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如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2R:bc是半径为R的四分...

如图,abc是竖直面内的光滑固定轨道,ab水平,长度为2Rbc是半径为R的四分之一的圆弧,与ab相切于b点.一质量为m的小球.始终受到与重力大小相等的水平外力的作用,自a点处从静止开始向右运动,重力加速度大小为g.小球从a点开始运动到其他轨迹最高点,机械能的增量为

A.2mgR

B.4mgR

C.5mgR

D.6mgR

 

C 【解析】 本题考查了运动的合成与分解、动能定理等知识,意在考查考生综合力学规律解决问题的能力. 设小球运动到c点的速度大小为vC,则对小球由a到c的过程,由动能定理得:F·3R-mgR=mvc2,又F=mg,解得:vc2=4gR,小球离开c点后,在水平方向做初速度为零的匀加速直线运动,竖直方向在重力作用力下做匀减速直线运动,由牛顿第二定律可知,小球离开c点后水平方向和竖直方向的加速度大小均为g,则由竖直方向的运动可知,小球从离开c点到其轨迹最高点所需的时间为:t=vC/g=2,小球在水平方向的加速度a=g,在水平方向的位移为x=at2=2R.由以上分析可知,小球从a点开始运动到其轨迹最高点的过程中,水平方向的位移大小为5R,则小球机械能的增加量△E=F·5R=5mgR,选项C正确ABD错误.
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考点分析:
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从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E等于动能Ek与重力势能Ep之和.取地面为重力势能零点,该物体的EEp随它离开地面的高度h的变化如图所示.重力加速度取10 m/s2.由图中数据可得

A.物体的质量为2 kg

B.h=0时,物体的速率为20 m/s

C.h=2 m时,物体的动能Ek=40 J

D.从地面至h=4 m,物体的动能减少100 J

 

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从地面竖直向上抛出一物体,物体在运动过程中除受到重力外,还受到一大小不变、方向始终与运动方向相反的外力作用.距地面高度h3m以内时,物体上升、下落过程中动能Ekh的变化如图所示.重力加速度取10m/s2.该物体的质量为

A.2kg B.1.5kg C.1kg D.0.5kg

 

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地下矿井中的矿石装在矿车中,用电机通过竖井运送至地面.某竖井中矿车提升的速度大小v随时间t的变化关系如图所示,其中图线①②分别描述两次不同的提升过程,它们变速阶段加速度的大小都相同;两次提升的高度相同,提升的质量相等.不考虑摩擦阻力和空气阻力.对于第①次和第②次提升过程,

A.矿车上升所用的时间之比为4:5

B.电机的最大牵引力之比为2:1

C.电机输出的最大功率之比为2:1

D.电机所做的功之比为4:5

 

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如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端连接一小物块,点为弹簧在原长时物块的位置.物块由点静止释放,沿粗糙程度相同的水平面向右运动,最远到达点.在从的过程中,物块(  

A.加速度先减小后增大 B.经过点时的速度最大

C.所受弹簧弹力始终做正功 D.所受弹簧弹力做的功等于克服摩擦力做的功

 

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如图所示,轻质弹簧的左端固定,并处于自然状态.小物块的质量为m,从A点向左沿水平地面运动,压缩弹簧后被弹回,运动到A点恰好静止.物块向左运动的最大距离为s,与地面间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g,弹簧未超出弹性限度.在上述过程中

A. 弹簧的最大弹力为μmg

B. 物块克服摩擦力做的功为2μmgs

C. 弹簧的最大弹性势能为μmgs

D. 物块在A点的初速度为

 

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