1、2016-2017学年湖南省永州市高一（下）期末物理试卷一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，将各小题唯一的正确选项选出来填在答题卡的指定位置）1在物理学发展过程中，很多科学家做出了巨大的贡献，下列说法中符合事实的是（）A从今天看来，哥白尼提出的“日心说”是正确的B牛顿提出了万有引力定律C开普勒认为太阳系中各大行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D第谷首先提出了地球绕太阳的运动轨道是椭圆轨道运动而不是圆轨道2关于做曲线运动物体的速度和加速度，下列说法中正确的是（）A速度的方向一定随时在改变B速度的大小一定随时在改变C加速度的大小一定随时在改
2、变D加速度的方向一定随时在改变3“天舟一号”是我国首个货运飞船，被大家昵称为“快递小哥”，于2017年4月20发射成功4月22日“天舟一号”与在轨运行的“天宫二号”空间实验室进行首次交会对接，形成组合体 要实现“天舟一号”与“天宫二号”成功对接，则（）A可以从较高轨道上加速追赶B可以从较低轨道上加速追赶C只能从同一轨道上加速追赶D无论什么轨道上只要加速都行4汽车上坡时，必须换挡，其目的是（）A减小速度，得到较小的牵引力B增大速度，得到较小的牵引力C减小速度，得到较大的牵引力D增大速度，得到较大的牵引力5现代战争中，使用轰炸机进行对地攻击已成为在掌握制空权后的常规手段匀速水平飞行的飞机投弹时，如
3、忽略空气阻力和风力的影响，炸弹落地前，飞机的位置在（）A炸弹的正上方B炸弹的前上方C炸弹的后上方D以上三种情况都有可能出现6物体在水平恒力F的作用下，在光滑的水平面上由静止前进了l，后进入一个粗糙平面，仍沿原方向继续前进了l该力F在第一段位移上对物体所做的功为W1，在第二段位移上对物体所做的功为W2，则（）AW1W2BW1W2CW1=W2D无法判断7某中等体重的中学生进行体能训练时，用100s的时间登上20m的高楼，估测他登楼时的平均功率，最接近的数值是（）A10WB100WC1KWD10KW8随着路面上汽车越来越多，超速等违章驾驶行为导致的交通事故也呈逐年增加的趋势，造成了许多人间悲剧汽车在
4、弯道上速度过大极易冲出路面，酿成车毁人亡的重大事故！若汽车在水平路面上以速率v转弯，路面对车的摩擦力已达到最大值当汽车的速率加大到2v时，要使车在路面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应至少要（）A增大到原来的二倍B减小到原来的一半C增大到原来的四倍D减小到原来的四分之一9已知金星和地球的半径分别为R1、R2，金星和地球表面的重力加速度分别为g1、g2，则金星与地球的质量之比为（）ABCD10如图所示，竖直放置的长为2L的轻杆上端及正中央固定两个质量均为m、可视为质点的小球，下端固定在铰链上，杆从静止开始自由倒下，不计一切摩擦及空气阻力，则A着地时的速度为（）A B C D 二、多选题（本题共5小
5、题，每小题4分，共20分每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）11下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是（）A作匀速直线运动的物体B作平抛运动的物体C只受重力作用的物体D不受摩擦力作用的物体12如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（）A土星远离太阳的过程中，它的速度将减小B土星和火星绕太阳的运动是完美的匀速圆周运动C土星比火星的公转周期大D土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大13一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面
6、内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）AA球的角速度必小于B球的角速度BA球的线速度必小于B球的线速度CA球的运动周期必大于B球的运动周期DA球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力14一个质量为m的物体以a=1.5g的加速度沿倾角为30的光滑斜面向上加速运动，在此物体上升h高度的过程中，以下说法正确的是（）A物体的重力势能增加了1.5mghB物体的动能增加了3mghC物体的机械能增加了2mghD物体的机械能增加了4mgh15水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上该工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v后与传送带保持相对静止设工件质量为m，它与传送
7、带间的滑动摩擦系数为，则在工件相对传送带滑动的过程中下列说法正确的是（）A摩擦力对工件做的功为mv2B系统增加的内能为mv2C传送带需额外做的功为mv2D工件相对于传送带滑动的路程大小为三填空题（本题共2小题，每空2分，共12分请将答案填在答题卡上指定位置）16在“研究平抛物体运动”的实验中，通过描点画出平抛小球的运动轨迹（1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线 每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛 （2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图中yx2图象能说明平抛小球运动规律的是 17在探究功与物体速度变
8、化的关系实验时，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行，实验装置如图所示（1）适当垫高木板是为了 ；（2）通过打点计器的纸带记录小车的运动情况，观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，通过纸带求小车速度时，应使用纸带的 （填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；（3）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W与v的关系是 四计算题（本题共4小题，共38分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必
9、须明确写出数值和单位）18汽车过拱桥时速度过大会造成车辆失控，如图一辆质量为 1000kg 的汽车正通过一座半径为40m 的圆弧形拱桥顶部求：（g取10m/s2）（1）汽车以多大速度v1通过拱桥的顶部时，拱桥对汽车的支持力恰好为零？（2）如果汽车以v2=10m/s的速度经过拱桥的顶部，则拱桥对汽车的支持力是多大？19如图所示，在海边悬崖地面上以速度v0抛出质量为m=1kg的物体，抛出后物体落在比悬崖低h=15m的海平面上时，速度v=20m/s，不计空气阻力求：（g取10m/s2）（1）物体在空中运动过程中重力对物体做的功W；（2）物体抛出时的初速度v0的大小20如图所示，斜面体ABC固定在地面
10、上，小球p从A点静止下滑当小球p开始下滑的同时，另一小球q从A点正上方的D点水平抛出，两球同时到达斜面底端的B处已知斜面AB光滑，长度l=0.75m，斜面倾角=37，不计空气阻力求：（g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）（1）小球p从A点滑到B点所需要的时间；（2）小球q抛出时初速度的大小21如图所示，半径R=1m的光滑半圆轨道AC与高h=8R的粗糙斜面轨道BD放在同一竖直平面内，BD部分水平长度为x=6R两轨道之间由一条光滑水平轨道相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压（不连接），处于静止状态同时释放两个小球，a球恰好能通过半圆轨
11、道最高点A，b球恰好能到达斜面轨道最高点B已知a球质量为m1=2kg，b球质量为m2=1kg，小球与斜面间动摩擦因素为=，重力力加速度为g=10m/s2（sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）a球经过C点时对轨道的作用力（2）释放小球前弹簧的弹性势能Ep2016-2017学年湖南省永州市高一（下）期末物理试卷参考答案与试题解析一、单选题（本题共10小题，每小题3分，共30分每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，将各小题唯一的正确选项选出来填在答题卡的指定位置）1在物理学发展过程中，很多科学家做出了巨大的贡献，下列说法中符合事实的是（）A从今天看来，哥白尼提出的“日心说”是正确的
12、B牛顿提出了万有引力定律C开普勒认为太阳系中各大行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D第谷首先提出了地球绕太阳的运动轨道是椭圆轨道运动而不是圆轨道【考点】4E：万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定【分析】明确天体运动研究对应的物理学史，根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可【解答】解：A、现在看来，日心说存在很多局限和错误，如，天体的运动并不是圆，而是椭圆，故A错误；B、牛顿发现了万有引力定律，故B正确；C、开普勒首先意识到行星围绕太阳运动的轨道是椭圆，且太阳在椭圆的一个焦点上，所以运动方向并不与太阳的连线垂直，故C错误；D、开普勒分析第谷的观测数据，首先提出了地球绕太阳的
13、运动轨道是椭圆轨道运动而不是圆轨道，故D错误故选：B2关于做曲线运动物体的速度和加速度，下列说法中正确的是（）A速度的方向一定随时在改变B速度的大小一定随时在改变C加速度的大小一定随时在改变D加速度的方向一定随时在改变【考点】42：物体做曲线运动的条件；41：曲线运动【分析】物体运动轨迹是曲线的运动，称为“曲线运动”当物体所受的合外力和它速度方向不在同一直线上，物体就是在做曲线运动【解答】解：AB、曲线运动的速度方向沿着轨迹的曲线方向，时刻改变，曲线运动的速度大小可以不改变，如匀速圆周运动，故A正确，B错误；CD、曲线运动一定是变速运动，一定具有加速度；曲线运动的条件是加速度方向与速度方向不共
14、线，加速度的大小和方向可以不变，如平抛运动；故CD错误故选：A3“天舟一号”是我国首个货运飞船，被大家昵称为“快递小哥”，于2017年4月20发射成功4月22日“天舟一号”与在轨运行的“天宫二号”空间实验室进行首次交会对接，形成组合体 要实现“天舟一号”与“天宫二号”成功对接，则（）A可以从较高轨道上加速追赶B可以从较低轨道上加速追赶C只能从同一轨道上加速追赶D无论什么轨道上只要加速都行【考点】4H：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】解答本题需掌握：飞船做匀速圆周运动的向心力由万有有引力提供，当万有引力大于需要的向心力时，飞船做向心运动；当飞船受到的万有引力小于所需要的向心力时，飞船做
15、离心运动【解答】解：A、先让飞船进入较高的轨道，若让飞船加速，所需要的向心力变大，万有引力不变，所以飞船做离心运动，轨道半径变大，不可以实现对接，故A错误；B、先让飞船进入较低的轨道，若让飞船加速，所需要的向心力变大，万有引力不变，所以飞船做离心运动，轨道半径变大，可以实现对接，故B正确；C、先让飞船与天宫二号在同一轨道上，此时飞船受到的万有引力等于向心力，若让飞船加速，所需要的向心力变大，万有引力不变，所以飞船做离心运动，不能实现对接，若让飞船减速，所需要的向心力变小，万有引力不变，所以飞船做近心运动，不能实现对接，故CD错误；故选：B4汽车上坡时，必须换挡，其目的是（）A减小速度，得到较小
16、的牵引力B增大速度，得到较小的牵引力C减小速度，得到较大的牵引力D增大速度，得到较大的牵引力【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率【分析】汽车发动机的功率是牵引力的功率根据功率公式P=Fv，进行分析讨论由P=FV可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大【解答】解：由P=FV可知，在功率一定的情况下，当速度减小时，汽车的牵引力就会增大，此时更容易上坡，所以C正确故选C5现代战争中，使用轰炸机进行对地攻击已成为在掌握制空权后的常规手段匀速水平飞行的飞机投弹时，如忽略空气阻力和风力的影响，炸弹落地前，飞机的位置在（）A炸弹的正上方B炸弹的前上方C炸弹的后上方D以上三种情况都有可能
17、出现【考点】43：平抛运动【分析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，结合炸弹水平方向上的运动规律确定飞机的位置【解答】解：匀速飞行的轰炸机投下的炸弹，做平抛运动，在水平方向上的运动规律与飞机的运动规律相同，炸弹落地时，飞机在炸弹的正上方故A正确，B、C、D错误故选：A6物体在水平恒力F的作用下，在光滑的水平面上由静止前进了l，后进入一个粗糙平面，仍沿原方向继续前进了l该力F在第一段位移上对物体所做的功为W1，在第二段位移上对物体所做的功为W2，则（）AW1W2BW1W2CW1=W2D无法判断【考点】62：功的计算【分析】由于是计算恒力的功，所以功的大小可以直接用功
18、的公式来计算【解答】解：由于力的大小不变，通过的位移也相同，由W=FL可知，两次力F做的功相同，所以C正确故选C7某中等体重的中学生进行体能训练时，用100s的时间登上20m的高楼，估测他登楼时的平均功率，最接近的数值是（）A10WB100WC1KWD10KW【考点】63：功率、平均功率和瞬时功率【分析】中学生的体重可取50kg，人做功用来克服重力做功，故人做功的数据可尽似为重力的功，再由功率公式可求得功率【解答】解：学生上楼时所做的功W=mgh=501020（J）=10000J； 则他做功的功率P=100W； 故选B8随着路面上汽车越来越多，超速等违章驾驶行为导致的交通事故也呈逐年增加的趋势
19、，造成了许多人间悲剧汽车在弯道上速度过大极易冲出路面，酿成车毁人亡的重大事故！若汽车在水平路面上以速率v转弯，路面对车的摩擦力已达到最大值当汽车的速率加大到2v时，要使车在路面转弯时仍不打滑，汽车的转弯半径应至少要（）A增大到原来的二倍B减小到原来的一半C增大到原来的四倍D减小到原来的四分之一【考点】4A：向心力【分析】汽车转弯时，最大静摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律求得即可【解答】解：汽车转弯时最大静摩擦力提供物体运动所需要的向心力，故有：当速度为2v时，则有：联立解得：r=4r，故C正确，ABD错误；故选：C9已知金星和地球的半径分别为R1、R2，金星和地球表面的重力加速度分别为g1、
20、g2，则金星与地球的质量之比为（）ABCD【考点】4F：万有引力定律及其应用【分析】根据万有引力等于重力列出等式，即可求解质量之比；【解答】解：根据星球表面物体重力等于万有引力得所以有，故A正确，BCD错误；故选：A10如图所示，竖直放置的长为2L的轻杆上端及正中央固定两个质量均为m、可视为质点的小球，下端固定在铰链上，杆从静止开始自由倒下，不计一切摩擦及空气阻力，则A着地时的速度为（）A B C D 【考点】6C：机械能守恒定律【分析】杆从静止开始自由倒下的过程中，对于两球及杆组成的系统只有重力做功，机械能守恒，根据系统机械能守恒定律和两球速度关系列式即可求解【解答】解：设地面为零势能面，小
21、球在自由倒下的过程中系统只有重力做功，机械能守恒，则有：mvA2+mvB2=mg2L+mgL其中vA=2vB解得：A着地时的速度为：vA=故选：D二、多选题（本题共5小题，每小题4分，共20分每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分）11下列情况中，运动物体机械能一定守恒的是（）A作匀速直线运动的物体B作平抛运动的物体C只受重力作用的物体D不受摩擦力作用的物体【考点】6C：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者弹力做功，分析物体的受力情况，判断各力做功情况，根据机械能守恒条件或机械能的概念分析机械能是否守恒【解答】
22、解：A、做匀速直线运动的物体，动能不变，重力势能可能变化，机械能不一定守恒，故A错误；B、做平抛运动的物体，只受重力做功，机械能必定守恒，故B正确；C、只受重力作用的物体在运动过程中，只有重力做功，机械能守恒，故C正确；D、不受摩擦力作用的物体可能还有其他力做功，机械能不一定守恒，如物体在拉力作用下在竖直方向做匀速运动时，不受摩擦力，机械能增加，故D错误；故选：BC12如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知（）A土星远离太阳的过程中，它的速度将减小B土星和火星绕太阳的运动是完美的匀速圆周运动C土星比火星的公转周期大D土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过
23、的面积逐渐增大【考点】4F：万有引力定律及其应用【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等【解答】解：A、土星远离太阳的过程中，万有引力做负功，速度将减小故A正确；B、根据开普勒第一定律：土星和火星绕太阳运动的轨道是椭圆，故B错误；C、根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等由于土星的半长轴比较大，所以土星比火星的公转周期大，故C正确；D、根据开
24、普勒第一定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等故D错误；故选：AC13一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相同的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（）AA球的角速度必小于B球的角速度BA球的线速度必小于B球的线速度CA球的运动周期必大于B球的运动周期DA球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力【考点】4A：向心力；37：牛顿第二定律【分析】对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可【解答】解：A、以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示，由牛顿第二定律得：mgta
25、n=m，解得：v=，则=，T=2，由图示可知，对于AB两个球来说，重力加速度g与角相同，A的转动半径大，B的半径小，因此，A的角速度小于B的角速度，A的线速度大于B的线速度，A的周期大于B的周期，故AC正确，B错误；D、由受力分析图可知，球受到的支持力FN=，由于两球的质量m与角度相同，则桶壁对AB两球的支持力相等，由牛顿第三定律可知，两球对桶壁的压力相等，故D错误；故选：AC14一个质量为m的物体以a=1.5g的加速度沿倾角为30的光滑斜面向上加速运动，在此物体上升h高度的过程中，以下说法正确的是（）A物体的重力势能增加了1.5mghB物体的动能增加了3mghC物体的机械能增加了2mghD物
26、体的机械能增加了4mgh【考点】6B：功能关系；67：重力势能【分析】物体的重力势能增加等于克服重力做的功根据牛顿第二定律列式求出合力，然后根据动能定理求动能的增加量根据动能的增加量与重力势能增加量求得物体的机械能增加量【解答】解：A、物体上升h高度，克服重力做功mgh，则物体重力势能增加了mgh，故A错误；B、由牛顿第二定律知，物体的合力 F合=ma=1.5mg，方向沿斜面向上，则合力对物体做功为W合=F合=3mgh，由动能定理知物体的动能增加量等于合力对物体做的功，为3mgh，故B正确CD、物体的重力势能增加了mgh，物体的动能增加了3mgh，根据机械能等于动能与重力势能之和，可得物体的机
27、械能增加了4mgh故D正确故选：BD15水平传送带匀速运动，速度大小为v，现将一小工件放到传送带上该工件初速度为零，当它在传送带上滑动一段距离后速度达到v后与传送带保持相对静止设工件质量为m，它与传送带间的滑动摩擦系数为，则在工件相对传送带滑动的过程中下列说法正确的是（）A摩擦力对工件做的功为mv2B系统增加的内能为mv2C传送带需额外做的功为mv2D工件相对于传送带滑动的路程大小为【考点】6B：功能关系；62：功的计算【分析】工件在传送带上运动时，工件和传送带间要发生相对滑动，电动机多做的功一部分转化成了工件的动能另一部分内能根据动能定理求摩擦力对工件做的功根据相对位移求系统产生的内能由能量
28、守恒定律求传送带需额外做的功由运动学公式求解工作与传送带间的相对路程【解答】解：A、工作在运动的过程中，只有摩擦力对工作做功，由动能定理可知，摩擦力对物体做的功等于物体动能的变化，即为mv2，故A正确BD、工作匀加速运动时加速度为：a=g匀加速运动的时间为：t=工件相对于传送带滑动的路程大小为：x=vt=系统增加的内能为：Q=mgx=mv2故BD正确C、传送带需额外做的功等于工件增加的动能和系统产生的内能之和，为：W=mv2+Q=mv2故C错误故选：ABD三填空题（本题共2小题，每空2分，共12分请将答案填在答题卡上指定位置）16在“研究平抛物体运动”的实验中，通过描点画出平抛小球的运动轨迹（
29、1）实验前应对实验装置反复调节，直到斜槽末端切线水平每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同（2）实验得到平抛小球的运动轨迹，在轨迹上取一些点，以平抛起点O为坐标原点，测量它们的水平坐标x和竖直坐标y，图中yx2图象能说明平抛小球运动规律的是A【考点】MB：研究平抛物体的运动【分析】根据实验的原理以及注意事项确定正确的操作步骤平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据运动学公式，求出y与x的关系式，从而球确定正确的图线【解答】解：（1）为了保证小球的初速度水平，斜槽末端需切线水平，每次让小球从同一位置由静止释放，是为了每次平抛初速度相同（2）根据x=v
30、0t，y=得：y=，可知y与x2成正比，故A正确，BCD错误故答案为：（1）水平，初速度相同；（2）A17在探究功与物体速度变化的关系实验时，小车在橡皮条弹力的作用下被弹出，沿木板滑行，实验装置如图所示（1）适当垫高木板是为了平衡摩擦力；（2）通过打点计器的纸带记录小车的运动情况，观察发现纸带前面部分点迹疏密不匀，后面部分点迹比较均匀，通过纸带求小车速度时，应使用纸带的后面部分（填“全部”、“前面部分”或“后面部分”）；（3）若实验作了n次，所用橡皮条分别为1根、2根n根，通过纸带求出小车的速度分别为v1、v2vn，用W表示橡皮条对小车所做的功，作出的Wv2图线是一条过坐标原点的直线，这说明W
31、与v的关系是W与速度v的平方成正比【考点】MJ：探究功与速度变化的关系【分析】了解实验要探究的内容、实验方法与实验技巧探究实验数据的处理方法本实验中注意采用的是比例法，应使每条橡皮筋做功相同【解答】解：（1）用 1 条、2 条、3 条 同样的橡皮筋将小车拉到同一位置释放，橡皮筋拉力对小车所做的功依次为 w、2w、3w 探究橡皮筋拉力对小车所做的功W与小车速度v的定量关系将木板放有打点计时器的一端垫高，小车不连橡皮筋，尾部固定一纸带，轻推小车使小车沿木板向下运动，如果纸带上打出的点间距是均匀的，说明纸带的运动是匀速直线运动，小车重力沿斜面方向的分力刚好平衡了小车所受的摩擦力（2）橡皮筋拉力对小车
32、所做的功全部完成后，打出来的点才能反映物体的速度所以应使用纸带的后面部分（3）Wv2图线是一条过坐标原点的直线，根据数学知识可确定W与速度v的平方成正比故答案为：（1）平衡摩擦力；（2）后面部分；（3）W与速度v的平方成正比四计算题（本题共4小题，共38分解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的步骤，只写出最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）18汽车过拱桥时速度过大会造成车辆失控，如图一辆质量为 1000kg 的汽车正通过一座半径为40m 的圆弧形拱桥顶部求：（g取10m/s2）（1）汽车以多大速度v1通过拱桥的顶部时，拱桥对汽车的支持力恰好为零？（2）如果汽车以v
33、2=10m/s的速度经过拱桥的顶部，则拱桥对汽车的支持力是多大？【考点】4A：向心力【分析】（1）当汽车对桥面的压力为零，由汽车的重力提供向心力，再牛顿第二定律此时的速度（2）汽车通过圆弧形桥顶部时，由汽车的重力和桥面的支持力提供汽车的向心力，根据牛顿第二定律求出支持力【解答】解：（1）在拱桥顶部，由牛顿第二定律有：解得：v1=20m/s（2）设拱桥对汽车的支持力为FN，由牛顿第二定律有：解得：FN=7500N答：（1）汽车以20m/s的速度v1通过拱桥的顶部时，拱桥对汽车的支持力恰好为零（2）如果汽车以v2=10m/s的速度经过拱桥的顶部，则拱桥对汽车的支持力是7500N19如图所示，在海边
34、悬崖地面上以速度v0抛出质量为m=1kg的物体，抛出后物体落在比悬崖低h=15m的海平面上时，速度v=20m/s，不计空气阻力求：（g取10m/s2）（1）物体在空中运动过程中重力对物体做的功W；（2）物体抛出时的初速度v0的大小【考点】66：动能定理的应用；62：功的计算【分析】（1）根据功的定义式，求得运动过程中在竖直方向上的位移即可求得重力做的功；（2）对物体运动过程应用动能定理即可求解【解答】解：（1）物体在空中运动过程中，竖直向下的位移为h=15m，故重力对物体做的功W=mgh=150J；（2）物体在空中运动过程中只有重力做功，故由动能定理可得：；所以，；答：（1）物体在空中运动过程
35、中重力对物体做的功W为150J；（2）物体抛出时的初速度v0的大小为10m/s20如图所示，斜面体ABC固定在地面上，小球p从A点静止下滑当小球p开始下滑的同时，另一小球q从A点正上方的D点水平抛出，两球同时到达斜面底端的B处已知斜面AB光滑，长度l=0.75m，斜面倾角=37，不计空气阻力求：（g取10m/s2，sin37=0.6，cos37=0.8）（1）小球p从A点滑到B点所需要的时间；（2）小球q抛出时初速度的大小【考点】43：平抛运动；37：牛顿第二定律【分析】（1）小球p在斜面上匀加速下滑，由牛顿第二定律求得加速度，再由运动学位移时间公式求得小球p从A点滑到B点的时间；（2）小球q
36、抛出做平抛运动，水平位移大小等于BC，两球运动时间相等，由q球水平方向做匀速直线运动，即可求出q抛出时初速度的大小【解答】解：（1）小球p从斜面上下滑的加速度为a，由牛顿第二定律有： mgsin=ma设小球p从A点滑到B点所需要的时间为t1，根据运动学公式有： l=联立解得：t1=0.5 s（2）小球q做平抛运动，设抛出速度为v0，则：x=v0t2由几何关系知：x=lcos37依题意有：t2=t1解得：v0=1.2m/s答：（1）小球p从A点滑到B点所需要的时间是0.5s；（2）小球q抛出时初速度的大小是1.2m/s21如图所示，半径R=1m的光滑半圆轨道AC与高h=8R的粗糙斜面轨道BD放在
37、同一竖直平面内，BD部分水平长度为x=6R两轨道之间由一条光滑水平轨道相连，水平轨道与斜轨道间有一段圆弧过渡在水平轨道上，轻质弹簧被a、b两小球挤压（不连接），处于静止状态同时释放两个小球，a球恰好能通过半圆轨道最高点A，b球恰好能到达斜面轨道最高点B已知a球质量为m1=2kg，b球质量为m2=1kg，小球与斜面间动摩擦因素为=，重力力加速度为g=10m/s2（sin37=0.6，cos37=0.8）求：（1）a球经过C点时对轨道的作用力（2）释放小球前弹簧的弹性势能Ep【考点】53：动量守恒定律；6C：机械能守恒定律【分析】（1）小球a恰好能通过最高点，由重力充当向心力，由向心力公式可得出小
38、球a在A点的速度，由机械能守恒可得出a球经过C点的速度在C点，根据合力提供向心力，求轨道对a球的支持力，从而得到a球对轨道的压力（2）对b球，根据动能定理求出b球离开弹簧时的速度大小vb；释放弹簧的过程，对系统，由机械能守恒可得出弹簧的弹性势能【解答】解：（1）由a球恰好能到达A点，重力提供向心力，有：m1g=m1a球从C到A的过程，由机械能守恒定律得： m1vC2m1vA2=m1g2R得，小球a经过C点的速度：vC=5m/s在C点，以a球为研究对象，由牛顿第二定律得：Nm1g=m1联立解得：N=6m1g=120N由牛顿第三定律知，a球经过C点时对轨道的作用力大小为120N，方向竖直向下（2）由数学知识可知斜面的倾角为53，长度为10R对于b球沿斜面上滑的过程，由动能定理得： 0m2vb2=m2g8Rm2gcos5310R代入数据得：vb=10m/s弹簧释放的过程，对于系统，由机械能守恒定律得： Ep=m1vC2+m2vb2代入数据得：Ep=150J答：（1）a球经过C点时对轨道的作用力大小为120N，方向竖直向下（2）释放小球前弹簧的弹性势能Ep是150J
