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一、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,有的小题只有一个选项是正确的,有的小题有多个选项是正确的。全部选对的得3分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
1.AC 2.B 3.C 4.BD 5.D 6.B 7.AB 8.B 9.CD 10.ABD
二、本题共3小题,共14分。把答案填在题中的横线上。
11.ABD(3分) (注:选对但不全的得2分)
12.(1)F;F′ (3分) (2)不变 (2分)
13.;(2分) ;(2分) mg(2分)
(注:用相邻两段位移表达出来,只要表达正确的不扣分)
三、本题包括7小题,共56分。解答应写出必要的文字说明,方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题的答案必须明确写出数值和单位。
14.(7分)
解:(1)设斜面对箱子的支持力为N,箱了上滑的加速度为a。根据牛顿第二定律,得平行斜面方向,F-mgsin37°-μN=ma, …………1分
垂直斜面方向,N=mgcos37°, …………1分
解得箱子的加速度a=(sin37°+μcos37°)=2.4m/s2 …………2分
(2)设箱子滑到斜面顶端的速度v,由运动学公式,
v2=2as, …………2分
解得 v= 。 …………1分
15.(7分)
解:(1)设塔顶距地面的高度为h,根据自由落体运动公式,得
h=gt2=80m。 …………2分
(2)设石块落地时的速度为v,根据匀变速运动规律,v=gt。 …………2分
设石块落地时重力做功的功率为P,则P=mgv=mg2t=2.0×103W 。…………3分
16.(8分)
解:(1)滑块B沿轨道下滑过程中,机械能守恒,设滑块B与A碰撞前瞬间的速度为v1,则 mgR=。 …………1分
滑块B与滑块A碰撞过程沿水平方向动量守恒,设碰撞后的速度为v2,则
mv1=2mv2 。 …………1分
设碰撞后滑块C受到轨道的支持力为N,根据牛顿第二定律,对滑块C在轨道最低点有 N-2mg=2mv/R ,…………1分
联立各式可解得, N=3mg。 …………1分
根据牛顿第三定律可知,滑块C对轨道末端的压力大小为N′=3mg。…………1分
(2)滑块C离开轨道末端做平抛运动,设运动时间t,根据自由落体公式,
h=gt2 。…………1分
滑块C落地点与轨道末端的水平距离为s=v2t ,…………1分
联立以上各式解得s=。 …………1分
17.(8分)
解:(1)飞船在圆轨道上做匀速圆周运动,运行的周期 T=。 …………1分
设飞船做圆运动距地面的高度为h,飞船受到地球的万有引力提供了飞船的向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律,得
。 …………2分
而地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力,即
=mg, …………1分
联立以上各式,解得 h=-R。 …………1分
(2)飞船运动的圆轨道的周长 s=2π(R+h), …………1分
动行的速度 v==, …………1分
解得 v=。 …………1分
18.(8分)
解:(1)重锤在竖直平面内做匀速圆周运动,当重锤运动通过最高点时,打夯机底座受连接杆竖直向上的作用力达到最大。此时重锤所受的重力mg和连接杆对重锤向下的拉力T1提供重锤的向心力,根牛顿第二定律
T1+mg=mw2R。 …………1分
连接杆对打夯机底座向上的拉力 T1′=T1。 …………1分
当T′=Mg时,打夯机底座刚好离开地面, …………1分
解得 ω=。 …………1分
(2)当重锤通过最低位置时,重锤所受的重力mg和连接杆的拉力T2的合力提供重锤的向心力,根据牛顿第二定有: T2-mg=mw2R。…………1分
连接杆对打夯机底座的作用力T2′的方向向下,且T2′=T2。
设打夯机受到地面的支持力N,根据牛顿第二定律,
N=Mg+T2’ ,…………1分
联立以上各式解得 N=2(M+m)g 。…………1分
根据牛顿第三定律,打夯机对地面压力的大小N′=N=2(M+m)g。…………1分
19.(9分)
解:(1)设运动员在空中飞行时间为t,运动员在竖直方向做自由落体运动,得
ssin37°=gt2,
解得: t==1.2s。…………2分
(2)设运动员离开O点的速度为v0,运动员在水平方向做匀速直线运动,即
scos37°=v0t,
解得: v0==8.0m/s。…………2分
(3)运动员落在A点时沿竖直向下的速度vy的大小为
vy=gt=12m/s …………1分,
沿水平方向的速度vx的大小为 vx=8.0m/s。
因此,运动员垂直于斜面向下的速度vN为
vN=vycos37°-vxsin37°=4.8m/s。 …………1分
设运动员在缓冲的过程中受到斜面的弹力为N,根据动量定理
(N-mgcos37°)t=mvN,…………1分
解得: N=mgcos37°+=880N。…………1分
20.(9分)
解:(1)设物块滑上小车后经过时间t1速度减为零,根据动量定理
μmgt1=mv,
解得: t1==0.5s 。…………1分
(2)物块滑上小车后,做加速度为am的匀变速运动,根牛顿第二定律
μmg=mam,
解得: am=μg=2.0m/s2。
小车做加速度为aM的匀加速运动,根据牛顿第二定律
F-μmg=MaM,
解得: aM==0.5m/s2。…………1分
设物块向左滑动的位移为s1,根据运动学公式
s1=v0t1-amt=0.25m,
当滑块的速度为零时,小车的速度V1为
V1=V0+amt1=1.75m/s。
设物块向右滑动经过时间t2相对小车静止,此后物块与小车有共同速度V,根据运动学公式,有 V=V1+aMt2=amt2,
解得: t2=s。 …………1分
滑块在时间t2内的位移为s2=ams=m≈1.36m。(方向向右) …………1分
因此,滑块在小车上滑动的过程中相对地面的位移为
s=s2-s1=m≈1.11m,方向向右。…………1分
(3)由(2)的结果,物块与小车的共同速度
V=m/s,
因此,物块在小车上相对小车滑动的过程中,系统的机械能增加量ΔE为
ΔE=(m+M)V2-mv-MV≈17.2J。…………2分
如图11所示,用一个平行于斜面向上的恒力将质量m=10.0kg的箱子从斜坡底端由静止推上斜坡,斜坡与水平面的夹角θ=37°,推力的大小F=100N,斜坡长度s=4.8m,木箱底面与斜坡的动摩擦因数μ=0.20。重力加速度g取10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos=0.80。求:
(1)木箱沿斜坡向上滑行的加速度的大小。
(2)木箱到滑斜坡顶端时速度的大小。
查看习题详情和答案>>
如图11所示,用一个平行于斜面向上的恒力将质量m=10.0kg的箱子从斜坡底端由静止推上斜坡,斜坡与水平面的夹角θ=37°,推力的大小F=100N,斜坡长度s=4.8m,木箱底面与斜坡的动摩擦因数μ=0.20。重力加速度g取10m/s2,且已知sin37°=0.60,cos=0.80。求:
(1)木箱沿斜坡向上滑行的加速度的大小。
(2)木箱到滑斜坡顶端时速度的大小。
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(1)木箱沿斜坡向上滑行的加速度的大小。
(2)木箱到滑斜坡顶端时速度的大小。
某研究性学习小组设计了以下方法来测量物体的带电量.如图11所示的小球是一个外表面镀有金属膜的空心塑料球,用绝缘丝线悬挂于O点,O点固定一个可测量丝线偏离竖直方向角度α的量角器,M、N是两块相同的、正对着竖直平行放置的金属板(加上电压后其内部电场可看作匀强电场).另外还要用到的器材有天平、刻度尺、电压表、直流电流表、开关、滑动变阻器及导线若干.该小组的实验步骤如下,请你帮助该小组完成:
(1)用天平测出小球的质量m,按如图11所示进行器材的安装,并用刻度尺测出M、N板之间的距离d,使小球带上一定的电量.
(2)连接电路(请在图中的虚线框中画出实验所用的电路图,电源、开关已经画出).
(3)闭合开关,调节滑动变阻器滑片的位置,读出多组相应的电压表的示数和丝线的偏转角度θ.
(4)以电压U为纵坐标,以________为横坐标作出过原点的直线,求出直线的斜率k.
(5)小球的带电量q=________.(用m、d、k等物理量表示)
图11
查看习题详情和答案>>用半径相同的小球1和小球2的碰撞验证动量守恒定律,实验装置如图10所示,斜槽与水平槽圆滑连接。安装好实验装置,在地上铺一张白纸,白纸上铺放复写纸,记下重锤线所指的位置O。接下来的实验步骤如下:
步骤1:不放小球2,让小球1从斜槽上A点由静止滚下,并落在地面上。重复多次,用尽可能小的圆,把小球的所有落点圈在里面,认为其圆心就是小球落点的平均位置;
步骤2:把小球2放在斜槽前端边缘处的C点,让小球1从A点由静止滚下,使它们碰撞。重复多次,并使用与步骤1同样的方法分别标出碰撞后两小球落点的平均位置;
步骤3:用刻度尺分别测量三个落地点的平均位置M、P、N离O点的距离,即线段OM、OP、ON的长度。
①在上述实验操作中,下列说法正确的是___________
A.小球1的质量一定大于球2的质量,小球1的半径可以大于小球2的半径
B.将小球静止放置在轨道末端看小球是否滚动来检测斜槽轨道末端是否水平
C.小球在斜槽上的释放点应该越高越好,可样碰前的速度大,测量误差会小
D.复写纸铺在白纸的上面,实验过程中复写纸可以随时拿起看印迹是否清晰并进行移动
②以下提供的器材中,本实验必需的有( )
A.刻度尺 B.游标卡尺 C.天平 D.秒表
③设球1的质量为m1,球2的质量为m2,MP的长度为l1,ON的长度为l2,则本实验验证动量守恒定律的表达式为________________________,即说明两球碰撞遵守动量守恒定律。
④完成实验后,实验小组对上述装置进行了如图11所示的改变:(I)在木板表面先后钉上白纸和复写纸,并将木板竖直立于靠近槽口处,使小球A从斜槽轨道上某固定点C由静止释放,撞到木板并在白纸上留下痕迹O;(II)将木板向右平移适当的距离固定,再使小球A从原固定点C由静止释放,撞到木板上得到痕迹P;(III)把半径相同的小球B 静止放在斜槽轨道水平段的最右端,让小球A仍从原固定点由静止开始滚下, 与小球B 相碰后,两球撞在木板上得到痕迹 M和 N;(IV)用刻度尺测量纸上O点到M、P、N 三点的距离分别为y1、y2、y3。请你写出用直接测量的物理量来验证两球碰撞过程中动量守恒的表达式: 。(小球A、B的质量分别为m1、m2)