专题跟踪检测(五)
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基础通关
1．(2020·河北六校联考)水平粗糙的地面上，质量为1 kg的物体在一水平外力F的作用下由静止开始运动，如图甲所示．外力F做的功和物体克服摩擦力做的功与物体位移的关系如图乙所示，重力加速度g＝10 m/s2.下列分析错误的是( )
A．s＝9 m时，物体速度大小为3 m/s
B．物体运动的位移大小为13.5 m
C．前3 m运动过程中物体的加速度大小为3 m/s2
D．物体与地面间的动摩擦因数为0.2
A 解析 由功与位移关系图象可知，s＝9 m时，外力F做的功WF＝27 J，克服摩擦力做的功Wf＝18 J，由动能定理有WF－Wf＝mv2，解得v＝3 m/s，选项A错误；由μmg×10 m＝20 J，解得μ＝0.2，选项D正确；对物体运动的全过程由动能定理有WF－μmgs＝0，解得s＝13.5 m，选项B正确；设物体前3 m运动过程中所受的水平外力为F，由F×3 m＝15 J解得F＝5 N，由牛顿第二定律有F－μmg＝ma，解得a＝3 m/s2，选项C正确．
2．(2019·山东济南二模)静止在地面上的物体在不同合外力F的作用下都通过了相同的位移x0，下列情况中物体在x0位置时速度最大的是( )
C 解析 根据图象的坐标可知图象与x轴包围的面积代表了合外力F做的功，所以从图象上看，C图所包围的面积最大，故选项C正确．
3．(2019·甘肃静宁一中模拟)如图甲所示，一次训练中，运动员腰部系着不可伸长的绳，拖着质量m＝11 kg的轮胎从静止开始沿着笔直的跑道加速奔跑，绳与水平跑道的夹角是37°，5 s 后拖绳从轮胎上脱落．轮胎运动的vt图象如图乙所示，不计空气阻力，已知sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g取10 m/s2.则下列说法正确的是( )
A．轮胎与水平地面间的动摩擦因数μ＝0.2
B．拉力F的大小为55 N
C．在0～5 s内，轮胎克服摩擦力做功为1 375 J
D．在6 s末，摩擦力的瞬时功率大小为275 W
D 解析 撤去F后，轮胎的受力分析如图甲所示，由速度图象得5～7 s内的加速度a2＝－5 m/s2，根据牛顿运动定律有 N2－mg＝0，－f2＝ma2，又因为f2＝μN2，代入数据解得μ＝0.5，选项A错误；力F拉动轮胎的过程中，轮胎的受力情况如图乙所示，根据牛顿运动定律有Fcos 37°－f1＝ma1，mg－Fsin 37°－N1＝0，又因为f1＝μ N1，由速度图象得此过程的加速度a1＝2 m/s2，联立解得F＝70 N，选项B错误；在0～5 s内，轮胎克服摩擦力做功为0.5×68×25 J＝850 J，选项C错误；因 6 s末轮胎的速度为5 m/s，所以在6 s末，摩擦力的瞬时功率大小为0.5×110×5 W＝275 W，选项D正确．
4．(2019·陕西西安一模)如图所示，竖直面内有固定轨道ABC，AB是半径为2R的四分之一光滑圆弧，BC是半径为R的粗糙半圆弧(B是轨道的最低点)，O点是BC圆弧的圆心，POQ在同一水平线上，BOC在同一竖直线上．质量为m的小球自由下落2R后，沿轨道ABC运动，经过轨道C点后，恰好落到轨道上的P点．则下列说法正确的是( )
A．小球运动到B点前的瞬间对轨道的作用力是4mg
B．小球运动到B点后的瞬间对轨道的作用力是8mg
C．小球运动到C点的过程中，摩擦力做功Wf＝－mgR
D．小球运动到C点的过程中，摩擦力做功Wf＝－mgR
