功和能
1.(2019·新课标全国Ⅱ卷)从地面竖直向上抛出一物体,其机械能E总等于动能Ek与重力势能Ep之和。取地面为重力势能零点,该物体的E总和Ep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
【答案】AD
【解析】A.Ep–h图像知其斜率为G,故G= =20 N,解得m=2 kg,故A正确B.h=0时,Ep=0,Ek=E机–Ep=100 J–0=100 J,故 =100 J,解得:v=10 m/s,故B错误;C.h=2 m时,Ep=40 J,Ek=E机–Ep=85 J–40 J=45 J,故C错误;D.h=0时,Ek=E机–Ep=100 J–0=100 J,h=4 m时,Ek′=E机–Ep=80 J–80 J=0 J,故Ek–Ek′=100 J,故D正确。
2.(2019·新课标全国Ⅲ卷)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h在3 m以内时,物体上升、下落过程中动能Ek随h的变化如图所示。重力加速度取10 m/s2。该物体的质量为
A.2 kg B.1.5 kg C.1 kg D.0.5 kg
【答案】C
【解析】对上升过程,由动能定理, ,得 ,即F+mg=12 N;下落过程, ,即 N,联立两公式,得到m=1 kg、F=2 N。
3.(2019·江苏卷)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
【答案】BC
【解析】小物块压缩弹簧最短时有 ,故A错误;全过程小物块的路程为 ,所以全过程中克服摩擦力做的功为: ,故B正确;小物块从弹簧压缩最短处到A点由能量守恒得: ,故C正确;小物块从A点返回A点由动能定理得: ,解得: ,故D错误。