1、2016-2017学年湖南省长沙市浏阳一中高二(上)入学物理试卷一单选题(每小题4分,共32分)1关于曲线运动,下列说法中正确的是()A变速运动一定是曲线运动B曲线运动一定是变速运动C速率不变的曲线运动是匀速运动D曲线运动也可以是速度不变的运动2有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()ABCD3人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为,则物体A实际运动的速
2、度是()Av0sin BCv0cos D4如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的端点,B在叶片的中点当叶片转动时,这三点()A线速度大小都相等B线速度方向都相同C角速度大小都相等D向心加速度大小都相等5如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为,(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30,g取10m/s2,则的最大值是()A rad/sB rad/sC1.0rad/sD0.5rad/s6过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行
3、星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕,“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的,该中心恒星与太阳的质量比约为()AB1C5D107a、b两颗人造地球卫星分别在如图所示的两个不同的轨道上运行,下列说法中正确的是()Aa卫星的运行速度比第一宇宙速度大Bb卫星的运行速度较小Cb卫星受到的向心力较大Da卫星受到的向心力较大8某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()Av2=k1v1Bv2=v1Cv2=v1Dv2=k2v1二多选题(每小题4分,共16分)9质量为
4、m的物体,由静止开始竖直下落,由于阻力作用,下落的加速度为g,在物体下落h的过程中,下列说法中正确的是()A物体的动能增加了mghB物体的机械能减少了mghC物体克服阻力所做的功为mghD物体的重力势能减少了mgh10下列实例中,机械能守恒的是()A小球斜向上抛出B物体沿光滑斜面自由下滑C物体在竖直面内做匀速圆周运动D汽车沿斜坡匀速向下行驶11如图所示,质量为m的物体置于倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体m与斜面体相对静止则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是()A支持力一定做正功B摩擦力一定做正功C摩擦力
5、可能不做功D摩擦力可能做负功12如图所示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=0.4m,最低点处有一小球(半径比r小很多),现给小球以水平向右的初速度v0,则要使小球不脱离圆轨道运动,v0应当满足(g=10m/s2)()Av00Bv04m/sCD三实验题(13题7分,14题8分,共15分)13在“验证机械能守恒定律”的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:(1)纸带的_端与重物相连;(2
6、)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=_;(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是Ep=_,此过程中物体动能的增加量Ek=_(取g=9.8m/s2);(4)通过计算,数值上Ep_Ek(填“”“=”或“”=,这是因为_;(5)实验的结论是_14某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系,此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等,组装的实验装置如图所示(1)若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些_(2)实验开始时,他先调节木板上定滑轮的
7、高度,使牵引小车的细绳与木板平行,他这样做的目的是下列的哪个_(填字母代号)A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度,在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:_(4)他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些,这一情况可能是下列哪些原因造成的_(填字母代号)A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时
8、离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分力平衡掉D钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力四计算题(15,16,17题各9分,18题10分,共37分)15平抛一个物体,当抛出1s后,它的速度方向与水平方向成45角,落地时,速度方向与水平方向成60角,求:(g取10m/s2)(1)初速度;(2)落地速度;(3)抛出点距地面的高度;(4)水平射程16近年来,随着人类对火星的了解越来越多,美国等国家都已经开始进行移民火星的科学探索,并面向全球招募“单程火星之旅”的志愿者若某物体在火星表面做自由落体运动的时间是在地球表面同一高度处自由落体时间的1.5倍,已知地球半径是火星半径的2倍(1)求火
9、星表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值(2)如果将来成功实现了“火星移民”,求出在火星表面发射载人航天器的最小速度v1与地球上卫星最小发射速度v2的比值17如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动完成半个圆周运动恰好到达C点试求:(1)弹簧开始时的弹性势能;(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;(3)物体离开C点后落回水平面时的速度大小和方向18如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小
10、物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角=60,不计空气阻力,g取10m/s2求:(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?2016-2017学年湖南省长沙市浏阳一中高二(上)入学物理试卷参考答案与试题解析一单选题(每小题4
11、分,共32分)1关于曲线运动,下列说法中正确的是()A变速运动一定是曲线运动B曲线运动一定是变速运动C速率不变的曲线运动是匀速运动D曲线运动也可以是速度不变的运动【考点】曲线运动【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结论【解答】解:A、匀加速直线运动和匀减速直线运动都是变速运动,所以变速运动不定是曲线运动,故A错误B、既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动一定是变速运动,所以B正确C、由B的分析可知C错误D、既然是曲线运动,它的速度的方向必定是改变的,所以曲线运动的速度一定是变化的,所以D错误故选B2有一条两岸平
12、直、河水均匀流动、流速恒为v的大河小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直去程与回程所用时间的比值为k,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()ABCD【考点】运动的合成和分解【分析】根据船头指向始终与河岸垂直,结合运动学公式,可列出河宽与船速的关系式,当路线与河岸垂直时,可求出船过河的合速度,从而列出河宽与船速度的关系,进而即可求解【解答】解:设船渡河时的速度为vc;当船头指向始终与河岸垂直,则有:t去=;当回程时行驶路线与河岸垂直,则有:t回=;而回头时的船的合速度为:v合=;由于去程与回程所用时间的比值为k,所以小船在静水中的速度大小为:v
13、c=,故B正确;故选:B3人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为,则物体A实际运动的速度是()Av0sin BCv0cos D【考点】运动的合成和分解【分析】将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,根据平行四边形定则求出A的实际运动的速度【解答】解:将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度,根据平行四边形定则得,实际速度为:v=故选:D4如图所示,在风力发电机的叶片上有A、B、C三点,其中A、C在叶片的端点,B在叶片的中点当叶片转动时,这三点()A线速度大小都相
14、等B线速度方向都相同C角速度大小都相等D向心加速度大小都相等【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】只要理解匀速圆周运动中的线速度、角速度及周期、转速的概念及本质即可【解答】解:首先A、B、C属于同轴转动,故他们的角速度相等,故C正确;由v=r知,他们的半径r不相等,故线速度的大小不相等,故A错误;由于是做圆周运动,故线速度的方向位于切线方向,故B错误;由a=2r知,半径r不相等,故加速度a不相等,故D错误故选:C5如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度转动,盘面上离转轴距离2.5m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止,物体与盘面间的动摩擦因数为,(设最大静摩擦力等于滑
15、动摩擦力),盘面与水平面的夹角为30,g取10m/s2,则的最大值是()A rad/sB rad/sC1.0rad/sD0.5rad/s【考点】向心力;线速度、角速度和周期、转速【分析】当物体转到圆盘的最低点,由重力沿斜面向下的分力和最大静摩擦力的合力提供向心力时,角速度最大,由牛顿第二定律求出最大角速度【解答】解:当物体转到圆盘的最低点,所受的静摩擦力沿斜面向上达到最大时,角速度最大,由牛顿第二定律得: mgcos30mgsin30=m2r则=rad/s=1rad/s故选:C6过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕,“5
16、1 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的,该中心恒星与太阳的质量比约为()AB1C5D10【考点】万有引力定律及其应用【分析】研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式求出中心体的质量分析求解【解答】解:研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式为:=mrM=“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的,所以该中心恒星与太阳的质量比约为1,故选:B7a、b两颗人造地球卫星分别在如图所示的两个不同的轨道上运行,下列说法中正确的是()Aa卫星的运行速度
17、比第一宇宙速度大Bb卫星的运行速度较小Cb卫星受到的向心力较大Da卫星受到的向心力较大【考点】万有引力定律及其应用;人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度【分析】卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由地球和卫星间的万有引力提供,即满足【解答】解:A、卫星与地球间的万有引力提供向心力可得即卫星轨道越大,则运行速度越小又因为第一宇宙速度,由于a的轨道半径大于地球的半径,故a卫星的运行速度比第一宇宙速度小,所以A错;B、,rarbvavb 故B正确C、向心力由万有引力提供,对a、b卫星而言,表达式中GM是定值,向心力的大小取决于比值的大小,而题目中只给出半径大小
18、关系,没有给出卫星的质量关系,故无法判断的大小,所以无法比较a、b卫星的向心力大小,故C错D、由C分析知,同理D错误故选B8某车以相同的功率在两种不同的水平路面上行驶,受到的阻力分别为车重的k1和k2倍,最大速率分别为v1和v2,则()Av2=k1v1Bv2=v1Cv2=v1Dv2=k2v1【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】汽车在水平路面上行驶时,当牵引力等于阻力时,速度最大根据功率与速度的关系,结合汽车阻力与车重的关系求解【解答】解:设汽车的功率为P,质量为m,则有:P=K1mgV1=K2mgV2,所以v2=v1故选:B二多选题(每小题4分,共16分)9质量为m的物体,由静止开始竖直下
19、落,由于阻力作用,下落的加速度为g,在物体下落h的过程中,下列说法中正确的是()A物体的动能增加了mghB物体的机械能减少了mghC物体克服阻力所做的功为mghD物体的重力势能减少了mgh【考点】动能定理的应用;重力势能的变化与重力做功的关系;功能关系【分析】根据物体的运动情况可知物体的受力情况,由功的公式可求得各力的功;由动能定理可求得物体的动能改变量;由功能关系可求机械能的变化;由重力势能与重力做功的关系可知重力势能的改变量【解答】解:因物体的加速度为g,故说明物体受阻力作用,由牛顿第二定律可知,mgf=ma;解得f=mg;重力做功WG=mgh; 阻力做功Wf=mgh; A、由动能定理可得
20、动能的改变量Ek=WG+Wf=mgh;故A正确;B、阴力做功消耗机械能,故机械能的减小量为mgh;故B错误;C、阻力做功为Wf,则物体克服阻力所做的功为mgh;故C正确;D、重力做功等于重力势能的改变量,重力做正功,故重力势能减小mgh,故D正确;故选ACD10下列实例中,机械能守恒的是()A小球斜向上抛出B物体沿光滑斜面自由下滑C物体在竖直面内做匀速圆周运动D汽车沿斜坡匀速向下行驶【考点】机械能守恒定律【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或弹簧的弹力做功,通过分析物体的受力情况,判断各力的做功情况,即可判断物体机械能是否守恒;也可以根据机械能的概念分析【解答】解:A、小球斜向上抛出,所受的
21、空气阻力相对于重力可不计,所以只有重力做功,机械能守恒,故A正确;B、物体沿光滑斜面自由下滑,斜面对物体不做功,只有重力做功,其机械能守恒,故B正确;C、物体在竖直面内做匀速圆周运动时动能不变,而重力势能时刻在变化,所以机械能时刻在变化,故C错误;D、汽车沿斜面匀速下滑的过程,动能不变,重力势能减小,则其机械能必定减小,故D错误故选:AB11如图所示,质量为m的物体置于倾角为的斜面上,物体与斜面间的动摩擦因数为,在外力作用下,斜面以加速度a沿水平方向向左做匀加速运动,运动中物体m与斜面体相对静止则关于斜面对m的支持力和摩擦力的下列说法中正确的是()A支持力一定做正功B摩擦力一定做正功C摩擦力可
22、能不做功D摩擦力可能做负功【考点】功的计算【分析】使物体A和斜面体B一起向左做加速运动,加速度水平向左,支持力FN垂直斜面向上,而摩擦力Ff方向需要讨论,然后结合功的计算公式W=FScos进行分析判断正负功【解答】解:A、由功的计算公式W=FScos可知,支持力方向垂直斜面向上,与位移的方向夹角小于90,支持力一定做正功,故A正确;B、摩擦力是否存在需要讨论:当加速度较小时,摩擦力Ff沿斜面向上,即agtan ,摩擦力沿斜面向上,做负功当加速度较大时,摩擦力Ff沿斜面向下,即agtan ,摩擦力沿斜面向下,做正功当a=gtan时,摩擦力不存在,不做功,故AC正确,B错误;故选:ACD12如图所
23、示,竖直放置的光滑圆轨道被固定在水平地面上,半径r=0.4m,最低点处有一小球(半径比r小很多),现给小球以水平向右的初速度v0,则要使小球不脱离圆轨道运动,v0应当满足(g=10m/s2)()Av00Bv04m/sCD【考点】向心力;牛顿第二定律【分析】要使小球不脱离轨道运动,1、越过最高点2、不越过四分之一圆周根据动能定理求出初速度v0的条件【解答】解:最高点的临界情况:mg=m,解得v=2m/s根据动能定理得,mg2r=解得v0=2m/s若不通过四分之一圆周,根据动能定理有:mgr=0解得v0=2m/s所以或故选CD三实验题(13题7分,14题8分,共15分)13在“验证机械能守恒定律”
24、的实验中,打点计时器所用电源频率为50Hz,当地重力加速度的值为9.80m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg若按实验要求正确地选出纸带进行测量,量得连续三点A、B、C到第一个点的距离如图所示(相邻计数点时间间隔为0.02s),那么:(1)纸带的左端端与重物相连;(2)打点计时器打下计数点B时,物体的速度vB=0.98;(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是Ep=0.49J,此过程中物体动能的增加量Ek=0.48J(取g=9.8m/s2);(4)通过计算,数值上EpEk(填“”“=”或“”=,这是因为实验中有阻力;(5)实验的结论是在实验误差允许范围内,机械能守恒【考点】验证
25、机械能守恒定律【分析】通过相等时间间隔内位移的变化判断纸带的哪一端与重物相连根据下降的高度求出重力势能的减小量;根据某段时间内平均速度等于中间时间的瞬时速度求出B点的瞬时速度,从而求出动能的变化量【解答】解:(1)重物在开始下落时速度较慢,在纸带上打的点较密,越往后,物体下落得越快,纸带上的点越稀所以,纸带上靠近重物的一端的点较密,因此纸带的左端与重物相连(2)B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则(3)从起点O到打下计数点B的过程中重力势能减少量是Ep=mgh=19.80.0501J0.49J动能的增加量Ek=(4)可见重力势能的减小量大于动能的增加量,原因是实验中有阻力(5)实验的结论是在
26、误差允许的范围内,机械能守恒故答案为:(1)左;(2)0.98 m/s;(3)0.49 J,0.48 J;(4),这是因为实验中有阻力;(5)在实验误差允许范围内,机械能守恒14某同学把附有滑轮的长木板平放在实验桌上,将细绳一端拴在小车上,另一端绕过定滑轮,挂上适当的钩码,使小车在钩码的牵引下运动,以此定量探究绳拉力做功与小车动能变化的关系,此外还准备了打点计时器及配套的电源、导线、复写纸、纸带、小木块等,组装的实验装置如图所示(1)若要完成该实验,必需的实验器材还有哪些刻度尺,天平(2)实验开始时,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,他这样做的目的是下列的哪个D(填字母代
27、号)A避免小车在运动过程中发生抖动B可使打点计时器在纸带上打出的点迹清晰C可以保证小车最终能够实现匀速直线运动D可在平衡摩擦力后使细绳拉力等于小车受的合力(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,难以选到合适的点计算小车速度,在保证所挂钩码数目不变的条件下,请你利用本实验的器材提出一个解决办法:小车上加小木块或砝码(4)他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些,这一情况可能是下列哪些原因造成的CD(填字母代号)A在接通电源的同时释放了小车B小车释放时离打点计时器太近C阻力未完全被小车重力沿木板方向的分
28、力平衡掉D钩码做匀加速运动,钩码重力大于细绳拉力【考点】探究功与速度变化的关系【分析】(1、2)根据该实验的实验原理、要求和减少误差的角度分析,平衡摩擦力作用后,进行实验过程中需要用刻度尺测量纸带上点的距离,用天平测出小车的质量,需要改变砝码的质量来代替小车的拉力(3)、(4)根据W=mgs求出砂桶及砂的总重力做功,根据匀变速直线运动的平均速度等于中点时刻的瞬时速度求A、B的速度,即可得到动能的变化量,从而写出探究结果表达式,根据此表达式分析所需要的测量仪器【解答】解:(1)、根据本实验的实验原理是合外力所做的功等于动能的变化量,通过研究纸带来研究小车的速度,利用天平测量小车的质量,利用砝码的
29、重力代替小车的合外力,所以需要刻度尺来测量纸带上点的距离和用天平测得小车的质量,即还需要刻度尺,天平(带砝码)故答案为:刻度尺;天平(带砝码)(2)、实验过程中,为减少误差,提高实验的精确度,他先调节木板上定滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行,目的是消除摩擦带来的误差,即平衡摩擦力后,使细绳的拉力等于小车的合力,故ABC错误,D正确故选:D(3)平衡摩擦力后,当他用多个钩码牵引小车时,发现小车运动过快,致使打出的纸带上点数较少,即小车的加速度大,所以应减少小车的加速度,当小车的合力一定的情况下,据牛顿第二定律可知,适当增大小车的质量,即在小车上加适量的砝码故答案为:在小车上加适量的砝码(4
30、)他将钩码重力做的功当做细绳拉力做的功,经多次实验发现拉力做功总是要比小车动能增量大一些,从功能关系看出:该实验一定有转化为内能的,即试验 中有存在摩擦力没有被平衡掉;还有该实验要求,只有当小车的质量远大于砝码的质量时,小车的拉力才近似等于砝码的重力,故AB错误,CD正确故选:CD故答案为:(1)刻度尺,天平(2)D (3)小车上加小木块或砝码(4)CD四计算题(15,16,17题各9分,18题10分,共37分)15平抛一个物体,当抛出1s后,它的速度方向与水平方向成45角,落地时,速度方向与水平方向成60角,求:(g取10m/s2)(1)初速度;(2)落地速度;(3)抛出点距地面的高度;(4
31、)水平射程【考点】平抛运动【分析】(1)、(2)将末速度进行分解,分别求出初速度和落地的速度;(3)根据平抛运动的时间即可求得物体在竖直方向的速度,根据自由落体运动的规律求出高度;(4)根据x=vt求出水平射程【解答】解:如图所示,将速度进行分解(1)由tan45=1得 vx=vy=gt=101m/s=10m/s v0=vx=10m/s且vx=v0=10m/s(2)落地速度 vt=m/s=20m/s(3)落地时竖直分速度 vy=10m/s则 t=s=s抛出点高度 h=gt2=10m=15m(4)水平射程 x=vxt=10m=17.32m答:(1)初速度是10m/s;(2)落地速度是20m/s;
32、(3)抛出点距地面的高度是15m;(4)水平射程是17.32m16近年来,随着人类对火星的了解越来越多,美国等国家都已经开始进行移民火星的科学探索,并面向全球招募“单程火星之旅”的志愿者若某物体在火星表面做自由落体运动的时间是在地球表面同一高度处自由落体时间的1.5倍,已知地球半径是火星半径的2倍(1)求火星表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值(2)如果将来成功实现了“火星移民”,求出在火星表面发射载人航天器的最小速度v1与地球上卫星最小发射速度v2的比值【考点】万有引力定律及其应用【分析】(1)根据自由落体运动的位移时间关系公式h=列式求解重力加速度之比;(2)第一宇宙速度是星球表面的环
33、绕速度,重力等于向心力,根据牛顿第二定律列式求解第一宇宙速度之比【解答】解:(1)根据自由落体运动的位移时间关系公式h=,有:解得:(2)第一宇宙速度是星球表面的环绕速度,重力等于向心力,根据牛顿第二定律,有:解得:v=故:答:(1)火星表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值为(2)在火星表面发射载人航天器的最小速度v1与地球上卫星最小发射速度v2的比值为17如图所示,光滑水平面AB与竖直面内的半圆形导轨在B点相接,导轨半径为R一个质量为m的物体将弹簧压缩至A点后由静止释放,在弹力作用下物体获得某一向右速度后脱离弹簧,脱离弹簧后当它经过B点进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的7倍,之后向上运动
34、完成半个圆周运动恰好到达C点试求:(1)弹簧开始时的弹性势能;(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功;(3)物体离开C点后落回水平面时的速度大小和方向【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律;向心力;机械能守恒定律【分析】(1)研究物体经过B点的状态,根据牛顿运动定律求出物体经过B点的速度,得到物体的动能,物体从A点至B点的过程中机械能守恒定律,弹簧的弹性势能等于体经过B点的动能;(2)物体恰好到达C点时,由重力充当向心力,由牛顿第二定律求出C点的速度,物体从B到C的过程,运用动能定理求解克服阻力做的功;(3)物体离开轨道后做平抛运动,运用运动的合成和分解法求出物体离开C点后落回水平面时的速度大
35、小和方向【解答】解:(1)物块在B点时,由牛顿第二定律得:FNmg=m,由题意:FN=7mg物体经过B点的动能:EkB=mvB2=3mgR 在物体从A点至B点的过程中,根据机械能守恒定律,弹簧的弹性势能:Ep=EkB=3mgR(2)物体到达C点仅受重力mg,根据牛顿第二定律有:mg=m,EkC=mvC2=mgR物体从B点到C点只有重力和阻力做功,根据动能定理有:W阻mg2R=EkCEkB解得:W阻=0.5mgR所以物体从B点运动至C点克服阻力做的功为:W=0.5mgR(3)物体离开轨道后做平抛运动,水平方向有:坚直方向有:落地时的速度大小:与水平方向成角斜向下:得=arctan2答:(1)弹簧
36、开始时的弹性势能是3mgR;(2)物体从B点运动至C点克服阻力做的功为0.5mgR;(3)物体离开C点后落回水平面时的速度大小是,方向与水平方向成arctan2角18如图所示,有一个可视为质点的质量为m=1kg的小物块,从光滑平台上的A点以v0=2m/s的初速度水平抛出,到达C点时,恰好沿C点的切线方向进入固定在水平地面上的光滑圆弧轨道,最后小物块滑上紧靠轨道末端D点的质量为M=3kg的长木板已知木板上表面与圆弧轨道末端切线相平,木板下表面与水平地面之间光滑,小物块与长木板间的动摩擦因数=0.3,圆弧轨道的半径为R=0.4m,C点和圆弧的圆心连线与竖直方向的夹角=60,不计空气阻力,g取10m
37、/s2求:(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力;(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少多大?【考点】向心力;平抛运动;动能定理【分析】(1)根据平抛运动的规律,结合到达C点的速度方向求出C点的速度大小,根据动能定理求出到达D点的速度,结合牛顿第二定律求出D点对物块的支持力,从而得出物块对轨道末端的压力大小(2)结合动量守恒定律和能量守恒定律求出木板的至少长度【解答】解:(1)物块到达C点的速度与水平方向的夹角为60度,根据平行四边形定则知,vC=2v0=4m/s,根据动能定理得, 根据牛顿第二定律得,Nmg=m代入数据,联立两式解得,N=60N则小物块对轨道的压力为60N(2)根据动量守恒定律得,mvD=(M+m)v,解得v=根据能量守恒定律得,代入数据解得L=2.5m答:(1)小物块刚要到达圆弧轨道末端D点时对轨道的压力为60N;(2)要使小物块不滑出长木板,木板的长度L至少为2.5m2016年10月2日