1、2015-2016学年河北省衡水市武邑中学高一（下）月考物理试卷（4月份）一、单选题（本大题12小题，每小题4分，共48分）1两物体做匀速圆周运动，运动半径之比为4：3，受到向心力之比为3：4则这两物体的动能之比为（）A16：9B9：16C1：1D4：32做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（）A线速度B速率C频率D周期3带电粒子（不计重力）可能所处的状态是（）A在磁场中处于平衡状态B在电场中做匀速圆周运动C在匀强磁场中做抛体运动D在匀强电场中做匀速直线运动4如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是（）A小球在水平线ab以上的管道
2、中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力B小球在水平线ab以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球通过最高点时的最小速度vmin=5如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A它们的向心力都等于地球对它们的万有引力B它们的向心加速度都与轨道半径的二次方成反比Ca和c的运转周期相同Da和b做匀速圆周运动的轨道半径相同，线速度大小相等6英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了2008年度世界8项科学之最
3、，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足（其中c为光速，G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为（）A108m/s2B1010m/s2C1012m/s2D1014m/s27如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B，A、B之间以及B球与固定点O之间分别用两段轻绳相连，以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动如果，两段绳子拉力之比TAB：TOB为（）A2：3B2：5C3：5D1：58如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一
4、辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹不考虑车轮受到的侧向摩擦，下列说法中正确的是（）A在a轨道上运动时角速度较大B在a轨道上运动时线速度较大C在a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大D在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大9如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处不计空气阻力，下列说法正确的是（）Ab和c运动时间相同Ba和b初速度相同Ca的运动时间是b的两倍Db的初速度是c的两倍10P1、P2为相距
5、遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同则（）AP1的“第一宇宙速度”比P2的小BP1的平均密度比P2的大Cs1的公转周期比s2的大Ds1的向心加速度比s2的大11科学家们推测，太阳系的第十六颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息可以确定（）A这颗行星的公转周期和地球相等B这颗行星的半径等于地球的半径C这颗行星
6、的密度等于地球的密度D这颗行星上同样存在着生命12关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（）A轨道半径越大，速度越小，周期越长B轨道半径越大，速度越大，周期越短C轨道半径越大，速度越大，周期越长D轨道半径越小，速度越小，周期越长二、实验填空题（每题6分，共12分）13在研究平抛运动的实验中（1）如图一所示的实验装置：小球A沿竖直平面内的轨道滑下，轨道末端水平，A离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时从同一高度自由下落改变整个装置的高度H做同样的试验，发现位于同一高度的A、B总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后（A）水平方向的分运动是匀速直线
7、运动（B）水平方向的分运动是匀加速直线运动（C）竖直方向的分运动是自由落体运动（D）竖直方向的分运动是匀速直线运动（2）在某次实验中，测得小球A的平抛运动轨迹如图二所示，已知0点是平抛运动的出发点，x1=32cm，y1=20cm，y2=45cm，可计算出x2=cm（取g=10m/s2）14如图所示，是自行车传动结构的示意图，假设脚踏板每n秒转一圈，要知道这种情况下自行车的行驶速度，则（1）还需要测量那些物理量，在图中标出并写出相应的物理意义（2）自行车的行驶速度是多少？（用你假设的物理量表示）三、计算题15一平板车质量M=50kg，停在水平路面上，车身平板离地面高h=1.25m一质量m=10k
8、g的小物块置于车的平板上，它到车尾的距离b=1.0m，与平板间的动摩擦因数=0.2，如图所示今对平板车施一水平方向的恒力F=220N，使车由静止向前行驶，经一段时间后物块从平板上滑落，此时车向前行驶的距离x0=2.0m不计路面与平板车间的摩擦，g取10m/s2求：（1）从车开始运动到物块刚离开车所经过的时间t；（2）物块刚落地时，落地点到车尾的水平距离x16如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R质量为m的小球由A点静止释放，求：（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力FN的大小；（3）小球通过光滑的水
9、平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D到地面的高度为h（已知hR），则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf17质量为1.0kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连物体与转盘问最大静摩擦力是重力的0.1倍，弹簧的劲度系数为600N/m，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图所示（1）圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度0=（2）当角速度达到20时，弹簧的伸长量X=（g取10m/s2）18小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d
10、后落地如图所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力（1）求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2（2）问绳能承受的最大拉力多大？（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？2015-2016学年河北省衡水市武邑中学高一（下）月考物理试卷（4月份）参考答案与试题解析一、单选题（本大题12小题，每小题4分，共48分）1两物体做匀速圆周运动，运动半径之比为4：3，受到向心力之比为3：4则这两物体的动能之比为（）A16：9B9：16C1：1D4：3【考点】向心力
11、；动能【分析】可以根据向心力公式列式得到速度比，再根据动能的定义式得到动能的比值；也可以先推导出动能的表达式进行分析【解答】解：向心力公式为：F=m；动能为：；联立有：；故：1故选：C2做匀速圆周运动的物体，下列物理量变化的是（）A线速度B速率C频率D周期【考点】匀速圆周运动【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的，决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点【解答】解：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此是变化的，周期、频率、速率是标量，是不变化的，故A正确，BCD错误故选：A3带电粒子（不计重力）可能所处的状态是（）
12、A在磁场中处于平衡状态B在电场中做匀速圆周运动C在匀强磁场中做抛体运动D在匀强电场中做匀速直线运动【考点】带电粒子在匀强磁场中的运动；带电粒子在匀强电场中的运动【分析】带电粒子在磁场中可能受磁场力，也可能不受磁场，且洛伦兹力的方向与速度方向垂直，只改变速度的方向，不改变速度的大小电荷处于电场中一定受到电场力，使其做匀变速运动，可能直线，也可能曲线运动，可是平抛运动，也可是匀速圆周运动【解答】解：A、当带电粒子的运动方向与磁场方向平行时，带电粒子不受洛伦兹力作用，因此做匀速直线运动，处于平衡状态；故A正确；B、当粒子绕中心带电粒子转动时，电场力恰好可以充当向心力，则在电场中可以做匀速圆周运动；故
13、B正确； C、粒子在磁场中受力不会沿一个方向，故在匀强磁场中不可能做抛体运动；故C错误； D、当带电粒子在电场中一定受电场力的作用，电场力对粒子做功，粒子的动能一定发生变化，故粒子不可能做匀速直线运动；故D错误； 故选：AB4如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是（）A小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力B小球在水平线ab以上的管道中运动时，内侧管壁对小球一定有作用力C小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D小球通过最高点时的最小速度vmin=【考点】向心力；匀速圆周运动【分析】小球
14、在竖直光滑圆形管道内做圆周运动，在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，从而可以确定在最高点的最小速度小球做圆周运动是，沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力【解答】解：A、小球在水平线ab以上管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，可能外侧壁对小球有作用力，也可能内侧壁对小球有作用力故A、B错误C、小球在水平线ab以下管道运动，由于沿半径方向的合力提供做圆周运动的向心力，所以外侧管壁对小球一定有作用力，而内侧管壁对小球一定无作用力，故C正确D、在最高点，由于外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0故D错误
15、故选：C5如图所示，a为赤道上的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A它们的向心力都等于地球对它们的万有引力B它们的向心加速度都与轨道半径的二次方成反比Ca和c的运转周期相同Da和b做匀速圆周运动的轨道半径相同，线速度大小相等【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，根据v=r，a=r2比较线速度的大小和向心加速度的大小，根据万有引力提供向心力比较C的线速度、角速度和向心加速度大小a、C都是相对地球静止的，故它们的周期等于地球的自转周期【解答
16、】解：A、对于a物体其向心力为万有引力与支持力的合力，则A错误 B、对于b，c万有引力提供向心力：a=，但对于a向心力不只是万有引力，不满足向心加速度都与轨道半径的二次方成反比，则B错误C、a、C都是相对地球静止的，故它们的周期等于地球的自转周期，则C正确 D、a，b的角速度相同，但b的线速度大，则D错误故选：C6英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足（其中c为光速，G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为（）A108m/s2B10
17、10m/s2C1012m/s2D1014m/s2【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据物体与该天体之间的万有引力等于物体受到的重力，列出等式表示出黑洞表面重力加速度结合题目所给的信息求解问题【解答】解：黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：，又有，联立解得，带入数据得重力加速度的数量级为1012m/s2，故选C7如图所示，在光滑的水平面上有两个质量相同的球A和球B，A、B之间以及B球与固定点O之间分别用两段轻绳相连，以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动如果，两段绳子拉力之比TAB：TOB为（）A2：3B2：5C3：5D1
18、：5【考点】向心力【分析】两个小球以相同的角速度绕着O点做匀速圆周运动，分别对两个小球运用牛顿第二定律列式，即可求得两段绳子拉力之比TAB：TOB【解答】解：设=2r，角速度为，每个小球的质量为m则根据牛顿第二定律得：对A球：TAB=m23r对B球：TOBTAB=m22r联立以上两式得：TAB：TOB=3：5故选C8如图为表演杂技“飞车走壁”的示意图演员骑摩托车在一个圆桶形结构的内壁上飞驰，做匀速圆周运动图中a、b两个虚线圆表示同一位演员骑同一辆摩托，在离地面不同高度处进行表演的运动轨迹不考虑车轮受到的侧向摩擦，下列说法中正确的是（）A在a轨道上运动时角速度较大B在a轨道上运动时线速度较大C在
19、a轨道上运动时摩托车对侧壁的压力较大D在a轨道上运动时摩托车和运动员所受的向心力较大【考点】牛顿第二定律；向心力【分析】任选一摩托车作为研究对象，根据匀速圆周运动的合力提供向心力的特点，分析受力情况，作出力图，根据牛顿第二定律得到角速度、线速度与半径的关系，可比较它们的大小根据力图，比较侧壁对摩托车的支持力和向心力的大小【解答】解：A、以任摩托车为研究对象，作出力图，如图设侧壁与竖直方向的夹角为，则根据牛顿第二定律，得 mgcot=m2r，得到=，相同，r大，则小，故在a轨道上运动时角速度较小故A错误 B、mgcot=m，得到v=，r大，则v大，则在a轨道上运动时线速度较大故B正确 C、设侧壁
20、对车的支持力为FN，则由图得到 FN=，故FN的大小一样故C错误 D、向心力Fn=mgtan，故身心力Fn的大小相等故D错误故选B9如图所示，x轴在水平地面上，y轴沿竖直方向图中画出了从y轴上不同位置沿x轴正向水平抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹小球a从（0，2L）抛出，落在（2L，0）处；小球b、c从（0，L）抛出，分别落在（2L，0）和（L，0）处不计空气阻力，下列说法正确的是（）Ab和c运动时间相同Ba和b初速度相同Ca的运动时间是b的两倍Db的初速度是c的两倍【考点】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，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和
21、时间比较初速度【解答】解：A、b、c平抛运动的高度相同，根据t=知，b、c运动时间相同，故A正确B、a、b的高度之比为2：1，根据t=知，a、b的运动时间之比为，水平位移相等，则a、b的初速度之比为，故B、C错误D、b、c的运动时间相等，水平位移之比为2：1，则b的初速度是c初速度的2倍，故D正确故选：AD10P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同则（）AP1的“第一宇宙速度”
22、比P2的小BP1的平均密度比P2的大Cs1的公转周期比s2的大Ds1的向心加速度比s2的大【考点】万有引力定律及其应用【分析】根据牛顿第二定律得出行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a的表达式，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1、P2的质量和半径关系，根据密度和第一宇宙速度的表达式分析求解；根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式求解【解答】解：A、第一宇宙速度v=，所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大，故A错误；B、根据牛顿第二定律，行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为：a=，两曲线左端点横坐标相同，所以P1、P2的半径相等，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1的质量大于P2
23、的质量，根据=，所以P1的平均密度比P2的大，故B正确；C、根据根据万有引力提供向心力得出周期表达式T=2，所以s1的公转周期比s2的小，故C错误；D、s1、s2的轨道半径相等，根据a=，所以s1的向心加速度比s2的大，故D正确；故选：BD11科学家们推测，太阳系的第十六颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息可以确定（）A这颗行星的公转周期和地球相等B这颗行星的半径等于地球的半径C这颗行星的密度等于地球的密度D这颗行星上同样存在着生命【考点】万有引力定律及其应用；向心力【分析】研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根
24、据万有引力提供向心力，列出等式太阳系的第十六颗行星就在地球的轨道上，说明它与地球的轨道半径相等【解答】解：A、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：，行星的周期T=2，由于轨道半径相等，则行星公转周期与地球公转周期相等，故A正确；B、这颗行星的轨道半径等于地球的轨道半径，但行星的半径不一定等于地球半径，故B错误；C、这颗行星的密度与地球的密度相比无法确定，故C错误D、这颗行星是否存在生命无法确定，故D错误故选：A12关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（）A轨道半径越大，速度越小，周期越长B轨道半径越大，速度越大，周期越短C轨道半径越大，速度越大，周期越长D轨道半径越小
25、，速度越小，周期越长【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】要求卫星的线速度与轨道半径之间的关系，可根据G=m来求解；要求卫星的运动周期和轨道半径之间的关系，可根据有G=mR来进行求解【解答】解：人造地球卫星在绕地球做圆周运动时地球对卫星的引力提供圆周运动的向心力故有G=mR故T=，显然R越大，卫星运动的周期越长又G=mv=，显然轨道半径R越大，线速度越小故A正确故选A二、实验填空题（每题6分，共12分）13在研究平抛运动的实验中（1）如图一所示的实验装置：小球A沿竖直平面内的轨道滑下，轨道末端水平，A离开轨道末端时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时从同一高度自由下落改变
26、整个装置的高度H做同样的试验，发现位于同一高度的A、B总是同时落地，该实验现象说明了A球在离开轨道后C（A）水平方向的分运动是匀速直线运动（B）水平方向的分运动是匀加速直线运动（C）竖直方向的分运动是自由落体运动（D）竖直方向的分运动是匀速直线运动（2）在某次实验中，测得小球A的平抛运动轨迹如图二所示，已知0点是平抛运动的出发点，x1=32cm，y1=20cm，y2=45cm，可计算出x2=48cm（取g=10m/s2）【考点】研究平抛物体的运动【分析】（1）A球在水平方向的运动没有可以参照的物体无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律，由于两球在竖直方向遵循相同的运动规律，B球做自
27、由落体运动，A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动（2）根据平抛运动水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动联立列方程可以正确解答【解答】解：（1）由于AB两球同时从同一高度开始下落，并且同时到达地面，故在竖直方向两球遵循相同的运动规律：即速度加速度总是相同由于B球做自由落体运动，故A球在平抛过程中在竖直方向也做自由落体运动，故C正确，D错误而A球在水平方向的运动没有可以参照的物体，故无法确定平抛运动的物体在水平方向的运动所遵循的规律故AB无法判定故选：C（2）由于O为平抛的起点，根据竖直方向的运动特点有：y1=gy2=gx1=v0t1x2=v0t2将x1=32cm=0.32m，y1=2
28、0cm=0.2m，y2=45cm=0.45m，代入，解得：x2=0.48m=48cm故答案为：（1）C； （2）4814如图所示，是自行车传动结构的示意图，假设脚踏板每n秒转一圈，要知道这种情况下自行车的行驶速度，则（1）还需要测量那些物理量，在图中标出并写出相应的物理意义（2）自行车的行驶速度是多少？（用你假设的物理量表示）【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】根据大齿轮的周期求出大齿轮的角速度大齿轮和小齿轮靠链条传动，边缘点线速度相等，根据半径关系可以求出小齿轮的角速度后轮与小齿轮具有相同的角速度，若要求出自行车的速度，需要测量后轮的半径，抓住角速度相等，求出自行车的速度【解答】解：（
29、1）要知道自行车的行驶速度，还需测量：大齿轮的半径r1，小齿轮的半径r2，后轮半径r3（2）大齿轮的周期为n秒，则大齿轮的角速度1=2n rad/s大齿轮和小齿轮的线速度相等，小齿轮与后轮的角速度相等因为1r1=2r2，所以，后轮的角速度与小齿轮的角速度相等，所以线速度v=r32=答：（1）需要测量后轮半径r3，大齿轮半径r1，小齿轮半径r2（2）自行车的行驶速度为三、计算题15一平板车质量M=50kg，停在水平路面上，车身平板离地面高h=1.25m一质量m=10kg的小物块置于车的平板上，它到车尾的距离b=1.0m，与平板间的动摩擦因数=0.2，如图所示今对平板车施一水平方向的恒力F=220
30、N，使车由静止向前行驶，经一段时间后物块从平板上滑落，此时车向前行驶的距离x0=2.0m不计路面与平板车间的摩擦，g取10m/s2求：（1）从车开始运动到物块刚离开车所经过的时间t；（2）物块刚落地时，落地点到车尾的水平距离x【考点】牛顿运动定律的综合应用；平抛运动【分析】（1）根据牛顿第二定律求出车的加速度，从车开始运动到物块刚离开车的过程车的位移为x0=2.0m，由位移公式求出时间（2）根据牛顿第二定律和速度公式求出物块离开车瞬间的速度物块离开车后做平抛运动，由高度求出平抛运动的时间，求出物块水平位移的大小再由牛顿第二定律和位移公式求出这段时间内车的位移大小，再求解物块刚落地时，落地点到车
31、尾的水平距离x【解答】解：（1）如图所示，设作物块与车板间的摩擦力为f，自车开始运动直至物块离开车板所用时间为t，此过程中车的加速度为a1，由牛顿第二定律有 Ff=Ma1 f=mg解以上两式得a1=4m/s2对车由运动学公式有 解得 s（2）物块离开车时，车的速度v=a1t=41=4m/s物块在车上运动时的加速度m/s2物块离开车瞬间的速度v=a2t=21=2m/s它将以此初速度做平抛运动，设经时间t落地，由 解得 =0.5s通过的水平距离 x1=vt=20.5=1m在这段时间内，车的加速度为 m/s2车通过的距离为 =2.55m可知，物块落地时与平板车右端的水平距离为 x=x2x1=1.55
32、m答：（1）从车开始运动到物块刚离开车所经过的时间t=1s；（2）物块刚落地时，落地点到车尾的水平距离x=1.55m16如图所示，AB为固定在竖直平面内的光滑圆弧轨道，轨道的B点与水平地面相切，其半径为R质量为m的小球由A点静止释放，求：（1）小球滑到最低点B时，小球速度v的大小；（2）小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力FN的大小；（3）小球通过光滑的水平面BC滑上固定曲面，恰达最高点D，D到地面的高度为h（已知hR），则小球在曲面上克服摩擦力所做的功Wf【考点】动能定理的应用；牛顿第二定律【分析】（1）小球从A滑至B的过程中，支持力不做功，只有重力做功，根据机械能守恒定律或动能定理列式求
33、解；（2）在圆弧最低点B，小球所受重力和支持力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可；（3）对小球从A运动到D的整个过程运用动能定理列式求解【解答】解：（1）由动能定理得则即小球滑到最低点B时，小球速度v的大小为（2）由牛顿第二定律得则FN=3mg即小球刚到达最低点B时，轨道对小球支持力FN的大小为3mg（3）对于小球从A运动到D的整个过程，由动能定理，得mgRmghWf=0则Wf=mg（Rh） 即小球在曲面上克服摩擦力所做的功为mg（Rh）17质量为1.0kg的物体放在可绕竖直轴转动的水平圆盘上，物体与转轴间用轻弹簧相连物体与转盘问最大静摩擦力是重力的0.1倍，弹簧的劲度系数为600
34、N/m，原长为4cm，此时圆盘处于静止状态，如图所示（1）圆盘开始转动后，要使物体与圆盘保持相对静止，圆盘的最大角速度0=5rad/s（2）当角速度达到20时，弹簧的伸长量X=6mm（g取10m/s2）【考点】向心力；牛顿第二定律；线速度、角速度和周期、转速【分析】（1）当摩擦力达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度最大，根据牛顿第二定律求出最大角速度（2）当角速度达到20时，弹簧的弹力和最大静摩擦力共同提供圆周运动所需的向心力，根据牛顿第二定律求出弹簧的伸长量【解答】解：（1）根据fm=mr02，得，r=0.04m0=（2）当角速度达到20时，有：代入数据，解得x=0.006m=6mm故答案为：5
35、rad/s；6mm18小明站在水平地面上，手握不可伸长的轻绳一端，绳的另一端系有质量为m的小球，甩动手腕，使球在竖直平面内做圆周运动当球某次运动到最低点时，绳突然断掉，球飞行水平距离d后落地如图所示已知握绳的手离地面高度为d，手与球之间的绳长为d，重力加速度为g忽略手的运动半径和空气阻力（1）求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2（2）问绳能承受的最大拉力多大？（3）改变绳长，使球重复上述运动，若绳仍在球运动到最低点时断掉，要使球抛出的水平距离最大，绳长应是多少？最大水平距离为多少？【考点】机械能守恒定律；牛顿第二定律；平抛运动；向心力【分析】（1）绳断后小球做平抛运动，根据平抛运动
36、的规律即可求解绳断时球的速度大小 v1和球落地时的速度大小 v2（2）设绳能承受的最大拉力大小为T，这也是球受到绳的最大拉力大小根据向心力公式即可求解；（3）设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大推力不变，根据圆周运动向心力公式及平抛运动的规律结合数学知识即可解题【解答】解：（1）设绳断后球飞行时间为t，由平抛运动规律，有竖直方向，水平方向d=v1t得由机械能守恒定律，有得（2）设绳能承受的最大拉力大小为T，这也是球受到绳的最大拉力大小球做圆周运动的半径为由圆周运动向心力公式，有 得 （3）设绳长为l，绳断时球的速度大小为v3，绳承受的最大拉力不变，有 得绳断后球做平抛运动，竖直位移为dl，水平位移为x，时间为t1有x=v3t1得 当时，x有最大值，答：（1）绳断时球的速度大小v1为，球落地时的速度大小v2为；（2）绳能承受的最大拉力为；（3）绳长应是，最大水平距离为2016年5月29日