1、四川省自贡市2014-2015学年高一下学期期末物理试卷一、选择题（共12小题，每小题4分，满分48分）1（4分）做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（）A速度B速率C加速度D合外力2（4分）下列关于经典力学的说法中正确的是（）A经典力学可以说明行星和卫星的运行轨道B经典力学适用于微观领域C经典力学只适用于微观、高速、强引力场D经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场3（4分）如图，质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（）AmghBmgHCmg（H+h）Dmg（Hh）4（4分）关于列车转弯处内外
2、铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是（）A内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒C外轨比内轨略高，这样可以使列车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压D以上说法都不对5（4分）质量为5kg的物体，以5m/s2的加速度竖直匀加速下落4m的过程中，它的机械能将（g取10m/s2）（）A减少了100JB增加了100JC减少了200JD增加了200J6（4分）关于第一宇宙速度，下列说法不正确的是（）A地球的第一宇宙速度由地球的质量和半径决定的B第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度C第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度D第一宇宙速
3、度是地球同步卫星环绕运行的速度7（4分）宇宙飞船要与环绕地球匀速运动的轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（）A只能从与空间站同一高度轨道上加速B只能从较低轨道上加速C只能从较高轨道上加速D无论在什么轨道上，只要加速都行8（4分）如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为（）AmgRB2mgRC2.5mgRD3mgR9（4分）如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空气阻力，下列关
4、系式正确的是（）Atatb，vavbBtatb，vavbCtatb，vavbDtatb，vavb10（4分）一小球从某高处以初速度为被水平抛出，落地时与水平地面夹角为45，抛出点距地面的高度为（）ABCD11（4分）在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则（）A卫星运动的加速度为gB卫星运动的周期为4C卫星运动的速度为D卫星运动的速度大小为12（4分）已知引力常量是G，在下列各组物理数据中，能够估算月球质量的是（）A月球绕地球运行的周期及月、地中心距离B绕月球表面运行的飞船的周期及月球的半径C绕月球表面运行的飞船的周期及线速度D月球表面的
5、重力加速度二、实验题（共2小题，满分17分）13（9分）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有、（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是，实验时对木板放置要求是（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带
6、动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则本实验最终要验证的数学表达式为（用题中的字母表示实验中测量得到的物理量）14（8分）在利用自由落体运动验证机械能守恒定律的实验中，已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图1所示，把第一个点记作O，另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为63.19cm、70.38cm、77.96cm、85.93cm（1
7、）根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于J，动能的增加量等于J（结果取三位有效数字）（2）若应用公式v=gt计算即时速度进行验证，在如图2所示的甲、乙两条实验纸带中，应选纸带好（3）若通过测量纸带上某两点间距离来计算即时速度，进行验证，设已测得点2到4间距离为x1，点0到3间距离为x2，打点周期为T，为验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，实验后若验证结论为守恒，则x1、x2和T应满足的关系为：T=三、计算题（共3小题，满分35分）15（11分）如图所示，用细绳一端系着质量为0.2kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量
8、为0.3kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2m，若A与转盘间的最大静摩擦力为2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围（g=10m/s2）16（12分）一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取g=10m/s2，试求：（1）机车受到的阻力f的大小（2）机车在这5min内行驶的路程17（12分）宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为L若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之间的距离为L已知两落地点在同一水平面上
9、，该星球半径为R，已知引力常量为G，求该星球的质量及其表面的重力加速度大小四川省自贡市2014-2015学年高一下学期期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（共12小题，每小题4分，满分48分）1（4分）做曲线运动的物体，在运动过程中，一定变化的物理量是（）A速度B速率C加速度D合外力考点：物体做曲线运动的条件 专题：物体做曲线运动条件专题分析：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，它的速度肯定是变化的；而匀速圆周运动的速率是不变的，平抛运动的合力、加速度是不变的解答：解：A、物体既然做曲线运动，那么它的速度方向肯定是不断变化的，所以速度一定在变化，故A正确
10、B、匀速圆周运动的速度的大小是不变的，即速率是不变的，故B错误C、平抛运动也是曲线运动，但是它的合力为重力，加速度是重力加速度，是不变的，故C错误；D、平抛运动也是曲线运动，但是它只受到为重力作用，合外力保持不变故D错误故选：A点评：曲线运动不能只想着匀速圆周运动，平抛也是曲线运动的一种，在做题时一定要考虑全面2（4分）下列关于经典力学的说法中正确的是（）A经典力学可以说明行星和卫星的运行轨道B经典力学适用于微观领域C经典力学只适用于微观、高速、强引力场D经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场考点：经典时空观与相对论时空观的主要区别 分析：经典力学是狭义相对论在低速（vc）条件下的近似，牛顿经典
11、力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速、弱引力场；而微观、高速物体适用于狭义相对论解答：解：A、经典力学可以解释宏观的行星和卫星的运行轨道情况；故A正确；B、经典力学不适用于微观领域；故B错误；C、经典力学只适用于宏观、低速、弱引力场；故C错误，D正确；故选：AD点评：本题主要考查了狭义相对论、量子力学和经典力学之间的区别与联系，如果理解不深，就很容易出错3（4分）如图，质量为m的小球，从离桌面高H处由静止下落，桌面离地面高为h，设桌面处物体重力势能为零，空气阻力不计，那么，小球落地时的机械能为（）AmghBmgHCmg（H+h）Dmg（Hh）考
12、点：机械能守恒定律；重力势能 分析：没有空气的阻力作用，小球只受到重力的作用，所以小球的机械能守恒，只要求得小球在任何一点的机械能即可解答：解：在整个过程中，小球的机械能守恒，设桌面处物体重力势能为零，则子刚开始下落时球的动能为零，重力势能为mgH，所以此时的机械能即为mgH，故小球落地时的机械能也为mgH故选B点评：全过程中球的机械能都守恒，只要求得其中一点的机械能就可以知道机械能的大小4（4分）关于列车转弯处内外铁轨间的高度关系，下列说法中正确的是（）A内、外轨一样高，以防列车倾倒造成翻车事故B因为列车转弯处有向内倾倒的可能，故一般使内轨高于外轨，以防列车倾倒C外轨比内轨略高，这样可以使列
13、车顺利转弯，减少车轮与铁轨的挤压D以上说法都不对考点：向心力；牛顿第二定律 专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：火车轨道外高内低的设计是为了减轻轮缘与轨道之间的挤压，这样火车转弯时，轨道给火车的支持力和其重力的合力提供向心力，保证行车安全解答：解：A、若内外轨道一样高，外轨对轮缘的弹力提供火车转弯的向心力，火车质量太大，靠这种办法得到的向心力，会导致轮缘与外轨间的作用力太大，使铁轨和车轮容易受损，并不能防止列车倾倒或翻车，故A错误；B、若内轨高于外轨，轨道给火车的支持力斜向弯道外侧，势必导致轮缘和轨道之间的作用力更大，更容使铁轨和车轮受损，故B错误；C、当外轨高于内轨时，轨道给火车的支持
14、力斜向弯道内侧，它与重力的合力指向圆心，为火车转弯提供了一部分向心力，减轻了轮缘和外轨的挤压，在修筑铁路时，根据弯道半径和轨道速度行驶，适当选择内外轨道的高度差，可以使火车的向心力完全由火车的支持力和重力的合力提供，是火车行驶更安全，故C正确；D、根据C选项正确，可知选项D错误故选：C点评：生活中有很多圆周运动的实例，要明确其设计或工作原理，即向心力是由哪些力来提供的，难度不大，属于基础题5（4分）质量为5kg的物体，以5m/s2的加速度竖直匀加速下落4m的过程中，它的机械能将（g取10m/s2）（）A减少了100JB增加了100JC减少了200JD增加了200J考点：动能定理 专题：动能定理
15、的应用专题分析：由牛顿第二定律可求得物体受到的合力；由动能定理可求得物体下落过程物体动能的增加量；由下落高度可求得重力势能的改变量，从而求出机械能的改变量解答：解：由牛顿第二定律可知，物体受到的合力F=ma=25N；则由动能定理可知Fh=mv2；解得动能Ek=25N4m=100N；物体下落了4m，则减小的重力势能为：Ep=mgh=200J；则机械能改变量为200100J=100J；即减小了100J；故选A点评：机械能包括动能和势能，也可以利用结论：重力之外的其他力做功等于机械能的改变量6（4分）关于第一宇宙速度，下列说法不正确的是（）A地球的第一宇宙速度由地球的质量和半径决定的B第一宇宙速度是
16、人造地球卫星环绕运行的最大速度C第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度D第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度考点：第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度 专题：万有引力定律的应用专题分析：题主要考查第一宇宙速度与地球人造卫星的运行速度、发射速度的关系，熟练应用公式G=ma，讨论轨道半径、角速度、线速度、周期等之间的关系解答：解：A、根据公式v=，可知，当轨道半径与地球半径相等等时，为第一宇宙速度，因此第一宇宙速度由地球的质量和半径决定，故A正确B、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度为v=，由此可知轨轨道半径越小，速度越大，由于第一宇宙速度对应的轨道半径为近地轨道半径，半径最小，故第一宇
17、宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，故B正确；C、在近地面发射人造卫星时，若发射速度等于第一宇宙速度，重力恰好等于向心力，做匀速圆周运动，若发射速度大于第一宇宙速度，重力不足提供向心力，做离心运动，即会在椭圆轨道运动，故C正确；D、地球同步卫星的轨道要比近地轨道卫星的半径大，根据v=，可知第一宇宙速度大于同步卫星环绕运行的速度，故D错误本题选错误的，故选：D点评：明确第一宇宙速度有三种说法：它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度；它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度；它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度7（4分）宇宙飞船要与环绕地球匀速运动的轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（）
18、A只能从与空间站同一高度轨道上加速B只能从较低轨道上加速C只能从较高轨道上加速D无论在什么轨道上，只要加速都行考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 专题：人造卫星问题分析：飞船做匀速圆周运动的向心力有引力提供，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，飞船做离心运动；飞船的线速度、角速度都与轨道半径一一对应解答：解：飞船做匀速圆周运动时，由地球的万有引力提供其向心力，根据万有引力等于向心力，可以知道速度与轨道半径的关系为v=A、C、在较高轨道上或在空间站同一高度的轨道上，当飞船加速时，飞船做离心运动，轨道半径增大，飞到更高的轨道，将不能与空间站
19、对接故A、C错误B、D、在较低轨道上，当飞船加速时，在原轨道运行所需要的向心力变大，但万有引力大小不变，故万有引力不足以提供向心力，飞船会做离心运动，可飞到较高的轨道与空间站对接；故B正确，D错误故选：B点评：解决本题关键要结合离心运动和向心运动的条件进行分析，同时要抓住飞船做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，求解出线速度与轨道关系的表达式进行讨论8（4分）如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上，现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为（）AmgRB2mgRC2.5mgRD3mgR考点：动能定理的应用；向心力 专题：动能定理的应用
20、专题分析：根据牛顿第二定律求出小球通过最高点C的最小速度，通过动能定理求出水平了对小球做功的最小值解答：解：小球恰好到达最高点C时，做功最少，小球恰好达到最高点C，重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=m，解得：vC=，从小球静止到小球运动到最高点过程中，由动能定理得：Wmg2R=mvC20，解得：W=2.5mgR，故C正确；故选：C点评：本题考查了牛顿第二定律和动能定理的综合运用，知道小球越过最高点的临界情况，通过动定理进行求解9（4分）如图所示，在同一竖直面内，小球a、b从高度不同的两点，分别以初速度va和vb沿水平方向抛出，经过时间ta和tb后落到与两抛出点水平距离相等的P点，若不计空
21、气阻力，下列关系式正确的是（）Atatb，vavbBtatb，vavbCtatb，vavbDtatb，vavb考点：平抛运动 专题：平抛运动专题分析：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，根据高度比较运动的时间，结合水平位移相等，比较初速度的大小解答：解：根据h=知，可知tatb由于水平位移相等，根据x=v0t知，vavb故B正确，A、C、D错误故选：B点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移10（4分）一小球从某高处以初速度为被水平抛出，落地时与水平地面夹角为45，抛出点距地面的高度
22、为（）ABCD考点：平抛运动 专题：平抛运动专题分析：根据落地时的速度，结合平行四边形定则求出竖直方向上的分速度，通过速度位移公式求出抛出点距离地面的高度解答：解：根据得，vy=v0，根据速度位移公式得，h=故C正确，A、B、D错误故选：C点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式灵活求解11（4分）在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则（）A卫星运动的加速度为gB卫星运动的周期为4C卫星运动的速度为D卫星运动的速度大小为考点：万有引力定律及其应用 专题：万有引力定律的应用专题分析：根据万有引力等于
23、重力，求出地球表面重力加速度与地球质量的关系卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力充当向心力，列式卫星运动的速度、周期、加速度、动能与轨道半径的关系解答：解：A、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设地球质量为M、卫星的轨道半径为r则 忽略地球自转的影响有联立得：v=，根据牛顿第二定律得：解得：a=g，故AC错误，D正确；B、根据圆周运动知识得：卫星运动的周期T=，故B正确；故选：BD点评：解决本题的关键掌握万有引力等于重力及万有引力等于向心力，知道重力加速度与距离中心天体球心距离的关系12（4分）已知引力常量是G，在下列各组物理数据中，能够估算月球质量的是（）A月球绕地
24、球运行的周期及月、地中心距离B绕月球表面运行的飞船的周期及月球的半径C绕月球表面运行的飞船的周期及线速度D月球表面的重力加速度考点：万有引力定律及其应用 专题：万有引力定律的应用专题分析：月球、人造卫星等做匀速圆周运动，它们受到的万有引力充当向心力，用它们的运动周期表示向心力，由万有引力定律结合牛顿第二定律列式求中心天体的质量，然后由选项条件判断正确的答案解答：解：A、根据万有引力提供向心力只能计算出中心天体质量，故已知月球绕地球运行的周期及月地中心间的距离，只能计算地球的质量，故A错误；B、由万有引力提供向心力得：G=mR，解得：M=，式中R为轨道半径，T为公转周期，M为中心天体质量，故B正
25、确；C、根据T=解得：R=，再根据：M=解得：M=，故C正确；D、月球表面的物体受到的重力等于万有引力，即：G=mg，解得：M=，仅仅知道月球表面的重力加速度，不可以计算月球的质量，故D错误故选：BC点评：解答万有引力定律在天体运动中的应用时要明确天体做匀速圆周运动，其受到的万有引力提供向心力，会用线速度、角速度、周期表示向心力，同时注意公式间的化简二、实验题（共2小题，满分17分）13（9分）某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，另外他们还找到了打点计时器所用的学生电源、导线、复写纸、纸带、小木块、细沙当滑块连接上纸带，用细线通过滑轮挂上空的小沙桶时，
26、释放小桶，滑块处于静止状态若你是小组中的一位成员，要完成该项实验，则：（1）你认为还需要的实验器材有刻度尺、天平（2）实验时为了保证滑块受到的合力与沙和沙桶的总重力大小基本相等，沙和沙桶的总质量应满足的实验条件是沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，实验时对木板放置要求是平衡摩擦力（3）在（2）的基础上，某同学用天平称量滑块的质量M往沙桶中装入适量的细沙，用天平称出此时沙和沙桶的总质量m让沙桶带动滑块加速运动，用打点计时器记录其运动情况，在打点计时器打出的纸带上取两点，测出这两点的间距L和这两点的速度大小v1与v2（v1v2）则本实验最终要验证的数学表达式为mgL=MM（用题中的字母表示实验中测量
27、得到的物理量）考点：探究功与速度变化的关系 专题：实验题分析：（1）根据实验原理，得到需要验证的表达式，从而确定需要的器材；（2）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，用沙和沙桶的总质量表示滑块受到的拉力，对滑块受力分析，受到重力、拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，必须使重力的下滑分量等于摩擦力；同时重物加速下降，处于失重状态，故拉力小于重力，可以根据牛顿第二定律列式求出拉力表达式分析讨论；（3）实验要测量滑块动能的增加量和合力做的功，求出合力的功和动能的增加量即可解答：解：（1）实验要验证动能增加量和总功是否相等，故需要求出总功和动能，故还要天平和刻度尺；（2）沙和沙桶加速下滑，处于
28、失重状态，其对细线的拉力小于重力，设拉力为T，根据牛顿第二定律，有对沙和沙桶，有 mgT=ma对滑块，有 T=Ma解得T=mg故当Mm时，有Tmg滑块下滑时受到重力、细线的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，则应该用重力的下滑分量来平衡摩擦力，故可以将长木板的一段垫高；（3）总功为：mgL动能增加量为：MM根据动能定理，则有：mgL=MM故答案为：（1）刻度尺、天平；（2）沙和沙桶的总质量远小于滑块的质量，平衡摩擦力；（3）mgL=MM点评：本题关键是根据实验原理并结合牛顿第二定律和动能定理来确定要测量的量、实验的具体操作方法和实验误差的减小方法14（8分）在利用自由落体运动验证机械能守恒
29、定律的实验中，已知打点计时器所用的电源频率为50Hz，查得当地的重力加速度为g=9.80m/s2，测得所用重物的质量为1.00kg，实验中得到一条点迹清晰的纸带如图1所示，把第一个点记作O，另选取连续的4个点A、B、C、D作为测量的点，经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为63.19cm、70.38cm、77.96cm、85.93cm（1）根据以上数据，可知重物由O点运动到C点，重力势能的减少量等于7.64J，动能的增加量等于7.56J（结果取三位有效数字）（2）若应用公式v=gt计算即时速度进行验证，在如图2所示的甲、乙两条实验纸带中，应选甲纸带好（3）若通过测量纸带上某两点间距离来
30、计算即时速度，进行验证，设已测得点2到4间距离为x1，点0到3间距离为x2，打点周期为T，为验证重物开始下落到打点计时器打下点3这段时间内机械能守恒，实验后若验证结论为守恒，则x1、x2和T应满足的关系为：T=T=考点：验证机械能守恒定律 专题：实验题分析：（1）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度，从而求出动能，根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值（2）根据自由落体运动规律得出打出的第一个点和相邻的点间的距离进行选择；（3）纸带实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的推论，
31、可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度从而求出动能根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值解答：解：（1）重力势能减小量Ep=mgh=1.09.80.7796J=7.64J利用匀变速直线运动的推论得：vC=3.89m/sEk=EkC=mvC2=（3.89）2=7.56J（2）打点计时器的打点频率为50 Hz，打点周期为0.02 s，重物开始下落后，在第一个打点周期内重物下落的高度：h=gt2=gT2=9.80.022 m2 mm所以所选的纸带最初两点间的距离接近2 mm，故选甲图（3）利用匀变速直线运动的推论打点3时的速度v=，重物下落的高度h=s2，当机械能守恒时，应有：m=mgs2，由
32、此得：T=故答案为：（1）7.64；7.56（2）甲（3）T=点评：纸带问题的处理时力学实验中常见的问题，对于这类问题要熟练应用运动学规律和推论进行求解，计算过程中要注意单位的换算和有效数字的保留三、计算题（共3小题，满分35分）15（11分）如图所示，用细绳一端系着质量为0.2kg的物体A静止在水平转盘上，细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为0.3kg的小球B，A的重心到O点的距离为0.2m，若A与转盘间的最大静摩擦力为2N，为使小球B保持静止，求转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围（g=10m/s2）考点：向心力 专题：匀速圆周运动专题分析：当角速度取最小值时，A所受的静摩擦力背离圆
33、心，当角速度为最大值时，A所受的静摩擦力指向圆心，结合牛顿第二定律求出角速度的范围解答：解：当角速度为所求范围的最小值1时，由牛顿第二定律有：，且T=mBg，由以上两式代入数据解得1=5rad/s当角速度为所求范围的最大值2时，由牛顿第二定律有：，T=mBg，由以上两式代入数据解得则的范围为答：转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围为点评：解决本题的关键知道圆周运动向心力的来源，抓住绳子的拉力不变，结合两个临界状态，运用牛顿第二定律进行求解16（12分）一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取g=10m/s2，试求
34、：（1）机车受到的阻力f的大小（2）机车在这5min内行驶的路程考点：共点力平衡的条件及其应用；动能定理 分析：知道汽车达到速度最大时是匀速直线运动，再运用动能定理求解解答：解：研究对象为机车首先分析物理过程：机车以恒定功率P0由静止出发速度v增加牵引力F减小（P0=Fv）合力减小（F合=Ff）加速度减小（a=）速度继续增加直至合力减小为0，加速度a=0，速度达到最大可见机车在这5 min内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动当机车的速度达到最大时，P0=Fvmax，此时F=f（1）已知P0=375 kW=3.75105 W，vmax=54 km/h=15 m/s，根据P0=Fvmax时，
35、F=f，得：P0=fvmax 机车受到的阻力f= N=2.5104 N（2）机车在这5 min内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功根据P0=，牵引力做的功为：WF=P0t根据动能定理有：P0tfs=mvmax20 解得：s=m=2250 m答案：（1）机车受到的阻力f的大小为2.5104N（2）机车在这5min内行驶的路程为2250 m点评：要清楚汽车启动的运动过程和物理量的变化，能够运用动能定理解决问题17（12分）宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为L若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之
36、间的距离为L已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R，已知引力常量为G，求该星球的质量及其表面的重力加速度大小考点：万有引力定律及其应用 专题：万有引力定律的应用专题分析：运用平抛运动规律表示出抛出点与落地点之间的距离求解星球表面重力加速度忽略星球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式求解天体质量解答：解：设小球平抛初速度为V0，星球表面重力加速度为g，第一次平抛：（vt）2+（gt2）2=L2第二次平抛（2vt）2+（t2）2=（L）2联立和解：g=星球表面的物体受到的重力等于万有引力，即：G=mg由解得：M=；答：该星球的质量为，其表面的重力加速度大小为点评：本题考查万有引力定律的应用，明确重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量