1、2015-2016学年山东省德州市武城二中高一(下)段考物理试卷(5月份)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项符合题目要求,第710题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,有选错的得0分)1如图是蹦床运动员落在弹簧床面的示意图,忽略空气阻力,下面说法正确的是()A运动员下落到刚接触蹦床时,速度最大B运动到最低点时,床对运动员的作用力大于运动员对床的作用力C从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员一直处于超重状态,运动员的加速度先减小后增大D在下落过程中,重力对运动员所做的功等于其重力势能的减小2如图,甲、乙两颗卫星以相同
2、的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是()A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大3如图所示,地球可以看成一个巨大的拱形桥,桥面半径R=6400km,地面上行驶的汽车重力G=3104N,在汽车的速度可以达到需要的任意值,且汽车不离开地面的前提下,下列分析中正确的是()A汽车的速度越大,则汽车对地面的压力也越大B不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都等于3104NC不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力D如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,则此时驾驶员会有超重的感觉4质量为m的皮球,
3、与地面碰撞机械能总是损失20%,现将该球从高为h处竖直向下抛出,要使它反弹到h高处,不计空气阻力,则人至少应对皮球做功()A mghB mghC mghDmgh5如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的vt图象,以水平向右的方向为正方向以下判断正确的是()A在03 s时间内,合力对质点做功为10 JB在46 s时间内,质点的平均速度为3 m/sC在15 s时间内,合力的平均功率为4 WD在t=6 s时,质点的加速度为零6如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是()A0t1时间
4、内汽车做匀加速运动且功率恒定Bt1t2时间内汽车牵引力做功为mv22mv12Ct1t2时间内的平均速度为(v1+v2)D在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值,t2t3时间内牵引力最小7物体受到几个力的作用而处于平衡状态,若再对物体施加一个恒力,则物体可能为()A静止或匀速直线运动B匀变速直线运动C匀速圆周运动D匀变速曲线运动8如图所示,从同一竖直线上不同高度A、B两点处,分别以速率v1、v2同向水平抛出两个小球,P为它们运动轨迹的交点则下列说法正确的有()A两球在P点一定具有相同的速率B若同时抛出,两球不可能在P点相碰C若同时抛出,落地前两球竖直方向的距离逐渐变大D若同时抛出,落地前两
5、球之间的距离逐渐变大9如图所示,一根细线下端栓一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔的水平桌面上,小孔与线没有接触小球在某一水平面上做匀速圆周运动(圆锥摆)现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),两次金属块Q都在桌面上保持静止则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是()A细线的拉力变大B小球P做匀速圆周运动所需的向心力变大C小球P运动的角速度变大DQ受到桌面的支持力变大10“嫦娥三号”探月工程将在今年下半年完成假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动,到达轨道的A点,点火变轨进入椭圆轨道,到达轨道的近月
6、点B再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动下列判断正确的是()A飞船在轨道上的运行速率v=B飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间为2C飞船在A点点火变轨后,动能增大D飞船在轨道上由A点运动到B点的过程中,动能增大二、实验题(本大题共2小题,共12分请把答案写在答题卷上)11在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):下列说法哪一项是正确的_(填选项前字母)A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50Hz则打
7、B点时小车的瞬时速度大小为_m/s(保留三位有效数字)12某同学利用如图所示的装置“探究功与速度变化的关系”:在木块的左端固定一挡板,挡板上栓一轻质弹簧,弹簧的右端固定一小物块,物块的上方有一很窄的遮光片,当弹簧的长度为原长时,物块恰处于O点,O点的正上方有一光电门,光电门上连接计时器(图中未画出)已知弹性势能的表达式为EP=k(x)2(1)实验开始时,_平衡摩擦力;_测量遮光片的宽度(均选填“需要”或“不需要”)(2)所有实验条件具备后,将小物块向左压缩x后从静止释放,小物块在弹簧的作用下被弹出,记下遮光片通过光电门的时间t1(3)将小物块向左压缩2x、3x、4x,后从静止释放,小物块在弹簧
8、的作用下被弹出,分别记下遮光片通过光电门的时间t2、t3、t4(4)将几次实验中弹簧对小物块做的功分别记为W1、W2、W3、,则W1:W2:W3=_、若以W为纵坐标、为横坐标作图,则得到的图象是_(填“一条直线”或“一条曲线”)三、计算题(本大题有3小题,共48分请把解答过程写在答题卷上)13如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L,重力加速度为g,不计空气阻力(1)求小球通过最高点A时的速度vA;(2)若小球通过最低点B时,细线对小球的拉力T恰好为小球重力的
9、6倍,且小球经过B点的瞬间让细线断裂,求小球落地点到C点的距离14如图所示,是一次娱乐节目中的一个游戏示意图,游戏装置中有一个光滑圆弧形轨道,高为h,半径为R,固定在水平地面上,它的左端切线沿水平方向,左端与竖直墙面间的距离为x竖直墙高为H,滑板运动员可从墙面的顶部沿水平方向飞到地面上游戏规则是让一滑块从弧形轨道的最高点由静止滑下,当它滑到轨道底端时,滑板运动员立即以某一初速度水平飞出,当滑块在水平面上停止运动时,运动员恰好落地,并将滑块捡起就算获胜,已知滑块到达底端时对轨道的压力大小为F,重力加速度为g求:(不计滑板的长度,运动员看作质点)(1)滑块的质量;(2)滑块与地面间的动摩擦因数:(
10、3)滑板运动员要想获胜,他飞出时的初速度多大?15如图所示,倾角为37的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高质量m=1kg的滑块从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t2015-2016学年山东省德州市武城二中高一(下)段考物理试卷(5月份)参考答案与试题解析一、选择题(
11、本题共10小题,每小题4分,共40分在每小题给出的四个选项中,第16题只有一项符合题目要求,第710题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,有选错的得0分)1如图是蹦床运动员落在弹簧床面的示意图,忽略空气阻力,下面说法正确的是()A运动员下落到刚接触蹦床时,速度最大B运动到最低点时,床对运动员的作用力大于运动员对床的作用力C从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,运动员一直处于超重状态,运动员的加速度先减小后增大D在下落过程中,重力对运动员所做的功等于其重力势能的减小【考点】机械能守恒定律;牛顿运动定律的应用-超重和失重【分析】运动员下落过程接触蹦床前是自由落体运动,从接触蹦床到
12、最低点过程,蹦床行变量逐渐变大,弹力逐渐增加;当弹力小于重力时,合力向下,加速度向下,运动员向下加速;当弹力大于重力时,合力向上,加速度向上,运动员向下减速【解答】解:A、动员下落过程接触蹦床前是自由落体运动,从接触蹦床到最低点过程,蹦床行变量逐渐变大,运动员受到的弹力逐渐增加,故合力先向下后向上,故运动员先加速后减速,故当弹力与重力平衡时,速度最大,故A错误;B、床对运动员的作用力与运动员对床的作用力是相互作用力,总是等值、反向、共线,故B错误;C、从刚接触蹦床到运动至最低点的过程中,蹦床形变量逐渐变大,运动员受到的弹力逐渐增加,故合力先向下减小后反向增加,故运动员的加速度先减小后增大,先是
13、失重后超重,故C错误;D、由wG=Ep知在下落过程中,重力对运动员所做的功等于其重力势能的减小,故D正确故选:D2如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是()A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用【分析】抓住卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,列式展开讨论即可【解答】解:根据卫星运动的向心力由万有引力提供,有:A、由于,可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度,故A正确;B、,由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量,故甲的周期大于
14、乙的周期,故B错误;C、,由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量,故甲的角速度小于乙的角速度,故C错误;D、,由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量,故甲的线速度小于乙的线速度,故D错误故选A3如图所示,地球可以看成一个巨大的拱形桥,桥面半径R=6400km,地面上行驶的汽车重力G=3104N,在汽车的速度可以达到需要的任意值,且汽车不离开地面的前提下,下列分析中正确的是()A汽车的速度越大,则汽车对地面的压力也越大B不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都等于3104NC不论汽车的行驶速度如何,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力D如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,则此时
15、驾驶员会有超重的感觉【考点】向心力【分析】将地球看成一个巨大的拱形桥,汽车做圆周运动,由地面的支持力和重力提供汽车所需要的向心力,根据牛顿第二定律列式分析【解答】解:A、对汽车研究,根据牛顿第二定律得:mgN=m,则得 N=mgm,可知,速度v越大,地面对汽车的支持力N越小,则汽车对地面的压力也越小,故A错误B、C由上可知,汽车和驾驶员都具有向下的加速度,处于失重状态,驾驶员对座椅压力大小都小于他自身的重力,而驾驶员的重力未知,所以驾驶员对座椅压力范围无法确定,故B错误,C正确D、如果某时刻速度增大到使汽车对地面压力为零,驾驶员具有向下的加速度,处于失重状态,故D错误故选:C4质量为m的皮球,
16、与地面碰撞机械能总是损失20%,现将该球从高为h处竖直向下抛出,要使它反弹到h高处,不计空气阻力,则人至少应对皮球做功()A mghB mghC mghDmgh【考点】功的计算【分析】由于皮球与地面相撞过程有机械能损失,故分下落和上升两个过程研究下落过程运用动能定理:,上升过程运动机械能守恒,动能全部转化为势能:,联立可解得人至少应对皮球做的功W【解答】解:下落过程中有:上升过程中有:联立解得故A正确、BDC错误故选:A5如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的vt图象,以水平向右的方向为正方向以下判断正确的是()A在03 s时间内,合力对质点做功为10 JB在46 s时间内,质点的平均速度为
17、3 m/sC在15 s时间内,合力的平均功率为4 WD在t=6 s时,质点的加速度为零【考点】匀变速直线运动的图像;匀变速直线运动的速度与时间的关系【分析】先根据速度时间图象得到物体的运动规律,然后根据动能定理判断合力的做功情况,根据速度时间图线与时间轴包围的面积表示位移来计算物体的位移大小,根据平均速度的定义求平均速度,根据平均功率的定义来求解平均功率【解答】解:A、根据动能定理,在03.0s时间内,合力对质点做功等于动能的增加量,故,故A错误;B、由于速度时间图线与时间轴包围的面积表示位移,故物体在4.0s6.0s时间内的位移为,故平均速度为,故B正确;C、根据动能定理,在1s5.0s时间
18、内,合力对质点做功等于动能的增加量,故,故合力的平均功率为,故C错误;D、在t=6.0s时,质点速度为零,但从5s到7s物体做匀变速直线运动,加速度不变,故该时刻物体的加速度不为零,故D错误;故选:B6如图所示为汽车在水平路面上启动过程中的速度图象,Oa为过原点的倾斜直线,ab段表示以额定功率行驶时的加速阶段,bc段是与ab段相切的水平直线,则下述说法正确的是()A0t1时间内汽车做匀加速运动且功率恒定Bt1t2时间内汽车牵引力做功为mv22mv12Ct1t2时间内的平均速度为(v1+v2)D在全过程中t1时刻的牵引力及其功率都是最大值,t2t3时间内牵引力最小【考点】动能定理的应用;平均速度
19、;匀变速直线运动的图像【分析】在速度时间图象中倾斜的直线表示匀变速直线运动,而水平的直线表示匀速直线运动,曲线表示变速直线运动;由图象可知物体的运动情况,由P=Fv可知,牵引力的变化;由动能定理可知牵引力所做的功【解答】解:A、0t1时间内为倾斜的直线,故汽车做匀加速运动,因故牵引力恒定,由P=Fv可知,汽车的牵引力的功率均匀增大,故A错误;B、t1t2时间内动能的变化量为,而在运动中受牵引力及阻力,故牵引力做功一定大于,故B错误;C、t1t2时间内,若图象为直线时,平均速度为(v1+v2),而现在图象为曲线,故图象的面积大于直线时的面积,即位移大于直线时的位移,故平均速度大于(v1+v2),
20、故C错误;D、由P=Fv及运动过程可知,t1时刻物体的牵引力最大,此后功率不变,而速度增大,故牵引力减小,而t2t3时间内,物体做匀速直线运动,物体的牵引力最小,故D正确;故选D7物体受到几个力的作用而处于平衡状态,若再对物体施加一个恒力,则物体可能为()A静止或匀速直线运动B匀变速直线运动C匀速圆周运动D匀变速曲线运动【考点】物体做曲线运动的条件【分析】曲线运动的条件是速度与合力不共线,平衡状态是指加速度为零的状态【解答】解:物体受几个恒力的作用而处于平衡状态,相当于不受力,速度可能为零,也可能为某个确定的值;A、若再对物体施加一个恒力,合力不为零,速度一定改变,不可能保持静止或匀速直线运动
21、,故A错误;B、若再对物体施加一个恒力,如果速度与合力同向,物体就做匀加速直线运动,故B正确;C、匀速圆周运动的合力大小恒定,方向不断改变,是变力;若再对物体施加一个恒力,合力为恒力,物体不可能做匀速圆周运动,故C错误;D、若再对物体施加一个恒力,如果速度与合力不共线,物体就做曲线运动,由于合力是恒力,故加速度恒定不变,还是匀变速曲线运动,故D正确;故选:BD8如图所示,从同一竖直线上不同高度A、B两点处,分别以速率v1、v2同向水平抛出两个小球,P为它们运动轨迹的交点则下列说法正确的有()A两球在P点一定具有相同的速率B若同时抛出,两球不可能在P点相碰C若同时抛出,落地前两球竖直方向的距离逐
22、渐变大D若同时抛出,落地前两球之间的距离逐渐变大【考点】平抛运动【分析】平抛运动的高度决定运动的时间,结合下降的高度判断两球能否在P点相碰若两球同时抛出,在竖直方向上相同时间内位移大小相等,结合水平方向位移的变化判断两物体间的距离变化【解答】解:A、两球的初速度大小关系未知,在P点,A的竖直分速度大于B的竖直分速度,根据平行四边形定则知,两球在P点的速度大小不一定相同,故A错误B、若同时抛出,在P点,A下落的高度大于B下落的高度,则A下落的时间大于B下落的时间,可知两球不可能在P点相碰,故B正确C、若同时抛出,根据h=知,经过相同的时间下落的高度相同,则竖直方向上的距离保持不变,故C错误D、若
23、同时抛出,由图可知,下落相同的高度,B的水平位移大于A的水平位移,可知B的初速度大于A的初速度,由于两球在竖直方向上的距离不变,水平距离逐渐增大,则两球之间的距离逐渐增大,故D正确故选:BD9如图所示,一根细线下端栓一个金属小球P,细线的上端固定在金属块Q上,Q放在带小孔的水平桌面上,小孔与线没有接触小球在某一水平面上做匀速圆周运动(圆锥摆)现使小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动(图上未画出),两次金属块Q都在桌面上保持静止则后一种情况与原来相比较,下面的判断中正确的是()A细线的拉力变大B小球P做匀速圆周运动所需的向心力变大C小球P运动的角速度变大DQ受到桌面的支持力变大【考点】向
24、心力;牛顿第二定律【分析】对P球分析,根据竖直方向上平衡求出拉力的表达式,解决绳子与竖直方向夹角的变化判断拉力的变化根据合力提供向心力,判断向心力的变化结合牛顿第二定律求出角速度的表达式,从而判断角速度的变化根据物体Q在竖直方向上平衡得出支持力的表达式,从而判断其变化【解答】解:A、设细线与竖直方向的夹角为,细线的拉力大小为T,细线的长度为L小球做匀速圆周运动,在竖直方向上合力为零,有:Tcos=mg,解得T=,小球改到一个更高一些的水平面上做匀速圆周运动,变大,拉力变大,故A正确B、小球P做圆周运动的向心力Fn=mgtan,变大,向心力变大,故B正确C、根据mgtan=m2Lsin得,角速度
25、,变大,角速度变大,故C正确D、Q受到重力、绳子的拉力和桌面的支持力、摩擦力的作用,在竖直方向上:Mg+Tcos=FN又Tcos=mg,可得:FN=Mg+mg,与小球的高度、绳子与竖直方向之间的夹角都无关,保持不变,故D错误故选:ABC10“嫦娥三号”探月工程将在今年下半年完成假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道运动,到达轨道的A点,点火变轨进入椭圆轨道,到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动下列判断正确的是()A飞船在轨道上的运行速率v=B飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间为2C飞船在A点点火变轨后,动能增大D飞船在轨道上由A点运动
26、到B点的过程中,动能增大【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系;万有引力定律及其应用【分析】飞船做圆周运动,根据万有引力等于向心力,列出等式表示出线速度和周期,再根据万有引力等于重力求解根据牛顿第二定律比较经过A点的加速度大小从轨道上A点进入轨道需加速,使得万有引力等于向心力在轨道上运行时,根据万有引力做功情况判断A、B两点的速度大小【解答】解:A、设月球的质量为M,飞船的质量为m,飞船绕月运动速度为v,飞船在轨道上时由重力提供向心力: mg0=m,解得:v=,故A正确B、根据万有引力提供向心力,得T=2,又根据月球表面物体万有引力等于重力得:GM=g0R2,所以飞船在轨道绕月球运动一周所
27、需的时间为T=2,故B错误C、飞船在A点处点火时,是通过向行进方向喷火,做减速运动,向心进入椭圆轨道,所以点火瞬间是动能减小的,故C错误D、飞船在轨道上由A点运动到B点的过程中,万有引力做正功,动能增大,故D正确故选:AD二、实验题(本大题共2小题,共12分请把答案写在答题卷上)11在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):下列说法哪一项是正确的C(填选项前字母)A平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上B为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量C实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O、A、B、C计数点,已知打点计时器使用的交流电频率
28、为50Hz则打B点时小车的瞬时速度大小为0.653m/s(保留三位有效数字)【考点】探究功与速度变化的关系【分析】平衡摩擦力是用重力的下滑分量来平衡小车受到的摩擦力,故最简洁的方法是调节木板倾角,使小车恰能匀速下滑;本题“探究恒力做功与动能改变的关系”,则要知道恒力的大小,和小车的动能,所以要测量小车的质量M、砂及砂桶的质量m;要探究的结论是合外力做的功等于小车动能的变化量用平均速度等于中间时刻的瞬时速度的结论求解【解答】解:A、平衡摩擦力时要将纸带、打点计时器、小车等连接好,但不要通电和挂钩码,故A错误;B、为减小系统误差,应使钩码质量远小于小车质量,使系统的加速度较小,避免钩码失重的影响,
29、故B错误C、实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放,故C正确故选:CB为AC时间段的中间时刻,根据匀变速运动规律得,平均速度等于中间时刻的瞬时速度,故:vB=0.653m/s;故答案为:C; 0.65312某同学利用如图所示的装置“探究功与速度变化的关系”:在木块的左端固定一挡板,挡板上栓一轻质弹簧,弹簧的右端固定一小物块,物块的上方有一很窄的遮光片,当弹簧的长度为原长时,物块恰处于O点,O点的正上方有一光电门,光电门上连接计时器(图中未画出)已知弹性势能的表达式为EP=k(x)2(1)实验开始时,需要平衡摩擦力;不需要测量遮光片的宽度(均选填“需要”或“不需要”)(2)所有实验条件具备后,
30、将小物块向左压缩x后从静止释放,小物块在弹簧的作用下被弹出,记下遮光片通过光电门的时间t1(3)将小物块向左压缩2x、3x、4x,后从静止释放,小物块在弹簧的作用下被弹出,分别记下遮光片通过光电门的时间t2、t3、t4(4)将几次实验中弹簧对小物块做的功分别记为W1、W2、W3、,则W1:W2:W3=1:4:9、若以W为纵坐标、为横坐标作图,则得到的图象是一条直线(填“一条直线”或“一条曲线”)【考点】探究功与速度变化的关系【分析】根据实验操作要求可知需要平衡摩擦力;电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度,根据功能关系可以求出需要验证的关系式【解答】解:(1)由于该实验要求弹簧弹力做功,所
31、以不能有摩擦力做功,所以需要平衡摩擦力光电门测速度的原理是用平均速度来代替瞬时速度v,小物块在弹簧的作用下被弹出,记下遮光片通过光电门的时间t,小物块的速度v=,根据功能关系可以求出需要验证的关系式可知:W=mv2=m,若以W为纵坐标、为横坐标作图,则得到的图象是一条倾斜直线,即可得到合力功与速度变化的关系,所以不需要测量遮光片的宽度(4)已知弹性势能的表达式为EP=k(x)2所以几次实验中弹簧对小物块做的功分别记为W1、W2、W3、,则W1:W2:W3=1:4:9,若以W为纵坐标、为横坐标作图,则得到的图象是一条直线故答案为:(1)需要;不需要(2)1:4:9;一条直线三、计算题(本大题有3
32、小题,共48分请把解答过程写在答题卷上)13如图所示,有一长为L的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为m的小球,现使小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动已知水平地面上的C点位于O点正下方,且到O点的距离为1.9L,重力加速度为g,不计空气阻力(1)求小球通过最高点A时的速度vA;(2)若小球通过最低点B时,细线对小球的拉力T恰好为小球重力的6倍,且小球经过B点的瞬间让细线断裂,求小球落地点到C点的距离【考点】向心力;平抛运动【分析】(1)物体恰好做通过最高点,即重力充当向心力,由向心力公式可求得最高点的速度; (2)由由向心力公式可求得小球的速度;细线断裂后,小球做平抛运动,由平抛运动
33、的规律可得出小球落地点到C的距离【解答】解:(1)小球恰好能做完整的圆周运动,则小球通过A点时细线的拉力为零,根据向心力公式有:mg=m解得:VA=;(2)小球在B点时根据牛顿第二定律有:Tmg=m小球运动到B点时细线断裂,小球做平抛运动,有:竖直方向:1.9LL=gt2水平方向:x=vBt=3L答:(1)小球在最高点的速度为; (2)小球落地点到C点的距离3L14如图所示,是一次娱乐节目中的一个游戏示意图,游戏装置中有一个光滑圆弧形轨道,高为h,半径为R,固定在水平地面上,它的左端切线沿水平方向,左端与竖直墙面间的距离为x竖直墙高为H,滑板运动员可从墙面的顶部沿水平方向飞到地面上游戏规则是让
34、一滑块从弧形轨道的最高点由静止滑下,当它滑到轨道底端时,滑板运动员立即以某一初速度水平飞出,当滑块在水平面上停止运动时,运动员恰好落地,并将滑块捡起就算获胜,已知滑块到达底端时对轨道的压力大小为F,重力加速度为g求:(不计滑板的长度,运动员看作质点)(1)滑块的质量;(2)滑块与地面间的动摩擦因数:(3)滑板运动员要想获胜,他飞出时的初速度多大?【考点】机械能守恒定律;牛顿第二定律;向心力;动能定理【分析】(1)滑块滑下过程机械能守恒;在最低点,滑块受重力和支持力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律和向心力公式列式求解;(2)游戏者做平抛运动,根据平抛运动的分位移公式求解出时间;对滑块匀减速过程
35、运用动能定理列式求解;(3)根据几何关系,求出平抛运动的水平分位移,然后根据x=v0t求解初速度【解答】解:(1)滑块沿弧面滑动过程:滑块在弧面最低点,有由以上两式解得:(2)滑块在地面上运动时:v=at滑板运动员在竖直方向由以上各式解得:(3)滑板在水平面上运动时滑板运动员在水平方向x2=v0t又x1+x2=x由上面各式解得:答:(1)滑块的质量为;(2)滑块与地面间的动摩擦因数为;(3)滑板运动员要想获胜,他飞出时的初速度为15如图所示,倾角为37的粗糙斜面AB底端与半径R=0.4m的光滑半圆轨道BC平滑相连,O为轨道圆心,BC为圆轨道直径且处于竖直方向,A、C两点等高质量m=1kg的滑块
36、从A点由静止开始下滑,恰能滑到与O等高的D点,g取10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8(1)求滑块与斜面间的动摩擦因数(2)若使滑块能到达C点,求滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,求滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t【考点】动能定理的应用;平抛运动【分析】(1)由题,滑块恰能滑到与O等高的D点,速度为零,对A到D过程,运用动能定理列式可求出动摩擦因数(2)滑块恰好能到达C点时,由重力提供向心力,根据牛顿第二定律列式可得到C点的速度范围,再对A到C过程,运用动能定理求初速度v0的最小值(3)离开C点做平抛运动,由平抛运动的规律和几
37、何知识结合求时间【解答】解:(1)滑块由A到D过程,根据动能定理,有: mg(2RR)mgcos37=00得 (2)若滑块能到达C点,根据牛顿第二定律有 则得 A到C的过程:根据动能定理有mgcos37=联立解得,v0=2m/s所以初速度v0的最小值为2m/s(3)滑块离开C点做平抛运动,则有 x=vct由几何关系得:tan37=联立得 5t2+3t0.8=0解得t=0.2s答:(1)滑块与斜面间的动摩擦因数为0.375(2)若使滑块能到达C点,滑块从A点沿斜面滑下时的初速度v0的最小值为2m/s(3)若滑块离开C处的速度大小为4m/s,滑块从C点飞出至落到斜面上的时间t是0.2s2016年9月29日