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文檔簡介
曲線運動、萬有引力、機械能綜合一、選擇題(本題共6道小題)1.如圖,表面光滑的固定斜面頂端安裝一定滑輪,小物塊a、b用輕繩連接并跨過滑輪(不計滑輪的質量和摩擦)初始時刻,a、b處于同一高度并恰好處于靜止狀態(tài)剪斷輕繩后a下落、b沿斜面下滑下列說法正確的是() a 兩物塊的質量相等 b 兩物塊落地時重力做功的功率不同 c 從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊所用時間不等 d 從剪斷輕繩到物塊著地,兩物塊重力勢能的變化量相同2.如圖所示為一種叫做“魔盤”的娛樂設施,當轉盤轉動很慢時,人會隨著“磨盤”一起轉動,當“魔盤”轉動到一定速度時,人會“貼”在“魔盤”豎直壁上,而不會滑下。若磨盤半徑為r,人與魔盤豎直壁間的動摩擦因數(shù)為,在人“貼”在“魔盤”豎直壁上,隨“魔盤”一起運動過程中,則下列說法正確的是( )a人隨“魔盤”轉動過程中受重力、彈力、摩擦力和向心力作用b如果轉速變大,人與器壁之間的摩擦力變大c如果轉速變大,人與器壁之間的彈力不變d“魔盤”的轉速一定大于3.如圖,一半徑為r、粗糙程度處處相同的半圓形軌道豎直固定放置,直徑poq水平。一質量為m的質點自p點上方高度r處由靜止開始下落,恰好從p點進入軌道。質點滑到軌道最低點n時,對軌道的壓力為4mg,g為重力加速度的大小。用w表示質點從p點運動到n點的過程中克服摩擦力所做的功。則a. ,質點恰好可以到達q點b. ,質點不能到達q點c. ,質點到達q后,繼續(xù)上升一段距離d. ,質點到達q后,繼續(xù)上升一段距離4.衛(wèi)星電話信號需要通地球同步衛(wèi)星傳送如果你與同學在地面上用衛(wèi)星電話通話,則從你發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時間最接近于(可能用到的數(shù)據(jù):月球繞地球運動的軌道半徑約為3.8105km,運行周期約為27天,地球半徑約為6400千米,無線電信號傳播速度為3108m/s)() a 0.1s b 0.5s c 0.25s d 1s5.一根長l=2m,重力g=200n的均勻木桿放在水平地面上,現(xiàn)將它的一端從地面抬高1m,另一端仍擱在地面上,則物體重力勢能的變化量為()a50 j b100 j c 200 j d400 j6.近幾年我國在航空航天工業(yè)上取得了長足的進步,既實現(xiàn)了載人的航天飛行,又實現(xiàn)了航天員的出艙活動如圖所示,在某次航天飛行實驗活動中,飛船先沿橢圓軌道1飛行,后在遠地點343千米的p處點火加速,由橢圓軌道1變成高度為343千米的圓軌道2下列判斷正確的是() a 飛船由橢圓軌道1變成圓軌道2的過程中機械能不斷減小 b 飛船在圓軌道2上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) c 飛船在此圓軌道2上運動的角速度小于同步衛(wèi)星運動的角速度 d 飛船在橢圓軌道1上的運行周期小于沿圓軌道2運行的周期二、實驗題(本題共2道小題)7.小明同學在學習了圓周運動的知識后,設計了一個課題,名稱為:快速測量自行車的騎行速度。他的設想是:通過計算踏 腳板轉動的角速度,推算自行車的騎行速度。經過騎行,他得到如下的數(shù)據(jù):在時間t內腳踏板轉動的圈數(shù)為n;(1)那么腳踏板轉動的角速度= ;(2)要推算自行車的騎行速度,從以下選項中選出還需要測量的物理量是(填寫前面的序號) ;.鏈條長度l1 .曲柄長度l2 .大齒輪的半徑r1.小齒輪的半徑r2 .自行車后輪的半徑r(3)自行車騎行速度的計算式v= .(用所給物理量及所測物理量字母表示)8.將一長木板靜止放在光滑的水平面上,如下圖甲所示,一個小鉛塊(可視為質點)以水平初速度v0由木板左端向右滑動,到達右端時恰能與木板保持相對靜止?,F(xiàn)將木板分成a和b兩段,使b的長度和質量均為a的2倍,并緊挨著放在原水平面上,讓小鉛塊仍以初速度v0由木塊a的左端開始向右滑動,如圖乙所示。若小鉛塊相對滑動過程中所受的摩擦力始終不變,則下列有關說法正確的是()a小鉛塊將從木板b的右端飛離木板b小鉛塊滑到木板b的右端前就與木板b保持相對靜止c甲、乙兩圖所示的過程中產生的熱量相等 d圖甲所示的過程產生的熱量大于圖乙所示的過程產生的熱量三、計算題(本題共3道小題)9.城市各個角落都分布有消防栓,在一次消防器材檢驗時,檢測員將消防栓的閥門打開,水從橫截面積s=1.0102m2的栓口水平流出,達標的消防栓正常出水量為10l/s15l/s,經測量栓口距離水平地面高度h=0.8m,流到地面上的位置距離栓口的水平位移為0.6m,忽略空氣阻力,重力加速度g=10m/s2,水的密度為1.0103kg/m3求:(1)水從栓口流出的速度和落地的速度;(2)該消防栓是否達標?請說明理由(3)空中水柱的質量是多少?10.如圖所示,光滑水平面上,輕彈簧兩端分別拴住質量均為m的小物塊a和b,b物塊靠著豎直墻壁今用水平外力緩慢推a,使a、b間彈簧壓縮,當壓縮到彈簧的彈性勢能為e時撤去此水平外力,讓a和b在水平面上運動求:當彈簧達到最大長度時a、b的速度大??;當b離開墻壁以后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值11.如圖,光滑平臺左端與半徑r=0.6m的半圓光滑軌道相切,且都固定平臺上a、b兩滑塊間壓縮有一輕質彈簧(用細線拴?。?,其中ma=1.5kg,mb=1kg緊靠平臺右側放有m=4kg的木板,其上表面與平臺等高剪斷細線后,b以vb=9m/s的速度沖上木板已知b與木板間的動摩擦因數(shù)1=0.5,木板與地面間的動摩擦因數(shù)為2,兩滑塊都可看作質點,不考慮a與b分離后再對b運動的影響,取g=10m/s2求:(1)a滑至半圓軌道最高點q時,軌道對其壓力的大??;(2)要保證b不滑出木板,木板的最短長度記為l試討論并求出2與l的關系式,求出l的最小值試卷答案1.解:a、剛開始ab處于靜止狀態(tài),所以有mbgsin=mag,則mbma,故a錯誤b、剪斷輕繩后a自由下落,b沿斜面下滑,ab都只有重力做功,根據(jù)機械能守恒定律得:mgh=,速度大小v=,則a重力的功率,b重力的功率,可知pa=pb,故b錯誤c、因為落地的速度大小相等,加速度不等,根據(jù)速度時間公式知,運動的時間不等,故c正確d、下降的高度相同,重力大小不等,則重力勢能變化量不同,故d錯誤故選:c2.d 該題考查圓周運動及受力分析向心力不是一種新的力,故a錯誤;在轉速增大時,雖然向心力增大,彈力增大,但是摩擦力始終等于重力,故bc錯誤;根據(jù)彈力提供向心力,設最小彈力為n,由,得最小轉速n=,故d正確。3.c解析:根據(jù)動能定理可得p點動能ekp= mgr,經過n點時,半徑方向的合力提供向心力,可得,所以n點動能為,從p點到n點根據(jù)動能定理可得,即摩擦力做功。質點運動過程,半徑方向的合力提供向心力即,根據(jù)左右對稱,在同一高度,由于摩擦力做功導致右半幅的透度小,軌道彈力變小,滑動摩擦力f=fn變小,所以摩擦力做功變小,那么從n到q,根據(jù)動能定理,q點動能,由于,所以q點速度仍然沒有減小到0,仍會繼續(xù)向上運動一段距離??键c:功能關系4.解:根據(jù)萬有引力提供向心力,r=,已知月球和同步衛(wèi)星的周期比為27:1,則月球和同步衛(wèi)星的軌道半徑比為9:1同步衛(wèi)星的軌道半徑km所以接收到信號的最短時間t=0.25s故c正確,a、b、d錯誤故選c5.b 重力勢能的變化與重力做功的關系解:由幾何關系可知在木桿的重心上升的高度為:h=m=0.5m;物體克服重力做功:wg=mgh=2000.5j=100j;故物體重力勢能的變化量為ep=wg=100j故選:b6.解:a、飛船由橢圓軌道1變成圓軌道2的過程,要在p點加速然后改做圓軌道2的運動,故中機械能要增大,故a錯誤;b、飛船在圓軌道2無動力飛行時,航天員出艙前后都處于失重狀態(tài),故b正確;c、圓軌道2高度為343千米,而同步衛(wèi)星的軌道高度為3.6104km,由萬有引力提供向心力可得,故r越大越小,故c錯誤;d、由c分析可得,軌道半徑越大,角速度越小,周期越長,故飛船在圓軌道2上的運行周期大于沿橢圓軌道1運行的周期,故d正確故選:bd7. 根據(jù)角速度得:踏腳板與牙盤共軸,所以角速度相等,飛輪與牙盤通過鏈條鏈接,所以線速度相等,設飛輪的角速度為,測量出大齒輪的半徑r1、小齒輪的半徑r2,則再測量自行車后輪的半徑r,根據(jù)得:,故選8.bdab、在第一次在小鉛塊運動過程中,小鉛塊與木板之間的摩擦力使整個木板一直加速,第二次小鉛塊先使整個木板加速,運動到b部分上后a部分停止加速,只有b部分加速,加速度大于第一次的對應過程,故第二次小鉛塊與b木板將更早達到速度相等,所以小鉛塊還沒有運動到b的右端,兩者速度相同,故a錯誤b正確;cd、根據(jù)摩擦力乘以相對位移等于產生的熱量,第一次的相對路程大小大于第二次的相對路程大小,則圖甲所示的過程產生的熱量大于圖乙所示的過程產生的熱量,故 c錯誤d正確。故選bd。9.解:(1)根據(jù)h=得,t=,則水從栓口流出的初速度落地的速度m/s=4.27m/s(2)出水量q=,可知消防栓達標(3)空中水柱的質量m=kg=6kg答:(1)水從栓口流出的速度為1.5m/s (2)消防栓達標,出水量為15l/s(3)空中水柱的質量是6kg10.解:當b離開墻壁時,a的速度為v0,由機械能守恒有:mv02=e,解得 v0=,以后運動中,當彈簧彈性勢能最大時,彈簧達到最大程度時,a、b速度相等,系統(tǒng)動量守恒,以向右為正方向,由動量守恒定律得:2mv=mv0,v=;當兩者速度相等時,彈簧伸長量最大,彈性勢能最大,由機械能守恒定律得:ep=mv022mv2,解得:ep=e;答:當彈簧達到最大長度時a、b的速度大小為;當b離開墻壁以后的運動過程中,彈簧彈性勢能的最大值為e11.解:(1)對ab滑塊,規(guī)定向左為正方向,由動量守恒定律得:mavpmbvb=0可得:vp=6m/s a滑塊從p運動到q,由動能定理可得:2magr=mama在q點由牛頓第二定律可得:f+mag=ma解得f=15n (2)若2(m+mb)g=1mbg得:2=0.1 討論:當20.1,因2(m+mb)g1mbg所以滑塊b在長木板上滑動時,長木板靜止不動; 滑塊b在木板上做勻減速運動,至長木板右端時速度剛好為0滑塊b,根據(jù)牛頓第二定律得a1=1g=5m/s2則木板長度至少為l=8.1m 當20.1,滑塊b先做勻減速,木板做勻加速,兩者共速v共后一起運動,不再發(fā)生相對滑動,設共速時b恰好滑至板的最右端設經時間t0滑塊b和木板共速,則木板
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