5.(2018河北石家庄质量检测)在竖直杆上安装一个光滑小导向槽,使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动。不计经导向槽时小球的能量损失,设小球从地面沿杆竖直上抛的速度大小为v,重力加速度为g,那么当小球有最大水平位移时,下列说法正确的是( )。
A.导向槽位置应在高为的位置
B.最大水平位移为
C.小球在上、下两过程中,在经过某相同高度时,合速度的大小总有v下=2v上
D.当小球落地时,速度方向与水平方向成45°角
解析 设平抛时的速度为v0,根据机械能守恒定律可得m+mgh=mv2,解得v0=,根据平抛运动的知识可得下落时间t=,则水平位移x=v0t= ,所以当-2h=2h时水平位移最大,解得h=,A项正确;最大的水平位移x==2h=,B项错误;根据机械能守恒定律可知,在某高度处时上升的速率和下落的速率相等,C项错误;设小球落地时速度与水平方向成θ角,位移与水平方向的夹角为α,根据平抛运动的规律可知,tan θ=2tan α=2×=1,则θ=45°,D项正确。
答案 AD
6.(2018河南平顶山段考)2018年10月18日,在阿根廷举办的青奥会跳水赛事结束,中国选手获得三金二银,名列奖牌榜第一。跳水运动员入水后因受到水的阻力而竖直向下做减速运动。如果某运动员的质量m=50 kg,水对运动员的阻力大小恒为F=2500 N,那么在运动员减速下降深度h=1 m的过程中,重力加速度g=10 m/s2,下列说法正确的是( )。
A.运动员的动能减少了2500 J
B.运动员的重力势能减少了500 J
C.运动员的机械能减少了2000 J
D.运动员克服阻力做功2500 J
解析 在运动员减速下降深度为h的过程中,运动员受重力和水的阻力,运用动能定理得(mg-F)h=ΔEk,所以运动员动能减少(F-mg)h=2000 J,A项错误。根据重力做功与重力势能变化的关系得WG=-ΔEp=mgh,他的重力势能减少了mgh=500 J,B项正确。除了重力和弹簧弹力之外的力做功等于机械能的变化可知W外=ΔE,运动员除了重力还有阻力做功,W外=Wf=-Fh,他的机械能减少了Fh=2500 J,故C项错误,D项正确。
答案 BD
7.(2018四川成都质量检测)如图甲所示,轻弹簧竖直放置,下端固定在水平地面上,一质量为m的小球,从离弹簧上端高h处由静止释放。某同学在研究小球落到弹簧上后继续向下运动到最低点的过程,他以小球开始下落的位置为原点,沿竖直向下方向建立坐标轴Ox,作出小球所受弹力大小F随小球下落的位置坐标x的变化关系,如图乙所示,不计空气阻力,重力加速度为g。下列判断正确的是( )。