物理 人教版 必修第二册 第八章 机械能守恒定律 专题2 功能关系
1.目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运动,其中一些卫星的轨道可近似为圆形轨道,且轨道半径逐渐变小.若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是( )
A.卫星的动能逐渐减小
B.由于地球引力做正功,引力势能一定减小
C.由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变
D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量
【答案】BD
【详解】卫星在轨道半径逐渐变小的过程中做近心运动,万有引力做正功,引力势能减小,B正确;由于稀薄气体的阻力做负功,机械能减小,C错误;卫星做圆周运动,设卫星质量为
m
,地球质量为
M
,卫星的速度大小为
v
,轨道半径为
r
,则有
=
,解得
v
=
,
E
k
=
mv
2
=
,轨道半径变小,则动能变大,可知引力做的正功大于卫星克服阻力做的功,A错误,D正确.
2.一吊篮悬挂在绳索的下端放在地面上,某人站在高处将吊篮由静止开始竖直向上提起,提起过程中,吊篮的机械能与位移的关系如图所示,其中0~
x
1
段图像为直线,
x
1
~
x
2
段图像为曲线,
x
2
~
x
3
段图像为水平直线,则下列说法正确的是( )
A.在0~
x
1
过程中,吊篮所受的拉力均匀增大
B.在0~
x
1
过程中,吊篮的动能不断增大
C.吊篮在
x
2
处的动能可能小于在
x
1
处的动能
D.在
x
2
~
x
3
过程中,吊篮受到的拉力等于重力
【答案】BC
【详解】人对吊篮做的功等于吊篮机械能的改变量,所以图像斜率表示人对吊篮的拉力,0~
x
1
过程中,图像斜率不变,所以拉力不变,吊篮向上做匀加速直线运动,吊篮的动能不断增大,A错误,B正确;
x
1
~
x
2
段拉力(斜率)开始减小,
x
2
~
x
3
段拉力为零,吊篮仅受重力作用,所以
x
1
~
x
2
段吊篮会经历竖直向上先加速后减速的过程,吊篮在
x
2
处的动能可能小于在
x
1
处的动能,C正确,D错误.
3.如图所示,绷紧的传送带与水平面的夹角为
θ
,传送带在电动机的带动下,始终保持
v
0
的速率顺时针运行.现把一物块(可看成质点)轻放在传送带底端,物块被传送到最高点(在运动至最高点前已与传送带达到共速).已知物块与传送带间的动摩擦因数为
μ
,且
μ
>tan
θ
,
t
为运动时间,
x
为物块沿斜面运动的距离.以最低点所在水平面为零势能面,设物块在传送带上运动的速度为
v
,重力势能为
E
p
,机械能为
E
,物块和传送带摩擦产生的热量为
Q
,则下列关系图像
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