精品解析:天津市双菱中学2023-2024学年高一下学期5月月考物理试题
2024-07-26
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 天津市 |
| 地区(市) | 天津市 |
| 地区(区县) | 和平区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.62 MB |
| 发布时间 | 2024-07-26 |
| 更新时间 | 2025-09-01 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2024-07-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/46528441.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
2023-2024 高一下第二次月考
一、单选题(本题共3小题,每小题4分,共12分。)
1. 以下描述中正确的有( )
①托勒密提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
②牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了引力常量
③美国物理学家密立根测量出元电荷e的数值
④卡文迪什通过“月一地检验”得出,月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同一种性质力
⑤牛顿观测行星运动的数据并得出牛顿三大定律
⑥电话筒线外面包裹着金属外衣,是为了增强导电能力
⑦避雷针的原理是静电吸附
⑧高压作业人员必须穿戴绝缘衣服
⑨家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
⑩高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用
A. 2个 B. 3个 C. 5个 D. 6个
【答案】B
【解析】
【详解】①托勒密提出了地心说,开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律,故①错误;
②牛顿提出了万有引力定律,卡文迪许通过实验测出了引力常量,故②错误;
③美国物理学家密立根测量出元电荷e的数值,故③正确;
④牛顿通过“月一地检验”得出,月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同一种性质力,故④错误;
⑤第谷观测行星运动的数据,开普勒得出牛顿三大定律,故⑤错误;
⑥电话筒线外面包裹着金属外衣,是为了利用静电屏蔽原理屏蔽杂散信号,故⑥错误;
⑦避雷针的原理是尖端放电,故⑦错误;
⑧根据静电屏蔽原理,高压作业人员必须穿戴金属衣,故⑧错误;
⑨家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的,故⑨正确;
⑩高压输电铁塔最上面的两条导线是避雷线,防止雷直接击到输电线上,这两条线一般与铁塔相连,将电流引入大地。故⑩正确。
综上所述,描述中正确的有3个。
故选B。
2. 如图所示,两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定于地面,一个小球先后从与球心在同一水平高度的 A、B 两点由静止开始自由下滑,通过轨道最低点时,以下结论正确的是( )
①小球向心加速度相同 ②小球向心力相同 ③小球对轨道压力相同 ④小球速度相同
A. ③ B. ④ C. ②④ D. ①②③
【答案】D
【解析】
【详解】设半圆轨道半径分别为R和r,小球下滑过程中机械能守恒,有
解得
小球速度不相同。在最低点时,小球受重力和轨道的支持力作用,它们的合力提供向心力,有
联立以上各式,解得
所以向心力相同,根据牛顿第三定律可知小球对两轨道的压力相同,均为3mg。小球在两轨道最低点时的向心加速度为
解得
则小球的向心加速度也相等。
故选D。
3. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等,电场强度相同的是( )
A. 甲图:与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图:两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图:点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点
D. 丁图:匀强电场中的a、b两点
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲图为单独一个正电荷,则a、b两点电势相等,电场强度大小相等但方向不同,A错误;
B.乙图为等量异种电荷,则a、b两点电势均为零,且电场强度相同,B正确;
C.丙图中a电场强度小于b点电场强度,a点距负电极板更近,电势低于b点电势,C错误;
D.丁图为匀强电场,则a、b两点电场强度相同,沿电场线方向电势降低,则a点电势低于b点电势,D错误。
故选B。
二、多选题(本题共3小题,每小题4分,共12分,选不全的得2分。)
4. 探月工程中,“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下:卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1,在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2,轨道2与月球表面相切于M点,月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小
B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大
C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小
D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度
【答案】AB
【解析】
【详解】A.月球的第一宇宙速度是环绕月球的最大速度,故“嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小,故A正确;
B.“嫦娥三号”在地月转移轨道P点减速降轨至轨道1,故“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大,故B正确;
C.根据开普勒第三定律
由于轨道1的半径大于轨道2的半轴长,故“嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的大,故C错误;
D.根据牛顿第二定律可知
可知“嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点时的加速度,故D错误。
故选AB。
5. 一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动,其v-t图像如图所示,粒子在时刻运动到B点,3时刻运动到C点,下列判断正确的是
A. A、B、C三点的电势关系为
B. A、B、C三点场强大小关系为
C. 粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少
D. 粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功
【答案】C
【解析】
【详解】A、因为不知道带电粒子的电性,所以无法判断电势的关系,故A错误;
B、由速度图像可知,加速度先增大后减小,所以B点的加速度最大,电场强度最大,故B错误;
C、由图像可知:动能先减小后增大,根据能量守恒可知:电势能先增后减小,故C正确;
D、因为电势能先增大后减小,所以电场力先做负功后做正功,故D错误;
故选C.
【点睛】速度图像的斜率大小表示加速度的大小,根据速度大小可知动能的变化,根据能量守恒可知电势能的变化.
6. 如图甲所示,小球(可视为质点)穿在竖直平面内光滑的固定圆环上,绕圆心O点做半径为 R的圆周运动。小球运动到最高点时,圆环与小球间弹力大小为F, 小球在最高点的速度大小为v, 其F-v2图像如图乙所示,g取10m/s2,则( )
A. 小球的质量为 2kg
B. 固定圆环的半径 R为 0.4m
C. 小球在最高点速度为 4m/s时,圆环受到小球施加的竖直向下20N 的弹力
D. 若小球恰好能做完整圆周运动,则其运动中所受圆环给的最大弹力为100N
【答案】AD
【解析】
【详解】A.对小球在最高点进行受力分析,速度为0时
结合图像可知
故A正确;
B.当时,由重力提供向心力可得
结合图像可知
故B错误;
C.小球在最高点的速度为4 m/s时,有
解得小球受到的弹力
方向竖直向下,由牛顿第三定律可知圆环受到小球施加的竖直向上,故C错误;
D.小球经过最低点时,其受力最大,由牛顿第二定律得
若小球恰好做圆周运动,由机械能守恒得
由以上两式得
代入数据得
故D正确。
故选AD。
三、填空题(本题共6小题, 711题每空2分, 12题每空1分, 共34分。)
7. 匀强电场中同一平面内有a、b、c三点,电场方向跟a、b、c所在平面平行。,,。已知a、b、c点电势分别3V、-1V和7V,则电场强度大小为_______V/cm,电场强度方向为______________,将一个电子从a点移到c点,静电力做功为___________。
【答案】 ①. 2 ②. 与bc夹角为斜向左下 ③.
【解析】
【详解】[1][2]将bc线段8等分,连接ae,做ae的垂线bf,如图所示
由题意可知b点电势为,c点的电势为,e点为bc中点,根据匀强电场的性质,则e点的电势为
则a点电势和e点电势相等,ae为等势线,根据几何关系
又
则有
根据几何关系,fb垂直于ae,fb与bc夹角为,由于电场线与等势线垂直,则fb为电场线,电势沿电场线方向降低,则电场线方向由f指向b,电场强度大小为
[3]电子从a点移到c点,静电力对电子做功为
8. 一辆家用小轿车在水平路而上由静止启动,达到最大速度后做匀速运动。整个过程中,小车的牵引力随时间的变化关系如图所示。小轿车发动机的额定功率P=60kW,质量M=1.5×10³kg。运动过程中所受阻力恒定。则小车匀加速运动的时间是_________s,小车能获得的最大速度为_______m/s;若小车的速度是30m/s时,小车的加速度大小为______ m/s²。
【答案】 ①. ②. 60 ③.
【解析】
【详解】[1]在时间段内,牵引力不变,则
在时,达到额定功率,速度继续增大,牵引力减小,当牵引力等于阻力时,速度达到最大值,做匀速运动,则
此时,代入数据,解得加速度为
则在时,功率为
此时的小轿车的速率为
联立,解得
[2]小轿车能获得的最大速度为
[3]小轿车匀加速直线运动的最大速度为
此后,随着速度的增加,汽车牵引力减小,以恒定功率加速,则当小车的速度为时,则牵引力为
根据牛顿第二定律
代入数据,解得加速度为
9. 如图所示,在坐标系平面xOy内存在静电场,其等差等势线关于坐标轴对称,如图中虚线所示。现有一质子从左上方射入该电场,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实曲线所示,P、Q、S、T、L分别为轨迹与各等势线的交点。则_____,由P点到L 点过程中质子的电势能变化情况是:____________,加速度大小变化情况是:______________。
【答案】 ①. 小于 ②. 增大 ③. 先减小后增大
【解析】
【详解】[1]质子带正电,所受电场力为其合力,由于合力方向指向轨迹内侧,电场力方向沿电场线切线,而电场线与等势线垂直,可知电场线方向垂直于等势线,整体向左,又由于沿电场线电势降低,可知,P点电势低于L点电势;
[2]因为P点电势低于L点电势,所以
质子在由P至L的运动过程中,电场力做功为
所以,电场力做负功,电势能增大;
[3]等差等势线分布的密集程度表示电场的强弱,根据图示可知,由P至L的运动过程中,等势线分布先变稀疏后变密集,则电场强度先变小后变大,即电场力先变小后变大,根据牛顿第二定律可知,加速度先减小后增大。
10. 假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星,在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球(引力视为恒力,阻力可忽略),经过时间t落到地面。已知该行星半径为R,自转周期为T,引力常量为G,求:
(1)该行星的平均密度ρ;
(2)该行星的第一宇宙速度v;
(3)如果该行星有一颗静止卫星,其距行星表面的高度H为多少。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)设行星表面的重力加速度为g,对小球,有
解得
设行星表面的某一物体质量为m,有
解得
故行星的密度
解得
(2)设处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星质量为m′,由牛顿第二定律有
解得
(3)静止卫星的周期与该行星自转周期相同,均为T,设静止卫星的质量为m″,由牛顿第二定律有
联立解得静止卫星距行星表面的高度
11. 如图所示,虚线为某电场的5个等势面,相邻等势面间电势差相等。一电子只在电场力作用下在电场中运动(轨迹未画出),已知电子经过等势面1时动能为5eV,经过等势面4时动能为20eV,等势面2的电势为+3V,求:
(1)电子从等势面1运动至等势面4过程电场力做的功;
(2)等势面1的电势;
(3)电子经过等势面5时具有的电势能。
【答案】(1)15eV;(2)-2V;(3)-18eV
【解析】
【详解】(1)由动能定理,得电子从等势面1运动至等势面4的过程电场力做的功为
(2)等势面1、4间的电势差为
由题意
解得
(3)由题意
解得
电子在等势面5具有的电势能为
12. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式,已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1。
(1)在这个实验中,利用了 来探究向心力的大小 F 与小球质量m、角速度 和半径r之间的关系。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(2)探究向心力大小F与质量m的关系时,选择两个质量_______(选填“相同”或“不相同”)的小球,分别放在挡板________(选填“A”或“B”)和挡板C处。
(3)现有两个质量相同的钢球,①球放在挡板B处,②球放在挡板C处,它们到各自转轴的距离之比为2:1,此时两变速塔轮半径相同,则钢球①、②的线速度之比为_______。
【答案】(1)C (2) ①. 不相同 ②. A
(3)2:1
【解析】
【小问1详解】
本实验中采用了控制变量的方法,探究向心力的大小F与小球质量m、角速度和半径r物理量之间的关系。
故选C。
【小问2详解】
[1][2]探究向心力大小F与质量m的关系时,应该控制角速度和半径r相等,选择两个质量不同的小球做实验,因为小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1,故应该将小球放在挡板A和挡板C处。
【小问3详解】
两变速塔轮是皮带传动,则塔轮边缘线速度相等,且两变速塔轮半径相同,则
两球运动的半径之比为
根据
可得
四、计算题(本题共3小题, 共42分,分别为10分、18分、14分。)
13. 如图所示,长为l绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37°角。重力加速度为g,,。
(1)试判断带电小球的电性;
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧,将小球由静止释放,求小球运动到最低点时绳上的拉力大小。
【答案】(1)负电 (2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
小球在A点静止,其受力情况如下图所示
根据平衡条件,电场力水平向左与电场线方向相反,判断小球带负电。
【小问2详解】
根据共点力平衡条件有
解得
【小问3详解】
设小球到达最低点时的速度为v,小球从水平位置运动到最低点的过程中,根据动能定理有
解得
在最低点,由牛顿第二定律
解得
14. 某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图所示,将一质量为m=0.5kg的玩具小车(可以视为质点)放在P点,用弹簧装置将其从静止弹出(弹性势能完全转化为小车初始动能),使其沿将半径为r=2.0m的光滑圆形竖直轨道OAO'运动,玩具小车与水平面PB的阻力为其自身重力的0.5倍(g取10m/s2), PB长度 L=16.0m, O为PB中点。B点右侧是一个圆弧,圆弧半径R=1m,圆心角θ=60°,小球恰好沿D点的切线方向进入圆弧轨道 DE,做匀速圆周运动至E点,求∶
(1)要使小车恰好能越过圆形轨道的最高点A,则弹簧的弹性势能至少为多少;
(2)小球在D点时速度的大小;
(3)在D点时小球对轨道的压力F。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)要使小车恰好能越过圆形轨道的最高点A,则小车此时重力恰好提供向心力
解得
则小车从P点到A点的过程,根据能量守恒
代入数据,解得
(2)小车运动到B点后做平抛运动,初速为,根据能量守恒
解得
小球恰好沿D点的切线方向进入圆弧轨道,则
(3)在D点时轨道对小球支持力和小球重力垂直轨道方向的分力的合力提供向心力,设支持力为N,则
解得
根据牛顿第三定律,小球对轨道的压力等于轨道对小球的支持力
15. 如图所示,鼓形轮的半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度H。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由题意可知当重物落地后鼓形轮转动的角速度为ω,则根据线速度与角速度的关系可知小球的线速度为
(2)小球匀速转动,当在水平位置时设杆对球的作用力为F,合力提供向心力,则有
结合(1)可解得杆对球的作用力大小为
(3)设重物下落高度为H,重物下落过程中对重物、鼓形轮和小球组成的系统,根据系统机械能守恒可知
而重物的速度等于鼓形轮的线速度,有
联立各式解得
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2023-2024 高一下第二次月考
一、单选题(本题共3小题,每小题4分,共12分。)
1. 以下描述中正确的有( )
①托勒密提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
②牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了引力常量
③美国物理学家密立根测量出元电荷e的数值
④卡文迪什通过“月一地检验”得出,月球与地球间的力、苹果与地球间的力是同一种性质力
⑤牛顿观测行星运动的数据并得出牛顿三大定律
⑥电话筒线外面包裹着金属外衣,是为了增强导电能力
⑦避雷针的原理是静电吸附
⑧高压作业人员必须穿戴绝缘衣服
⑨家用煤气灶的点火装置是根据尖端放电的原理制成的
⑩高压输电线上方的两根接地导线具有避雷保护线路的作用
A. 2个 B. 3个 C. 5个 D. 6个
2. 如图所示,两个半径不同而内壁光滑半圆轨道固定于地面,一个小球先后从与球心在同一水平高度的 A、B 两点由静止开始自由下滑,通过轨道最低点时,以下结论正确的是( )
①小球向心加速度相同 ②小球向心力相同 ③小球对轨道压力相同 ④小球速度相同
A. ③ B. ④ C. ②④ D. ①②③
3. 在如图所示的四种电场中,分别标记有a、b两点。其中a、b两点的电势相等,电场强度相同的是( )
A. 甲图:与点电荷等距的a、b两点
B. 乙图:两等量异种电荷连线的中垂线上与连线等距的a、b两点
C. 丙图:点电荷与带电平板形成的电场中靠近平板上表面的a、b两点
D. 丁图:匀强电场中的a、b两点
二、多选题(本题共3小题,每小题4分,共12分,选不全的得2分。)
4. 探月工程中,“嫦娥三号”探测器的发射过程可以简化如下:卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道1,在轨道1上经过Q点时变轨进入椭圆轨道2,轨道2与月球表面相切于M点,月球车将在M点着陆月球。下列说法正确的是( )
A. “嫦娥三号”在轨道1上的速度比月球的第一宇宙速度小
B. “嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道1上经过P点时大
C. “嫦娥三号”在轨道1上的运动周期比在轨道2上的小
D. “嫦娥三号”在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点时的加速度
5. 一带电粒子仅在电场力作用下从A点开始以做直线运动,其v-t图像如图所示,粒子在时刻运动到B点,3时刻运动到C点,下列判断正确的是
A. A、B、C三点的电势关系为
B. A、B、C三点场强大小关系为
C. 粒子从A点经B点运动到C点,电势能先增加后减少
D 粒子从A点经B点运动到C点,电场力先做正功后做负功
6. 如图甲所示,小球(可视为质点)穿在竖直平面内光滑的固定圆环上,绕圆心O点做半径为 R的圆周运动。小球运动到最高点时,圆环与小球间弹力大小为F, 小球在最高点的速度大小为v, 其F-v2图像如图乙所示,g取10m/s2,则( )
A. 小球质量为 2kg
B. 固定圆环的半径 R为 0.4m
C. 小球在最高点速度为 4m/s时,圆环受到小球施加的竖直向下20N 的弹力
D. 若小球恰好能做完整圆周运动,则其运动中所受圆环给最大弹力为100N
三、填空题(本题共6小题, 711题每空2分, 12题每空1分, 共34分。)
7. 匀强电场中同一平面内有a、b、c三点,电场方向跟a、b、c所在平面平行。,,。已知a、b、c点电势分别为3V、-1V和7V,则电场强度大小为_______V/cm,电场强度方向为______________,将一个电子从a点移到c点,静电力做功为___________。
8. 一辆家用小轿车在水平路而上由静止启动,达到最大速度后做匀速运动。整个过程中,小车的牵引力随时间的变化关系如图所示。小轿车发动机的额定功率P=60kW,质量M=1.5×10³kg。运动过程中所受阻力恒定。则小车匀加速运动的时间是_________s,小车能获得的最大速度为_______m/s;若小车的速度是30m/s时,小车的加速度大小为______ m/s²。
9. 如图所示,在坐标系平面xOy内存在静电场,其等差等势线关于坐标轴对称,如图中虚线所示。现有一质子从左上方射入该电场,仅在电场力作用下的运动轨迹如图中实曲线所示,P、Q、S、T、L分别为轨迹与各等势线的交点。则_____,由P点到L 点过程中质子的电势能变化情况是:____________,加速度大小变化情况是:______________。
10. 假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星,在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球(引力视为恒力,阻力可忽略),经过时间t落到地面。已知该行星半径为R,自转周期为T,引力常量为G,求:
(1)该行星的平均密度ρ;
(2)该行星的第一宇宙速度v;
(3)如果该行星有一颗静止卫星,其距行星表面的高度H为多少。
11. 如图所示,虚线为某电场的5个等势面,相邻等势面间电势差相等。一电子只在电场力作用下在电场中运动(轨迹未画出),已知电子经过等势面1时动能为5eV,经过等势面4时动能为20eV,等势面2的电势为+3V,求:
(1)电子从等势面1运动至等势面4过程电场力做的功;
(2)等势面1的电势;
(3)电子经过等势面5时具有的电势能。
12. 用如图甲所示的向心力演示器探究向心力的表达式,已知小球在挡板A、B、C处做圆周运动的轨迹半径之比为1:2:1。
(1)在这个实验中,利用了 来探究向心力的大小 F 与小球质量m、角速度 和半径r之间的关系。
A. 理想实验法 B. 等效替代法 C. 控制变量法
(2)探究向心力大小F与质量m的关系时,选择两个质量_______(选填“相同”或“不相同”)的小球,分别放在挡板________(选填“A”或“B”)和挡板C处。
(3)现有两个质量相同的钢球,①球放在挡板B处,②球放在挡板C处,它们到各自转轴的距离之比为2:1,此时两变速塔轮半径相同,则钢球①、②的线速度之比为_______。
四、计算题(本题共3小题, 共42分,分别为10分、18分、14分。)
13. 如图所示,长为l绝缘细线一端悬于O点,另一端系一质量为m、电荷量为q的小球。现将此装置放在水平向右的匀强电场中,小球静止在A点,此时细线与竖直方向成37°角。重力加速度为g,,。
(1)试判断带电小球的电性;
(2)求该匀强电场的电场强度E的大小;
(3)若将小球向左拉起至与O点处于同一水平高度且细绳刚好张紧,将小球由静止释放,求小球运动到最低点时绳上的拉力大小。
14. 某兴趣小组设计了一个玩具轨道模型如图所示,将一质量为m=0.5kg的玩具小车(可以视为质点)放在P点,用弹簧装置将其从静止弹出(弹性势能完全转化为小车初始动能),使其沿将半径为r=2.0m的光滑圆形竖直轨道OAO'运动,玩具小车与水平面PB的阻力为其自身重力的0.5倍(g取10m/s2), PB长度 L=16.0m, O为PB中点。B点右侧是一个圆弧,圆弧半径R=1m,圆心角θ=60°,小球恰好沿D点的切线方向进入圆弧轨道 DE,做匀速圆周运动至E点,求∶
(1)要使小车恰好能越过圆形轨道的最高点A,则弹簧的弹性势能至少为多少;
(2)小球在D点时速度的大小;
(3)在D点时小球对轨道的压力F。
15. 如图所示,鼓形轮半径为R,可绕固定的光滑水平轴O转动。在轮上沿相互垂直的直径方向固定四根直杆,杆上分别固定有质量为m的小球,球与O的距离均为。在轮上绕有长绳,绳上悬挂着质量为M的重物。重物由静止下落,带动鼓形轮转动。重物落地后鼓形轮匀速转动,转动的角速度为。绳与轮之间无相对滑动,忽略鼓形轮、直杆和长绳的质量,不计空气阻力,重力加速度为g。求:
(1)重物落地后,小球线速度的大小v;
(2)重物落地后一小球转到水平位置A,此时该球受到杆的作用力的大小F;
(3)重物下落的高度H。
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