【知识点解析】
1. 物体在斜面上的运动:
在电梯中,人受到的力有重力G、水平梯板的支持力N和静摩擦力f。在电梯加速上升时,静摩擦力f不为0,以防止人向后滑动。此时,N不做功,因为支持力方向与位移方向垂直。而匀速运动过程中,f仍不为0,但N和G都做功,因为它们与位移方向相同。
2. 功能关系与功的计算:
当物体b沿劈a的斜面自由滑下时,a对b做的功W1为0,因为两者间无相对位移。b对a做的功W2取决于两者间的相对位移,所以W2可能为正,表示b对a做了正功,也可能为负,表示b对a做了负功,具体取决于滑动过程中的相对运动。
3. 能量转化与守恒:
滑雪运动员在下滑过程中,减少的重力势能主要转化为动能,但由于存在摩擦力,部分能量会转化为内能,因此A选项错误。运动员克服摩擦力做功,导致机械能减少,所以C选项错误。运动员减少的机械能等于克服摩擦力所做的功,D选项正确。
4. 动量守恒定律的应用:
系统动量守恒的情况包括:①在光滑水平面上,人与车组成的系统,没有外力作用;②子弹射入木块,若忽略墙面的作用,系统动量守恒。因此,正确答案是B,即①和②。
5. 功与能量转换:
木箱在斜面上运动,克服重力做功mgh,合外力对木箱做的功等于动能增量mv²,推力F做的功等于Fx,斜面对木箱做的功等于mv²-mgh-Fx,因此B选项正确。
6. 弹簧与小球的动态问题:
弹簧对小球做功的过程,从M到N,弹力先做正功后做负功,因此A选项正确。在M和N之间,小球速度变化,可能存在两个时刻加速度等于重力加速度,B选项也正确。弹簧长度最短时,小球速度可能为0,功率为0,C选项正确。小球从M到N,动能的变化量等于重力势能的减少量减去弹簧势能的增加量,D选项错误。
7. 人造卫星轨道变换:
“嫦娥四号”从高轨道进入低轨道,需要在高轨道点P减速,所以A正确。近月点的加速度大于远月点的加速度,但P点在椭圆轨道的远月点,Q点在近月点,所以C错误。在P到Q过程中,万有引力做正功,动能增加,势能减小,但因有外力作用,机械能可能不守恒,D选项正确。由于轨道II的半长轴小于I,其周期小于I,B选项错误。
8. v-t图象分析:
在v-t图象为正弦曲线的质点运动中,0-t1时间内速度方向与位移方向相同,外力做正功,A正确。功率是外力与速度的乘积,随速度改变,外力功率可能逐渐增大,B正确。t2时刻,速度最大,但功率不一定最大,C选项不一定是正确的。t1-t3时间内,外力做功的总和无法仅从v-t图得出,D错误。
9. 弹性碰撞与运动学问题:
(1)B球自由下落的时间与速度可以通过自由落体公式计算。
(2)B球与地面碰撞后的速度,考虑到弹性碰撞,可以用动量守恒和能量守恒来求解。
(3)B球与A球相撞前瞬间的速度,可以通过B球自由下落和碰撞后A球速度为0的信息来确定。
这些知识点涵盖了牛顿运动定律、功与能、动量守恒、能量守恒、弹性碰撞以及人造卫星轨道动力学等多个方面。