内容正文:
高一下学期第一次月考物理试题
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 关于平抛运动,下列说法不正确的是( )
A. 平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动
B. 平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变
C. 平抛运动的速度大小是时刻变化的
D. 平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
2. 物体做圆周运动,以下说法中正确的是( )
A. 匀速圆周运动的速度不变
B. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
C. 向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
D. 向心力一定是物体所受的合外力
3. 流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积,在生活中经常需要测量流量来解决实际问题。环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水。如图所示。他测出水平管口距落点的竖直高度为h,管口的直径为d,污水落点距管口的水平距离为,重力加速度为g。根据这些测量计算排出污水的流量为( )
A. B. C. D.
4. 如图所示,如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动,那么,从它的分针与时针第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为( )
A. B. C. D. 12h
5. 如图所示,为一半径为R的圆弧,圆心位置O,一小球从与圆心等高的任意点沿半径方向水平抛出,恰好垂直落在面上的Q点,且速度与水平方向夹角为,则小球抛出后的水平距离为( )
A. B. C. D.
6. 如图当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点各自做圆周运动,P、Q到轴的距离分别为、,已知篮球半径为R,则P、Q两点做圆周运动的( )
A. 半径之比为1∶1
B. 角速度之比为
C. 线速度大小之比为
D. 向心加速度大小之比为
7. 某型号农田喷灌机如图所示,喷口出水速度的大小和方向均可调节。该喷灌机的最大喷水速度,取重力加速度,,忽略喷头距离地面的高度及空气阻力。则下列判断正确的是( )
A. 当喷口出水速度方向与水平面夹角时,喷灌的射程最远
B. 喷灌的射程最远时,水在空中的运行时间为
C. 喷灌的射程最远为10m
D. 该喷灌机的最大喷灌面积为
8. 如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上.物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足 ( )
A. tanφ=sinθ B. tanφ=cosθ
C. tanφ=tanθ D. tanφ=2tanθ
9. 如图所示,A、B两个小球在同一竖直线上,离地高度分别为2h和h,将两球水平抛出后,两球落地时的水平位移大小之比为1:2,则下列说法正确的是( )
A. A,B两球的初速度大小之比为1:4
B. A,B两球的初速度大小之比为:2
C. 若两球同时落地,则两球抛出的时间差为
D. 若两球同时抛出,则落地的时间差为
10. 某同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,关于这两次篮球从抛出到撞击篮板的过程
A. 两次在空中运动的时间相等
B. 两次抛出时的速度相等
C. 第1次抛出时速度的水平分量小
D. 第2次抛出时速度的竖直分量大
二、多选题(本题共5小题,每小题4分,共20分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 在铁路转弯处,为了减小火车对铁轨的损伤,内、外轨设计时高度略有不同。某段转弯处半径为R,火车速度为时,恰好轮缘对内、外轨道无压力,轨道平面与水平地面间夹角为,如图所示。现有一质量为m的火车沿该弯道做速度为v的匀速圆周运动,重力加速度为g。则( )
A. 该转弯处的设计速度为
B. 该转弯处的设计速度为
C. 若,火车有向外轨道方向运动的趋势
D. 若,火车有向外轨道方向运动的趋势
12. 如图所示:一轴竖直的锥形漏斗,内壁光滑,内壁上有两个质量不相同的小球A、B各自在不同的水平面内做匀速圆周运动,已知,则下列关系正确的有( )
A. 线速度 B. 角速度
C. 向心加速度 D. 小球对漏斗的压力
13. 如图所示,从某高度以5m/s的水平速度抛出一小球,小球经过0.5s到达地面,此时小球的速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A. 小球落地时的速度大小为5m/s
B. 小球距地面的高度为1.25m
C. 小球落地时的位移方向与水平方向的夹角的正切值为
D. 若小球抛出时的速度增大,则θ增大
14. 如图所示,水平面上放置一个直径d=1m、高h=1m的无盖薄油桶,沿油桶底面直径AB距左桶壁s=2m处的正上方有一点P,P点的高度H=3m,从P点沿直径AB方向水平抛出一小球,不考虑小球的反弹和空气阻力,下列说法正确的是(取g=10m/s2,CD为桶顶平行AB的直径)( )
A. 小球的速度范围为时,小球击不中油桶的内壁
B. 小球的速度范围为时,小球击中油桶的下底
C. 小球的速度范围为时,小球击中油桶外壁
D. 若P点的高度变为1.8m,则小球无论初速度多大,均不能直接落在桶底(桶边沿除外)
15. 从倾角为θ的斜面上A、B位置分别以水平速度v1、v2平抛两个小球,两个小球恰好都落在斜面上C点,如图所示。已知v1=2v2,则下列说法正确的是( )
A. 两小球在空中运动时间之比为1∶2
B. 两小球水平位移之比为4∶1
C. 两小球落到C点时的速度大小之比为4∶1
D. 两小球落到C点时速度方向相同
三、非选择题(本题共5小题,共50分)
16. “研究平抛物体的运动”的实验中:
(1)在实验前应( )
A. 将斜槽的末端切线调成水平
B. 将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C. 在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
(2)如图为平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm,如果取,则闪光时间间隔为___________;小球运动中水平分速度的大小___________;小球经过B点时的速度大小是___________
17. 如图所示,向心力演示仪的挡板A,C到转轴距离为R,挡板B到转轴距离为2R,塔轮①④半径相同,①②③半径之比为1:2:3,④⑤⑥半径之比为3:2:1.现通过控制变量法,用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径,质量的关系。
(1)当质量和运动半径一定时,探究向心力的大小与角速度的关系,将传动皮带套在②④塔轮上,应将质量相同的小球分别放在挡板___________处(选填“A”、“B”或“C”中的两个);
(2)当质量和角速度一定时,探究向心力的大小与运动半径之间的关系,应将皮带套在___________塔轮上(选填①②③④⑤⑥中的两个);
(3)将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处,传动皮带套在①④两个塔轮上,图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为3:1,则铁球与橡胶球的质量之比为___________。
18. 如图甲所示,一辆轿车正在水平路面上转弯,已知圆弧形弯道半径,汽车与路面间的动摩擦因数、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取.
(1)为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速,要确保汽车进入弯道后不侧滑,求汽车在弯道上行驶的最大速度;
(2)为了进一步增加安全性,通常将弯道路面设计成外高内低,如图乙所示,若路面倾角为,,弯道半径仍为,要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应为多大?
19. 如图所示,女子跳台滑雪运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑道上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。设某运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度,落点在斜坡上的B点,斜坡倾角,斜坡可以看成一斜面,不考虑空气阻力(取,,)。求:
(1)运动员在空中飞行的时间t;
(2)A、B间的距离s;
(3)运动员落到斜面上时的速度大小;
(4)运动员何时离斜面最远。
20. 如图所示,丛林大冒险活动中,质量的人(可视为质点)从高台边缘A点借助轻绳越过河面到达河岸边B点。已知绳长保持不变,OA与竖直方向夹角为,悬挂点O与B点的高度差为,河面宽度,空气阻力不计,重力加速度g取。若人必须在绳子摆到竖直方向时放开绳子,求:
(1)人放开绳子后在空中的运动时间t;
(2)人放开绳子瞬间的水平速度大小v;
(3)人放开绳子前瞬间绳子对人的拉力大小F。
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高一下学期第一次月考物理试题
一、单项选择题(本题共10小题,每小题3分,共30分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1. 关于平抛运动,下列说法不正确的是( )
A. 平抛运动是一种在恒力作用下的曲线运动
B. 平抛运动的速度方向与恒力方向的夹角保持不变
C. 平抛运动的速度大小是时刻变化的
D. 平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小
【答案】B
【解析】
【详解】A.做平抛运动的物体只受重力作用,重力为恒力,故A正确,不符合题意;
B.平抛运动的速度方向时刻在变,且平抛运动的速度方向与重力方向的夹角逐渐减小,故B错误,符合题意;
C.平抛运动水平初速度不变,竖直分速度不断增大,则合速度大小时刻变化.故C正确,不符合题意;
D.由于平抛运动的速度方向与重力方向的夹角逐渐减小,而重力方向就是平抛运动的加速度方向,故D正确,不符合题意。
故选B。
2. 物体做圆周运动,以下说法中正确的是( )
A. 匀速圆周运动的速度不变
B. 物体做圆周运动时的加速度方向始终指向圆心
C. 向心加速度的方向始终与线速度方向垂直
D. 向心力一定是物体所受的合外力
【答案】C
【解析】
【详解】A.匀速圆周运动的速度大小不变,方向时刻发生变化,故A错误;
B.物体做匀速圆周运动时的加速度方向始终指向圆心,但变速圆周运动时,加速度方向并不是始终指向圆心,故B错误;
C.向心加速度的方向总是指向圆心,始终与线速度方向垂直,故C正确;
D.做匀速圆周运动时,合外力提供所需的向心力,但变速圆周运动时,向心力不一定是物体所受的合外力,故D错误。
故选C。
3. 流量是指单位时间内通过管道横截面的流体体积,在生活中经常需要测量流量来解决实际问题。环保人员在检查时发现一根排污管正在向外满口排出大量污水。如图所示。他测出水平管口距落点的竖直高度为h,管口的直径为d,污水落点距管口的水平距离为,重力加速度为g。根据这些测量计算排出污水的流量为( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】污水从管口排出做平抛运动,设水流速度为,根据平抛运动规律,有
可求出
流量为
故选A。
4. 如图所示,如果把钟表上的时针、分针、秒针的运动看成匀速圆周运动,那么,从它的分针与时针第一次重合至第二次重合,中间经历的时间为( )
A. B. C. D. 12h
【答案】C
【解析】
【详解】分针的周期为1h,时针的周期为12h,两者的周期比为
分针与时针从第1次重合到第2次重合有
即
又
所以有
故选C。
5. 如图所示,为一半径为R的圆弧,圆心位置O,一小球从与圆心等高的任意点沿半径方向水平抛出,恰好垂直落在面上的Q点,且速度与水平方向夹角为,则小球抛出后的水平距离为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】
如图所示,小球恰好垂直落在面上的Q点,作速度的反向延长线,交于O点,由平抛运动的推论可知,速度反向延长线交水平位移的中点,故满足
结合圆的几何关系可得
联立可解得,D正确。
故选D。
6. 如图当篮球在指尖上绕轴转动时,球面上P、Q两点各自做圆周运动,P、Q到轴的距离分别为、,已知篮球半径为R,则P、Q两点做圆周运动的( )
A. 半径之比为1∶1
B. 角速度之比为
C. 线速度大小之比为
D. 向心加速度大小之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,球面上P、Q两点做圆周运动的半径分别为与,,A错误;
B.由题意可知,球面上P、Q两点转动时属于同轴转动,角速度大小相等,B错误;
C.由v=ωr可知,球面上P、Q两点做圆周运动的线速度大小之比为:,C正确;
D.由可知,球面上P、Q两点做圆周运动的向心加速度大小之比为:,D错误。
故选C。
7. 某型号农田喷灌机如图所示,喷口出水速度的大小和方向均可调节。该喷灌机的最大喷水速度,取重力加速度,,忽略喷头距离地面的高度及空气阻力。则下列判断正确的是( )
A. 当喷口出水速度方向与水平面夹角时,喷灌的射程最远
B. 喷灌的射程最远时,水在空中的运行时间为
C. 喷灌的射程最远为10m
D. 该喷灌机的最大喷灌面积为
【答案】C
【解析】
【详解】A.水流做斜抛运动,则有,
解得
可知,当喷口出水速度方向与水平面夹角时,喷灌的射程最远,故A错误;
B.结合上述可知,当喷口出水速度方向与水平面夹角时,喷灌的射程最远,此时水在空中的运行时间为
故B错误;
C.结合上述可知,喷灌的射程最远为
故C正确;
D.结合上述可知,该喷灌机的最大喷灌面积
结合上述解得
故D错误。
故选C。
8. 如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上.物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足 ( )
A. tanφ=sinθ B. tanφ=cosθ
C. tanφ=tanθ D. tanφ=2tanθ
【答案】D
【解析】
【详解】竖直速度与水平速度之比为
竖直位移与水平位移之比为
故
tanφ=2tanθ
故选D.
9. 如图所示,A、B两个小球在同一竖直线上,离地高度分别为2h和h,将两球水平抛出后,两球落地时的水平位移大小之比为1:2,则下列说法正确的是( )
A. A,B两球的初速度大小之比为1:4
B. A,B两球的初速度大小之比为:2
C. 若两球同时落地,则两球抛出的时间差为
D. 若两球同时抛出,则落地的时间差为
【答案】C
【解析】
【分析】小球做平抛运动,由平抛运动规律可以求出小球的运动时间与水平速度,然后分析答题;
【详解】A、小球做平抛运动,竖直方向有:,则运动时间:
所以A球的运动时间:,B球的运动时间:.
所以.
由得,结合两球落地时的水平位移之比,可知A、B两球的初速度之比为,故AB错误;
C、若两球同时落地,则两球抛出的时间差:,故C正确;
D、若两球同时抛出,则落地时间差:,故D错误.
【点睛】本题考查了求小球的初速度与运动时间关系,知道小球做平抛运动,应用平抛运动规律可以解题.
10. 某同学在练习投篮时将篮球从同一位置斜向上抛出,其中有两次篮球垂直撞在竖直放置的篮板上,运动轨迹如图所示,不计空气阻力,关于这两次篮球从抛出到撞击篮板的过程
A. 两次在空中运动的时间相等
B. 两次抛出时的速度相等
C. 第1次抛出时速度的水平分量小
D. 第2次抛出时速度的竖直分量大
【答案】C
【解析】
【详解】A.将篮球的运动反向处理,即为平抛运动,由图可知,第二次运动过程中的高度较小,所以运动时间较短,故A错误;
BCD.将篮球的运动反向视为平抛运动,在竖直方向上做自由落体运动,第二次运动过程中的高度较小,故第二次抛出时速度的竖直分量较小,所用时间减小;平抛运动在水平方向做匀速直线运动,水平射程相等,由可知,第二次水平分速度较大;水平速度第二次大,竖直速度第一次大,根据速度的合成可知,抛出时的速度大小关系不能确定,故C正确,BD错误.
二、多选题(本题共5小题,每小题4分,共20分。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11. 在铁路转弯处,为了减小火车对铁轨的损伤,内、外轨设计时高度略有不同。某段转弯处半径为R,火车速度为时,恰好轮缘对内、外轨道无压力,轨道平面与水平地面间夹角为,如图所示。现有一质量为m的火车沿该弯道做速度为v的匀速圆周运动,重力加速度为g。则( )
A. 该转弯处的设计速度为
B. 该转弯处的设计速度为
C. 若,火车有向外轨道方向运动的趋势
D. 若,火车有向外轨道方向运动的趋势
【答案】AD
【解析】
【详解】AB.火车速度为时,恰好轮缘对内、外轨道无压力,该速度即为设计速度,对火车进行分析,根据牛顿第二定律有
解得
故A正确,B错误;
C.若,此时火车圆周运动所需要的向心力小于,火车有向内轨道方向运动的趋势,故C错误;
D.若,此时火车圆周运动所需要的向心力大于,火车有向外轨道方向运动的趋势,故D正确。
故选AD。
12. 如图所示:一轴竖直的锥形漏斗,内壁光滑,内壁上有两个质量不相同的小球A、B各自在不同的水平面内做匀速圆周运动,已知,则下列关系正确的有( )
A. 线速度 B. 角速度
C. 向心加速度 D. 小球对漏斗的压力
【答案】ACD
【解析】
【详解】ABC.以任意一个小球为研究对象,小球受重力mg和漏斗内壁的支持力N,合力提供向心力,如图
根据牛顿第二定律得
所以
,,
由图可知,两球θ相同,A球的圆周运动半径大于B球,所以
故AC正确,B错误;
D.根据牛顿第三定律可得,小球对漏斗的压力等于漏斗对小球的支持力,则
故D正确。
故选ACD。
13. 如图所示,从某高度以5m/s的水平速度抛出一小球,小球经过0.5s到达地面,此时小球的速度与水平方向的夹角为θ,不计空气阻力,取重力加速度大小g=10 m/s2。下列说法正确的是( )
A. 小球落地时的速度大小为5m/s
B. 小球距地面的高度为1.25m
C. 小球落地时的位移方向与水平方向的夹角的正切值为
D. 若小球抛出时的速度增大,则θ增大
【答案】BC
【解析】
【详解】A.小球落地时的速度大小为,A错误;
B.小球距地面的高度为,B正确;
C.小球落地时的位移方向与水平方向的夹角的正切值为,C正确;
D.根据,若小球抛出时的速度v0增大,则θ减小,D错误。
故选BC。
14. 如图所示,水平面上放置一个直径d=1m、高h=1m的无盖薄油桶,沿油桶底面直径AB距左桶壁s=2m处的正上方有一点P,P点的高度H=3m,从P点沿直径AB方向水平抛出一小球,不考虑小球的反弹和空气阻力,下列说法正确的是(取g=10m/s2,CD为桶顶平行AB的直径)( )
A. 小球的速度范围为时,小球击不中油桶的内壁
B. 小球的速度范围为时,小球击中油桶的下底
C. 小球的速度范围为时,小球击中油桶外壁
D. 若P点的高度变为1.8m,则小球无论初速度多大,均不能直接落在桶底(桶边沿除外)
【答案】CD
【解析】
【详解】ABC.当小球落在A点时,有,
联立解得
同理可知,当小球落在D点时,有
当小球落在B点时,有
当小球落在C点时,有
小球要击中油桶内壁,速度范围满足
小球击中油桶下底,速度范围满足
小球击中油桶外壁,速度范围满足
故AB错误,C正确;
D.若P点的高度变为,轨迹同时过D点和B点,则此时初速度为
解得
在此高度上,小球无论初速度多大,都不能直接落在桶底(桶边沿除外),故D正确。
故选CD。
15. 从倾角为θ的斜面上A、B位置分别以水平速度v1、v2平抛两个小球,两个小球恰好都落在斜面上C点,如图所示。已知v1=2v2,则下列说法正确的是( )
A. 两小球在空中运动时间之比为1∶2
B. 两小球水平位移之比为4∶1
C. 两小球落到C点时的速度大小之比为4∶1
D. 两小球落到C点时速度方向相同
【答案】BD
【解析】
【详解】A.小球从斜面抛出最后落到斜面上,有
解得
可知,A错误;
B.水平位移之比为,B正确;
CD.设速度方向与水平方向的夹角为α,则
由此可知,两小球落到斜面上的速度方向相同,此时速度大小为,
所以速度大小之比为,C错误,D正确。
故选BD。
三、非选择题(本题共5小题,共50分)
16. “研究平抛物体的运动”的实验中:
(1)在实验前应( )
A. 将斜槽的末端切线调成水平
B. 将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行
C. 在白纸上记录斜槽末端槽口的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点
(2)如图为平抛运动的闪光照片的一部分,图中背景方格的边长均为5cm,如果取,则闪光时间间隔为___________;小球运动中水平分速度的大小___________;小球经过B点时的速度大小是___________
【答案】(1)AB (2) ①. 0.1s ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
A.将斜槽的末端切线调成水平,以保证小球做平抛运动,A正确;
B.将木板校准到竖直方向,并使木板平面与小球下落的竖直平面平行,以防止小球与木板相碰,B正确;
C.在白纸上记录小球在斜槽末端时球心在白纸上的投影点的位置O,作为小球做平抛运动的起点和所建坐标系的原点,C错误。
故选AB。
【小问2详解】
[1]竖直方向由
解得T=0.1s
[2]小球运动中水平分速度的大小
[3]小球经过B点时的竖直速度
则B点的速度大小是
17. 如图所示,向心力演示仪的挡板A,C到转轴距离为R,挡板B到转轴距离为2R,塔轮①④半径相同,①②③半径之比为1:2:3,④⑤⑥半径之比为3:2:1.现通过控制变量法,用该装置探究向心力大小与角速度、运动半径,质量的关系。
(1)当质量和运动半径一定时,探究向心力的大小与角速度的关系,将传动皮带套在②④塔轮上,应将质量相同的小球分别放在挡板___________处(选填“A”、“B”或“C”中的两个);
(2)当质量和角速度一定时,探究向心力的大小与运动半径之间的关系,应将皮带套在___________塔轮上(选填①②③④⑤⑥中的两个);
(3)将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处,传动皮带套在①④两个塔轮上,图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为3:1,则铁球与橡胶球的质量之比为___________。
【答案】(1)A、C (2)①④
(3)
【解析】
【小问1详解】
当质量和运动半径一定时,探究向心力的大小与角速度的关系,需要控制两小球做圆周运动的半径相同,故应将质量相同的小球分别放在挡板A、C处。
【小问2详解】
当质量和角速度一定时,探究向心力的大小与运动半径之间的关系,两个变速轮塔靠皮带传送,即皮带套在的塔轮上线速度大小相等,若控制角速度相同,则两塔轮的半径相同,故应将皮带套在①④塔轮上。
【小问3详解】
将大小相同的铁球和橡胶球分别放置在A、C挡板处,传动皮带套在①④两个塔轮上,可知两球转动的半径和角速度相同,图中标尺上黑白相间的等分格显示出两个小球向心力大小的比值为,根据,可知铁球与橡胶球的质量之比为
18. 如图甲所示,一辆轿车正在水平路面上转弯,已知圆弧形弯道半径,汽车与路面间的动摩擦因数、设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取.
(1)为确保弯道行车安全,汽车进入弯道前必须减速,要确保汽车进入弯道后不侧滑,求汽车在弯道上行驶的最大速度;
(2)为了进一步增加安全性,通常将弯道路面设计成外高内低,如图乙所示,若路面倾角为,,弯道半径仍为,要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应为多大?
【答案】(1)10m/s;(2)5m/s
【解析】
【详解】(1)汽车进入弯道后静摩擦力充当向心力,当摩擦力达到最大静摩擦力时,行驶速度最大
解得
(2)要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则重力与支持力的合力提供向心力
解得
19. 如图所示,女子跳台滑雪运动员踏着专用滑雪板,不带雪杖在助滑道上(未画出)获得一速度后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆。设某运动员由斜坡顶的A点沿水平方向飞出的速度,落点在斜坡上的B点,斜坡倾角,斜坡可以看成一斜面,不考虑空气阻力(取,,)。求:
(1)运动员在空中飞行的时间t;
(2)A、B间的距离s;
(3)运动员落到斜面上时的速度大小;
(4)运动员何时离斜面最远。
【答案】(1)3s (2)75m
(3)
(4)1.5s
【解析】
【小问1详解】
运动员由A点到B点做平抛运动,水平方向的位移
竖直方向的位移
又有
联立解得
【小问2详解】
根据题意,由几何关系可得
【小问3详解】
运动员落在斜面上时速度的竖直分量
运动员落到斜面上时的速度大小
【小问4详解】
如图,当合速度方向与斜面平行时,运动员距离斜面最远
由几何关系有
解得
20. 如图所示,丛林大冒险活动中,质量的人(可视为质点)从高台边缘A点借助轻绳越过河面到达河岸边B点。已知绳长保持不变,OA与竖直方向夹角为,悬挂点O与B点的高度差为,河面宽度,空气阻力不计,重力加速度g取。若人必须在绳子摆到竖直方向时放开绳子,求:
(1)人放开绳子后在空中的运动时间t;
(2)人放开绳子瞬间的水平速度大小v;
(3)人放开绳子前瞬间绳子对人的拉力大小F。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
人放开绳子后在空中做平抛运动
竖直方向:
整理得
【小问2详解】
人放开绳子后在空中做平抛运动
水平方向:
整理得
【小问3详解】
人放开绳子前瞬间,人受绳的拉力和重力。
则
整理得
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