2019-2020年高一下学期期末物理试卷含解析 (IV).doc
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2019-2020年高一下学期期末物理试卷含解析 (IV)一、选择题(本题包括12小题每小题4分,共48分在每小题给出的四个选项中,第18小题只有一个选项正确,第912小题有多个选项正确全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)1下列运动中物体的机械能一定守恒的是()A匀速直线运动B匀加速直线运动C平抛运动D匀速圆周运动2一个质点在恒力F作用下,在xOy平面内从O点运动到M点的轨迹如图所示,则恒力F的方向可能()A沿+x方向B沿x方向C沿+y方向D沿y方向3如图所示,光滑平台离水平地面高h=5m,一小球从平台边沿滚出,小球着地点到平台边沿的水平距离l=2m,取g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是()A小球下落时间为0.5sB小球从平台边沿滚出时的速度为2m/sC小球着地时速度大小为12m/sD小球下落过程做变加速曲线运动4如图所示,轻质弹簧上端固定,下端系一物体物体在A处时,弹簧处于原长状态现用手托住物体使它从A处缓慢下降,到达B处时,手和物体自然分开此过程中,物体克服手的支持力所做的功为W不考虑空气阻力关于此过程,下列说法正确的有()A物体重力势能减小量为WB弹簧弹性势能增加量为WC物体与弹簧组成的系统机械能守恒D若将物体从A处由静止释放,则物体到达B处时的动能为W5图示为某新型电动汽车在阻力一定的水平路面上进行性能测试时的vt图象,Oa为过原点的倾斜直线,bc段是与ab段相切的水平直线,ab段汽车以额定功率P行驶,下列说法不正确的是()A0t1时间内汽车的功率一直增大B0t2时间内汽车的牵引力一直减小Ct2t3时间内牵引力不做功D汽车行驶时受到的阻力大小为6如图所示,长为L的细绳一端固定,另一端系一质量为m的小球给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆,设细绳与竖直方向的夹角为下列说法中正确的是()A小球受重力、细绳的拉力和向心力作用B细绳的拉力提供了向心力C越大,小球运动的线速度越大D越大,小球运动的周期越大7某行星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的,那么此行星的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为()A2:1B1:2C1:4D4:18小明撑一雨伞站在水平地面上,伞面边缘点所围圆形的半径为R,边缘到水平地面的距离为h,现将雨伞绕竖直伞杆匀速旋转,伞边缘上的水滴落到地面,落点形成一半径为r的圆形,当地重力加速度为g,根据以上数据可椎知伞旋转的角速度大小为()ABCD9可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道()A与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆B与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆C与地球表面上的赤道线是共面的同心圆,且从地球表面看卫星是静止的D与地球表面上的赤道线是共面的同心圆,但卫星相对地球表面是运动的10物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运动,则传送带对物体做功情况可能是()A始终不做功B先做负功后做正功C先做正功后做负功D先做负功后不做功11一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升高度h,重力加速度为g,关于此过程,下列说法中正确的是()A物体动能增加mahB物体克服重力做功mahC手对物体做功m(a+g)hD物体的重力势能增加m(a+g)h12美国科学家在xx年2月11日宣布探测到距离地球13亿光年的两黑洞合并产生的一个时间极短的引力波信号,两个黑洞合并前的质量分别相当于36个和29个太阳质量,假设两黑洞合并前绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,不计其它天体的影响,则两黑洞合并前做匀速圆周运动时()A质量大的黑洞与质量小的黑洞的轨道半径之比为36:29B质量大的黑洞与质量小的黑洞的向心加速度大小之比为29:36C质量大的黑洞与质量小的黑洞的角速度之比为6:D质量大的黑洞与质量小的黑洞的线速度大小之比为29:36二、非选择题部分(本题有5小题,共52分把答案填在答题卷中的横线上或按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13以下是几位同学对平抛运动的规律的探究,根据要求回答问题(1)A同学设计了如图甲所示的实验来研究平抛运动两球置于同一高度,用力快速击打右侧挡板后,他观察到两球同时落地,这说明(2)B同学设计了如图乙所示的实验来研究平抛运动轨道1安置在轨道2的正上方,两轨道的槽口均水平,且在同一竖直线上,滑道2与光滑水平板平滑连接将两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度处(相对各自槽口)由静止同时释放,他观察到两球相遇,这说明(3)C同学利用频闪照相的方法,获取了做平抛运动小球的部分照片,如图丙所示图中背景是边长为3.2cm的正方形小方格,a、b、c是摄下的三个小球位置,则闪光的时间间隔为s小球抛出的初速度大小为m/s(g取10m/s2)14用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落,打点计时器在m1拖着的纸带上打出一系列的点,已知打点计时器的打点频率为50Hz(1)下面给出了该实验的操作步骤:A按照图示的装置安装实验器材B将打点计时器接到直流电源上C先释放m2,再接通电源,打点计时器在纸带上打出一系列点迹D挑选点迹清晰的纸带进行测量E根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是:(2)图乙是正确操作实验获取的一条纸带,O是打下的第一个点,相邻两计数点间均有4个点未画出,计数点间的距离如图所示,已知m1=50g、m2=100g(g取9.8m/s2,结果均保留三位有效数字),则:在打05点过程中系统动能的增加量Ek=J,系统重力势能的减少量Ep=J某同学作出了v2h(h为m2下落的距离,v2为下落该距离对应速度的平方)图线如图丙所示,据图线得到的重力加速度g=m/s215某同学在距离地面h高处将一小石子以水平速度v0抛出,测得小石子从抛出点到落地点的水平距离为x已知地球半径为R,引力常量为G,不考虑地球的自转,空气阻力不计,地球表面重力加速度未知,求地球的第一宇宙速度大小16某课外活动小组做“推瓶子游戏”,其简化模型如图所示,AD是长度l=4m的水平桌面,AB是长度l1=0.5m的推瓶子区域,选手们将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定的水平推力推瓶子,瓶子到达B点之前要放手,CD是长度l2=1m的停留的有效区域,已知瓶子质量m=0.5kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数=0.25,瓶子可视为质点,重力加速度g取10m/s2,选手要想游戏获得成功(1)求作用在瓶子上的推力的最小值;(2)若推力F=20N,求推力作用的最大距离17水上滑梯可简化成如图所示的模型,倾角=37的斜滑道AB和光滑圆弧滑道BC在B点相切连接,圆弧末端C点切线水平,C点到水面的距离h=2m,顶点A距水面的高度H=12m点A、B的高度差HAB=9m,一质量m=50kg的人从滑道起点A点无初速滑下,人与滑道AB间的动摩擦因数为=0.25,取重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,人在运动过程中可视为质点求:(1)人从A点滑到C点的过程中克服摩擦力所做的功;(2)人在圆弧滑道末端C点时对滑道的压力大小xx山东省济南市高一(下)期末物理试卷参考答案与试题解析一、选择题(本题包括12小题每小题4分,共48分在每小题给出的四个选项中,第18小题只有一个选项正确,第912小题有多个选项正确全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不答的得0分)1下列运动中物体的机械能一定守恒的是()A匀速直线运动B匀加速直线运动C平抛运动D匀速圆周运动【考点】机械能守恒定律【分析】物体机械能守恒的条件是只有重力或者弹力做功,机械能的概念是动能与势能之和,分析物体的受力情况,判断各力做功情况,根据机械能守恒条件或机械能的概念分析机械能是否守恒【解答】解:A、做匀速直线运动的物体,动能不变,重力势能可能变化,机械能不一定守恒,故A错误;B、若是在水平面上的匀加速直线运动,动能增大,重力势能不变,则机械能不守恒;故B错误;C、做平抛运动的物体,只受重力做功,机械能必定守恒,故C正确;D、若物体在竖直平面内做匀速圆周运动,动能不变,重力势能在变化,机械能不守恒,故D错误;故选:C2一个质点在恒力F作用下,在xOy平面内从O点运动到M点的轨迹如图所示,则恒力F的方向可能()A沿+x方向B沿x方向C沿+y方向D沿y方向【考点】物体做曲线运动的条件【分析】物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,合外力大小和方向不一定变化,由此可以分析得出结论【解答】解:由于物体做的是曲线运动,根据物体做曲线运动的条件可知,物体受到的恒力的方向应该斜向右下方,所以只有D符合题意故选D3如图所示,光滑平台离水平地面高h=5m,一小球从平台边沿滚出,小球着地点到平台边沿的水平距离l=2m,取g=10m/s2,不计空气阻力,下列说法正确的是()A小球下落时间为0.5sB小球从平台边沿滚出时的速度为2m/sC小球着地时速度大小为12m/sD小球下落过程做变加速曲线运动【考点】平抛运动【分析】小球做平抛运动,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,应用平抛运动规律可以求出球的运动时间、初速度与落地速度小球下落过程做匀加速曲线运动【解答】解:A、小球在竖直方向上做自由落体运动,有:h=,得:t=s=1s故A错误B、小球从平台边沿滚出时的速度为 v0=m/s=2m/s,故B正确C、小球落地时竖直分速度 vy=gt=10m/s,则小球落地时速度的大小 v=m/s,故C错误D、小球下落过程中只受重力,加速度为g,保持不变,做匀加速曲线运动,故D错误故选:B4如图所示,轻质弹簧上端固定,下端系一物体物体在A处时,弹簧处于原长状态现用手托住物体使它从A处缓慢下降,到达B处时,手和物体自然分开此过程中,物体克服手的支持力所做的功为W不考虑空气阻力关于此过程,下列说法正确的有()A物体重力势能减小量为WB弹簧弹性势能增加量为WC物体与弹簧组成的系统机械能守恒D若将物体从A处由静止释放,则物体到达B处时的动能为W【考点】功能关系【分析】物体在B为平衡位置mg=kh,根据功能关系分析能量变化情况即可【解答】解:A、重物在向下运动的过程中,要克服弹簧拉力做功W弹力,根据动能定理知mghWW弹力=0,故物体重力势能减小量一定大于W,故A错误;B、根据动能定理知mghWW弹力=0,又由功能关系可知:E=W弹力,所以弹簧弹性势能增加量不等于W,故B错误;C、物体克服手的支持力所做的功为W,机械能减小W,物体与弹簧组成的系统机械能不守恒,故C错误;D、重物从静止下落到B速度最大的过程中,根据动能定理有:mghkh2=Ek,由平衡知kh=mg,结合B选项可得:Ek=mgh=W,故D正确故选:D5图示为某新型电动汽车在阻力一定的水平路面上进行性能测试时的vt图象,Oa为过原点的倾斜直线,bc段是与ab段相切的水平直线,ab段汽车以额定功率P行驶,下列说法不正确的是()A0t1时间内汽车的功率一直增大B0t2时间内汽车的牵引力一直减小Ct2t3时间内牵引力不做功D汽车行驶时受到的阻力大小为【考点】功率、平均功率和瞬时功率【分析】根据速度时间图线得出汽车的运动规律,根据P=Fv,抓住0t1时间内F不变,分析功率的变化,抓住功率不变,分析t1t2时间内牵引力的变化当牵引力等于阻力时,汽车的速度最大,根据额定功率和最大速度求出阻力的大小【解答】解:A、0t1时间内,汽车做匀加速直线运动,牵引力不变,速度均匀增大,根据P=Fv知,汽车的功率一直增大,故A正确B、汽车在0t1时间内,牵引力不变,在t1t2时间内,功率不变,根据P=Fv知,速度增大,牵引力减小,故B错误C、t2t3时间内,汽车做匀速直线运动,牵引力等于阻力,牵引力做正功,故C错误D、当牵引力等于阻力时,速度最大,则阻力f=,故D正确本题选错误的,故选:BC6如图所示,长为L的细绳一端固定,另一端系一质量为m的小球给小球一个合适的初速度,小球便可在水平面内做匀速圆周运动,这样就构成了一个圆锥摆,设细绳与竖直方向的夹角为下列说法中正确的是()A小球受重力、细绳的拉力和向心力作用B细绳的拉力提供了向心力C越大,小球运动的线速度越大D越大,小球运动的周期越大【考点】向心力;线速度、角速度和周期、转速【分析】分析小球的受力:受到重力、绳的拉力,二者的合力提供向心力,向心力是效果力,不能分析物体受到向心力然后用力的合成求出向心力:mgtan,用牛顿第二定律列出向心力的表达式,求出线速度v和周期T的表达式,分析变化,由表达式判断V、T的变化【解答】解:A、B:小球只受重力和绳的拉力作用,二者合力提供向心力,A、B选项错误C:向心力大小为:Fn=mgtan,小球做圆周运动的半径为:R=Lsin,则由牛顿第二定律得:,得到线速度: =,越大,sin、tan越大,小球运动的速度越大,C选项正确D:小球运动周期:,因此,越大,小球运动的周期越小,D选项错误故选:C7某行星的质量约为地球质量的,半径约为地球半径的,那么此行星的“第一宇宙速度”与地球上的第一宇宙速度之比为()A2:1B1:2C1:4D4:1【考点】万有引力定律及其应用【分析】第一宇宙速度是近星卫星的环绕速度,也是最大的圆周运动的环绕速度,由万有引力定律可提供向心力可求得表达式,再确定比值【解答】解:万有引力定律可提供向心力可得:第一宇宙速度V=, 则=2 则A正确故选:A8小明撑一雨伞站在水平地面上,伞面边缘点所围圆形的半径为R,边缘到水平地面的距离为h,现将雨伞绕竖直伞杆匀速旋转,伞边缘上的水滴落到地面,落点形成一半径为r的圆形,当地重力加速度为g,根据以上数据可椎知伞旋转的角速度大小为()ABCD【考点】线速度、角速度和周期、转速【分析】水滴随伞做匀速圆周运动,v=r;水滴离开伞后做平抛运动,由平抛运动的规律可得出伞旋转的角速度【解答】解:水滴离开伞边缘时的速度v=R,此后水滴由于只受重力的作用而做平抛运动;俯视图如图所示:由图可知,水滴平抛的水平距离为:s=小球平抛运动的时间为:t=; 则由平抛运动的竖直方向的自由落体可知:h=gt2联立可得:=选项C正确,ABD错误故选:C9可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道()A与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面的同心圆B与地球表面上某一经线所决定的圆是共面的同心圆C与地球表面上的赤道线是共面的同心圆,且从地球表面看卫星是静止的D与地球表面上的赤道线是共面的同心圆,但卫星相对地球表面是运动的【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【分析】人造地球卫星绕地球做圆周运动,靠万有引力提供向心力,万有引力的方向指向地心,圆周运动的圆心即为地心【解答】解:AB、因为人造地球卫星绕地球做圆周运动,靠万有引力提供向心力,万有引力及向心力的方向需指向地心,所以人造卫星的轨道的圆心必须是地心故A错误,B也错误C、同步卫星在赤道上方,与地球保持相对静止,轨道平面与赤道平面共面故C正确,D、与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的,万有引力提供向心力,高度小于同步卫星高度,或大于,故D正确故选:CD10物体沿弧形轨道滑下后进入足够长的水平传送带,传送带以图示方向匀速运动,则传送带对物体做功情况可能是()A始终不做功B先做负功后做正功C先做正功后做负功D先做负功后不做功【考点】功的计算【分析】当物体到达传送带上时,物体的速度可能大于、等于和小于传送带的速度,分三种情况讨论即可得出结论【解答】解:A、当物体到达传送带上时,如果物体的速度恰好和传送带的速度相等,那么物体和传送带将一起在水平面上运动,它们之间没有摩擦力的作用,所以传送带对物体始终不做功,所以A正确B、若物体速度大,则受向后的摩擦力,做负功直至速度一致为止,摩擦力消失,不做功,不会出现再做正功的情况,所以B错误C、若物体速度小,则受向前的摩擦力,做正功到速度一致时,摩擦力又变为零,不做功,所以C错误D、若物体速度大,则受向后的摩擦力,做负功直至速度一致为止,摩擦力消失,不做功,所以D正确故选:AD11一质量为m的物体被人用手由静止竖直向上以加速度a匀加速提升高度h,重力加速度为g,关于此过程,下列说法中正确的是()A物体动能增加mahB物体克服重力做功mahC手对物体做功m(a+g)hD物体的重力势能增加m(a+g)h【考点】功能关系【分析】物体动能的增量由动能定理求根据物体上升的高度求物体克服重力做功由牛顿第二定律求得手对物体的作用力,然后利用恒力做功的公式分别求出手对物体做的功物体克服重力做功多少等于物体重力势能的增加量【解答】解:A、由牛顿第二定律知,物体的合力 F合=ma,由动能定理可得:物体动能增加等于合力对物体做的功,即Ek=F合h=mah,故A正确BD、物体上升过程中重力对物体做功为 WG=mgh,即物体克服重力做功mgh,重力势能增加了mgh,故BD错误;C、设人对物体的作用力为F,由牛顿第二定律得 Fmg=ma,即F=m(g+a),则在提升过程中手对物体做功为:WF=Fh=m(a+g)h,故C正确故选:AC12美国科学家在xx年2月11日宣布探测到距离地球13亿光年的两黑洞合并产生的一个时间极短的引力波信号,两个黑洞合并前的质量分别相当于36个和29个太阳质量,假设两黑洞合并前绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动,不计其它天体的影响,则两黑洞合并前做匀速圆周运动时()A质量大的黑洞与质量小的黑洞的轨道半径之比为36:29B质量大的黑洞与质量小的黑洞的向心加速度大小之比为29:36C质量大的黑洞与质量小的黑洞的角速度之比为6:D质量大的黑洞与质量小的黑洞的线速度大小之比为29:36【考点】万有引力定律及其应用【分析】两个黑洞靠相互间的万有引力提供向心力,角速度相等,结合万有引力提供向心力得出两个黑洞的轨道半径之比,根据a=r2、v=r得出向心加速度和线速度之比【解答】解:A、根据,得,M1r1=M2r2,因为质量大的黑洞和质量小的黑洞质量之比为36:29,则轨道半径之比为29:36,故A错误B、根据a=r2知,因为质量大的黑洞和质量小的黑洞半径之比为29:36,角速度相等,则向心加速度之比为29:36,故B正确,C错误D、根据v=r知,因为质量大的黑洞和质量小的黑洞半径之比为29:36,角速度相等,则线速度之比为29:36,故D正确故选:BD二、非选择题部分(本题有5小题,共52分把答案填在答题卷中的横线上或按题目要求作答解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能得分有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13以下是几位同学对平抛运动的规律的探究,根据要求回答问题(1)A同学设计了如图甲所示的实验来研究平抛运动两球置于同一高度,用力快速击打右侧挡板后,他观察到两球同时落地,这说明(2)B同学设计了如图乙所示的实验来研究平抛运动轨道1安置在轨道2的正上方,两轨道的槽口均水平,且在同一竖直线上,滑道2与光滑水平板平滑连接将两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度处(相对各自槽口)由静止同时释放,他观察到两球相遇,这说明(3)C同学利用频闪照相的方法,获取了做平抛运动小球的部分照片,如图丙所示图中背景是边长为3.2cm的正方形小方格,a、b、c是摄下的三个小球位置,则闪光的时间间隔为s小球抛出的初速度大小为m/s(g取10m/s2)【考点】研究平抛物体的运动【分析】(1)实验中,A自由下落,A、B两球同时落地,只能说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(2)两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,球1离开斜面后做匀速直线运动,球2做平抛运动,如观察到球1与球2水平方向相同时间内通过相同位移相等,说明球2的平抛运动在水平方向上是匀速直线运动(3)根据竖直方向上连续相等时间内的位移之差是一恒量求出相等的时间间隔,结合水平位移和时间求出初速度【解答】解:(1)左球做自由落体运动,两球同时落地,只能说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(2)两钢球从斜面的同一高度由静止同时释放,球2离开斜面后做匀速直线运动,球1做平抛运动,水平方向速度相同,观察到的现象是球2落到光滑水平板上并击中球1,说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动(3)竖直方向上:根据y=2L=gT2得:T=s=0.08s,则小球抛出的初速度为:v0=1.2m/s故答案为:(1)平抛运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动;(2)平抛运动在水平方向上的分运动为匀速直线运动;(3)0.08,1.214用如图甲所示实验装置验证m1、m2组成的系统机械能守恒m2从高处由静止开始下落,打点计时器在m1拖着的纸带上打出一系列的点,已知打点计时器的打点频率为50Hz(1)下面给出了该实验的操作步骤:A按照图示的装置安装实验器材B将打点计时器接到直流电源上C先释放m2,再接通电源,打点计时器在纸带上打出一系列点迹D挑选点迹清晰的纸带进行测量E根据测量的结果,分别计算系统减少的重力势能和增加的动能其中操作不当的步骤是:(2)图乙是正确操作实验获取的一条纸带,O是打下的第一个点,相邻两计数点间均有4个点未画出,计数点间的距离如图所示,已知m1=50g、m2=100g(g取9.8m/s2,结果均保留三位有效数字),则:在打05点过程中系统动能的增加量Ek=J,系统重力势能的减少量Ep=J某同学作出了v2h(h为m2下落的距离,v2为下落该距离对应速度的平方)图线如图丙所示,据图线得到的重力加速度g=m/s2【考点】验证机械能守恒定律【分析】(1)根据实验的原理以及操作中的注意事项确定不正确的操作步骤(2)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点5的瞬时速度,从而得出动能的增加量,根据下降的高度求出重力势能的减小量根据机械能守恒得出v2h的关系式,结合图线的斜率求出重力加速度【解答】解:(1)打点计时器应接到交流电源上,实验时应先接通电源,再释放纸带故操作不当的步骤为BC(2)计数点5的瞬时速度为: m/s=1.6m/s,则系统动能的增加量为: =0.192J,系统重力势能的减小量为:Ep=(m2m1)gh=0.059.8(0.256+0.144)J=0.196J根据机械能守恒有:(m2m1)gh=,则有:,可知图线斜率k=,解得:g=9.60m/s2故答案为:(1)BC;(2)0.192,0.196;9.6015某同学在距离地面h高处将一小石子以水平速度v0抛出,测得小石子从抛出点到落地点的水平距离为x已知地球半径为R,引力常量为G,不考虑地球的自转,空气阻力不计,地球表面重力加速度未知,求地球的第一宇宙速度大小【考点】万有引力定律及其应用【分析】第一宇宙速度等于卫星贴近地球表面做圆周运动的速度,其轨道半径近似等于地球的半径,由平抛运动的规律求出地球表面的重力加速度,根据重力提供向心力求出第一宇宙速度的大小根据根据万有引力提供向心力求出第一宇宙的速度【解答】解:小石子做平抛运动时,有竖直方向:水平方向:得:由万有引力定律可知:根据万有引力提供向心力:解得:答:地球的第一宇宙速度大小16某课外活动小组做“推瓶子游戏”,其简化模型如图所示,AD是长度l=4m的水平桌面,AB是长度l1=0.5m的推瓶子区域,选手们将瓶子放在A点,从A点开始用一恒定的水平推力推瓶子,瓶子到达B点之前要放手,CD是长度l2=1m的停留的有效区域,已知瓶子质量m=0.5kg,瓶子与桌面间的动摩擦因数=0.25,瓶子可视为质点,重力加速度g取10m/s2,选手要想游戏获得成功(1)求作用在瓶子上的推力的最小值;(2)若推力F=20N,求推力作用的最大距离【考点】动能定理的应用;牛顿第二定律【分析】(1)当瓶子刚过C点时推力最小对于瓶子的运动过程,运用动能定理列方程求推力的最小值(2)瓶子恰好运动到D处,推力作用的距离最大,运用动能定理求解【解答】解:(1)瓶子刚过C点时推力最小由动能定理得: Fminl1mg(ll2)=0解得:Fmin=7.5N (2)瓶子刚好停在D点时,推力的作用距离最大,设为x由动能定理得: Fxmgl=0代入数据得:x=0.25m答:(1)作用在瓶子上的推力的最小值是7.5N;(2)若推力F=20N,推力作用的最大距离是0.25m17水上滑梯可简化成如图所示的模型,倾角=37的斜滑道AB和光滑圆弧滑道BC在B点相切连接,圆弧末端C点切线水平,C点到水面的距离h=2m,顶点A距水面的高度H=12m点A、B的高度差HAB=9m,一质量m=50kg的人从滑道起点A点无初速滑下,人与滑道AB间的动摩擦因数为=0.25,取重力加速度g=10m/s2,sin37=0.6,cos37=0.8,人在运动过程中可视为质点求:(1)人从A点滑到C点的过程中克服摩擦力所做的功;(2)人在圆弧滑道末端C点时对滑道的压力大小【考点】动能定理的应用;向心力【分析】(1)人从A点滑到C点的过程中,BC段光滑,只在AB滑道摩擦力才对人做功,可以利用功的计算公式W=Fxcos求解;(2)从A滑到C的过程,由动能定理可得在C点的速度,再根据牛顿第二定律求解人受的支持力,从而得到人对轨道的压力【解答】解:(1)人从A点滑到C点的过程中,由受力分析可知,人在AB轨道上受到的滑动摩擦力大小为:f=mgcos摩擦力对人所做的功为:Wf=fsAB=mgcos=1500J故人从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功为1500J(2)由几何关系可知:BC段圆弧对应的圆心角为:=37A、C两点间的高度差为:HAC=10m,B、C两点间的高度差:HBC=1m设BC圆弧轨道半径为R,则有:HBC=R(1cos37)人从A滑到C的过程,由动能定理可得:mg(Hh)+Wf=0在C点,根据牛顿第二定律得:Nmg=m联立可解得:N=1900N由牛顿第三定律可知,人在圆弧滑道末端C点时对滑道的压力大小为:N=N=1900N答:(1)人从A滑到C的过程中克服摩擦力所做的功为1500J;(2)人在圆弧滑道末端C点时对滑道的压力为1900Nxx年10月11日- 配套讲稿:
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