1.选D 由能量转化和守恒定律可知,该碎片在空气中下落过程中,重力和空气阻力做功之和等于动能的增加量,因空气阻力做负功,故重力做的功大于动能的增加量,A、B均错误;该碎片陷入地下的过程中,因有阻力做负功,且克服阻力做的功等于其机械能的减少量,故D正确,C错误。
2.选C 在物体向上运动的过程中,恒力F、重力、空气阻力做功,根据动能定理可知,三力做的功之和等于物体的动能增量,所以A错误;克服重力做的功等于物体重力势能的增量,所以B错误 ;除重力外的其它力做的功之和等于物体机械能的增加量,所以C正确、D错误。
3.选C 将滑块C的运动沿水平方向和沿斜面向下方向正交分解,A、C两个滑块所受的滑动摩擦力大小相等,A所受滑动摩擦力沿斜面向上,C沿斜面向上的力是滑动摩擦力的分力,根据牛顿第二定律知,沿斜面方向C的加速度大于A的加速度,又沿斜面向下A、C都做初速度为零的加速运动,由运动规律知C先到达斜面底端,故A错误;三个滑块所受的滑动摩擦力大小相等,滑动摩擦力做功与路程有关,C运动的路程最大,C克服摩擦力做功最大,机械能减小量等于克服阻力做的功,故滑块C机械能减小的最多,故B错误 ;重力做功相同,摩擦力对A、B做功相同,C克服摩擦力做功最多,而B有初速度,根据动能定理可知,滑到斜面底端时,B滑块的动能最大,故C正确;三个滑块下降的高度相同,重力势能减小相同,故D错误。
4.选AC 本题考查力学的基本规律,意在考查考生对牛顿运动定律和能量守恒定律的综合应用能力。由于上升过程中的加速度大小等于重力加速度,则由牛顿第二定律mgsin 30°+f=mg,则f=mg。由动能定理可知ΔEk=mgH+fL=2mgH,则A正确,B错误;机械能的减少量在数值上等于克服摩擦力做的功,Wf=fL=mgH,则C正确,D错误。
5.选ABC 由动能定理可得小物块到达小车最右端时的动能Ek物=W合=(F-Ff)(L+x),A正确;小车的动能Ek车=Ffx,B正确;小物块克服摩擦力所做的功Wf=Ff·(L+x),C正确;小物块和小车增加的机械能为F(L+x)-Ff·L,D错误。
6.选BD 由牛顿第二定律得:f=Ma1,F-f=ma2,又L=a2t2-a1t2,s=a1t2,M越大,a1越小,t越小,s越小,B正确;F越大,a2越大,t越小,C错误;由Q=fL可知,f越大,滑块与木板间产生的热量越多,D正确;力F做的功还有一部分转化为系统热量Q,故A错误。
7.选ABD 当传送带向上匀速的开始阶段,因传送带对a的摩擦力沿带向上,且Ff+mbg>magsin θ,故物块a向上加速,当物块a、b的速度大小与带速相等时,开始做匀速运动,此时因mbg>magsin θ,物块a受的摩擦力对a做负功,A、B均正确;设a、b的速度大小均为v,则Pa=magvsin θ,Pb=mbg·v,故Pa 8.选AD 因物块由A到B的过程中有一部分弹性势能用于克服摩擦力做功,故A正确;当物块从A向B运动过程中加速度为零时速度最大,此时kx-μmg=0,弹簧仍处于伸长状态,故B错误;由动能定理可得:W-μmg·2xOA=Ek0,xOA>,可得物块在O 点的动能小于W-μmga,D正确;由能量守恒定律可得,物块在B点时,弹簧的弹性势能EpB=W-μmg·xOA-μmga 9.解析:(1)关闭发动机且关闭储能装置后,汽车在地面阻力f的作用下减速至静止,由动能定理-fx=0-Ek 解得f=2×103 N 汽车匀速运动的动能Ek=mv2=8×105 J 解得v=40 m/s 汽车匀速运动时牵引力大小等于阻力,故汽车的额定功率P=Fv=fv 解得P=8×104 W。 (2)汽车加速运动过程中,由动能定理得 Pt-fx1=mv2-mv02 解得t=16.25 s。 (3)由功能关系,汽车开启储能装置后向蓄电池提供的电能为E=Ek-fx′ 解得E=5×105 J。 答案:(1)8×104 W (2)16.25 s (3)5×105 J 10.选D 对物块,初始时受重力mg、斜面的支持力和滑动摩擦力作用,根据功能关系有:mv02=mgh+μmgx,显然方程左右两端的质量m可以消去,即改变物块的质量m不影响物块在斜面上滑动的结果,故选项A说法正确;若增大h,物块滑行的水平位移将小于x,即不能滑到斜面顶端,假设物块仍然滑行上升原有高度,根据图中几何关系可知,滑行的水平位移变小,物块损失的动能将小于mv02,因此还能继续上滑,故选项B说法正确;同理若增大x,物块滑行上升的高度将小于h,即物块不能滑到斜面顶端,假设物块仍然滑行原来的水平位移x,根据图中几何关系可知,物块滑行上升的高度将变小,物块损失的动能将小于mv02,物块继续上滑,故选项C说法正确;若再施加一个水平向右的恒力F,由于不清楚斜面的倾角θ和动摩擦因数μ的具体关系,若μtan θ=1,则物块仍然恰好能滑至斜面顶端,若μtan θ>1,则物块不能滑至斜面顶端,若μtan θ<1,则物块将从斜面顶端滑出,故选项D说法错误。 11.选AD 重力做功为WG=mgh,A正确。空气阻力做功与经过的路程有关,而小球经过的路程大于,故克服空气阻力做的功大于f·,B错误 。落地时,重力的瞬时功率为重力与沿重力方向的分速度的乘积,故落地时重力的瞬时功率小于mgv,C错误。重力做正功,重力势能减少,空气阻力做负功,机械能减少,D正确。 12.解析:(1)由题意可知,物块与斜面体AB段的动摩擦因数在B点最大,为k0L,由于k0L<,即k0L 在B点,据牛顿第二定律得mgsin 30°-k0Lmgcos 30°=ma 解得:a=g-k0gL (2)由于物块在AB间运动时摩擦力随距离成线性关系,因此摩擦力做功 Wf=-·k0Lmgcos 30°·L=-k0mgL2 设弹簧的最大压缩量为d,由于弹簧的弹力与压缩量成正比,因此弹簧的弹力做功 WF=-·kd·d=-kd2 从A点到最低点根据动能定理 mgsin 30°+Wf+WF-k0Lmgdcos 30°=0 整理得kd2-(1-k0L)mgd-mgL(1-k0L)=0 由于k0L<,即k0L<1,因此 解得:d= 。 答案:(1)能 g-k0gL (2)