当前位置:首页 >> 数学 >>

江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年上学期高二(上)第1周周测物理试卷(解析版).doc


2016-2017 学年江西省上饶市铅山县致远中学高二(上)第 1 周周测物理试卷
一、选择题(24 分) 1.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为 r,a 是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大 轮的半径为 4r,小轮的半径为 2r,b 点在小轮上,到小轮中心的距离为 r,c 点和 d 点分别 位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则( )

A.ab 两点的线速度大小相等 B.ab 两点的角速度大小相等 C.ac 两点的线速度大小相等 D.ad 两点的向心加速度大小相等 2.如图所示,轮 A、B 同轴转动,轮 C、B 间通过皮带传动,皮带不打滑.已知 A、B、C 三轮半径之比 Ra:Rb:Rc:=3:1:2.由关于三轮边缘上三点 a、b、c 的线速度之比、角 速度之比、向心加速度之比,正确的是( )

A.1:1:3 B.3:1:1 C.1:3:1 D.3:1:1

2:2:1 2:2:1 2:2:1 2:1:2

1:2:6 6:2:1 2:6:1 6:2:1

3.如图所示,两根相互垂直的细线把质量为 m 的小球悬挂在图示 P 位置并保持静止,这时 沿 OP 方向的细线与竖直方向的夹角为 θ,细线中的拉力大小为 FTP;现在剪断细线 NP,当 小球摆到位置 Q(图中未画出)时,OQ 与竖直方向夹角也为 θ.下列说法正确的是( )

A.剪断细线 NP 的瞬间,小球处于平衡状态 B.剪断细线 NP 前、后的瞬间,细线 OP 中的拉力都为 FTP=mgcosθ C.小球在 Q 点时的加速度为重力加速度 g D.小球运动到最低点时处于超重状态 4.如图所示,轻杆长 3L,在杆两端分别固定质量均为 m 的球 A 和 B,光滑水平转轴穿过 杆上距球 A 为 L 处的 O 点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球 B 运动 到最高点时,杆对球 B 恰好无作用力.忽略空气阻力.则球 B 在最高点时( )

A.球 B 的速度为零 B.球 A 的速度大小为 C.水平转轴对杆的作用力为 1.5mg D.水平转轴对杆的作用力为 2.5mg 5.在长为 L 的轻杆中点和末端各固定一个质量均为 m 的小球,杆可在竖直面内转动,如图 所示,将杆拉至某位置释放,当其末端刚好摆到最低点时,下半段受力恰好等于球重的 2 倍,则杆上半段受到的拉力大小( )

A.

mg

B.

mg

C.2mg

D.

mg

6.如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过 O 点的水平轴自由转动.现给小球一初速 度,使它做圆周运动,图中 a、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点.则杆对球的作用力 可能是( )

A.a 处为拉力,b 处为拉力 C.a 处为推力,b 处为拉力

B.a 处为拉力,b 处为压力 D.a 处为推力,b 处为压力

二、多选题(16 分) 7.如图,在斜面顶端先后水平抛出同一小球,第一次小球落到斜面中点,第二次小球落到 斜面底端,从抛出到落至斜面上(忽略空气阻力) ( )

A.两次小球运动时间之比 t1:t2=1: B.两次小球运动时间之比 t1:t2=1:2 C.两次小球抛出时初速度之比 v01:v02= :1

D.两次小球抛小时初速度之比 v01:v02=2:1 8.地球同步卫星离地心距离为 r,运行速度为 v1,加速度为 a1,地球赤道上的物体随地球 自转的加速度为 a2,第一宇宙速度为 v2,地球半径为 R,则以下正确的是( A. =( )2 B. =( )2 C. = D. ) =( )

9.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为 θ,如图所示, 弯道处的圆弧半径为 R,若质量为 m 的火车转弯时速度小于 ,则( )

A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压

C.垂直于轨道平面对火车的支持力大于 D.垂直于轨道平面对火车的支持力小于

三、填空题(27 分) 10.质量为 m 的汽车以 v0 的速度安全驶过半径为 R 的凸形桥的桥顶,这时汽车对桥顶的压 力是 , 汽车此时所需的向心力是汽车所受支持力和 (重力加速度为 g) . 的合力, 汽车能安全通过桥顶的

最大行驶速度不能超过

11.在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平 桌面上从同一位置以相同初速度 v0 运动,因受磁铁吸引得到不同轨迹.图中 a、b、c、d 为 其中四条运动轨迹,磁铁放在位置 A 时,小钢珠的运动轨迹是 铁放在位置 B 时,小钢球的运动轨迹是 合外力的方向跟物体的运动方向 (填轨迹字母代号) .磁

(填轨迹的字母代号) ,实验表明,当物体所受

(选填“在”或“不在”) 同一直线上时, 物体做曲线运动.

12.如图所示,小车下方用长为 L 的钢绳悬吊着一质量为 m 的小物体以速度 v 匀速行驶, 当小车突然停止时,钢绳所受的拉力为 .

13.取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度 H 处水平抛出,在抛出点其动能与重 力势能之比为 1:3,不计空气阻力.当物块的动能与重力势能相等时,物块的速度方向与 水平方向的夹角为 ,物块落地时的水平射程是 .

四、计算题(33 分) 14.如图所示,长为 R 的不可伸长轻绳上端固定在 O 点,下端连接一只小球,小球与地面 间的距离可以忽略(但小球不受地面支持力)且处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初 速度,

使其开始在竖直平面内做圆周运动. 设小球到达最高点时轻绳突然断开, 已知最后小球落在 距初始位置水平距离为 4R 的地面上,重力加速度为 g.试求: (图中所标初速度 v0 的数值 未知) (1)绳突然断开时小球的速度; (2)小球刚开始运动时对绳的拉力.

15.在水平方向的匀强电场中有一段表面光滑的圆形绝缘杆 ABC、圆心为 O 点,半径为 R= m, A、 O 两点等高, C、 O 两点的连线与竖直方向成 θ=45°角 C 点到斜面的距离 L= m,

斜面倾角为 α=45°,如图所示.有一质量 m=500g 的带负电小环套在直杆上,所受电场力的 大小等于其重力大小, 小环由 A 点静止开始沿杆下滑, 飞出 C 点后撞上斜面某点. (已知
2 ≈1.4,g 取 10m/s )求:

(1)小环到 C 点的速度大小; (2)小环由 C 点抛出到撞击斜面所经历的时间和撞击点与 C 点的距离, (保留两位有效数 字)

16.如图所示,小球质量为 m.固定在长为 L 的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端 O 点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高点位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大 小等于球的重力.求: (1)球的速度大小. (2)当小球经过最低点时速度为 的大小. ,试分析小球的向心加速度大小和杆对球的作用力

17.如图所示,水平向右的匀强电场场强为 E,有一绝缘轻细杆长为 l,一端可绕 O 点在竖 直面内无摩擦转动,另一端粘有一带正电荷的小球,电量为 q,质量为 m,将小球拉成与 O 点等高的 A 点后自由释放,求小球到达最低点 B 时绝缘杆给小球的力.

2016-2017 学年江西省上饶市铅山县致远中学高二(上)第 1 周周测物理试卷 参考答案与试题解析

一、选择题(24 分) 1.如图所示为一皮带传动装置,右轮的半径为 r,a 是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大 轮的半径为 4r,小轮的半径为 2r,b 点在小轮上,到小轮中心的距离为 r,c 点和 d 点分别 位于小轮和大轮的边缘上,若在传动过程中,皮带不打滑,则( )

A.ab 两点的线速度大小相等 B.ab 两点的角速度大小相等 C.ac 两点的线速度大小相等 D.ad 两点的向心加速度大小相等 【考点】线速度、角速度和周期、转速. 【分析】 传送带在传动过程中不打滑, 则传送带传动的两轮子边缘上各点的线速度大小相等, 共轴的轮子上各点的角速度相等.再根据 v=rω,a= =rω2 去求解.

【解答】解:A、由于 a、c 两点是传送带传动的两轮子边缘上两点,则 va=vc,b、c 两点为 共轴的轮子上两点,ωb=ωc,rc=2rb,则 vc=2vb,所以 va=2vb,故 A 错误; B、由于 a、c 两点是传送带传动的两轮子边缘上两点,则 va=vc,b、c 两点为共轴的轮子上 两点,ωb=ωc,rc=2ra,根据 v=rw,则 ωc= ωa,所以 ωb= ωa,故 B 错误; C、由于 a、c 两点是传送带传动的两轮子边缘上两点,则 va=vc,故 C 正确; D、ωb= ωa,ωb=ωd,则 ωd= ωa,根据公式 a=rω2 知,rd=4ra,所以 aa=ad,故 D 正确. 故选:CD. 【点评】 传送带在传动过程中不打滑, 则传送带传动的两轮子边缘上各点的线速度大小相等, 共轴的轮子上各点的角速度相等.

2.如图所示,轮 A、B 同轴转动,轮 C、B 间通过皮带传动,皮带不打滑.已知 A、B、C 三轮半径之比 Ra:Rb:Rc:=3:1:2.由关于三轮边缘上三点 a、b、c 的线速度之比、角 速度之比、向心加速度之比,正确的是( )

A.1:1:3 B.3:1:1 C.1:3:1 D.3:1:1

2:2:1 2:2:1 2:2:1 2:1:2

1:2:6 6:2:1 2:6:1 6:2:1

【考点】曲线运动;线速度、角速度和周期、转速. 【分析】两轮子靠传送带传动,轮子边缘上的点具有相同的线速度;共轴转动的点,具有相 同的角速度;结合公式 v=ωr 和 a= =rω2 列式分析.

2 【解答】解:A、B 共轴转动,知 ωa=ωb,根据 v=rω 知,va:vb=3:1,根据 a=rω 知,aa:

ab=3:1. B、C 靠传送带传动,线速度大小相等,则 vb=vc,根据 v=rω 知,ωb:ωc=2:1,根据 a= 知,ab:ac=2:1, 可知 va:vb:vc=3:1:1,ωa:ωb:ωc=2:2:1,aa:ab:ac=6:2:1. 故选:B. 【点评】本题考查了线速度、角速度、向心加速度的计算方法.在判断过程中要抓住同缘传 动边缘上的点线速度相等、同轴传动角速度相同以及线速度与角速度关系公式 v=ωr 列式求 解

3.如图所示,两根相互垂直的细线把质量为 m 的小球悬挂在图示 P 位置并保持静止,这时 沿 OP 方向的细线与竖直方向的夹角为 θ,细线中的拉力大小为 FTP;现在剪断细线 NP,当 小球摆到位置 Q(图中未画出)时,OQ 与竖直方向夹角也为 θ.下列说法正确的是( )

A.剪断细线 NP 的瞬间,小球处于平衡状态 B.剪断细线 NP 前、后的瞬间,细线 OP 中的拉力都为 FTP=mgcosθ C.小球在 Q 点时的加速度为重力加速度 g D.小球运动到最低点时处于超重状态 【考点】牛顿第二定律;力的合成与分解的运用;共点力平衡的条件及其应用. 【分析】小球在 P 点时受力平衡,则合力为零,根据平衡条件可得到细线 OP 中的拉力;剪 断细线 NP,则小球将加速;小球在 Q 点时加速度沿切线方向;小球运动到最低点时具有向 上的向心加速度. 【解答】解:AB、在剪断细线 NP 前,P 点小球受重力和两个绳子的拉力,根据平衡条件, 由几何知识分析可知,FTP=mgcosθ; 剪断细线 NP 的瞬间,小球速度仍为零,所以向心加速度为零,受力情况和 Q 受力相似,则 沿绳子方向:T=mgcosθ, 垂直绳子方向:mgsinθ=ma,得:a=gsinθ,故剪断细线 NP 的瞬间,小球不处于平衡状态, A 错误 B 正确; C、小球在 Q 点时:mgsinθ=ma,得:a=gsinθ,故 C 错误; D、 小球运动到最低点时具有向上的向心加速度, 具有向上的加速度故处于超重, 故 D 正确; 故选:BD. 【点评】本题考查共点力的平衡条件及单摆的相关知识,注意物体平衡时合力为零; 而做 单摆运动时合力不为零.

4.如图所示,轻杆长 3L,在杆两端分别固定质量均为 m 的球 A 和 B,光滑水平转轴穿过 杆上距球 A 为 L 处的 O 点,外界给系统一定能量后,杆和球在竖直平面内转动,球 B 运动 到最高点时,杆对球 B 恰好无作用力.忽略空气阻力.则球 B 在最高点时( )

A.球 B 的速度为零 B.球 A 的速度大小为 C.水平转轴对杆的作用力为 1.5mg D.水平转轴对杆的作用力为 2.5mg

【考点】向心力. 【分析】球 B 运动到最高点时,球 B 对杆恰好无作用力,重力恰好提供向心力,可以求出 B 的线速度,转动过程中,两球角速度相等,根据 v=ωr 求解 A 球线速度,B 球到最高点时, 对杆无弹力,此时 A 球受重力和拉力的合力提供向心力,根据向心力公式求解水平转轴对 杆的作用力. 【解答】解:A、球 B 运动到最高点时,球 B 对杆恰好无作用力,即重力恰好提供向心力, 有 mg=m 解得 v= ①

故 A 错误; B、由于 A、B 两球的角速度相等,则球 A 的速度大小 ,故 B 错误;

C、B 球到最高点时,对杆无弹力,此时 A 球受重力和拉力的合力提供向心力,有 F﹣mg=m 解得: F=1.5mg 故 C 正确,D 错误. 故选:C 【点评】本题中两个球角速度相等,线速度之比等于转动半径之比,根据球 B 对杆恰好无 作用力,重力恰好提供向心力,求出 B 的线速度是解题的关键,难度不大,属于基础题.

5.在长为 L 的轻杆中点和末端各固定一个质量均为 m 的小球,杆可在竖直面内转动,如图 所示,将杆拉至某位置释放,当其末端刚好摆到最低点时,下半段受力恰好等于球重的 2 倍,则杆上半段受到的拉力大小( )

A.

mg

B.

mg

C.2mg

D.

mg

【考点】向心力. 【分析】对 B 球在最低点,受力分析,受到重力和下半段杆的拉力,合力提供向心力,根 据牛顿第二定律与向心力表达式,求出 B 点速度,B 球通过最低点时,以 A 球为研究对象, 依据牛顿第二定律,并根据线速度与半径成正比,可求出杆上半段受到的拉力大小. B 球通过最低点时, 【解答】 解: 受到重力和拉力的作用作圆周运动, 根据牛顿第二定律得: TB﹣mg=m 据题意有:TB=2mg 解得 B 球通过最低点时的线速度大小为:v= ,

B 球通过最低点时,以 A 球为研究对象,受到重力以及向上的拉力和向下的拉力,由牛顿 第二定律得:

TA﹣mg﹣2mg=m

且 vA= 得 AB 段此时受到的拉力为:TAB=3.5mg,故 D 正确. 故选:D 【点评】考查牛顿第二定律在圆周运动的应用,并让学生理解向心力的含义.同时运用轻杆 属于角速度相同这一隐含条件.

6.如图所示,细杆的一端与一小球相连,可绕过 O 点的水平轴自由转动.现给小球一初速 度,使它做圆周运动,图中 a、b 分别表示小球轨道的最低点和最高点.则杆对球的作用力 可能是( )

A.a 处为拉力,b 处为拉力

B.a 处为拉力,b 处为压力

C.a 处为推力,b 处为拉力 【考点】向心力;牛顿第二定律.

D.a 处为推力,b 处为压力

【分析】小球做匀速匀速圆周运动,在最高点速度可以为零,在最高点和最低点重力和弹力 的合力提供向心力,指向圆心,可以判断杆的弹力的方向. 【解答】解:小球做圆周运动,合力提供向心力; 在最高点受重力和杆的弹力,假设弹力向下,如图

根据牛顿第二定律得到,F1+mg=m 当 F1<0,为支持力,向上; 当 F1>0,为拉力,向下; 当 F1=0,无弹力;



球经过最低点时,受重力和杆的弹力,如图

由于合力提供向心力,即合力向上,故杆只能为向上的拉力; 故选:AB. 【点评】要注意杆与绳子的区别,杆可以是支持力,可以是拉力,而绳子只能为拉力!

二、多选题(16 分) 7.如图,在斜面顶端先后水平抛出同一小球,第一次小球落到斜面中点,第二次小球落到 斜面底端,从抛出到落至斜面上(忽略空气阻力) ( )

A.两次小球运动时间之比 t1:t2=1: B.两次小球运动时间之比 t1:t2=1:2 C.两次小球抛出时初速度之比 v01:v02= :1

D.两次小球抛小时初速度之比 v01:v02=2:1 【考点】平抛运动. 【分析】根据小球下降的高度之比,结合位移时间公式求出两球的运动时间之比,结合水平 位移之比求出两次抛出小球的初速度之比.
2 【解答】解:A、平抛运动在竖直方向上做自由落体运动,根据 h= gt ,得 t=

,因为

两次小球下降的高度之比为 1:2,则运动时间之比为 1:

.故 A 正确,B 错误. ,故 CD 错误.

C、小球水平位移之比为 1:2,由 x=vt 可知,则水平初速度之比为 1: 故选:A.

【点评】 解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律, 知道运动的时 间由高度决定,初速度和时间共同决定水平位移.

8.地球同步卫星离地心距离为 r,运行速度为 v1,加速度为 a1,地球赤道上的物体随地球 自转的加速度为 a2,第一宇宙速度为 v2,地球半径为 R,则以下正确的是( A. =( )2 B. =( )2 C. = D. ) =( )

【考点】同步卫星. 【分析】同步卫星的周期与地球的自转周期相同,根据 a=rω 得出同步卫星和随地球自转物 体的向心加速度之比,根据万有引力提供向心力得出第一宇宙速度与同步卫星的速度之比. 【解答】解:因为同步卫星的周期等于地球自转的周期,所以角速度相等,根据 a=rω 得, = .故 AB 错误;
2 2

根据万有引力提供向心力 G

=

,解得 v=





=

.故 D 正确;C 错误.

故选:D.

【点评】 解决本题的关键知道同步卫星和随地球自转的物体角速度相等, 同步卫星以及贴近 地球表面运行的卫星靠万有引力提供向心力.

9.铁路在弯道处的内外轨道高低是不同的,已知内外轨道对水平面倾角为 θ,如图所示, 弯道处的圆弧半径为 R,若质量为 m 的火车转弯时速度小于 ,则( )

A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压 B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压 C.垂直于轨道平面对火车的支持力大于 D.垂直于轨道平面对火车的支持力小于 【考点】向心力;牛顿第二定律. 【分析】 火车在弯道处拐弯时火车的重力和轨道对火车的支持力的合力做为转弯需要的向心 力,当合力恰好等于需要的向心力时,火车对内外轨道都没有力的作用,速度增加,就要对 外轨挤压,速度减小就要对内轨挤压. 【解答】解:A、B、火车的重力和轨道对火车的支持力的合力恰好等于需要的向心力时, 此时火车的速度正好是 ,由题知,质量为 m 的火车转弯时速度小于 ,

所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压,故 A 正确,B 错误. C、当内外轨没有挤压力时,受重力和支持力,N= ,由于内轨对火车的作用力沿着

轨道平面,可以把这个力分解为水平和竖直向上两个分力,由于竖直向上的分力的作用,使 支持力变小.故 C 错误,D 正确. 故选:AD. 【点评】火车转弯主要是分析清楚向心力的来源,再根据速度的变化,可以知道对内轨还是 对外轨有作用力.

三、填空题(27 分)

10.质量为 m 的汽车以 v0 的速度安全驶过半径为 R 的凸形桥的桥顶,这时汽车对桥顶的压 力是 , 汽车此时所需的向心力是汽车所受支持力和 (重力加速度为 g) . 的合力, 汽车能安全通过桥顶的

最大行驶速度不能超过

【考点】牛顿第二定律;向心力. 【分析】以汽车为研究对象,汽车经过凸形桥的桥顶时,重力和桥面的支持力的合力提供向 心力,由牛顿第二定律求出支持力,再根据牛顿第三定律求出汽车对桥顶的压力.当支持力 恰好为零时,由重力提供向心力,此时速度是汽车能安全通过桥顶的最大行驶速度. 【解答】解:以汽车为研究对象,设桥面的支持力为 F,汽车此时所需的向心力是汽车所受 支持力和重力的合力. 则牛顿第二定律得 mg﹣F=m 得到 F=mg﹣m

根据牛顿第三定律得;汽车对桥顶的压力大小为 F′=mg﹣m 设汽车能安全通过桥顶的最大行驶速度为 vm,则 mg=m vm=

,方向竖直向下.

故本题答案为:mg﹣m

;重力;

【点评】本题涉及临界状态问题,当汽车经过凸形桥的桥顶恰好由重力提供向心力时, v= ,此时,汽车不再沿桥面运动,而做平抛运动.

11.在探究物体做曲线运动的条件时,将一条形磁铁放在桌面的不同位置,让小钢珠在水平 桌面上从同一位置以相同初速度 v0 运动,因受磁铁吸引得到不同轨迹.图中 a、b、c、d 为 其中四条运动轨迹,磁铁放在位置 A 时,小钢珠的运动轨迹是 铁放在位置 B 时,小钢球的运动轨迹是 合外力的方向跟物体的运动方向 (填轨迹字母代号) .磁

(填轨迹的字母代号) ,实验表明,当物体所受

(选填“在”或“不在”) 同一直线上时, 物体做曲线运动.

【考点】曲线运动. 【分析】 首先知道磁体对钢珠有相互吸引力, 然后利用曲线运动的条件判断其运动情况即可. 【解答】解:磁体对钢珠有相互吸引力,当磁铁放在位置 A 时,先钢珠运动过程中有受到 磁体的吸引,小钢珠逐渐接近磁体,所以其的运动轨迹是 b;当磁铁放在位置 b 时,先钢珠 运动过程中有受到磁体的吸引, 小钢珠逐渐接近磁体, 其轨迹在曲线的切线方向与受力的方 向之间, 所以其的运动轨迹是 c. 实验表明, 当物体所受合外力的方向跟物体的运动方向 不 在同一直线上时,物体做曲线运动. 故答案为:b,c,不在 【点评】明确曲线运动的条件,即主要看所受合外力的方向与初速度的方向的关系,这是判 断是否做曲线运动的依据.

12.如图所示,小车下方用长为 L 的钢绳悬吊着一质量为 m 的小物体以速度 v 匀速行驶, 当小车突然停止时,钢绳所受的拉力为 .

【考点】向心力. 【分析】行车突然停车的瞬间,物体由于惯性绕小车做圆周运动,在最低点时,重力和拉力 的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求解. 【解答】解:行车突然停车的瞬间,物体由于惯性绕小车做圆周运动,由重力和拉力的合力 提供向心力,根据牛顿第二定律得: T﹣mg=m 得:T=m +mg +mg

故答案为:m

【点评】本题关键要分析求出物体的运动情况,分析向心力的来源,然后根据牛顿第二定律 列式求解.

13.取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度 H 处水平抛出,在抛出点其动能与重 力势能之比为 1:3,不计空气阻力.当物块的动能与重力势能相等时,物块的速度方向与 水平方向的夹角为 ,物块落地时的水平射程是 .

【考点】功能关系;平抛运动. 【分析】根据机械能守恒定律,以及已知条件:抛出时动能恰好是重力势能的 3 倍,分别列 式即可求出落地时速度与水平速度的关系, 从而求出物块落地时的速度方向与水平方向的夹 角. 【解答】解:设抛出时物体的初速度为 v0,高度为 h,物块落地时的速度大小为 v,方向与 水平方向的夹角为 α.根据机械能守恒定律得: +mgH= mv2 据题有: 所以: 联立解得:v=2v0; 则 cosα= 可得 α=60° 平抛运动的时间:t= 水平射程:x=v0t= 故答案为:60° , H = = mgH

【点评】 解决本题的关键会熟练运用机械能守恒定律处理平抛运动, 并要掌握平抛运动的研 究方法:运动的分解.

四、计算题(33 分)

14.如图所示,长为 R 的不可伸长轻绳上端固定在 O 点,下端连接一只小球,小球与地面 间的距离可以忽略(但小球不受地面支持力)且处于静止状态.现给小球一沿水平方向的初 速度, 使其开始在竖直平面内做圆周运动. 设小球到达最高点时轻绳突然断开, 已知最后小球落在 距初始位置水平距离为 4R 的地面上,重力加速度为 g.试求: (图中所标初速度 v0 的数值 未知) (1)绳突然断开时小球的速度; (2)小球刚开始运动时对绳的拉力.

【考点】平抛运动;牛顿第二定律;机械能守恒定律. 【分析】 (1)绳突然断开后,小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,高度已知,可以 求出运动的时间,水平方向做匀速直线运动,水平位移已知,可以求出速度 v; (2)球绕 O 点做圆周运动,要求小球对绳的拉力,就要求出此时的速度 v0,求 v0 可以根 据小球从最低点到最高点的过程中用动能定理去求,再根据向心力公式求出绳子的拉力. 【解答】 (1)绳突然断开后,小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,由 h= t= = , 得:

小球水平方向做匀速直线运动,由 x=vt 得:v= =

=2



(2)在小球从最低点运动到最高点的过程中运用动能定理得: , 解得:v0= 小球在最低点做圆周运动,根据 得:

T﹣mg=m

解得:T=9mg. 根基牛顿第三定律可知,球对绳的拉力为 9mg. 1)绳突然断开时小球的速度为 2 ; (2)小球刚开始运动时对绳的拉力为 9mg.

【点评】 本题是平抛运动和圆周运动相结合的典型题目, 除了运用平抛运动和圆周运动的基 本公式外,求速度的问题,动能定理不失为一种好的方法.

15.在水平方向的匀强电场中有一段表面光滑的圆形绝缘杆 ABC、圆心为 O 点,半径为 R= m, A、 O 两点等高, C、 O 两点的连线与竖直方向成 θ=45°角 C 点到斜面的距离 L= m,

斜面倾角为 α=45°,如图所示.有一质量 m=500g 的带负电小环套在直杆上,所受电场力的 大小等于其重力大小, 小环由 A 点静止开始沿杆下滑, 飞出 C 点后撞上斜面某点. (已知
2 ≈1.4,g 取 10m/s )求:

(1)小环到 C 点的速度大小; (2)小环由 C 点抛出到撞击斜面所经历的时间和撞击点与 C 点的距离, (保留两位有效数 字)

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系;动能定理. 【分析】 (1)由动能定理求的速度; (2)球通过 C 点后做类平抛运动,根据牛顿第二定律求的加速度,有运动学公式求的位移 【解答】解: (1)由动能定理可得 解得 v=4m/s (2)小球通过 C 点后做类平抛运动,根据受力分析可得 a= t= x=vt=0.8m s=

答: (1)小环到 C 点的速度大小 4m/s; (2)小环由 C 点抛出到撞击斜面所经历的时间和撞击点与 C 点的距离为 0.84m 【点评】针对具体的题目,分清物体的受力及运动过程,合理的采用动能定理以及各个物理 量之间的几何关系.

16.如图所示,小球质量为 m.固定在长为 L 的轻细直杆一端,并随杆一起绕杆的另一端 O 点在竖直平面内做圆周运动.如果小球经过最高点位置时,杆对球的作用力为拉力,拉力大 小等于球的重力.求: (1)球的速度大小. (2)当小球经过最低点时速度为 的大小. ,试分析小球的向心加速度大小和杆对球的作用力

【考点】向心力. 【分析】 (1)根据小球做圆运动的条件,合外力等于向心力,根据向心力公式求解; (2)在最低点对小球进行受力分析,合力提供向心力,列出向心力公式即可求解. 【解答】解: (1)由牛顿第二定律可得:mg+F=m 已知:F=mg 解得:v= ;

(2)小球经过最低点时,小球的向心加速度大小 a= 又据题:v′= 解得 a=6g 由牛顿第二定律得: F﹣mg=m 解得:F=7mg,即杆对球的作用力大小为 7mg; 答: (1)小球到达最高时速度的大小是 .

(2)当小球经过最低点时速度为 大小为 7mg.

,小球的向心加速度大小是 6g,杆对球的作用力的

【点评】 竖直方向圆周运动在最高点和最低点由合力提供向心力, 注意杆子可以提供向上的 力,也可以提供向下的力.根据牛顿第二定律进行解决此类问题.

17.如图所示,水平向右的匀强电场场强为 E,有一绝缘轻细杆长为 l,一端可绕 O 点在竖 直面内无摩擦转动,另一端粘有一带正电荷的小球,电量为 q,质量为 m,将小球拉成与 O 点等高的 A 点后自由释放,求小球到达最低点 B 时绝缘杆给小球的力.

【考点】匀强电场中电势差和电场强度的关系. 【分析】由动能定理求出小球到达最低点时的速度,小球做圆周运动,由牛顿第二定律可以 求出杆对小球的作用力. 【解答】解:小球从水平位置运动到最低点过程中,由动能定理得: mgl+qEl= mv2﹣0 在最低点,小球做圆周运动,由牛顿第二定律得: F﹣mg=m 解得绝缘杆对小球的作用力: F=3mg+2qE; 答:在最低点时绝缘杆给小球的力为 3mg+2qE. 【点评】本题考查了求杆对小球的作用力,应用动能定理与牛顿第二定律可以正确解题;解 题时要注意,在最低点,电场力水平向右不提供向心力,杆的拉力与小球重力的合力提供向 心力.


相关文章:
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年上学期高二(....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年上学期高二(上)第1周周测物理试卷(解析版).doc_数学_高中教育_教育专区。2016-2017 学年江西省上饶市铅山县致远中学...
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高二(上)第1....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高二(上)第1周周测物理试卷(1)(解析版).doc_数学_高中教育_教育专区。2016-2017 学年江西省上饶市铅山县致远中学高二...
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一物理上学....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一物理上学期第一周周测试题(重点班) - 2016-2017 学年度上学期铅山致远高中高一物理重点班第一周周测试卷 姓名:__...
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一物理上学....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一物理上学期第一周周测试题(平行班) - 2016-2017 学年度铅山致远高中上学期高一(平行班)物理第一周周测卷 9 月 ...
2018-2019学年江西省上饶市铅山县致远中学高二上学期第....doc
2018-2019学年江西省上饶市铅山县致远中学高二上学期第1周周测物理试卷 Word版含解析 - 2018-2019 学年江西省上饶市铅山县致远中学高二(上)第 1 周 周测物理...
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一物理上学....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一物理上学期第一周周测试题重点班 - 2016-2017 学年度上学期铅山致远高中高一物理重点班第一周周测试卷 姓名:___...
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期第三....doc
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期周周测物理试题.doc - 致远中学 2016-2017 学年度上学期高二第周物理周测试卷 、选择题(24) 1.如图...
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期第一....doc
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期第一周周测政治试题 - 2016-2017 铅山致远中学学年度上高二第一周政治周测卷 一、单选题(40 分) 1.文化对...
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高一(重点班)....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高一(重点班)上学期第一周周测生物试题 - 2016-2017 学年度上学期铅山致远高中高一生物重点班第一周周测试 一、选择题...
江西省铅山致远中学2016-2017学年高二上学期第一周周测....doc
江西省铅山致远中学2016-2017学年高二上学期第一周周测英语试卷_高中教育_教育专区。江西省铅山致远中学2016-2017学年高二上学期第一周周测 ...
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一生物上学....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一生物上学期第一周周测试题(重点班) - 2016-2017 学年度上学期铅山致远高中高一生物重点班第一周周测试 一、选择题...
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高一上学期第二....doc
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高一上学期第周周测物理试题.doc_其它...(3)汽车的停车时间为 3.75s. 【解析】解: (1)2s 末的位移 x=15t2t2...
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一数学上学....pdf
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一数学上学期第一周周测试题重点班...f (? 2) ? f (1 ) . 考点:函数的奇偶性与单调性. 8.A 【解析】 ...
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一化学上学....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016_2017学年高一化学上学期第一周周测试题(平行班) - 2016-2017 学年度铅山致远高中上学期高一(平行班)化学第一周周测试 卷 学校...
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高一(上)第2....doc
2016-2017 学年江西省上饶市铅山县致远中学高一(上)第 2 周周物理试卷 参考答案与试题解析 一、选择题(每小题 4 分) 1.下列物理量表示物体运动快慢的是(...
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高一上学期第....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高一上学期第一周周测生物试卷(重点班) Word版含解析 - 2016-2017 学年江西省上饶市铅山县致远中学高一(上)第一周 ...
江西省上饶市铅山县致远中学2016-2017学年高一(平行班)....doc
江西省上饶市铅山县致远中学 2016-2017 学年高一(平行班)上学期 第一周周测语文试题 一、选择题(满分:30 分) 1.下列词语中,加横线字的读音完全相同的一项是...
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期第三....doc
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期周周测语文试卷.doc - 致远中学 2016-2017 学年度上学期高二第三周语文周测试卷 、选择题(18 分) 1....
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期第一....doc
江西省铅山县私立致远中学2016-2017学年高二上学期第一周周测语文试卷.doc - 2016-2017 学年铅山致远高中上学期高二语文第一周周测卷 9.06 一、选择题(21 ...
江西省上饶市铅山县致远中学2017届高三上学期第一周周....doc
江西省上饶市铅山县致远中学2017届高三上学期第一周周测生物试卷 Word版含解析 - 2016-2017 学年江西省上饶市铅山县致远中学高三(上)第一周周 测生物试卷 一....
更多相关标签: