题目内容
【题目】正方体空心框架ABCD-A1B1C1D1下表面在水平地面上,将可视为质点的小球从顶点A在∠BAD所在范围内(包括边界)沿不同的水平方向分别抛出,落点都在△B1C1D1平面内(包括边界).不计空气阻力,以地面为重力势能参考平面.则下列说法正确的是( )
A. 小球初速度的最小值与最大值之比是1:
B. 落在C1点的小球,运动时间最长
C. 落在B1D1线段上的小球,落地时机械能的最小值与最大值之比是1:2
D. 轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向都相同
【答案】D
【解析】
小球落在A1C1线段中点时水平位移最小,落在C1时水平位移最大,由几何关系知水平位移的最小值与最大值之比是1:2,由x=v0t,t相等得小球初速度的最小值与最大值之比是1:2,故A错误;小球做平抛运动,由h=gt2得,下落高度相同,平抛运动的时间相等,故B错误;落在B1D1线段中点的小球,落地时机械能的最小,落在B1D1线段上D1或B1的小球,落地时机械能的最大.设落在B1D1线段中点的小球初速度为v1,水平位移为x1.落在B1D1线段上D1或B1的小球初速度为v2.水平位移为x2.由几何关系有 x1:x2=1:,由x=v0t,得:v1:v2=1:,落地时机械能等于抛出时的机械能,分别为:E1=mgh+mv12,E2=mgh+mv22,可知落地时机械能的最小值与最大值之比不等于1:2.故C错误.设AC1的倾角为α,轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向与水平方向的夹角为θ.则有,,则 tanθ=2tanα,可知θ一定,则轨迹与AC1线段相交的小球,在交点处的速度方向相同,故D正确.故选D.
【题目】某实验小组做“探究弹力和弹簧伸长的关系”的实验.实验装置如图甲所示,实验时把弹簧竖直悬挂起来,在下端挂钩码,每增加一只钩码均记下对应的弹簧伸长的长度x,数据记录如下表所示.
钩码个数 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
弹力F/N | 0 | 1.0 | 2.0 | 3.0 | 4.0 | 5.0 | 6.0 | 7.0 |
弹簧伸长的长度x/cm | 0 | 2.00 | 3.98 | 6.02 | 7.97 | 9.95 | 11.80 | 13.50 |
甲 乙
(1)根据表中数据在图乙的坐标纸中作出F-x图线_________.
(2)1676年,英国科学家胡克首先发现了F=kx这个规律,现叫做胡克定律.
①式子中的k是弹簧的劲度系数,反映弹簧本身的属性,由弹簧自身的长度、粗细、材料等因数决定.根据F-x图线,该实验所用的弹簧的劲度系数为________ N/m.
②胡克定律是力学的最重要基本定律之一,其实际表达式为F =-kx,式中负号表示_________.为了方便,平时进行弹簧弹力计算时,我们不需要写出负号.