1.如图所示,汽车从一座拱形桥上的a点匀速率运动到b点,在这个过程中 ( )
A.机械能守恒
B.汽车牵引力做的功等于克服摩擦力做的功
C.重力做功的功率不变
D.汽车所受合外力做的功为零
【答案】D
2.游乐场中有一种叫“空中飞椅”的设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘的边缘上,绳子下端连接座椅,人坐在座椅上随转盘旋转而在空中飞旋.若将人和座椅看成质点,简化为如图所示的模型,其中P为处于水平面内的转盘,可绕竖直转轴OO′转动.已知绳长为l,质点的质量为m,转盘静止时悬绳与转轴间的距离为d.让转盘由静止逐渐加速转动,经过一段时间后质点与转盘一起做匀速圆周运动,此时绳与竖直方向的夹角为θ,不计空气阻力及绳重,绳子不可伸长,则质点从静止到做匀速圆周运动的过程中,绳子对质点做的功为 ( )
A.mg(d+lsin θ)tan θ+mgl(1-cos θ)
B.mgdtan θ+mgl(1-cos θ)
C.mg(d+lsin θ)tan θ
D.mgdtan θ
【答案】A 【解析】由于质点做匀速圆周运动,有mgtan θ=m,所以质点做匀速圆周运动时的动能Ek=mv2=mg(d+lsin θ)tan θ,设静止时质点的重力势能为零,则此时质点的重力势能WG=mgl(1-cos θ),由能量守恒知质点从静止到做匀速圆周运动的过程中,绳子对质点做的功全部转化成质点的机械能,A正确.
3.(2020年大连模拟)如图所示,足够长的水平传送带以v=2 m/s的速度匀速前进,上方漏斗以25 kg/s的速度把煤粉均匀、竖直抖落到传送带上,然后随传送带一起运动.已知煤粉与传送带间的动摩擦因数为0.2,欲使传送带保持原来的速度匀速前进,则传送带的电动机应增加的功率为 ( )
A.200 W B.50 W
C.100 W D.无法确定
【答案】C 【解析】在1 s内落到传送带上煤的质量为Δm,这部分煤由于摩擦力f的作用被传送带加速,由功能关系得fs=Δmv2,煤块在摩擦力作用下加速前进,因此有s=t=.传送带的位移s传=vt,相对位移Δs=s传-s=s,由此可知煤的位移和煤与传送带的相对位移相同,因此摩擦生热Q=fΔs=Δmv2,传送带需要增加的能量分为两部分:第一部分为煤获得的动能,第二部分为传送带克服摩擦力做功保持传送带速度.所以传送带1 s内增加的能量ΔE=Δmv2+fΔs=Δmv2=25×22 J=100 J,皮带机应增加的功率P==100 W,故C正确.