特训11计算20题-2020-2021学年高一物理上学期期末满分必刷300题（尖子生专用）

2020-2021学年上学期期末满分必刷300题高一物理（尖子生专用）满分突破必刷20题 1．一水平转盘可绕过圆心O的竖直轴转动，水平转盘中心O有一光滑小孔，用一细线穿过小孔将质量均为m的小物块A、B相连。B放在圆盘上，A在圆盘下方悬挂，且，。如图1所示，A、B与转盘的动摩擦因数均为。（设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，） (1)若B能与圆盘保持相对静止，求水平转盘转动的角速度的范围； (2)保持B不动，将物块A放在转盘上，且沿转盘直径方向，细线刚好伸直无拉力，如图2所示，令转盘角速度逐渐增大，当水平转盘角速度为多大时，A、B即将开始滑动。 【答案】(1)；(2) 【详解】 (1)对B：恰好不向里滑动，有 得 恰好不向外滑动，有 得 则取值范围 (2)A、B即将滑动时绳子拉力为F，对B 对A 联立解得 2．某地方电视台有一个叫“投准”的游戏，其简化模型如图所示，左侧是一个平台，平台右边的地面上有不断沿直线向平台运动的小车，参赛者站在台面上，看准时机将手中的球水平抛出，小球能落入小车算有效。已知投球点与小车上方平面高度差h=5 m，小车的长度为L0=1.0 m，小车以大小为a=2 m/s2的加速度做匀减速运动，球的大小可忽略。某次活动中，一辆小车前端行驶到与平台水平距离L=23 m处时，速度为v0=11 m/s，同时参赛选手将球水平抛出，结果小球落入小车中。重力加速度g取10 m/s2，求： (1)小球从抛出到落入小车的时间； (2)小球抛出时的速度v的范围。 【答案】(1)1s；(2)13 m/s<v<14 m/s 【详解】 (1)小球做平抛运动，设飞行时间为t，由 h=gt2 解得 t=1 s (2)在t时间内小车前进的位移为 =10 m 要投入小车，小球最小的水平位移为 x1==13 m 最小速度为 v1==13 m/s 小球最大的水平位移为 x2=+L0=14 m 最大速度为 v2==14 m/s 小球抛出时的速度v的范围是13 m/s<v<14 m/s。 3．如图所示，一质量为m=0.5 kg的小球，用长为0.4 m的轻绳拴着在竖直平面内做圆周运动。g取10 m/s2，求： (1)小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多大？ (2)当小球在最高点的速度为4 m/s时，轻绳拉力多大？ (3)若轻绳能承受的最大张力为45 N，小球的速度不能超过多大？ 【答案】(1)2 m/s；(2)15 N；(3)m/s 【详解】 (1)在最高点，对小球受力分析如图甲，由牛顿第二定律得 由于轻绳对小球只能提供指向圆心的拉力，即F1不可能取负值，亦即 F1≥0 联立得 v≥ 代入数值得 v≥2 m/s 所以小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为2 m/s。 (2)将v2＝4 m/s代入 得 F2＝15 N (3)由分析可知，小球在最低点时轻绳张力最大，对小球受力分析如图乙，由牛顿第二定律得 将F3＝45 N代入得 v3＝m/s 即小球的速度不能超过m/s。 4．小船匀速横渡一条河流，水流速度的大小，船在静水中的速度大小，第一次船头垂直对岸方向航行时，在出发后到达对岸下游60m处；第二次船头保持与河岸成角向上游航行时，小船恰好经过时间t1能垂直河岸到达正对岸，已知，，求： (1)求船在静水中的速度大小； (2)求第二次过河的时间。 【答案】(1)；(2) 【详解】 (1)第一次船头垂直对岸方向航行时，出发后到达对岸下游处，则有，水流速度的大小 第二次船头保持与河岸成角向上游航行时，小船恰好经过时间能垂直河岸到达正对岸 依据三角函数，则有 (2)根据第一次渡河，河宽 则第二次过河时间 代入数据，解得 5．如图所示，水平转盘上放有质量为m的物体可视为质点，连接物体和转轴的绳长为r，物体与转盘间的最大静摩擦力是其压力的μ倍，若转盘的角速度由零逐渐增大，求： (1)绳子对物体的拉力为零时的最大角速度ω0； (2)当角速度为时，绳子对物体拉力F的大小。 【答案】(1) ；(2) 【详解】 （1）当恰由最大静摩擦力提供向心力时，绳子拉力为零且角速度达到最大，则有 得 （2）因为 所以绳子的拉力F和最大静摩擦力共同提供向心力，此时有 解得 6．如图所示，暗室中一水平转台上，距离转轴长为的位置嵌入一物块（可视为质点）。在常亮光源照射下从上往下看，转台逆时针匀速转动，如果用频闪光源照射转台，发现物块做顺时针匀速转动。已知物块质量为，频闪光源闪光频率为，观察到物块做顺时针圆周运动的周期为，当地重力加速度的大小为。求： (1)水平转台的最小转速； (2)转台以最小转速转动时给物块的作用力大小。 【答案】(1)；(2) 【详解】 (1)水平转台的角速度 频闪光源闪光一次的时间间隔里