内容正文:
物理试题
注意:本试题共7页,三道大题。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列各组物理量中,全部属于矢量的是( )
A. 速率 功率 B. 力 功 C. 动能 速度 D. 动量 冲量
【答案】D
【解析】
【详解】A.速率是速度的大小,仅含大小无方向,属于标量;功率仅含大小无方向,属于标量,故A错误;
B.力既有大小又有方向,属于矢量;功只有大小,没有方向,属于标量,故B错误;
C.动能仅与速度大小有关,无方向,属于标量;速度既有大小又有方向,属于矢量,故C错误;
D.动量,速度为矢量,因此动量既有大小又有方向,属于矢量;冲量,力为矢量,因此冲量既有大小又有方向,属于矢量,故D正确。
故选D。
2. 歼-35A是由中国航空工业集团自主研制的新一代中型隐身多用途战斗机。如图所示歼-35A战机先水平向右,再沿曲线ab向上,最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内,飞行速率不变。则在沿ab段曲线飞行过程中( )
A. 战机水平方向的分速度逐渐增大
B. 战机在某点加速度方向可能沿轨迹的切线方向
C. 战机克服重力做功的功率逐渐增大
D. 战机所受合外力斜向左上方且保持不变
【答案】C
【解析】
【详解】A.设战机速度大小为v,速度方向与水平方向夹角为θ,则水平分速度为,在ab段,θ逐渐增大,逐渐减小,而v不变,所以水平方向的分速度逐渐减小,故A错误;
B.根据曲线运动的条件,飞机沿ab段飞行做曲线运动,所受合外力一定不为零,且合外力方向指向ab曲线的内侧,由牛顿第二定律可知加速度方向也指向ab曲线的内侧,不可能沿轨迹的切线方向,故B错误;
C.战机克服重力做功的功率
可知在ab段,θ逐渐增大,逐渐增大,因为v大小不变,故战机克服重力做功的功率逐渐增大,故C正确;
D.战机做曲线运动,合外力指向轨迹的凹侧,由于飞机速率不变,故合外力方向时刻与速度方向垂直,由于速度方向时刻变化,所以合外力方向也时刻变化,故D错误。
故选C。
3. 湖北某小区晾晒区的并排等高门型晾衣架如图所示,、杆均水平,不可伸长的轻绳的一端M固定在中点上,另一端N系在C点,一衣架(含所挂衣物)的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动。将轻绳N端从C点沿方向缓慢移动至D点,整个过程中衣物始终没有着地。则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是( )
A. 一直减小 B. 先减小后增大
C. 一直增大 D. 先增大后减小
【答案】B
【解析】
【详解】由题意可知,将轻绳N端从C点沿方向缓慢移动至D点过程中,绳子的夹角先减小后增大,由于合力的大小不变,故可得此过程中轻绳上张力大小的变化情况是先减小后增大,ACD错误,B正确,
故选B。
4. 如图所示,一滑块压在水平面上的一张纸上,将纸由静止匀加速抽出,滑块向前移动一段距离后停止,已知滑块与纸、水平面间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是( )
A. 纸抽出时的加速度越大,滑块向前移动的距离也越大
B. 纸抽出时的加速度越大,滑块离开纸时的速度也越大
C. 纸抽出时的加速度越大,滑块在纸上运动的时间越长
D. 纸抽出时的加速度越大,滑块在水平面上运动的时间越短
【答案】D
【解析】
【详解】根据已知条件可知,滑块先做匀加速直线运动,离开纸后做匀减速直线运动,加速度大小恒定,所以纸抽出时的加速度越大,滑块离开纸时的速度越小,滑块向前移动的距离越小,滑块在纸上运动的时间越短,滑块在水平面上运动的时间越短。
故选D。
5. 一根轻质细线一端系一可视为质点的小球,细线另一端固定在一光滑圆锥顶上,如图甲所示,设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为,线的张力T随变化的图像如图乙所示,g取。下列说法正确的是( )
A. 细线的长度为1m B. 细线的长度为0.36m
C. 小球的质量为2kg D. 小球的质量为3kg
【答案】C
【解析】
【详解】设线长为L,锥体母线与竖直方向的夹角为,当时,小球静止,受重力mg、支持力N和线的拉力而平衡,此时有
增大时,T增大,N减小,当时,角速度为,有
解得
kg,m
故选C。
6. SpaceX公司的星链计划不断向地球卫星轨道发射升空大量小型卫星组成庞大的卫星群体系,严重影响了地球其他轨道卫星的使用安全,2021年中国空间站就不得不做两次紧急避险动作,避免被星链卫星撞击的危险。如图所示,假设在地球附近存在圆轨道卫星1和椭圆轨道卫星2,A、B两点为椭圆轨道长轴两端,C点为两轨道交点。A距离地心R,B距离地心3R,C距离地心2R,卫星都绕地球逆时针运行。下列说法正确的是( )
A. 卫星2的周期大于卫星1的周期
B. 卫星2和卫星1在C点加速度不相同
C. 卫星1在C点的速度小于卫星2在A点的速度
D. 若卫星2在A点适当点火加速,即可在半径为R的低轨道绕地球运动,不再存在与卫星1撞击的危险
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题意可知卫星1的圆轨道半径为,椭圆的半长轴为
所以圆的半径与椭圆的半长轴相等,根据开普勒第三定律有
故卫星2的周期与卫星1的周期相等,A正确;
B.根据牛顿第二定律有
可得
可知在C点时,卫星2和卫星1加速度相同,B错误;
C.以地球球心为圆心,并过点画出圆轨道3,如图所示
由图可知卫星从轨道3到卫星2的椭圆轨道要在点点火加速,做离心运动,则卫星在轨道3的速度小于卫星2在椭圆轨道A点的速度,又由图可知,轨道1和轨道3都是圆轨道,则根据
可得
可知轨道1上卫星的速度小于轨道3上卫星的速度,可知卫星在轨道1上经过C点的速度小于卫星2在A点的速度,C正确;
D.据前面分析,在椭圆轨道上运行的卫星2应在A点适当减速,即可在半径为R的低轨道绕地球运行,不再存在与卫星1撞击的危险,D错误。
故选C。
7. 某同学投掷篮球空心入筐,篮球的出手点与篮筐的距离为7.2m,篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直。不考虑空气阻力,重力加速度大小取。则篮球从出手到入筐的时间为( )
A. 1.6s B. 1.4s C. 1.2s D. 1.0s
【答案】C
【解析】
【详解】设篮球初速度为,与水平夹角为,末速度为,与竖直方向夹角为斜向下。由题意可知
篮球做匀变速曲线运动,则
竖直方向
水平方向
运动时间为
又
联立得
故选C。
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 一质量为 1kg 的物块,在水平力F的作用下由静止开始在粗糙水平面上做直线运动,F随时间t变化的图线如图所示。已知物块与水平面的动摩擦因数为,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 物块在2s末的动量大小为
B. 物块在 3s 末的速度大小为0
C. 水平力F在前3s内的冲量大小为3Ns
D. 物块在4s末的动量大小为
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据动量定理得
解得物块在 2s 末的动量大小
A 错误;
B.根据动量定理得
解得
B 正确;
C.水平力F在前3s内的冲量大小为
C 正确;
D.3s 末速度为零,因为,
所以 3s末后物块一直静止,所以在 4s末的动量大小为零,D错误。
故选 BC。
9. 如图,质量为的汽车,开启定速巡航(速率不变)后,以108km/h的速率先后经过水平路面ab和长度为300m的斜坡bc。已知汽车行驶过程中所受阻力f恒为其重力的,在水平路面和斜坡行驶时汽车牵引力之比为,重力加速度g取.则( )
A. 汽车在水平段的牵引力为 B. b、c两位置的高度差为20m
C. b到c,汽车机械能增加 D. b到c,汽车牵引力功率为108kW
【答案】ABD
【解析】
【详解】A.由题知,汽车在水平路面做匀速直线运动,可得牵引力
故A正确;
B.由题知,在水平路面和斜坡行驶时汽车牵引力之比为,则汽车在斜坡运动时的牵引力为
设b、c两位置的高度差为,由题知,汽车在斜坡做匀速直线运动,沿斜坡方向,根据平衡条件有
其中,
联立解得
故B正确;
C.由题知b到c过程,汽车的速度大小不变,故汽车的动能不变,汽车离地面的高度增加,故汽车增加的机械能等于汽车增加的重力势能,则有
故C错误;
D.由题知,v=108km/h=30m/s,根据
可得b到c过程,汽车牵引力功率为
故D正确。
故选ABD。
10. 某景区的彩虹滑梯如图所示,由两段倾角不同的直轨道(第一段倾角较大)组成,同种材料制成的粗糙斜面AB和BC高度相同,以底端C所在水平直线为x轴,顶端A在x轴上的投影O为原点建立坐标系。一游客静止开始从顶端A下滑到底端,若规定x轴所在的水平面为零势能面,则物体在两段斜面上运动过程中动能Eₖ、重力势能机械能E、产生的热量Q随物体在x轴上投影位置坐标x的变化关系图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】BC
【解析】
【详解】A.根据动能定理
由于第一段斜面倾角大于第二段。可知,则Ek-x图像的斜率先大后小,A错误;
B.重力势能为
则Ep-x图像斜率大小等于,由于第一段斜面倾角大于第二段,则图像的斜率先大后小,B正确;
C.产生的热量Q为
Q-x图像为正比例关系,C正确;
D.机械能为
图线斜率不变,D错误。
故选BC。
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带,如图所示。O为打点计时器打出的第1个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度g取9.80m/s2,则:
(1)甲、乙两位同学分别得到A、B两条纸带,两纸带上开始两个点间的距离分别是1.9mm、4.0mm。则应该选用________(选填“甲”或“乙”)同学的纸带。
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律。
(3)从O点到(3)问中所取的点,重物重力势能的减少量________J,动能增加量________J。(结果保留三位有效数字)
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是( )
A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法
【答案】(1)甲 (2)B
(3) ①. 1.86##1.87##1.88 ②. 1.82##1.83##1.84 (4)C
【解析】
【小问1详解】
重物自由下落时,前两个点间的距离理论值为
甲同学的纸带开始两个点间距离为1.9mm,和理论值接近,所以应该选用甲同学的纸带。
【小问2详解】
验证机械能守恒时,需要计算某点的瞬时速度,而B点的瞬时速度可以用AC段的平均速度计算(匀变速运动中,中间时刻的瞬时速度等于这段的平均速度),所以应取B点来验证。
【小问3详解】
[1]重力势能减少量
其中,,
代入得
[2]动能增加量
B点的瞬时速度
其中,
则
于是动能增加量为
【小问4详解】
实验中重力势能减少量大于动能增加量,是因为存在空气阻力和摩擦阻力的影响,导致部分重力势能转化为内能,C正确。
故选C。
12. 某实验小组利用如图1所示的装置研究平抛运动。
(1)实验室提供了直径相同的小木球和小钢球,我们选用小钢球,这是因为( )
A. 小木球受空气阻力大
B. 小钢球受空气阻力小
C. 小钢球受到的空气阻力相对其重力可忽略
(2)实验中,下列说法正确的是( )
A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端可以不水平
D. 要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点逐个连接起来
(3)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹如图1所示,读取轨迹上a、b两点的坐标分别为、。由此,甲、乙两同学得出小球做平抛运动的初速度大小分别为“”、“”,重力加速度为g,你认为结果比较准确的是________。(填“甲”或“乙”)。
(4)为更精准地测量小球做平抛运动的初速度,该小组用频闪照相机对运动的小球进行拍摄,照片编辑后如图2所示,球1为小球抛出瞬间的影像。球1和球5之间的距离为,球5和球9之间的距离为,。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,频闪照相机闪光周期为0.05s,则小钢球抛出瞬间的速度大小为________m/s(结果保留2位有效数字),小球在影像5时的速度大小为________m/s(结果可保留根号)。
【答案】(1)C (2)AD
(3)乙 (4) ①. 1.0 ②.
【解析】
【分析】
【小问1详解】
两球直径相同,所受空气阻力大小相近;小钢球质量大,空气阻力相对于重力可以忽略,运动更接近理想平抛运动。
故选C。
【小问2详解】
A.小球每次从斜槽同一位置静止滑下,才能保证每次平抛初速度相同,轨迹一致,故A正确;
B.斜槽不需要光滑,只要每次从同一位置静止滑下,就能保证初速度相同,故B错误;
C.斜槽末端必须水平,才能保证小球初速度水平,做平抛运动,故C错误;
D.记录的点适当多一些,描出的轨迹更接近真实运动,故D正确;
E.描轨迹时,需要舍去偏离较大的误差点,用平滑曲线连接大多数点,不需要逐个连接所有点,故E错误。
故选AD。
【小问3详解】
公式的前提是坐标原点为抛出点,如图所示坐标原点并不是抛出点,则离抛出点越远,坐标测量的相对误差越小,因此乙用更远的点计算结果更准确。
【小问4详解】
[1]频闪周期为,球1到球5、球5到球9的时间间隔均为。水平方向匀速运动,两段水平位移均为
竖直方向球1是抛出点,竖直初速度为0,得1到5竖直位移
5到9竖直位移
结合
代入解得初速度
[2]球5的竖直速度
合速度
【点睛】
13. 小船要横渡一条d=200m宽的河,水流速度为v水=4m/s,船在静水中的航速是v船=5m/s,求:
(1)要使小船渡河时间最短,渡河时间是多少?位移大小是多少?
(2)要使小船渡河位移最短,船头应指向何处?多长时间能到达对岸?
【答案】(1)40s,;(2)船头与上游河岸的夹角为,
【解析】
【详解】(1)要使小船渡河时间最短,船头要垂直河岸,如图1所示
渡河时间为
合速度为
位移大小为
(2)由于船速大于水速,当合速度垂直于河岸时,位移最短,如图2所示
设船头与上游河岸的夹角为,则
则
所以要使小船渡河位移最短,船头与上游河岸的夹角为。
合速度大小为
到达对岸时间为
14. 如图所示,半径为R的六分之一光滑圆弧支架竖直放置,支架的底部CD水平,离地面足够高,圆心O在C点的正上方,右侧边缘P点固定一个光滑轻质小轮(滑轮大小不计)。可视为质点的小球A、B系在长为3R的跨过小轮的轻绳两端,两球的质量分别为3m、m。现将A球从紧靠小轮P处由静止释放,取CD面为零势能面,重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)释放前A、B系统的重力势能;
(2)A球刚释放时的加速度大小a;
(3)A球运动到C点时的速度大小。
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
【详解】(1)取CD面为零势能面,A球距离零势能面的高度
B球在零势能面以下的距离
所以系统的重力势能
解得
(2)根据牛顿第二定律有
解得
(3)由题意可知,A、B组成的系统机械能守恒,有
在C点进行速度的合成与分解,如图所示
根据几何关系,有
联立解得
15. 一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE,倾角的直轨道EF、水平直轨道FG组成,除FG段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处。凹槽GHIJ底面HI水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁GH处,摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径R=0.5m,B点高度为1.2R,FG长度LFG=2.5m,HI长度L0=9m,摆渡车长度L=3m、质量m=1kg。将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.3m处静止释放,滑块在FG段运动时的阻力为其重力的0.2倍。(摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力,,,g取10m/s2)
(1)求滑块过C点的速度大小vC和滑块对轨道的作用力大小FC;
(2)摆渡车碰到IJ前,滑块恰好不脱离摆渡车,求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数µ;
(3)在(2)的条件下,求滑块从G到J所用的时间t。
【答案】(1)4m/s,22N
(2)0.3 (3)2.5s
【解析】
【小问1详解】
滑块从静止释放到点过程,根据动能定理可得
解得
滑块过点时,根据牛顿第二定律可得
由牛顿第三定律
解得
【小问2详解】
设滑块刚滑上摆渡车时的速度大小为,从静止释放到点过程,根据动能定理可得
解得
摆渡车碰到前,滑块恰好不脱离摆渡车,说明滑块到达摆渡车右端时刚好与摆渡车共速,对滑块根据运动学公式
其中
对摆渡车根据运动学公式
其中
解得
根据能量守恒可得
解得
【小问3详解】
滑块从滑上摆渡车到与摆渡车共速过程,滑块的加速度大小为
所用时间为
此过程滑块通过的位移为
滑块与摆渡车共速后,滑块与摆渡车一起做匀速直线运动,该过程所用时间为
则滑块从到所用的时间为
第1页/共1页
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物理试题
注意:本试题共7页,三道大题。
一、单项选择题:本题共7小题,每小题4分,共28分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列各组物理量中,全部属于矢量的是( )
A. 速率 功率 B. 力 功 C. 动能 速度 D. 动量 冲量
2. 歼-35A是由中国航空工业集团自主研制的新一代中型隐身多用途战斗机。如图所示歼-35A战机先水平向右,再沿曲线ab向上,最后沿陡斜线直入云霄。设飞行路径在同一竖直面内,飞行速率不变。则在沿ab段曲线飞行过程中( )
A. 战机水平方向的分速度逐渐增大
B. 战机在某点加速度方向可能沿轨迹的切线方向
C. 战机克服重力做功的功率逐渐增大
D. 战机所受合外力斜向左上方且保持不变
3. 湖北某小区晾晒区的并排等高门型晾衣架如图所示,、杆均水平,不可伸长的轻绳的一端M固定在中点上,另一端N系在C点,一衣架(含所挂衣物)的挂钩可在轻绳上无摩擦滑动。将轻绳N端从C点沿方向缓慢移动至D点,整个过程中衣物始终没有着地。则此过程中轻绳上张力大小的变化情况是( )
A. 一直减小 B. 先减小后增大
C. 一直增大 D. 先增大后减小
4. 如图所示,一滑块压在水平面上的一张纸上,将纸由静止匀加速抽出,滑块向前移动一段距离后停止,已知滑块与纸、水平面间的动摩擦因数相同,下列说法正确的是( )
A. 纸抽出时的加速度越大,滑块向前移动的距离也越大
B. 纸抽出时的加速度越大,滑块离开纸时的速度也越大
C. 纸抽出时的加速度越大,滑块在纸上运动的时间越长
D. 纸抽出时的加速度越大,滑块在水平面上运动的时间越短
5. 一根轻质细线一端系一可视为质点的小球,细线另一端固定在一光滑圆锥顶上,如图甲所示,设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为,线的张力T随变化的图像如图乙所示,g取。下列说法正确的是( )
A. 细线的长度为1m B. 细线的长度为0.36m
C. 小球的质量为2kg D. 小球的质量为3kg
6. SpaceX公司的星链计划不断向地球卫星轨道发射升空大量小型卫星组成庞大的卫星群体系,严重影响了地球其他轨道卫星的使用安全,2021年中国空间站就不得不做两次紧急避险动作,避免被星链卫星撞击的危险。如图所示,假设在地球附近存在圆轨道卫星1和椭圆轨道卫星2,A、B两点为椭圆轨道长轴两端,C点为两轨道交点。A距离地心R,B距离地心3R,C距离地心2R,卫星都绕地球逆时针运行。下列说法正确的是( )
A. 卫星2的周期大于卫星1的周期
B. 卫星2和卫星1在C点加速度不相同
C. 卫星1在C点的速度小于卫星2在A点的速度
D. 若卫星2在A点适当点火加速,即可在半径为R的低轨道绕地球运动,不再存在与卫星1撞击的危险
7. 某同学投掷篮球空心入筐,篮球的出手点与篮筐的距离为7.2m,篮球进入篮筐时的速度方向恰好与出手时的速度方向垂直。不考虑空气阻力,重力加速度大小取。则篮球从出手到入筐的时间为( )
A. 1.6s B. 1.4s C. 1.2s D. 1.0s
二、多项选择题:本题共3小题,每小题6分,共18分。在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。
8. 一质量为 1kg 的物块,在水平力F的作用下由静止开始在粗糙水平面上做直线运动,F随时间t变化的图线如图所示。已知物块与水平面的动摩擦因数为,最大静摩擦力略大于滑动摩擦力,重力加速度,则下列说法正确的是( )
A. 物块在2s末的动量大小为
B. 物块在 3s 末的速度大小为0
C. 水平力F在前3s内的冲量大小为3Ns
D. 物块在4s末的动量大小为
9. 如图,质量为的汽车,开启定速巡航(速率不变)后,以108km/h的速率先后经过水平路面ab和长度为300m的斜坡bc。已知汽车行驶过程中所受阻力f恒为其重力的,在水平路面和斜坡行驶时汽车牵引力之比为,重力加速度g取.则( )
A. 汽车在水平段的牵引力为 B. b、c两位置的高度差为20m
C. b到c,汽车机械能增加 D. b到c,汽车牵引力功率为108kW
10. 某景区的彩虹滑梯如图所示,由两段倾角不同的直轨道(第一段倾角较大)组成,同种材料制成的粗糙斜面AB和BC高度相同,以底端C所在水平直线为x轴,顶端A在x轴上的投影O为原点建立坐标系。一游客静止开始从顶端A下滑到底端,若规定x轴所在的水平面为零势能面,则物体在两段斜面上运动过程中动能Eₖ、重力势能机械能E、产生的热量Q随物体在x轴上投影位置坐标x的变化关系图像中正确的是( )
A. B.
C. D.
三、非选择题(本题共5小题,共54分)
11. 在用打点计时器验证机械能守恒定律的实验中,使质量为m=1.00kg的重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带,如图所示。O为打点计时器打出的第1个点,A、B、C为从合适位置开始选取连续点中的三个点。已知打点计时器每隔0.02s打一个点,当地的重力加速度g取9.80m/s2,则:
(1)甲、乙两位同学分别得到A、B两条纸带,两纸带上开始两个点间的距离分别是1.9mm、4.0mm。则应该选用________(选填“甲”或“乙”)同学的纸带。
(2)根据图上所得的数据,应取图中O点到________点来验证机械能守恒定律。
(3)从O点到(3)问中所取的点,重物重力势能的减少量________J,动能增加量________J。(结果保留三位有效数字)
(4)大多数学生的实验结果显示,重力势能的减少量大于动能的增加量,原因是( )
A. 利用公式计算重物速度 B. 利用公式计算重物速度
C. 存在空气阻力和摩擦阻力的影响 D. 没有采用多次实验取平均值的方法
12. 某实验小组利用如图1所示的装置研究平抛运动。
(1)实验室提供了直径相同的小木球和小钢球,我们选用小钢球,这是因为( )
A. 小木球受空气阻力大
B. 小钢球受空气阻力小
C. 小钢球受到的空气阻力相对其重力可忽略
(2)实验中,下列说法正确的是( )
A. 应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下
B. 斜槽轨道必须光滑
C. 斜槽轨道末端可以不水平
D. 要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些
E. 为了比较准确地描出小球运动的轨迹,应该用一条曲线把所有的点逐个连接起来
(3)在坐标纸中描绘出钢球做平抛运动的轨迹如图1所示,读取轨迹上a、b两点的坐标分别为、。由此,甲、乙两同学得出小球做平抛运动的初速度大小分别为“”、“”,重力加速度为g,你认为结果比较准确的是________。(填“甲”或“乙”)。
(4)为更精准地测量小球做平抛运动的初速度,该小组用频闪照相机对运动的小球进行拍摄,照片编辑后如图2所示,球1为小球抛出瞬间的影像。球1和球5之间的距离为,球5和球9之间的距离为,。不计空气阻力,重力加速度g取10m/s2,频闪照相机闪光周期为0.05s,则小钢球抛出瞬间的速度大小为________m/s(结果保留2位有效数字),小球在影像5时的速度大小为________m/s(结果可保留根号)。
13. 小船要横渡一条d=200m宽的河,水流速度为v水=4m/s,船在静水中的航速是v船=5m/s,求:
(1)要使小船渡河时间最短,渡河时间是多少?位移大小是多少?
(2)要使小船渡河位移最短,船头应指向何处?多长时间能到达对岸?
14. 如图所示,半径为R的六分之一光滑圆弧支架竖直放置,支架的底部CD水平,离地面足够高,圆心O在C点的正上方,右侧边缘P点固定一个光滑轻质小轮(滑轮大小不计)。可视为质点的小球A、B系在长为3R的跨过小轮的轻绳两端,两球的质量分别为3m、m。现将A球从紧靠小轮P处由静止释放,取CD面为零势能面,重力加速度为g,不计空气阻力。求:
(1)释放前A、B系统的重力势能;
(2)A球刚释放时的加速度大小a;
(3)A球运动到C点时的速度大小。
15. 一游戏装置竖直截面如图所示,该装置由固定在水平地面上倾角的直轨道AB、螺旋圆形轨道BCDE,倾角的直轨道EF、水平直轨道FG组成,除FG段外各段轨道均光滑,且各处平滑连接。螺旋圆形轨道与轨道AB、EF相切于B(E)处。凹槽GHIJ底面HI水平光滑,上面放有一无动力摆渡车,并紧靠在竖直侧壁GH处,摆渡车上表面与直轨道FG、平台JK位于同一水平面。已知螺旋圆形轨道半径R=0.5m,B点高度为1.2R,FG长度LFG=2.5m,HI长度L0=9m,摆渡车长度L=3m、质量m=1kg。将一质量也为m的滑块从倾斜轨道AB上高度h=2.3m处静止释放,滑块在FG段运动时的阻力为其重力的0.2倍。(摆渡车碰到竖直侧壁IJ立即静止,滑块视为质点,不计空气阻力,,,g取10m/s2)
(1)求滑块过C点的速度大小vC和滑块对轨道的作用力大小FC;
(2)摆渡车碰到IJ前,滑块恰好不脱离摆渡车,求滑块与摆渡车之间的动摩擦因数µ;
(3)在(2)的条件下,求滑块从G到J所用的时间t。
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