5v_0$。
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