题目内容

以初速度为y0，水平方向位移为S的某质点平抛运动轨迹制成一光滑轨道．如图所示，一质量为m的小环套在该轨道上，由静止开始从其顶端滑下，当小环到达轨道底端时（已知重力加速度为g），求：
①小环的速率．
②小环水平方向的速度大小．
分析：物体在轨道上滑下，受重力和支持力，但只有重力做功，机械能守恒，由机械能守恒定律求出物体到达轨道底部时的速率．再把这时的速度向水平方向分解求水平方向的速度大小，不过必须先由原来的平抛运动求出轨道底部的速度偏离水平方向的角度，然后通过解三角函数关系求水平方向的速度大小．
解答：解：（1）由平抛运动规律知：
        水平方向做匀速运动：s=υ0t
        竖直方向做自由落体运动：h=
1
2
gt2
 解得轨道的高度h=
gs2
2υ02

小环从轨道顶端由静止滑到底端时，根据机械能守恒定律得：mgh=
1
2
mυ2
解得v=
gs
v0

（2）设小环在轨道底端时的速度方向与水平的夹角为θ，
则tanθ=
vy
v0
=
2gh
v0
=
gs
v02

物块落到轨道底端时水平分速度υx=υcosθ
由以上两式得υx=
v0
1+(
v
2
0
gs
)2

答：①小环的速率是v=
gs
v0
．
②小环水平方向的速度大小
v0
1+(
v
2
0
gs
)2
．
点评：本题速度的分解是按轨道的切线分解，而轨道的切线方向即为平抛的速度方向，平抛的速度方向与水平方方向夹角θ的正切等于位移方向与水平方向夹角α的正切的2倍，学生容易错在直接用tanα计算cosθ，把两个角混为一谈．因此要注重应用数学解物理题．
练习册系列答案
相关题目
如图所示，为“研究平抛物体的运动”的实验装置．
（1）实验室提供了如下器材：小钢球，固定有斜槽的木板，坐标纸，重锤线，铅笔，秒表，图钉．
其中不必要的器材是
秒表
秒表
；
（2）某同学在做实验时，注意了如下事项：
A．将小钢球轻轻放在斜槽末端时，小球能自动滚下；
B．小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放．
其中存在问题的是
A
A
（填写选项前字母），应该如何调整：
使斜槽末端水平
使斜槽末端水平
．
（3）正确操作后，该同学以斜槽末端为坐标原点O建立坐标系，水平方向为z轴，竖直方向为y轴，在坐标系中描绘出小球的运动轨迹．在轨迹上选取几个不同的点，其中一个点的坐标为（x0，y0），则利用x0、y0和当地重力加速度g，计算小球做平抛运动初速度v0的表达式为v0=
gk
2
gk
2
．
（4）为了减小由于测量带来的误差，该同学根据所测得的数据，以y为横坐标（y为竖直方向位移），以x2为纵坐标（x为水平方向位移），在坐标纸上画出相应的图象，发现图象为过原点的直线．这位同学测出该直线的斜率为k，则利用k和当地重力加速度g，计算小球做平抛运动初速度v0的表达式为v0=
gk
2
gk
2
．
【选做题】请从A、B两模块中选定一个模块作答，如都作答则按A模块评分，本题选择题4分，非选择题8分，共12分．
A、（选修模块3-4）
（1）图一中所示是用光学的方法来检查一物体表面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查的物体，C为单色入射光．如要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到下列哪些光学概念？
A
A

A．反射和干涉B．全反射和干涉
C．反射和衍射D．全反射和衍射
（2）下列说法中正确的是
CD
CD

A．x射线穿透物质的本领比γ射线更强
B．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
C．狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接受到声波的频率可能发生变化
（3）在某介质中形成一列简谐波，波向右传播，在0.1s时刻刚好传到B点，波形如图二中实线所示，且再经过0.6s，P点也开始振动．

求：
①该列波的周期T；
②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？
B、（选修模块3-5）
（1）．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．

下列说法中正确的是
B
B

A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了波尔的原子模型
（2）从氢气放电管可以获得氢原子光谱．1885年瑞士中学教师巴尔末对当时已发现的在可见光区的谱线做了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示．如果采用波长λ的倒数，这个公式可写作：
1
λ
=Rn(
1
22
-
1
n2
)(n=3，4，5，6，…)(RH为常数）
自巴尔末系发现后，人们又在紫外区和红外区发现了一些新的谱线，这些谱线也可以用类似巴尔末的简单公式来表示，例如赖曼系公式：
1
λ
=RH(
1
12
-
1
n2
)(n=2，3，4，5，…)（RH为常数）
1913年丹麦物理学家玻尔提出了著名的原子结构和氢光谱理论．上述两个公式中的n在波尔理论中被称为量子数．玻尔氢原子理论的能级图如图所示．

阅读了上面的资料后，你认为巴尔末系是氢原子能级图中的
B
B

A．线系I    B．线系II    C．线系III D．线系IV
（3）在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出，子弹射入木块的最大深度为d．设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s，子弹所受阻力恒定．试证明：s＜d．
如图所示，为“研究平抛物体的运动”的实验装置．
（1）实验室提供了如下器材：小钢球，固定有斜槽的木板，坐标纸，重锤线，铅笔，秒表，图钉．
其中不必要的器材是______；
（2）某同学在做实验时，注意了如下事项：
A．将小钢球轻轻放在斜槽末端时，小球能自动滚下；
B．小球每次应从斜槽的同一位置由静止释放．
其中存在问题的是______（填写选项前字母），应该如何调整：______．
（3）正确操作后，该同学以斜槽末端为坐标原点O建立坐标系，水平方向为z轴，竖直方向为y轴，在坐标系中描绘出小球的运动轨迹．在轨迹上选取几个不同的点，其中一个点的坐标为（x0，y0），则利用x0、y0和当地重力加速度g，计算小球做平抛运动初速度v0的表达式为v0=______．
（4）为了减小由于测量带来的误差，该同学根据所测得的数据，以y为横坐标（y为竖直方向位移），以x2为纵坐标（x为水平方向位移），在坐标纸上画出相应的图象，发现图象为过原点的直线．这位同学测出该直线的斜率为k，则利用k和当地重力加速度g，计算小球做平抛运动初速度v0的表达式为v0=______．
精英家教网
【选做题】请从A、B两模块中选定一个模块作答，如都作答则按A模块评分，本题选择题4分，非选择题8分，共12分．
A、（选修模块3-4）
（1）图一中所示是用光学的方法来检查一物体表面平整程度的装置，其中A为标准平板，B为被检查的物体，C为单色入射光．如要说明能检查平面平整程度的道理，则需要用到下列哪些光学概念？______
A．反射和干涉B．全反射和干涉
C．反射和衍射D．全反射和衍射
（2）下列说法中正确的是______
A．x射线穿透物质的本领比γ射线更强
B．红光由空气进入水中，波长变长、颜色不变
C．狭义相对论认为物体的质量与其运动状态有关
D．观察者相对于频率一定的声源运动时，接受到声波的频率可能发生变化
（3）在某介质中形成一列简谐波，波向右传播，在0.1s时刻刚好传到B点，波形如图二中实线所示，且再经过0.6s，P点也开始振动．

求：
①该列波的周期T；
②从t=0时刻起到P点第一次达到波峰时止，O点对平衡位置的位移y0及其所经过的路程s0各为多少？
B、（选修模块3-5）
（1）．人们在研究原子结构时提出过许多模型，其中比较有名的是枣糕模型和核式结构模型，它们的模型示意图如图所示．

下列说法中正确的是______
A．α粒子散射实验与枣糕模型和核式结构模型的建立无关
B．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型，建立了核式结构模型
C．科学家通过α粒子散射实验否定了核式结构模型，建立了枣糕模型
D．科学家通过α粒子散射实验否定了枣糕模型和核式结构模型，建立了波尔的原子模型
（2）从氢气放电管可以获得氢原子光谱．1885年瑞士中学教师巴尔末对当时已发现的在可见光区的谱线做了分析，发现这些谱线的波长可以用一个公式表示．如果采用波长λ的倒数，这个公式可写作：
为常数）
自巴尔末系发现后，人们又在紫外区和红外区发现了一些新的谱线，这些谱线也可以用类似巴尔末的简单公式来表示，例如赖曼系公式：
（RH为常数）
1913年丹麦物理学家玻尔提出了著名的原子结构和氢光谱理论．上述两个公式中的n在波尔理论中被称为量子数．玻尔氢原子理论的能级图如图所示．

阅读了上面的资料后，你认为巴尔末系是氢原子能级图中的______
A．线系I    B．线系II    C．线系III D．线系IV
（3）在光滑水平面上有一个静止的质量为M的木块，一颗质量为m的子弹以初速度v0水平射入木块而没有穿出，子弹射入木块的最大深度为d．设子弹射入木块的过程中木块运动的位移为s，子弹所受阻力恒定．试证明：s＜d．

违法和不良信息举报电话：027-86699610 举报邮箱：58377363@163.com

精英家教网