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“弹跳小人”(如图甲所示)是一种深受儿童喜爱的玩具,其原理如图乙所示.竖直光滑长...

弹跳小人(如图甲所示)是一种深受儿童喜爱的玩具,其原理如图乙所示.竖直光滑长杆固定在地面不动,套在杆上的轻质弹簧下端不固定,上端与滑块拴接,滑块的质量为0.80 kg.现在向下压滑块,直到弹簧上端离地面高度h0.40m时,然后由静止释放滑块.滑块的动能Ek随离地高度h变化的图象如图丙所示.其中高度从0.80m1.40m范围内的图线为直线,其余部分为曲线.若以地面为重力势能的参考平面,空气阻力为恒力,g10 m/s2.则结合图象可知

A.弹簧原长为0.72m

B.空气阻力大小为1.00N

C.弹簧的最大弹性势能为9.00J

D.弹簧在落回地面的瞬间滑块的动能为5.40J

 

BC 【解析】 A.从h=0.8m开始,滑块与弹簧分离,则知弹簧的原长为0.8m;故A错误. B.在0.80m上升到1.40m内,在Ek-h图象中,根据动能定理知:图线的斜率大小表示滑块所受的合外力,由于高度从0.80m上升到1.40m范围内图象为直线,其余部分为曲线,说明滑块从0.80m上升到1.40m范围内所受作用力为恒力,根据动能定理得-(mg+f)△h=0-Ek,由图知△h=0.60m,Ek=5.40J,解得空气阻力f=1.00N;故B正确. C.根据能的转化与守恒可知,当滑块上升至最大高度时,整个过程中,增加的重力势能和克服空气阻力做功之和等于弹簧的最大弹性势能,所以Epm=(mg+f)△h=9×(1.40-0.4)=9.00J;故C正确. D.由图可知,当h=0.72m时滑块的动能最大为Ekm=5.76J;假设空气阻力不计,则在整个运动过程中,系统的动能、重力势能和弹性势能之间相互转化,因此滑块的动能最大时,滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小,为EPmin=Epm-Ekm=9-5.76=3.24J,由于有空气阻力,所以滑块的重力势能与弹簧的弹性势能总和最小小于3.24J;故D错误.  
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如图所示,遥控电动赛车(可视为质点)从A点由静止出发,经过时间t后关闭电动机,赛车继续前进至B点后进入固定在竖直平面内的圆形光滑轨道,通过轨道最高点P后又进入水平轨道CD上。已知赛车在水平轨道AB部分和CD部分运动时受到阻力恒为车重的0.5倍,即k=Ff/mg=0.5,赛车的质量m=0.4kg,通电后赛车的电动机以额定功率P=2W工作,轨道AB的长度L=2m,圆形轨道的半径R=0.5m,空气阻力可忽略,取重力加速度g=10m/s2。某次比赛,要求赛车在运动过程中既不能脱离轨道,又在CD轨道上运动的路程最短。在此条件下,求:

(1)小车在CD轨道上运动的最短路程;

(2)赛车电动机工作的时间。

 

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蹦极是一项考验体力、智力和心理承受能力的空中极限运动。跳跃者站在约50m高的塔台上,把一根原长为L的弹性绳的一端绑在双腿的踝关节处,另一端固定在塔台上,跳跃者头朝下跳下去。若弹性绳的弹力遵守胡克定律,不计空气阻力,则在跳跃者从起跳到第一次下落到最低点的过程中,跳跃者的动能Ek(图线①)和弹性绳的弹性势能Ep(图线②)随下落高度的变化图象中,大致正确的是

A.  B.  C.  D.

 

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A.m2沿斜面上滑过程中,地面对斜面的支持力始终保持恒定

B.m1运动到C点时,m1的速率是m2速率的

C.m1可能沿碗面上升到B

D.m1A点运动到C点的过程中,m1m2组成的系统机械能守恒

 

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如图固定在地面的斜面倾角为30°,物块B固定在木箱A的上方,一起从a点由静止开始下滑,到b点接触轻弹簧,又压缩至最低点c,此时将B迅速拿走,然后木箱A又恰好被轻弹簧弹回到a点。已知A质量为mB质量为3mac间距为L,重力加速度为g。下列说法正确的是

A. A上滑的过程中,与弹簧分离时A的速度最大

B. 弹簧被压缩至最低点c时,其弹性势能为0.8mgL

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2018213日,平昌冬奥会女子单板滑雪U形池项目中,我国选手刘佳宇荣获亚军。如图所示为U形池模型,其中acU形池两侧边缘,在同一水平面,bU形池最低点。刘佳宇从a点上方h高的O点自由下落由左侧进入池中,从右侧飞出后上升至最高位置d点相对c点高度为。不计空气阻力,下列判断正确的是

A. Od的过程中机械能减少

B. ad的过程中机械能守恒

C. d返回到c的过程中机械能减少

D. d返回到b的过程中,重力势能全部转化为动能

 

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