内容正文:
高一物理月考试题
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示为世界上最大的无轴式摩天轮“渤海之眼”,位于山东省潍坊市白浪河入海口,其直径125m,有36个完全相同的轿厢,轿厢匀速转动。这些轿厢具有相同的( )
A. 线速度 B. 向心加速度 C. 向心力 D. 周期
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】轿厢匀速转动,做匀速圆周运动,则这些轿厢具有相同的周期,线速度、向心加速度和向心力都是大小相同,方向不同。
故选D。
2. 下列过程中,运动物体机械能守恒的是( )
A. 物体沿斜面匀速下滑
B. 物体沿水平面做匀速直线运动
C. 物体在竖直平面内做匀速圆周运动
D. 物体竖直向下做匀速直线运动
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体沿斜面匀速下滑,动能不变,当重力势能减小,所以机械能发生了变化,故A错误;
B.物体沿水平面做匀速直线运动,动能不变,势能不变,所以机械能也不变,故B 正确;
C.物体在竖直平面内做匀速圆周运动,动能不变,而势能时刻在变化,所以C错误;
D.物体竖直向下做匀速直线运动,动能不变,而重力势能在减小,所以机械能减少,故D错误;
故选B。
3. 如图所示 , 一圆柱形容器绕其轴线匀速转动 , 内部有A、 B 两个物体与容器的接触面间始终保持相对静止.当转速增大后 (A 、 B 与容器接触面间仍相对静止 ), 下列正确的是 ( )
A. 两物体受的摩擦力都增大
B. 两物体受的摩擦力大小都不变
C. 物体 A 受的摩擦力增大,物体 B 受的摩擦力大小不变
D. 物体 A 受的摩擦力大小不变,物体 B 受的摩擦力增大
【答案】D
【解析】
【详解】对A分析,在竖直方向
f=mg
故摩擦力不变,对B根据牛顿第二定律可知
f=m(2πn)2r
由于转速增大,故摩擦力增大,故D正确,ABC错误.
4. 近年来我国航天事业飞速发展,2020年7月23日,我国自主研发的火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场由长征五号运载火箭发射升空,随后准确地进入预定地火转移轨道。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图,其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆,轨道Ⅱ为圆。探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星,O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点,轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上O、Q分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R,,轨道Ⅱ上正常运行时经过O点的速度为v,关于探测器,下列说法正确的是( )
A. 沿轨道Ⅰ运动时,探测器与Q点连线在相等时间内扫过的面积相等
B. 沿轨道Ⅱ运动时,探测器经过O点的加速度大小等于
C. 沿着轨道Ⅱ运行过程中,探测器于平衡状态
D. 沿轨道Ⅱ的运动周期大于沿轨道Ⅰ的运动周期
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.由开普勒定律可知,在同一轨道上运行的探测器与天体中心连线在相等时间内扫过的面积相等,而Q点并非天体中心位置,A错误;
B.轨道Ⅱ是圆轨道,半径为3R,经过O点的速度为v,根据圆周运动的规律可知,探测器经过O点的加速度
B正确;
C.沿着轨道Ⅱ运行过程中,受到火星的万有引力,加速度不为零,不是平衡态,C错误;
D.轨道Ⅱ的半径小于轨道Ⅰ的半长轴,由开普勒第三定律
可知,沿轨道Ⅱ的运动周期小于沿轨道Ⅰ运动周期,D错误。
故选B。
5. 如图所示,圆盘在水平面内转动,盘面上有一个茶壶,始终与盘保持相对静止。则( )
A. 茶壶只受摩擦力作用
B. 当圆盘匀速转动时,茶壶离盘中心越近越容易侧滑
C. 当圆盘减速转动时,茶壶受到的摩擦力不指向圆心
D 若圆盘突然停止转动,茶壶将沿半径方向向外滑动
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.茶壶受重力、圆盘的支持力和摩擦力作用,选项A错误;
B.当圆盘匀速转动时满足
则r越大受摩擦力越大,越容易发生侧滑,选项B错误;
C.当圆盘匀速转动时,摩擦力指向圆心,当减速转动时,茶壶受到的摩擦力不指向圆心,选项C正确;
D.若圆盘突然停止转动,茶壶将沿圆的切线方向向外滑动,选项D错误。
故选C。
6. “神舟星”和“杨利伟星”是经国际小行星命名委员会命名的行星,其轨道位于火星和木星轨道之间。已知“神舟星”每天绕太阳运行174万公里,“杨利伟星”每天绕太阳运行145万公里,假设两行星均做匀速圆周运动。则“杨利伟星”的( )
A. 轨道半径小 B. 加速度小
C. 角速度大 D. 公转周期小
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】根据可知“杨利伟星”的线速度小;根据
可得
,,,
可知,“杨利伟星”的线速度小,则轨道半径较大,加速度小,角速度小,公转周期大。
故选B。
7. 如图所示,斜面AB、DB动摩擦因数相同.可视为质点的物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端,下列说法正确的是
A. 物体沿斜面 DB滑动到底端时动能较大
B. 物体沿斜面 AB滑动到底端时动能较大
C. 物体沿斜面 DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
D. 物体沿斜面 AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
【答案】B
【解析】
【详解】设底边的长度为L,斜面的倾角为θ,根据动能定理得
整理得
知高度越高,到达底端的动能越大。
克服摩擦力做功
知克服摩擦力做功相等。故B正确,ACD错误;
故选B。
8. 在月球表面上,宇航员将物体以初速度沿与水平成30°角的方向斜向上抛出,物体距抛出点上升的最大高度为h,已知月球直径为d。则月球上的第一宇宙速度为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】物体上升到最高点时
对沿月球表面的卫星
解得第一宇宙速度
故选A。
二、多项选择题:本题共6小题,每小题3分,共18分
9. 如图所示,一根长为L的轻绳,一端固定在天花板上的O点,另一端系一小球,小球在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度为g,绳与竖直方向的夹角为,则( )
A. 小球受重力、绳的拉力和向心力三个力的作用
B. 小球转动的角速度为
C. 若增大小球转动的角速度,绳与竖直方向的夹角将增大
D. 若增大小球转动的线速度,绳与竖直方向的夹角将减小
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】A.小球受重力、绳的拉力两个力的作用,两个力的合力提供做圆周运动的向心力,选项A错误;
B.根据
解得小球转动的角速度为
选项B正确;
CD.根据,可知若增大小球转动的角速度,绳与竖直方向的夹角将增大,选项C正确,D错误;
故选BC。
10. 如图所示,直径为d的纸筒以角速度ω绕中心轴匀速转动,将枪口垂直指向圆筒轴线,使子弹穿过圆筒,结果发现圆筒上只有一个弹孔,若忽略空气阻力及子弹自身重力的影响,则子弹的速度可能是( )
A. B. C. D.
【答案】AC
【解析】
【详解】在子弹飞行的时间内,圆筒转动的角度为,其中,则时间为
所以子弹的速度为,其中
当时,
当时,
当时,
故选AC。
11. 第一宇宙速度与第二宇宙速度的关系是。已知某星球半径是地球半径R的,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的,地球的平均密度为,不计其它星球的影响,则该星球的( )
A. 第二宇宙速度为 B. 第二宇宙速度为
C. 质量为 D. 平均密度为
【答案】AD
【解析】
【分析】
【详解】AB.由题意可知,该星球表面的重力加速度为
由黄金代换公式可得
得星球的第一宇宙速度为
该星球的第二宇宙速度为
B错误,A正确;
CD.地球表面上的物体的重力等于万有引力,即有
则地球的质量为
同理,可得星球质量为
联立解得
C错误,D正确。
故选AD。
12. 质量为m的物体,从静止开始以a=g的加速度竖直向下运动h,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的动能减少了mgh
C. 物体的势能减少了mgh D. 物体的势能减少了mgh
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.根据牛顿第二定律,合力为
根据动能定理,动能增加量为
故A正确,B错误;
CD.重力所做功等于重力势能的减小量,重力做功mgh,故重力势能减小mgh,故C错误,D正确;
故选AD。
13. 一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的最大静摩擦力为1.6×104N,当汽车经过半径为100m的弯道时,下列判断正确的是( )
A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B. 汽车转弯的速度为30m/s时所需的向心力为1.6×104N
C. 汽车转弯的速度为30m/s时汽车会发生侧滑
D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过8.0m/s2
【答案】CD
【解析】
【详解】A.汽车在水平面转弯时,做圆周运动,重力与支持力平衡,侧向静摩擦力提供向心力,不能说受到向心力,故A错误;
B.如果车速达到30m/s,需要的向心力F=m2.0×1031.8×104N,故B错误;
C.最大静摩擦力f=1.6×104N,则F>f,所以汽车会发生侧滑,故C正确;
D.最大加速度为:a8.0m/s2,故D正确.
14. 如图所示,两小滑块、的质量分别为、,、用长为的轻杆通过铰链连接,套在固定的竖直光滑杆上,放在光滑水平地面上,原长为的轻弹簧水平放置,右端与相连,左端固定在竖直杆点上,轻杆与竖直方向夹角,由静止释放,下降到最低点时变为,整个运动过程中,、始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为。则下降过程中( )
A. 、组成的系统机械能不守恒
B. 下降过程中的速度始终比的速度大
C. 弹簧弹性势能最大值为
D. 达到最大动能时,受到地面的支持力大小为
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.在整个运动过程中,由于弹簧对Q要做功,所以P、Q组成的系统机械能不守恒,故A正确;
B.根据PQ沿杆方向的速度分量相等可得
解得
由增大到,则由增大到,可知P的速度先比Q的速度小,后比Q的速度大,故B错误;
C.对于PQ、弹簧组成系统,由于只有重力和弹力做功,所以系统机械能守恒,当P下降到最低点时P的重力势能转化为弹簧的弹性势能,到达最低点时弹簧弹性势能最大,根据系统机械能守恒可得弹簧弹性势能最大值为
故C正确;
D.P由静止释放,P开始向下做加速度逐渐减小的加速运动,当加速度为零时,P的速度达到最大,此时动能最大,设此时杆与竖直方向的夹角为,杆的弹力大小为T,则
得
对Q,根据平衡条件得地面对Q的支持力大小
故D正确。
故选ACD。
三、非选择题:本题共6小题,共58分。
15. 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材料:
A.精确秒表一个 B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧测力计一个 D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时和着陆后各作了一次测量,依据测量数据,可求出该行星的行星密度ρ。(已知万有引力常量为G)
(1)测量所选用的器材为___________(用序号表示)
(2)测量的物理量是___________ (写出物理量名称和表示的字母)
(3)用该数据推出密度ρ的表达式:ρ=___________。
【答案】 ①. A ②. 周期T ③.
【解析】
【分析】
【详解】对于在轨道靠近行星表面的飞船,万有引力等于向心力,则有
解得
(1)需要测量的物理量是飞船的周期T,则测量所选用的器材为秒表,故选A;
(2)测量的物理量是飞船的周期T;
(3)用该数据推出密度ρ的表达式
16. 一探究小组利用圆周运动的知识,研究“3×4速”山地车各挡位下的速度,操作如下:
(1)推自行车沿直线前进,测得车轮转动一周自行车前进的距离L。则自行车的车轮外缘的半径为________;
(2)数出3个牙盘和4个飞轮上齿的个数如下表所示:
牙盘挡位
1
2
3
对应齿数
48
36
24
飞轮挡位
1
2
3
4
对应齿数
36
24
16
12
若自行车脚踏板的转速一定,“1×4”挡时的速度为,“2×4”挡时的速度为,“3×2”挡时的速度为,则________,________;
(3)若脚踏板的转数为n(n为每秒钟转动圈数),则该自行车的最大速度为_________。
【答案】 ①. ②. 4:3 ③. 4:1 ④.
【解析】
【详解】(1)[1]自行车的车轮外缘的半径为
(2)[2][3]牙盘与飞轮由链条连接,边缘点转动速度大小相等,设牙盘转动一圈飞轮转动的圈数为x,则自行车速为xL,“1×4”挡:48×1=12×x1,解得
x1=4
则车速为
“2×4”挡:36×1=12×x2,解得
x2=3
则车速为
3×2”挡:24×1=24×x3,解得x3=1,则车速为
则
、
(3)[4]自行车的最大速度为
17. 如图所示,一质量为0.5kg的小球可视为质点,用0.4m长的细线拴住在竖直面内做圆周运动,g取10m/s2求:
(1)小球刚好经过最高点A时的速度;
(2)若小球经过最高点A的速度为4m/s,此时细线对小球的拉力;
(3)若小球经过最低点B速度为m/s,此时细线对小球的拉力.
【答案】(1)2m/s (2) 15N , 方向竖直向上; (3) 45N
【解析】
【详解】(1)小球刚好经过最高点A时,由重力提供向心力,据牛顿第二定律有,解得:
(2) 若小球经过最高点A时速度为4m/s,对小球在最高点受力分析,由牛顿第二定律得,代入数据解得
由牛顿第三定律得小球对细线的拉力大小为15N,方向竖直向上
(3) 对小球经过B点时受力分析,由牛顿第二定律得,代入数据解得
18. 已知某星球半径为R,若宇航员随登陆舱登陆该星球后,在此星球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,小球能上升的最大高度为H,则(不考虑该星球自转的影响).
(1)试求此星球表面的重力加速度
(2)若在登陆前,宇宙飞船绕该星球做匀速圆周运动,运行轨道距离星球表面高度为h,求卫星的运行周期T.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】
【详解】(1)根据匀变速直线运动的速度位移公式得,星球表面的重力加速度为:
g=.
(2)根据
,GM=gR2
联立解得:
19. 物块A的质量为m=2kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h=1m,倾角为θ=37°物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示.物块A从坡顶由静止滑下,重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)物块滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能;
(3)物块A被弹回到坡道后上升的最大高度。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)由动能定理得
解得
,
代入数据得
v=2m/s
(2)在水平滑道上,由机械能守恒定律得
代入数据得
Ep=4J
(3)设物块A能够上升的最大高度为h1,物块被弹回过程中由动能定理得
代入数据解得
h1=m
20. 如图甲所示,质量为m=0.4kg可视为质点物块静止放在水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。距离物块S=7.5m处有一光滑半圆轨道,轨道最低点P的切线水平。t=0时用水平拉力F由静止拉动物块,使物块沿水平地面向半圆轨道做加速运动。物体的速度v与拉力F大小倒数的v—图象如图乙所示,AB平行于v轴,BC反向延长过原点O。物块运动过程中0~t1时间内对应图线中的线段AB,t1~t2时间内对应图线中的线段BC,时刻t2=1s,t2时刻后撤掉拉力。重力加速度取g=10m/s2。
(1)0~t1时间内物块的位移大小;
(2)物块能够经过半圆轨道最高点Q,半圆轨道的半径R满足什么条件?
(3)物块经半圆轨道最高点Q后抛出落回地面,落地后不再弹起。圆轨道半径R多大时物块落点离P点的距离最大,最大值为多少?
【答案】(1);(2);(3),
【解析】
【详解】(1)物块在时间内做匀加速运动,发生位移为,则有
联立解得
(2)由运动学公式可得
由题意知
物块在时间内做变速运动位移为,由动能定理得
撤去外力后,物块做匀减速运动,根据牛顿第二定律可得
物块能够达到圆轨道的最高点,则有
物块从P点到Q点,机械能守恒,因此有
代入数据解得
综上所述,R应满足条件
(3)物块到达圆轨道最高点的速度为,则有
物块离开Q点做平抛运动,因此可得
联立可得
因此,当时,可算得
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高一物理月考试题
一、单项选择题:本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 如图所示为世界上最大的无轴式摩天轮“渤海之眼”,位于山东省潍坊市白浪河入海口,其直径125m,有36个完全相同的轿厢,轿厢匀速转动。这些轿厢具有相同的( )
A. 线速度 B. 向心加速度 C. 向心力 D. 周期
2. 下列过程中,运动物体机械能守恒是( )
A. 物体沿斜面匀速下滑
B. 物体沿水平面做匀速直线运动
C. 物体在竖直平面内做匀速圆周运动
D. 物体竖直向下做匀速直线运动
3. 如图所示 , 一圆柱形容器绕其轴线匀速转动 , 内部有A、 B 两个物体与容器的接触面间始终保持相对静止.当转速增大后 (A 、 B 与容器接触面间仍相对静止 ), 下列正确的是 ( )
A. 两物体受的摩擦力都增大
B. 两物体受的摩擦力大小都不变
C. 物体 A 受的摩擦力增大,物体 B 受的摩擦力大小不变
D. 物体 A 受的摩擦力大小不变,物体 B 受的摩擦力增大
4. 近年来我国航天事业飞速发展,2020年7月23日,我国自主研发的火星探测器“天问一号”在海南文昌航天发射场由长征五号运载火箭发射升空,随后准确地进入预定地火转移轨道。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹示意图,其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆,轨道Ⅱ为圆。探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ运动后在Q点登陆火星,O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点,轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上O、Q分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点。已知火星的半径为R,,轨道Ⅱ上正常运行时经过O点的速度为v,关于探测器,下列说法正确的是( )
A. 沿轨道Ⅰ运动时,探测器与Q点连线在相等时间内扫过的面积相等
B. 沿轨道Ⅱ运动时,探测器经过O点的加速度大小等于
C. 沿着轨道Ⅱ运行过程中,探测器于平衡状态
D. 沿轨道Ⅱ的运动周期大于沿轨道Ⅰ的运动周期
5. 如图所示,圆盘在水平面内转动,盘面上有一个茶壶,始终与盘保持相对静止。则( )
A. 茶壶只受摩擦力作用
B. 当圆盘匀速转动时,茶壶离盘中心越近越容易侧滑
C. 当圆盘减速转动时,茶壶受到的摩擦力不指向圆心
D. 若圆盘突然停止转动,茶壶将沿半径方向向外滑动
6. “神舟星”和“杨利伟星”是经国际小行星命名委员会命名的行星,其轨道位于火星和木星轨道之间。已知“神舟星”每天绕太阳运行174万公里,“杨利伟星”每天绕太阳运行145万公里,假设两行星均做匀速圆周运动。则“杨利伟星”的( )
A. 轨道半径小 B. 加速度小
C 角速度大 D. 公转周期小
7. 如图所示,斜面AB、DB动摩擦因数相同.可视为质点的物体分别沿AB、DB从斜面顶端由静止下滑到底端,下列说法正确的是
A. 物体沿斜面 DB滑动到底端时动能较大
B. 物体沿斜面 AB滑动到底端时动能较大
C. 物体沿斜面 DB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
D. 物体沿斜面 AB滑动过程中克服摩擦力做的功较多
8. 在月球表面上,宇航员将物体以初速度沿与水平成30°角的方向斜向上抛出,物体距抛出点上升的最大高度为h,已知月球直径为d。则月球上的第一宇宙速度为( )
A. B. C. D.
二、多项选择题:本题共6小题,每小题3分,共18分
9. 如图所示,一根长为L的轻绳,一端固定在天花板上的O点,另一端系一小球,小球在水平面内做匀速圆周运动,重力加速度为g,绳与竖直方向的夹角为,则( )
A. 小球受重力、绳的拉力和向心力三个力的作用
B. 小球转动的角速度为
C. 若增大小球转动的角速度,绳与竖直方向的夹角将增大
D. 若增大小球转动的线速度,绳与竖直方向的夹角将减小
10. 如图所示,直径为d的纸筒以角速度ω绕中心轴匀速转动,将枪口垂直指向圆筒轴线,使子弹穿过圆筒,结果发现圆筒上只有一个弹孔,若忽略空气阻力及子弹自身重力的影响,则子弹的速度可能是( )
A. B. C. D.
11. 第一宇宙速度与第二宇宙速度的关系是。已知某星球半径是地球半径R的,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的,地球的平均密度为,不计其它星球的影响,则该星球的( )
A. 第二宇宙速度为 B. 第二宇宙速度为
C. 质量为 D. 平均密度为
12. 质量为m的物体,从静止开始以a=g的加速度竖直向下运动h,下列说法中正确的是( )
A. 物体的动能增加了mgh B. 物体的动能减少了mgh
C. 物体的势能减少了mgh D. 物体的势能减少了mgh
13. 一质量为2.0×103kg汽车在水平公路上行驶,路面对轮胎的最大静摩擦力为1.6×104N,当汽车经过半径为100m的弯道时,下列判断正确的是( )
A. 汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B. 汽车转弯的速度为30m/s时所需的向心力为1.6×104N
C. 汽车转弯的速度为30m/s时汽车会发生侧滑
D. 汽车能安全转弯的向心加速度不超过8.0m/s2
14. 如图所示,两小滑块、的质量分别为、,、用长为的轻杆通过铰链连接,套在固定的竖直光滑杆上,放在光滑水平地面上,原长为的轻弹簧水平放置,右端与相连,左端固定在竖直杆点上,轻杆与竖直方向夹角,由静止释放,下降到最低点时变为,整个运动过程中,、始终在同一竖直平面内,弹簧在弹性限度内,忽略一切摩擦,重力加速度为。则下降过程中( )
A. 、组成的系统机械能不守恒
B. 下降过程中的速度始终比的速度大
C. 弹簧弹性势能最大值为
D. 达到最大动能时,受到地面的支持力大小为
三、非选择题:本题共6小题,共58分。
15. 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星上,飞船上备有以下实验器材料:
A.精确秒表一个 B.已知质量为m的物体一个
C.弹簧测力计一个 D.天平一台(附砝码)
已知宇航员在绕行时和着陆后各作了一次测量,依据测量数据,可求出该行星的行星密度ρ。(已知万有引力常量为G)
(1)测量所选用的器材为___________(用序号表示)
(2)测量的物理量是___________ (写出物理量名称和表示的字母)
(3)用该数据推出密度ρ的表达式:ρ=___________。
16. 一探究小组利用圆周运动的知识,研究“3×4速”山地车各挡位下的速度,操作如下:
(1)推自行车沿直线前进,测得车轮转动一周自行车前进的距离L。则自行车的车轮外缘的半径为________;
(2)数出3个牙盘和4个飞轮上齿的个数如下表所示:
牙盘挡位
1
2
3
对应齿数
48
36
24
飞轮挡位
1
2
3
4
对应齿数
36
24
16
12
若自行车脚踏板的转速一定,“1×4”挡时的速度为,“2×4”挡时的速度为,“3×2”挡时的速度为,则________,________;
(3)若脚踏板的转数为n(n为每秒钟转动圈数),则该自行车的最大速度为_________。
17. 如图所示,一质量为0.5kg的小球可视为质点,用0.4m长的细线拴住在竖直面内做圆周运动,g取10m/s2求:
(1)小球刚好经过最高点A时的速度;
(2)若小球经过最高点A的速度为4m/s,此时细线对小球的拉力;
(3)若小球经过最低点B的速度为m/s,此时细线对小球的拉力.
18. 已知某星球半径为R,若宇航员随登陆舱登陆该星球后,在此星球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,小球能上升的最大高度为H,则(不考虑该星球自转的影响).
(1)试求此星球表面的重力加速度
(2)若在登陆前,宇宙飞船绕该星球做匀速圆周运动,运行轨道距离星球表面高度为h,求卫星的运行周期T.
19. 物块A的质量为m=2kg,物块与坡道间的动摩擦因数为μ=0.6,水平面光滑。坡道顶端距水平面高度为h=1m,倾角为θ=37°物块从坡道进入水平滑道时,在底端O点处无机械能损失,将轻弹簧的一端连接在水平滑道M处并固定墙上,另一自由端恰位于坡道的底端O点,如图所示.物块A从坡顶由静止滑下,重力加速度为g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)物块滑到O点时的速度大小;
(2)弹簧为最大压缩量时的弹性势能;
(3)物块A被弹回到坡道后上升最大高度。
20. 如图甲所示,质量为m=0.4kg可视为质点的物块静止放在水平地面上,物块与地面间的动摩擦因数为0.2,且最大静摩擦力等于滑动摩擦力。距离物块S=7.5m处有一光滑半圆轨道,轨道最低点P的切线水平。t=0时用水平拉力F由静止拉动物块,使物块沿水平地面向半圆轨道做加速运动。物体的速度v与拉力F大小倒数的v—图象如图乙所示,AB平行于v轴,BC反向延长过原点O。物块运动过程中0~t1时间内对应图线中的线段AB,t1~t2时间内对应图线中的线段BC,时刻t2=1s,t2时刻后撤掉拉力。重力加速度取g=10m/s2。
(1)0~t1时间内物块的位移大小;
(2)物块能够经过半圆轨道最高点Q,半圆轨道半径R满足什么条件?
(3)物块经半圆轨道最高点Q后抛出落回地面,落地后不再弹起。圆轨道半径R多大时物块落点离P点的距离最大,最大值为多少?
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