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,网球飞行过程中机械能守恒。A选项:球从A运动到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,网球的机械能保持不变,B错误;C选项:球从B运动到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,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
首先逐一分析选项:
1. 选项A:天花板上的四个滑轮都是定滑轮,定滑轮的作用是改变力的方向,不能省力,A错误。
2. 选项B:先计算衣服的重力:$G_{衣}=mg=4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=40\ \mathrm{N}$,动滑轮、衣架与杆总重为10N,总物重$G_{总}=40\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=50\ \mathrm{N}$;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$F=\frac{G_{总}}{n}=\frac{50\ \mathrm{N}}{4}=12.5\ \mathrm{N}$,B正确。
3. 选项C:晾衣架上升高度$h=50\ \mathrm{cm}=0.5\ \mathrm{m}$,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. 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。
1. 选项A:天花板上的四个滑轮都是定滑轮,定滑轮的作用是改变力的方向,不能省力,A错误。
2. 选项B:先计算衣服的重力:$G_{衣}=mg=4\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{N/kg}=40\ \mathrm{N}$,动滑轮、衣架与杆总重为10N,总物重$G_{总}=40\ \mathrm{N}+10\ \mathrm{N}=50\ \mathrm{N}$;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$F=\frac{G_{总}}{n}=\frac{50\ \mathrm{N}}{4}=12.5\ \mathrm{N}$,B正确。
3. 选项C:晾衣架上升高度$h=50\ \mathrm{cm}=0.5\ \mathrm{m}$,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. 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,已知固定斜面长为5 m,倾角为30°,木箱重为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
首先由斜面倾角30°、斜面长5m,可得斜面高度h=5m×1/2=2.5m:
1. 木箱克服重力做功:W_G=Gh=150N×2.5m=375J,A正确;
2. 推力做功:W推=Fs=100N×5m=500J,C正确;
3. 木箱匀速运动,总功为推力做的功,额外功为克服摩擦力做功:W_f=W推-W_G=500J-375J=125J,B正确;
4. 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,因此支持力做功为0,D错误。
本题要求选出判断错误的选项。
1. 木箱克服重力做功:W_G=Gh=150N×2.5m=375J,A正确;
2. 推力做功:W推=Fs=100N×5m=500J,C正确;
3. 木箱匀速运动,总功为推力做的功,额外功为克服摩擦力做功:W_f=W推-W_G=500J-375J=125J,B正确;
4. 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,因此支持力做功为0,D错误。
本题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. 小物块从P向M运动时,斜面光滑无摩擦,重力势能转化为动能,物块机械能守恒、大小不变,速度逐渐增大,动能增大,A、B错误。
2. MN段为光滑水平面,弹簧原长右端在N点,小物块在MN段运动时未接触弹簧,不受阻力,做匀速直线运动,动能保持不变,C错误。
3. 弹性势能大小与弹性形变程度有关,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. 小物块从P向M运动时,斜面光滑无摩擦,重力势能转化为动能,物块机械能守恒、大小不变,速度逐渐增大,动能增大,A、B错误。
2. MN段为光滑水平面,弹簧原长右端在N点,小物块在MN段运动时未接触弹簧,不受阻力,做匀速直线运动,动能保持不变,C错误。
3. 弹性势能大小与弹性形变程度有关,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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