游樂場中有一種叫“空中飛椅”的設(shè)施,其基本裝置是將繩子上端固定在轉(zhuǎn)盤的邊緣上,繩子下端連接座椅,人坐在座椅上隨轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)而在空中飛旋,若將人和座椅看成質(zhì)點,簡化為如圖7所示的模型,其中P為處于水平面內(nèi)的轉(zhuǎn)盤,可繞豎直轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動,已知繩長為l,質(zhì)點的質(zhì)量為m,轉(zhuǎn)盤靜止時懸繩與轉(zhuǎn)軸間的距離為d。讓轉(zhuǎn)盤由靜止逐漸加速轉(zhuǎn)動,經(jīng)過一段時間后質(zhì)點與轉(zhuǎn)盤一起做勻速圓周運動,此時繩與豎直方向的夾角為θ,不計空氣阻力及繩重,繩子不可伸長,則質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中,繩子對質(zhì)點做的功為(  )

圖7

A.mg(d+lsin θ)tan θ+mgl(1-cos θ)

B.mgd tan θ+mgl(1-cos θ)

C.mg(d+lsin θ)tan θ

D.mgdtan θ


A 由于質(zhì)點做勻速圓周運動,有mgtan θ=m,所以質(zhì)點做勻速圓周運動時的動能為Ek=mv2=mg(d+lsin θ)tan θ,設(shè)靜止時質(zhì)點的重力勢能為零,則此時質(zhì)點的重力勢能為WG=mgl(1-cos θ),由能量守恒知質(zhì)點從靜止到做勻速圓周運動的過程中,繩子對質(zhì)點做的功全部轉(zhuǎn)化成質(zhì)點的機(jī)械能,所以選項A正確。


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


關(guān)于摩擦力對物體做功,下述幾種論斷正確的是(    )

 A.滑動摩擦力對物體一定做負(fù)功;                     B.靜摩擦力不可能對物體做功;

 C.滑動摩擦力既可對物體做負(fù)功,也可以對物體做正功; D.靜摩擦力對物體一定做負(fù)功。

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剎車距離是衡量汽車安全性能的重要參數(shù)之一。如圖1所示的圖線1、2分別為甲、乙兩輛汽車在緊急剎車過程中的剎車距離l與剎車前的車速v的關(guān)系曲線,已知緊急剎車過程中車與地面間是滑動摩擦。據(jù)此可知,下列說法中正確的是(  )

圖1

A.甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快,甲車的剎車性能好

B.乙車與地面間的動摩擦因數(shù)較大,乙車的剎車性能好

C.以相同的車速開始剎車,甲車先停下來,甲車的剎車性能好

D.甲車的剎車距離隨剎車前的車速v變化快,甲車與地面間的動摩擦因數(shù)較大

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如圖6所示,質(zhì)量、初速度大小都相同的A、B、C三個小球,在同一水平面上,A球豎直上拋,B球以傾斜角θ斜向上拋,空氣阻力不計,C球沿傾角為θ的光滑斜面上滑,它們上升的最大高度分別為hA、hBhC,則(  )

圖6

A.hAhBhC                                      B.hAhB<hC

C.hAhB>hC                                        D.hAhC>hB

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2013年2月15日中午12時30分左右,俄羅斯車?yán)镅刨e斯克州發(fā)生天體墜落事件。根據(jù)俄緊急情況部的說法,墜落的是一顆隕石。這顆隕石重量接近1萬噸,進(jìn)入地球大氣層的速度約為4萬英里每小時,隨后與空氣摩擦而發(fā)生劇烈燃燒,并在距離地面上空12至15英里處發(fā)生爆炸,產(chǎn)生大量碎片,假定某一碎片自爆炸后落至地面并陷入地下一定深度過程中,其質(zhì)量不變,則(  )

圖1

A.該碎片在空中下落過程中重力做的功等于動能的增加量

B.該碎片在空中下落過程中重力做的功小于動能的增加量

C.該碎片在陷入地下的過程中重力做的功等于動能的改變量

D.該碎片在整個過程中克服阻力做的功等于機(jī)械能的減少量

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如圖12所示,光滑半圓弧軌道半徑為R,OA為水平半徑,BC為豎直直徑。一質(zhì)量為m的小物塊自A處以某一豎直向下的初速度滑下,進(jìn)入與C點相切的粗糙水平軌道CM上。在水平軌道上有一輕彈簧,其一端固定在豎直墻上,另一端恰位于軌道的末端C點(此時彈簧處于自然狀態(tài))。若物塊運動過程中彈簧最大彈性勢能為Ep,且物塊被彈簧反彈后恰能通過B點。已知物塊與水平軌道間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,求:

圖12

(1)物塊離開彈簧剛進(jìn)入半圓軌道時對軌道的壓力FN的大。

(2)彈簧的最大壓縮量d;

(3)物塊從A處開始下滑時的初速度v0。

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水平面上A、BC三點固定著三個電荷量為Q的正點電荷,將另一質(zhì)量為m的帶正電的小球(可視為點電荷)放置在O點,OABC恰構(gòu)成一棱長為L的正四面體,如圖5所示。已知靜電力常量為k,重力加速度為g,為使小球能靜止在O點,小球所帶的電荷量為(  )

圖5

A.                                               B.

C.                                          D.

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如圖11所示,A、B兩點所在的圓半徑分別為r1和r2,這兩個圓為同心圓,圓心處有一帶電為+Q的點電荷,內(nèi)外圓間的電勢差為U,一電子僅在電場力作用下由A運動到B,電子經(jīng)過B點時速度為v,若電子質(zhì)量為m,帶電荷量為e,求:

圖11

(1)電子經(jīng)過B點時的加速度大;

(2)電子在A點時的速度大小v0。

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如圖所示,用細(xì)線拴住一個質(zhì)量為m的小球,使小球在水平面內(nèi)做 勻速圓周運動,細(xì)線與豎直方向間的夾角為θ,關(guān)于小球的受力情況,下列說法正確的是(  )

 

A.

小球受到重力、線的拉力和向心力三個力作用

 

B.

向心力是細(xì)線的拉力和小球所受重力的合力

 

C.

小球的向心力大小等于mgsinθ

 

D.

小球的向心加速度大小等于gtanθ

 

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