内容正文:
北师大淮安学校2025-2026学年度第二学期高一年级第一次月考
物理试卷
一、选择题(本题共11小题,每小题3分,共44分,每小题只有一个选项正确)
1. 某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F。若此物体受到的万有引力减小到,则此物体距地面的高度应为(R为地球的半径)( )
A. R B. 2R C. 3R D. 8R
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】根据万有引力定律表达式得,其中r为物体到地球中心的距离;某物体在地球表面,受到地球的万有引力为F,此时;若此物体受到的引力减小为,根据得出此时物体到地球中心的距离,所以物体距离地面的高度应为R,
故选A。
2. 下列物体中,机械能守恒的是( )
A. 做平抛运动的物体 B. 在竖直平面内匀速圆周运动的物体
C. 被匀速吊起的集装箱 D. 以的加速度竖直向上做匀减速运动的物体
【答案】A
【解析】
【详解】A.做平抛运动的物体,只受重力作用,只有重力做功,机械能守恒,故A正确;
B.在竖直平面内匀速圆周运动的物体,速度大小不变,即动能不变,物体的重力势能不断变化,机械能不守恒,故B错误;
C.被匀速吊起的集装箱速度不变,即动能不变,重力势能变大,机械能变大,故C错误;
D.以的加速度竖直向上做匀减速运动的物体,可知物体受到向上的其他力的作用,其他力做正功,机械能增大,故D错误。
故选A。
3. 如图所示,一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(箱子运动的速度大小如图中所注),下列说法正确的是( )
A. 大人的推力大 B. 小孩的推力大
C. 大人做的功多 D. 大人和小孩做的功一样多
【答案】D
【解析】
【详解】小孩和大人都以水平推力匀速推动相同的木箱在相同的粗糙路面走,两木箱受到的摩擦力大小相等,小孩和大人所用的推力相等,走同样的位移,大人和小孩做的功一样多。
故选D。
4. 如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径),c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是( )
A. b卫星转动线速度大于
B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为
D. 在b、c中,b的线速度大
【答案】D
【解析】
【详解】A.第一宇宙速度为航天器在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的最小发射速度,最大环绕速度,A错误;
B.由题可知a、c具有相同的角速度,根据
由于
可知
根据
由于
可知
总之,B错误;
C.由题意知
根据
解得
因为
所以
综上,C错误;
D.根据
解得
可知,D正确。
故选D。
5. 卫星的 “星下点”是指卫星的瞬时位置和地球中心的连线与地球表面的交点,可用地理经、纬度来表示,对于位于“星下点”处的地面观察者来说,卫星就在天顶,将 “星下点”的轨迹画在地图上便是星下点轨迹图。已知某颗卫星的星下点轨迹图是一个点,地球自转的周期为,地球半径为,地球表面的重力加速度为,卫星的运动可视为匀速圆周运动,则( )
A. 该卫星为近地卫星 B. 该卫星的线速度
C. 该卫星的角速度 D. 该卫星可能经过淮安的正上方
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于卫星的星下点轨迹图是一个点,表明该卫星的瞬时位置和地球中心的连线与地球表面的交点始终不变,即该卫星为地球同步静止卫星,故A错误;
D.结合上述可知,该卫星为地球同步静止卫星,卫星的轨道平面与赤道共面,则该卫星不可能经过淮安的正上方,故D错误;
B.结合上述可知,该卫星为地球同步静止卫星,卫星的周期等于地球自转周期,卫星的轨道半径大于地球半径,则该卫星的线速度,故B错误;
C.结合上述可知,该卫星为地球同步静止卫星,卫星的周期等于地球自转周期,则该卫星的角速度,故C正确。
故选C。
6. 假设地球是一半径为R,质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零,地球表面处引力加速度为g。则关于地球引力加速度a随地球球心到某点距离r的变化图像正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】若距离大于地球半径,则根据万有引力提供重力可得
可得加速度
随距离增大,加速度变小。当在地球球壳内即距离小于地球半径,此时距离地心r~R范围内的球壳对物体没有引力,那么地球对其产生引力的就是半径为r的中心球体对它产生的引力,因此
即加速度与距离成正比。
故选B。
7. 如图所示,一质量为 m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端可绕 O点转动,把小球拉至 A处,弹簧恰好无形变.将小球由静止释放,当小球运动到O点正下方B点时的速度为v,A、B的高度差为设弹簧处于原长时弹性势能为零,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为则小球( )
A. 由A到B重力做的功等于
B. 由A到B重力势能减少
C. 由A到B克服弹力做功为mgh
D. 到达位置B时弹簧的弹性势能为
【答案】D
【解析】
【详解】B.由A至B重力做功为mgh,则重力势能减少mgh,小球在下降中小球的重力势能转化为动能和弹簧的弹性势能,所以
故B错误;
A.重力做功只与初末位置的高度差有关,则由A至B重力功为mgh,结合B项分析可知由A到B重力做的功
故A错误;
C.设由A至B小球克服弹力做功为W,根据动能定理得
解得
故C错误;
D.弹簧弹力做功量度弹性势能的变化,所以小球到达位置B时弹簧的弹性势能为,故D正确。
故选D。
8. 如图所示,有一半径为R的粗糙半圆轨道,处处粗糙程度相同,A、C与圆心O等高,有一质量为m的物块(可视为质点),从A点以初速度滑下,滑至最低点B时,对轨道的压力为,下列说法正确的是( )
A. 在AB段摩擦力对物块做的功为0.5mgR
B. 物块不能到达C点
C. 物块刚好能到达C点
D. 物块能到达C点,且还要从C点竖直上抛一段距离
【答案】D
【解析】
【详解】A.设小物块到达最低点B时的速度大小为vB,在B点,根据牛顿第二定律得
据题有,联立解得
在AB段根据动能定理可知
整理可以得到物块在 AB 段摩擦力做功为,故A 错误;
BCD.根据上面分析可知,在B点物块具有的动能为
物块从B点向C点运动过程中速度逐渐减小,从而对轨道的压力逐渐减小,从BC段克服摩擦力的功小于,根据动能定理可知到达C点时其动能大于零,即物块能到达C 点,且还要从C 点竖直上抛一段距离,故BC错误,D正确。
故选D。
9. 如图甲所示为宜宾市高铁站的行李安检机,其简化原理图如图乙所示,水平传送带长为3m,传送带始终以恒定速率0.30m/s运行。一质量为2.0kg的小包(可视为质点)无初速度地轻放上传送带左端,最终到达传送带右端。若小包与该传送带间的动摩擦因数为0.60,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 小包加速运动过程中,摩擦力对小包做负功
B. 小包在传送带上运动过程中,摩擦力对小包做的功为0.18J
C. 小包在传送带上运动过程中,因摩擦而产生的热量0.18J
D. 由于传送该小包,电动机多消耗的电能为0.18J
【答案】D
【解析】
【详解】A.小包加速运动过程中,摩擦力方向与小包的运动方向相同,摩擦力对小包做正功,故A错误;
B.小包加速运动过程中,小包受滑动摩擦力作用,由牛顿第二定律有
解得
设经过时间小包与传送带共速,则有
该过程小包通过的位移为
共速后,小包不受摩擦力作用,所以摩擦力对小包做的功为,故B错误;
C.小包与传送带发生的相对位移为
小包在传送带上运动过程中,因摩擦而产生的热量为,故C错误;
D.由能量守恒,由于传送该小包,电动机多消耗的电能为
解得,故D正确。
故选D。
10. 如图所示,一小物块由静止开始沿倾角为的斜面向下滑动,最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为0.25,取地面为零势能面,已知。该过程中,物块的动能、重力势能、机械能、摩擦产生的热量与水平位移的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】如图所示
A.当物块从最高点下滑至斜面最低点的过程中,物块的动能
当物块下滑至斜面底端时其动能
此后在水平面上克服摩擦力做功,则有
可知,动能达到最大值前,其图像为过原点的倾斜直线,斜率为,动能达到最大后在水平面上运动,其图线的斜率为,可知图线具有对称性,故A正确;
B.物块的重力势能
可知物块图像为纵轴截距,斜率为的图线,当时,重力势能为0保持不变,故B错误;
CD.设O点到斜面底端的距离为,物块释放点的高度为,物块从释放到停止运动的过程中,克服摩擦力做功
可得
根据能量守恒可知
而物块在该过程中机械能的减少量始终等于克服摩擦力所做的功,则物块在轴上任意位置的机械能为
其图像为纵轴截距为,斜率为的倾斜直线,而其图像为过原点,斜率为的倾斜直线,故CD错误。
故选A。
11. 如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量为4m,把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等,已知OA与水平面的夹角θ=53°,OB长为3L,与AB垂直,不计滑轮的摩擦,重力加速度为g,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,滑块P从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑块P的加速度一直减小
B. 滑块P的最大速度一定大于
C. 轻绳对滑块P做功为8mgL
D. 重力对重物Q做功的功率一直减小
【答案】BC
【解析】
【详解】A.由题知,在A、B两点弹簧对滑块P的弹力大小相等,可知在A点弹簧对滑块P的弹力向上,在B点弹簧对滑块P的弹力向下,故滑块P先加速上升再减速上升,滑块P从A点到速度最大点过程中,弹簧弹力不断减小,绳子拉力在竖直方向的分力减小,可知滑块P的加速度减小,滑块P从速度最大点到B点过程中,弹簧弹力向下,重力向下,绳子拉力在竖直方向的分力减小,可知滑块P的加速度增大,故滑块P的加速度先减小后增大,故A错误;
D.根据题意可知,滑块P从A点开始运动时,重物Q的速度为零,则重物Q重力的功率为零,当滑块P到达B点时,重物Q的速度也为零,此时重物Q重力的功率为零,则滑块由A到B的过程中,重物Q的重力功率先增大后减小,故D错误;
C.根据题意可知,滑块P、重物Q和弹簧组成的系统机械能守恒,根据几何关系可知,滑块P上升的高度为
重物Q下降的高度为
设滑块P运动到位置B处速度大小为,A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等,可知A、B两点弹簧的弹性势能相等,根据系统机械能守恒可得
联立
对滑块P,设轻绳对滑块P做功为W,根据动能定理有
代入数据解得 ,故C正确;
B.在A点弹簧对P的弹力向上,在B点弹簧对P弹力向下,可知P先加速上升后减速上升,在A、B间某位置,合力为零,速度最大,则滑块P的最大速度大于,故B正确。
故选BC。
12. 验证机械能守恒定律的实验中,小红同学利用图甲实验装置进行实验、正确完成操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,其中O点为纸带起始点,两相邻计数点时间间隔T。
(1)关于上述实验,下列说法中正确的有______。
A. 重物最好选择密度较小的木块
B. 释放纸带时重物要尽可能靠近打点计时器
C. 实验中应先接通电源,后释放纸带
D. 可以利用公式来求解瞬时速度
(2)若重物质量为m,重力加速度为g,利用纸带所测数据,计算出C点的速度vc=______,在误差允许范围内,根据______验证机械能守恒定律。(用字母表示)
(3)在实验中,小红同学发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量,分析原因可能是______。(只需说明一种即可)
(4)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D等各点的瞬时速度v,以各计数点到A点的距离h′为横轴,v2为纵轴作出图像,如图丙所示,根据作出的图像,能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是______。
【答案】(1)BC (2) ①. ②.
(3)空气阻力影响或纸带和限位孔的摩擦力影响
(4)图像的斜率为19.52,约为重力加速度的两倍
【解析】
【小问1详解】
A.为了减少空气阻力给实验带来的影响,重物应选用质量大、体积小的,即重物最好选择密度较大的铁块,故A错误;
B.实验过程中,释放纸带前,重物要尽可能靠近打点计时器,故B正确;
C.实验中应先接通电源,后释放纸带,故C正确:
D.利用公式来计算瞬时速度,间接的利用了机械能守恒定律。则不能用公式来计算瞬时速度,故D错误。
故选BC。
【小问2详解】
[1]根据匀变速直线运动中间时刻的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,由图乙数据可得,C点的速度为
[2]实验过程,我们要验证重力势能的减小量mgh和动能增加量相等,即证明
【小问3详解】
在实验中,小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量,分析原因可能是受空气阻力的影响或纸带与限位孔之间的摩擦力影响。
【小问4详解】
根据,可得
则v2−h的图像的斜率为2g,即可验证机械能守恒定律。
由图丙可知,图像的斜率为
则可以粗略验证自由下落的物体机械能守恒。
13. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的倍,g取10m/s2,求:
(1)汽车在前5s内的牵引力为多大?
(2)汽车的最大速度为多少?
【答案】(1)6×103N;(2)30m/s
【解析】
【详解】(1)由题意,汽车受到地面的阻力大小为
根据v-t图像可知汽车在前5s内的加速度大小为
设汽车在前5s内的牵引力大小为F,根据牛顿第二定律有
解得
(2)当汽车速度达到v=10m/s时,牵引力功率等于额定功率,即
当汽车速度达到vmax时,牵引力与阻力大小相等,则
14. 东风-5C打击面覆盖全球,最高速度可达几十马赫,接近甚至超过第一宇宙速度。已知地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。求:
(1)地球第一宇宙速度v;
(2)卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行角速度。
【答案】(1)
(2)
【解析】
【小问1详解】
不考虑地球自转的影响,在地面附近,引力等于重力
卫星绕地球做圆周运动,轨道半径为R,引力等于向心力
由以上二式可得
【小问2详解】
卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行角速度为ω
引力等于向心力
又
可得
15. 如图,半径为R的光滑圆形轨道 ABC固定在竖直平面内,在圆轨道 C 处有一个缺口可以通过滑块,与粗糙水平轨道CD相切于C点,直径AC竖直。D端有一被压缩的轻质弹簧保持锁定,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端P到C点的距离为3R。质量为m的小滑块从轨道上的B点由静止滑下,恰好能运动到P点。此时弹簧解除锁定,之后滑块被弹回,并能够进入圆轨道且不脱离轨道。当滑块进入圆轨道时, C处缺口闭合形成封闭的轨道。已知∠BOC=60°,重力加速度为g。求:
(1)滑块第一次滑至圆轨道最低点C时对圆轨道的压力;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数;
(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能。
【答案】(1),方向竖直向下
(2)
(3)或
【解析】
【小问1详解】
滑块从点运动到点,光滑轨道机械能守恒,其高度差
由机械能守恒定律可得
解得
在点,由牛顿第二定律可得
解得
根据牛顿第三定律,滑块对圆轨道的压力大小为,方向竖直向下。
【小问2详解】
滑块从点运动到点,初末动能均为,由动能定理可得
解得滑块与水平轨道间的动摩擦因数
【小问3详解】
设弹簧被锁定时具有的弹性势能为,滑块被弹簧弹开后,经过点的动能为。从点运动到点过程,由能量守恒可得
得
竖直圆轨道不脱离轨道分两种情况:
情况:滑块能完成圆周运动,通过最高点,满足,从点运动到点,机械能守恒
解得
情况:滑块不超过圆心高度,沿轨道滑下不脱离。滑块上升最大高度不超过圆心所在高度(点相对点高度为),则
同时滑块能进入圆轨道,需满足
解得
综上所述,弹簧的弹性势能满足或
16. 一转动装置如图甲所示,两根足够长轻杆OA、OB固定在竖直轻质转轴上的O点,两轻杆与转轴间夹角均为30°,小球a、b分别套在两杆上,小环c套在转轴上,球与环质量均为m,c与a、b间均用长为L的细线相连,原长为L的轻质弹簧套在转轴上,且与轴上P点、环c相连.当装置以某一转速转动时,弹簧伸长到,环c静止在O处,此时弹簧弹力等于环的重力,球、环间的细线刚好拉直而无张力.弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)细线刚好拉直而无张力时,装置转动的角速度ω1
(2)如图乙所示,该装置以角速度ω2(未知)匀速转动时,弹簧长为,求此时杆对小球的弹力大小;
(3)该装置转动的角速度由ω1缓慢变化到ω2,求该过程外界对转动装置做的功.
【答案】(1)(2)4mg(3)
【解析】
【详解】(1)小球做匀速圆周运动,由向心力公式有
mgtan60°=mω12Lsin30°
解得
ω1=
(2)对环c.由竖直方向力平衡得
2F线cos60°=mg+F弹
依题意,弹簧拉伸和压缩的形变量相同,则
F弹=mg
对球a竖直方向有
FNsin30°=mg+F线sin30°
解得
FN=4mg
(3)球a做匀速圆周运动,根据向心力公式有
FNcos30°+F线cos30°=mω22Lcos30°
a球的线速度
v2=ω2Lcos30°
整个过程弹簧弹性势能的变化量为零,弹簧弹力做的功为零,对系统,由功能关系得
W=ΔEp+ΔEk
整理,可得
W=mg()+2mg()+2×[(ω2Lcos30°)2﹣(ω1)2]
代入数据,可得
W=mgL
【点评】本题综合考查了动能定理、牛顿第二定律、共点力平衡和胡克定律的运用,当装置转动时,抓住小环平衡,小球在竖直方向上平衡,水平方向上的合力提供向心力进行求解.
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北师大淮安学校2025-2026学年度第二学期高一年级第一次月考
物理试卷
一、选择题(本题共11小题,每小题3分,共44分,每小题只有一个选项正确)
1. 某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F。若此物体受到的万有引力减小到,则此物体距地面的高度应为(R为地球的半径)( )
A. R B. 2R C. 3R D. 8R
2. 下列物体中,机械能守恒的是( )
A. 做平抛运动的物体 B. 在竖直平面内匀速圆周运动的物体
C. 被匀速吊起的集装箱 D. 以的加速度竖直向上做匀减速运动的物体
3. 如图所示,一小孩和一大人都以水平的力匀速推动相同的木箱在相同的路面走同样的位移(箱子运动的速度大小如图中所注),下列说法正确的是( )
A. 大人的推力大 B. 小孩的推力大
C. 大人做的功多 D. 大人和小孩做的功一样多
4. 如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径),c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是( )
A. b卫星转动线速度大于
B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为
D. 在b、c中,b的线速度大
5. 卫星的 “星下点”是指卫星的瞬时位置和地球中心的连线与地球表面的交点,可用地理经、纬度来表示,对于位于“星下点”处的地面观察者来说,卫星就在天顶,将 “星下点”的轨迹画在地图上便是星下点轨迹图。已知某颗卫星的星下点轨迹图是一个点,地球自转的周期为,地球半径为,地球表面的重力加速度为,卫星的运动可视为匀速圆周运动,则( )
A. 该卫星为近地卫星 B. 该卫星的线速度
C. 该卫星的角速度 D. 该卫星可能经过淮安的正上方
6. 假设地球是一半径为R,质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零,地球表面处引力加速度为g。则关于地球引力加速度a随地球球心到某点距离r的变化图像正确的是( )
A. B.
C. D.
7. 如图所示,一质量为 m的小球固定于轻质弹簧的一端,弹簧的另一端可绕 O点转动,把小球拉至 A处,弹簧恰好无形变.将小球由静止释放,当小球运动到O点正下方B点时的速度为v,A、B的高度差为设弹簧处于原长时弹性势能为零,弹簧始终处于弹性限度内,重力加速度为则小球( )
A. 由A到B重力做的功等于
B. 由A到B重力势能减少
C. 由A到B克服弹力做功为mgh
D. 到达位置B时弹簧的弹性势能为
8. 如图所示,有一半径为R的粗糙半圆轨道,处处粗糙程度相同,A、C与圆心O等高,有一质量为m的物块(可视为质点),从A点以初速度滑下,滑至最低点B时,对轨道的压力为,下列说法正确的是( )
A. 在AB段摩擦力对物块做的功为0.5mgR
B. 物块不能到达C点
C. 物块刚好能到达C点
D. 物块能到达C点,且还要从C点竖直上抛一段距离
9. 如图甲所示为宜宾市高铁站的行李安检机,其简化原理图如图乙所示,水平传送带长为3m,传送带始终以恒定速率0.30m/s运行。一质量为2.0kg的小包(可视为质点)无初速度地轻放上传送带左端,最终到达传送带右端。若小包与该传送带间的动摩擦因数为0.60,g取10m/s2,下列说法正确的是( )
A. 小包加速运动过程中,摩擦力对小包做负功
B. 小包在传送带上运动过程中,摩擦力对小包做的功为0.18J
C. 小包在传送带上运动过程中,因摩擦而产生的热量0.18J
D. 由于传送该小包,电动机多消耗的电能为0.18J
10. 如图所示,一小物块由静止开始沿倾角为的斜面向下滑动,最后停在水平地面上。斜面和地面平滑连接,且物块与斜面、物块与地面间的动摩擦因数均为0.25,取地面为零势能面,已知。该过程中,物块的动能、重力势能、机械能、摩擦产生的热量与水平位移的关系图像可能正确的是( )
A. B.
C. D.
11. 如图所示,一根轻质弹簧一端固定于光滑竖直杆上,另一端与质量为m的滑块P连接,P穿在杆上,一根轻绳跨过定滑轮将滑块P和重物Q连接起来,重物Q的质量为4m,把滑块从图中A点由静止释放后沿竖直杆上下运动,当它经过A、B两点时弹簧对滑块的弹力大小相等,已知OA与水平面的夹角θ=53°,OB长为3L,与AB垂直,不计滑轮的摩擦,重力加速度为g,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6,滑块P从A到B的过程中,下列说法正确的是( )
A. 滑块P的加速度一直减小
B. 滑块P的最大速度一定大于
C. 轻绳对滑块P做功为8mgL
D. 重力对重物Q做功的功率一直减小
12. 验证机械能守恒定律的实验中,小红同学利用图甲实验装置进行实验、正确完成操作后,得到一条点迹清晰的纸带,如图乙所示,其中O点为纸带起始点,两相邻计数点时间间隔T。
(1)关于上述实验,下列说法中正确的有______。
A. 重物最好选择密度较小的木块
B. 释放纸带时重物要尽可能靠近打点计时器
C. 实验中应先接通电源,后释放纸带
D. 可以利用公式来求解瞬时速度
(2)若重物质量为m,重力加速度为g,利用纸带所测数据,计算出C点的速度vc=______,在误差允许范围内,根据______验证机械能守恒定律。(用字母表示)
(3)在实验中,小红同学发现小球重力势能的减少量总是略大于小球动能的增加量,分析原因可能是______。(只需说明一种即可)
(4)实验小组的同学又正确计算出图乙中打下计数点A、B、C、D等各点的瞬时速度v,以各计数点到A点的距离h′为横轴,v2为纵轴作出图像,如图丙所示,根据作出的图像,能粗略验证自由下落的物体机械能守恒的依据是______。
13. 一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5s内做匀加速直线运动,5s末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其图像如图所示。已知汽车的质量为,汽车受到地面的阻力为车重的倍,g取10m/s2,求:
(1)汽车在前5s内的牵引力为多大?
(2)汽车的最大速度为多少?
14. 东风-5C打击面覆盖全球,最高速度可达几十马赫,接近甚至超过第一宇宙速度。已知地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。求:
(1)地球第一宇宙速度v;
(2)卫星在距离地面高度为h的圆轨道上运行角速度。
15. 如图,半径为R的光滑圆形轨道 ABC固定在竖直平面内,在圆轨道 C 处有一个缺口可以通过滑块,与粗糙水平轨道CD相切于C点,直径AC竖直。D端有一被压缩的轻质弹簧保持锁定,弹簧左端连接在固定的挡板上,弹簧右端P到C点的距离为3R。质量为m的小滑块从轨道上的B点由静止滑下,恰好能运动到P点。此时弹簧解除锁定,之后滑块被弹回,并能够进入圆轨道且不脱离轨道。当滑块进入圆轨道时, C处缺口闭合形成封闭的轨道。已知∠BOC=60°,重力加速度为g。求:
(1)滑块第一次滑至圆轨道最低点C时对圆轨道的压力;
(2)滑块与水平轨道间的动摩擦因数;
(3)弹簧被锁定时具有的弹性势能。
16. 一转动装置如图甲所示,两根足够长轻杆OA、OB固定在竖直轻质转轴上的O点,两轻杆与转轴间夹角均为30°,小球a、b分别套在两杆上,小环c套在转轴上,球与环质量均为m,c与a、b间均用长为L的细线相连,原长为L的轻质弹簧套在转轴上,且与轴上P点、环c相连.当装置以某一转速转动时,弹簧伸长到,环c静止在O处,此时弹簧弹力等于环的重力,球、环间的细线刚好拉直而无张力.弹簧始终在弹性限度内,忽略一切摩擦和空气阻力,重力加速度为g.求:
(1)细线刚好拉直而无张力时,装置转动的角速度ω1
(2)如图乙所示,该装置以角速度ω2(未知)匀速转动时,弹簧长为,求此时杆对小球的弹力大小;
(3)该装置转动的角速度由ω1缓慢变化到ω2,求该过程外界对转动装置做的功.
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