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广东省湛江二中2014-2015学年高一下学期月考物理试卷(3月份)


广东省湛江二中 2014-2015 学年高一下学期月考物理试卷(3 月 份)
一、单项选择题(本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分. ) 1. (3 分)关于曲线运动与其所受外力的说法,正确的是() A.做曲线运动的物体的合外力一定不变 B. 做曲线运动的物体的合外力一定变化 C. 做曲线运动的物体的合外力方向与加速度方向一定不在一条直线上 D.物体所受合外力

的方向与速度方向不相同,物体一定做曲线运动 2. (3 分)在匀速圆周运动中,下列关于向心加速度的说法,正确的是() A.向心加速度的方向保持不变 B. 向心加速度是恒定的 C. 向心加速度的大小不断变化 D.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 3. (3 分)把重物从地面以 10m/s 的速度竖直向上抛出,忽略空气阻力,则物体从抛出到落 回地面的运动时间是(g=10m/s ) () A.0.2s B.1s
2

C.1.8s

D.2s

4. (3 分)如图所示,一固定斜面的倾角为 α,高为 h,一小球从斜面顶端沿水平方向抛出, 刚好落至斜面底端,不计小球运动中所受的空气阻力,设重力加速度为 g,则小球从抛出到 落至斜面底端所经历的时间为()

A.

B.

C.

D.

5. (3 分)在竖直上抛运动中,当物体到达最高点时() A.速度为零,加速度也为零 B. 速度为零,加速度不为零 C. 加速度为零,有向下的速度 D.有向下的速度和加速度 6. (3 分)汽车以 72km/h 的速度通过凸形桥最高点时,对桥面的压力是车重的 ,则当车对 桥面最高点的压力恰好为零时,车速为() A.40 km/h B.40 m/s C.120 km/h

D.120 m/s

7. (3 分)半径为 R=0.5m 的管状轨道,有一质量为 m=3kg 的小球在管状轨道内部做圆周 2 运动,通过最高点时小球的速率是 2m/s,g=10m/s ,则()

A.外轨道受到 24N 的压力 C. 内轨道受到 24N 的压力

B. 外轨道受到 6N 的压力 D.内轨道受到 6N 的压力

8. (3 分)长度为 0.5m 的轻质细杆 OA,A 端有一质量为 3kg 的小球,以 O 点为圆心,在 2 竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为 2m/s,取 g=10m/s ,则此 时轻杆 OA 将()

A.受到 6.0N 的拉力 C. 受到 24N 的拉力

B. 受到 6.0N 的压力 D.受到 24N 的压力

二、双项选择题(本题共 6 小题,每小题 4 分,共 24 分.以下各有两个选项正确,请把正 确的全选出来,全对的每题得 4 分,选对不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分. ) 9. (4 分)以初速度 v0 竖直上抛一个小球,不计空气阻力,重力加速度为 g,则下列说法正 确的是() A.小球到达最高点所用的时间为

B. 小球上升的最大高度为 C. 小球回到抛出点时的速度大小为 v0 D.小球到达最高点所用的时间为

10. (4 分)如图所示的传动装置中,B、C 两轮固定在一起绕同一转轴转动,A、B 两轮用 皮带传动,三轮半径关系为 rA=rC=2r,rB=r,若皮带不打滑,则下列说法正确的是()

A.a 点与 b 点的线速度大小相等 B. a 点与 b 点的角速度大小相等 C. a 点与 c 点的线速度大小相等 D.b 点与 c 点的向心加速度大小相等

11. (4 分)在同一水平直线上的两位置分别沿同方向水平抛出两小球 A 和 B,其运动轨迹 如图所示,不计空气阻力,要使两球在空中相遇,则必须()

A.先抛出 A 球 B. 先抛出 B 球 C. 同时抛出两球 D.A 球的初速度大于 B 球的初速度 12. (4 分)下列关于离心运动的说法正确的是() A.物体做离心运动时,运动轨迹是一个圆 B. 洗衣机脱水时,衣服上的水分因做离心运动而甩出 C. 物体做离心运动,是由于受到离心力的作用 D.汽车转弯时速度过大,会因离心运动造成交通事故 13. (4 分)如图,通过皮带传送的两个皮带轮(皮带和轮不发生队滑动) ,大轮的半径是小 半径的 2 倍.A、B 分别是大小轮边缘上的点,则 A、B 得线速度 v、角速度 ω 之比是()

A.vA:vB=1:1

B.vA:vB=1:2

C.ωA:ωB=1:1

D.ωA:ωB=1:2

14. (4 分)如图所示,质量为 m 的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆环 半径为 R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,则其通过最高点时()

A.小球对圆环的压力大小等于 mg B. 小球受到的向心力等于 0 C. 小球的线速度大小等于 D.小球的向心加速度大小等于 g

三、实验题(本题共 1 小题,共 2 分,每空 1 分)

15. (2 分)在探究物体做平抛运动规律的实验中,某同学做了下图甲、乙所示的实验.如 图甲所示的实验中,A、B 两球同时落地,说明,如图乙所示的实验中,将两个斜槽固定在 同一竖直平面内,最下端水平,滑到 2 与光滑水平板吻接,把两个质量相等的小钢球从斜面 的同一高度由静止同时释放,球 1 落到光滑水平板上并击中球 2,这种现象说明.

四、计算题(本题共 7 小题,共 100 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,答案中必须明确写出数值和单位) 2 16. (10 分)将小球以 6m/s 的速度水平抛出去,它落地时的速度为 10m/s, (g=10m/s )求: (1)小球运动的水平位移 s; (2)小球在空中下落的高度 h. 17. (10 分) 在离地面 15m 的高处, 以 10m/s 的初速度竖直上抛一小球, 不计阻力, (g=10m/s ) , 求: (1)小球落地时的速度; (2)小球从抛出到落地所用的时间. 18. (10 分)一质量为 2kg 的小球,用 0.5m 长的细线拴住在竖直面内做圆周运动,求: (g=10m/s ) (1)要使小球恰能过最高点 A,求小球在最高点的速度大小? (2)当小球在最低点速度为 5m/s 时,细线的拉力是多少?
2 2

19. (10 分)有一轻质杆,长 l=0.5m,一段固定一质量 m=0.5kg 的小球,轻杆绕另一端在竖 直面内做圆周运动. (1)当小球运动到最高点的速度大小为 4m/s 求小球对杆的作用力 (2)当小球运动到最低点,球受杆的拉力为 41N,求此时小球的速度大小.

20.如图所示,光滑水平面 AB 与竖直面上的半圆形固定导轨在 B 点衔接,导轨半径为 R, 一个质量为 m 的静止物块(可看成质点)在 A 处压缩一轻质弹簧(物块与弹簧不粘连) ,把 物块释放,在弹力的作用下获得一个向右的速度,当它经过 B 点(物块已经与弹簧分开) 进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7 倍,之后向上运动恰能通过半圆的最高点 C,不计 空气阻力,求: (1)物块在 B 点时的速度大小 vB 以及此时物体对轨道的弹力大小; (2)物体在 C 点时的速度大小 vc 以及此时物体对轨道的弹力大小.

21.如图所示,半径为 R,内径很小的光滑半圆管道竖直放置,质量为 m 的小球以某一速 度进入管内,小球通过最高点 P 时,对管壁的压力为 0.5mg.求: (1)小球从管口飞出时的速率; (2)小球落地点到 P 点的水平距离.

22.如图所示,半径 R=0.4m 的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于 A 点,质量为 m=1kg 的小物体在水平拉力 F 的作用下,从静止开始由 C 点运动到 A 点,物体从 A 点进入半圆轨 道的同时撤去外力 F,物体沿半圆轨道通过最高点 B 后做平抛运动,正好落在 C 点,已知 xAC=2m,F=15N,物体与水平面间的动摩擦因数 μ=0.475,g 取 10m/s ,试求: (1)物体在 A 点时的速度大小以及此时物体对轨道的弹力大小; (2)物体在 B 点时的速度大小以及此时物体对轨道的弹力大小.
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广东省湛江二中 2014-2015 学年高一下学期月考物理试 卷(3 月份)
参考答案与试题解析

一、单项选择题(本题共 8 小题,每小题 3 分,共 24 分. ) 1. (3 分)关于曲线运动与其所受外力的说法,正确的是() A.做曲线运动的物体的合外力一定不变 B. 做曲线运动的物体的合外力一定变化 C. 做曲线运动的物体的合外力方向与加速度方向一定不在一条直线上 D.物体所受合外力的方向与速度方向不相同,物体一定做曲线运动 考点: 物体做曲线运动的条件. 专题: 物体做曲线运动条件专题. 分析: 既然是曲线运动, 它的速度的方向必定是改变的, 所以曲线运动一定是变速运动. 在 恒力作用下,物体可以做曲线运动,如平抛运动,而匀速圆周运动受到的是变力,是变加速 曲线运动. 解答: 解:A、曲线运动是变速运动,一定有加速度,但合外力可以不变、也可变化,如 平抛运动的合外力不变,而圆周运动的合外力是不断变化的.故 A 错误,B 错误. C、根据牛顿第二定律可知,加速度的方向一定与合外力的方向相同.故 C 错误; D、曲线运动是变速运动,一定有加速度,物体所受合外力的方向与速度方向不相同,物体 一定做曲线运动.故 D 正确. 故选:D. 点评: 本题关键是对质点做曲线运动的条件的考查, 匀速圆周运动, 平抛运动等都是曲线 运动,对于它们的特点要掌握住. 2. (3 分)在匀速圆周运动中,下列关于向心加速度的说法,正确的是() A.向心加速度的方向保持不变 B. 向心加速度是恒定的 C. 向心加速度的大小不断变化 D.向心加速度的方向始终与速度的方向垂直 考点: 向心加速度. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 物体做匀速圆周运动时, 合外力提供向心力, 加速度大小不变, 但是方向指向圆心, 时刻发生变化, 加速度方向与速度方向始终垂直, 因此根据向心加速度的特点可正确解答本 题. 解答: 解: 物体做匀速圆周运动时,合外力提供向心力,加速度大小不变,但是方向指向圆心,时刻发 生变化,故 ABC 错误,D 正确. 故选:D 点评: 匀速圆周运动要注意, 其中的匀速只是指速度的大小不变, 合力作为向心力始终指 向圆心,合力的方向也是时刻在变化的,因此向心加速度大小不变,但是方向时刻变化. 3. (3 分)把重物从地面以 10m/s 的速度竖直向上抛出,忽略空气阻力,则物体从抛出到落 2 回地面的运动时间是(g=10m/s ) () A.0.2s B.1s C.1.8s D.2s 考点: 竖直上抛运动.

专题: 直线运动规律专题. 分析: 物体做竖直上抛运动, 整个过程是匀变速直线运动, 根据位移时间关系公式列式求 解即可. 解答: 解:物体做竖直上抛运动,整个过程是匀变速直线运动,位移为零,加速度为﹣g, 初速度为 10m/s,根据位移时间关系公式,有 h= 代入数据,有:0=10t﹣ 解得:t=0(舍去)或 t=2s 故选:D. 点评: 本题关键将全部过程看作匀变速直线运动,也可以分段考虑,基础题. 4. (3 分)如图所示,一固定斜面的倾角为 α,高为 h,一小球从斜面顶端沿水平方向抛出, 刚好落至斜面底端,不计小球运动中所受的空气阻力,设重力加速度为 g,则小球从抛出到 落至斜面底端所经历的时间为()

A.

B.

C.

D.

考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题. 分析: 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动, 在竖直方向上做自由落体运动, 根据下落 的高度求出运动的时间. 解答: 解:根据 h= 得,t= .故 C 正确,A、B、D 错误.

故选:C. 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, 结合运动学公 式灵活求解. 5. (3 分)在竖直上抛运动中,当物体到达最高点时() A.速度为零,加速度也为零 B. 速度为零,加速度不为零 C. 加速度为零,有向下的速度 D.有向下的速度和加速度 考点: 竖直上抛运动. 专题: 直线运动规律专题. 分析: 竖直上抛的物体只受重力, 运动的全过程是匀变速直线运动, 即加速度一直保持重 力加速度不变. 解答: 解:因为竖直上抛的物体只受重力,由牛顿第二定律得:mg=ma 所以运动的全过程是匀变速直线运动, 即加速度一直保持重力加速度不变. 即竖直上抛运动 中,当物体到达最高时速度为零,加速度仍然为重力加速度 g, 故选:B

点评: 竖直上抛运动的规律,注意竖直上抛运动可分为向上运动和向下运动两段进行分 析,而向上和向下为互逆过程,即向上的匀减速运动可看作向下的匀加速运动.

6. (3 分)汽车以 72km/h 的速度通过凸形桥最高点时,对桥面的压力是车重的 ,则当车对 桥面最高点的压力恰好为零时,车速为() A.40 km/h B.40 m/s C.120 km/h

D.120 m/s

考点: 向心力. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 轿车在凸形桥的最高点, 靠重力和支持力的合力提供向心力, 根据牛顿第二定律列 式即可求解. 解答: 解:在凸形桥的最高点有: G﹣N=m 而 N= G 带入数据解得: v=40m/s 故选 B. 点评: 解决本题的关键搞清向心力的来源,根据牛顿第二定律进行求解. 7. (3 分)半径为 R=0.5m 的管状轨道,有一质量为 m=3kg 的小球在管状轨道内部做圆周 2 运动,通过最高点时小球的速率是 2m/s,g=10m/s ,则()

A.外轨道受到 24N 的压力 C. 内轨道受到 24N 的压力 考点: 专题: 分析: 解. 解答:

B. 外轨道受到 6N 的压力 D.内轨道受到 6N 的压力

向心力;牛顿第二定律. 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 小球通过最高点时由重力和轨道的作用力的合力提供向心力, 根据牛顿第二定律求 解:在最高点,设轨道对小球的作用力向上,根据牛顿第二定律得,

mg﹣F=m 解得 F=mg﹣m =30﹣3× =6N,可知轨道对球表现为支持力,则内轨道受到 6N 的压

力.故 D 正确,A、B、C 错误. 故选:D 点评: 解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源,结合牛顿第二定律进行求解.

8. (3 分)长度为 0.5m 的轻质细杆 OA,A 端有一质量为 3kg 的小球,以 O 点为圆心,在 竖直平面内做圆周运动,如图所示,小球通过最高点时的速度为 2m/s,取 g=10m/s ,则此 时轻杆 OA 将()
2

A.受到 6.0N 的拉力 C. 受到 24N 的拉力

B. 受到 6.0N 的压力 D.受到 24N 的压力

考点: 向心力. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 物体运动到圆周运动的最高点时, 杆的弹力和重力的合力提供向心力, 可以直接根 据牛顿第二定律列式求解. 解答: 解:小球到达最高点时,受重力和杆的弹力,先假设为向下的弹力,由牛顿第二定 律有: F+mg=m 解得:F=m ﹣mg=3× ﹣3×10=﹣6N<0

故弹力的方向与假设的方向相反,为向上的 6N 支持力; 根据牛顿第三定律,球对杆有向下的 6N 压力; 故选:B. 点评: 本题可先假设弹力向下,解的结果为正,假设成立,若为负,实际方向与假设方向 相反! 二、双项选择题(本题共 6 小题,每小题 4 分,共 24 分.以下各有两个选项正确,请把正 确的全选出来,全对的每题得 4 分,选对不全的得 2 分,有选错或不选的得 0 分. ) 9. (4 分)以初速度 v0 竖直上抛一个小球,不计空气阻力,重力加速度为 g,则下列说法正 确的是() A.小球到达最高点所用的时间为

B. 小球上升的最大高度为 C. 小球回到抛出点时的速度大小为 v0 D.小球到达最高点所用的时间为

考点: 竖直上抛运动.

分析: 物体做竖直上抛运动,其加速度大小始终为 g,方向竖直向下,上升阶段:匀减速 直线运动,达到最高点时速度为零,加速度还是 g,应用匀变速直线运动的规律求解. 解答: 解:物体做竖直上抛运动,其加速度大小始终为 g,方向竖直向下,上升阶段:匀 减速直线运动,达到最高点时速度为零,加速度还是 g, A、由 t= ,可得到达最高点的时间 t= ,故 A 正确,D 错误;

B、根据位移公式 h=

,得:上升的最大高度 hmax=

,故 B 错误;

C、根据竖直上抛运动的对称性,小球回到抛出点的速度等于初速度,故 C 正确 故选:AC 点评: 竖直上抛运动是加速度大小始终为 g,方向竖直向下的匀变速的运动. 10. (4 分)如图所示的传动装置中,B、C 两轮固定在一起绕同一转轴转动,A、B 两轮用 皮带传动,三轮半径关系为 rA=rC=2r,rB=r,若皮带不打滑,则下列说法正确的是()

A.a 点与 b 点的线速度大小相等 B. a 点与 b 点的角速度大小相等 C. a 点与 c 点的线速度大小相等 D.b 点与 c 点的向心加速度大小相等 考点: 线速度、角速度和周期、转速. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 要求线速度之比需要知道三者线速度关系:A、B 两轮是皮带传动,皮带传动的特 点是皮带和轮子接触点的线速度的大小相同,B、C 两轮是轴传动,轴传动的特点是角速度 相同. 解答: 解:A、点 a 和点 b 是同缘传动边缘点,线速度相等,故:va:vb=1:1;故 A 正 确; B、根据 v=rω,有:ωa:ωb=rb:ra=1:2;故 B 错误; C、点 b 和点 c 是同轴传动,角速度相等,故:ωb:ωc=1:1; 根据 v=rω,有:va:vc=vb:vc=rb:rc=1:2;故 C 错误; 2 D、向心加速度:a=ω r,b 点与 c 点的角速度相等而半径不相等,所以向心加速度大小不相 等,故 D 错误. 故选:A 点评: 解决传动类问题要分清是摩擦传动(包括皮带传动,链传动,齿轮传动,线速度大 小相同)还是轴传动(角速度相同) . 11. (4 分)在同一水平直线上的两位置分别沿同方向水平抛出两小球 A 和 B,其运动轨迹 如图所示,不计空气阻力,要使两球在空中相遇,则必须()

A.先抛出 A 球 B. 先抛出 B 球 C. 同时抛出两球 D.A 球的初速度大于 B 球的初速度 考点: 平抛运动;运动的合成和分解. 分析: 研究平抛运动的方法是把平抛运动分解到水平方向和竖直方向去研究, 水平方向做 匀速直线运动,竖直方向做自由落体运动,两个方向上运动的时间相同. 解答: 解:由于相遇时 A、B 做平抛运动的竖直位移 h 相同,由 h= gt 可以判断两球下 落时间相同,即应同时抛出两球,选项 C 正确,A、B 错误. 物体做平抛运动的规律水平方向上是匀速直线运动, 由于 A 的水平位移比 B 的水平位移大, 所以 A 的初速度要大,选项 D 正确. 故选 CD. 点评: 本题就是对平抛运动规律的直接考查,掌握住平抛运动的规律就能轻松解决. 12. (4 分)下列关于离心运动的说法正确的是() A.物体做离心运动时,运动轨迹是一个圆 B. 洗衣机脱水时,衣服上的水分因做离心运动而甩出 C. 物体做离心运动,是由于受到离心力的作用 D.汽车转弯时速度过大,会因离心运动造成交通事故 考点: 离心现象. 分析: 当物体受到的合力的大小不足以提供物体所需要的向心力的大小时, 物体就要远离 圆心,此时物体做的就是离心运动. 解答: 解:A、当外界提供的向心力突然消失时,或者当物体受到的合力的大小不足以提 供物体所需要的向心力的大小时,物体就要远离圆心,此时物体做的就是离心运动,但不是 圆轨迹.故 AC 错误. B、水滴依附的附着力是一定的,当水滴因做圆周运动所需的向心力大于该附着力时,水滴 被甩掉,故 B 正确. D、在水平面拐弯,汽车受重力、支持力、静摩擦力,重力和支持力平衡,静摩擦力提供圆 周运动的向心力,由于最大静摩擦力一定,所以速度过大,使静摩擦力小于向心力,做离心 运动,容易造成事故.故 D 正确. 故选:BD. 点评: 合力大于需要的向心力时,物体要做向心运动,合力小于所需要的向心力时,物体 就要远离圆心,做的就是离心运动.
2

13. (4 分)如图,通过皮带传送的两个皮带轮(皮带和轮不发生队滑动) ,大轮的半径是小 半径的 2 倍.A、B 分别是大小轮边缘上的点,则 A、B 得线速度 v、角速度 ω 之比是()

A.vA:vB=1:1

B.vA:vB=1:2

C.ωA:ωB=1:1

D.ωA:ωB=1:2

考点: 线速度、角速度和周期、转速. 专题: 匀速圆周运动专题. 分析: 靠传送带传动的轮子边缘上的点线速度相等,根据 ω= 求出角速度的关系. 解答: 解:A、B 两点靠传送带传动,线速度相等,所以 vA:vB=1:1,根据 ω= 知,ωA: ωB=1:2.故 A、D 正确,B、C 错误. 故选 AD. 点评: 解决本题的关键知道线速度与角速度的关系, 以及知道靠传送带传动的轮子边缘上 的点线速度相等. 14. (4 分)如图所示,质量为 m 的小球在竖直平面内的光滑圆环轨道上做圆周运动.圆环 半径为 R,小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环,则其通过最高点时()

A.小球对圆环的压力大小等于 mg B. 小球受到的向心力等于 0 C. 小球的线速度大小等于 D.小球的向心加速度大小等于 g 考点: 向心力;牛顿第二定律. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: 小球经过圆环最高点时刚好不脱离圆环, 知轨道对小球的弹力为零, 靠重力提供向 心力,根据牛顿第二定律求出小球的速度. 解答: 解:A、因为小球刚好在最高点不脱离圆环,则轨道对球的弹力为零,所以小球对 圆环的压力为零.故 A 错误. B、 根据牛顿第二定律得, mg= =ma, 知向心力不为零, 线速度 v= , 向心加速度 a=g. 故

B 错误,C、D 正确. 故选 CD. 点评: 解决本题的关键知道在最高点的临界情况,运用牛顿第二定律进行求解.

三、实验题(本题共 1 小题,共 2 分,每空 1 分) 15. (2 分)在探究物体做平抛运动规律的实验中,某同学做了下图甲、乙所示的实验.如 图甲所示的实验中,A、B 两球同时落地,说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,如 图乙所示的实验中,将两个斜槽固定在同一竖直平面内,最下端水平,滑到 2 与光滑水平板 吻接, 把两个质量相等的小钢球从斜面的同一高度由静止同时释放, 球 1 落到光滑水平板上 并击中球 2,这种现象说明平抛运动在水平方向上是匀速直线运动. .

考点: 研究平抛物体的运动. 专题: 实验题;平抛运动专题. 分析: (1)球 A 与球 B 同时释放,同时落地,由于 B 球做自由落体运动,A 球做平抛运 动,说明 A 球的竖直分运动与 B 球相同. (2)同时让 P 球做平抛运动,Q 球做匀速运动.若两小球相碰,则说明平抛运动水平方向 是匀速运动. 解答: 解:球 A 与球 B 同时释放,同时落地,时间相同;A 球做平抛运动,B 球做自由 落体运动;将球 A 的运动沿水平方向和竖直方向正交分解,两个分运动同时发生,具有等 时性,因而 A 球的竖直分运动与 B 球时间相等,改变整个装置的高度 H 做同样的实验,发 现位于同一高度的 A、B 两个小球总是同时落地,说明在任意时刻在两球同一高度,即 A 球的竖直分运动与 B 球完全相同,说明了平抛运动的竖直分运动是自由落体运动; 平抛运动水平方向做匀速直线运动,根据实验可知,P 球从 M 点平抛,而 Q 球从 N 点在水 平面上匀速运动,二者运动轨迹虽然不同,但是水平方向的运动规律相同,因此 P 球会砸 中 Q 球;仅仅改变弧形轨道 M 的高度,只是影响 P 球在空中运动时间,但是 P、Q 两球在 水平方向上的运动规律是相同的, 因此实验现象相同, 应这个实验说明平抛运动的物体在水 平方向上做匀速直线运动. 故答案为: 平抛运动在竖直方向上是自由落体运动; 平抛运动在水平方向上是匀速直线运动. 点评: 该实验设计的巧妙,有创新性,使复杂问题变得更直观,因此在平抛运动的规律探 究活动中不一定局限于课本实验的原理,要重视学生对实验的创新. 四、计算题(本题共 7 小题,共 100 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,答案中必须明确写出数值和单位) 16. (10 分)将小球以 6m/s 的速度水平抛出去,它落地时的速度为 10m/s, (g=10m/s )求: (1)小球运动的水平位移 s; (2)小球在空中下落的高度 h. 考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题. 分析: (1)根据平行四边形定则求出竖直分速度,结合速度时间公式求出运动的时间, 从而通过初速度和时间求出水平位移. (2)根据时间,结合位移时间公式求出下落的高度.
2

解答: 解: (1)设小球落地时竖直方向的速度为 vy,落地时间为 t 由 代入数据解得:vy=8m/s 故 =0.8s

小球运动的水平位移 s=v0t=6×0.8m=4.8m; (2)小球在空中下落的高度 ;

答: (1)小球运动的水平位移为 4.8m. (2)小球在空中下落的高度为 3.2m. 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, 结合运动学公 式灵活求解. 17. (10 分) 在离地面 15m 的高处, 以 10m/s 的初速度竖直上抛一小球, 不计阻力, (g=10m/s ) , 求: (1)小球落地时的速度; (2)小球从抛出到落地所用的时间. 考点: 竖直上抛运动. 专题: 直线运动规律专题. 分析: (1)由导出公式: 即可求出.
2

(2)对整个过程运用速度时间关系公式列式求解即可. 解答: 解:取竖直向上为正方向 (1)由导出公式: 即得小球落地时的速度大小: . . (2)小球落地时速度的方向向下,所以小球从抛出到落地所用的时间:

答: (1)小球落地时的速度大小是 20m/s; (2)小球从抛出到落地所用的时间是 3s. 点评: 本题关键是明确小球的运动性质,然后根据运动学公式列式求解,基础题. 18. (10 分)一质量为 2kg 的小球,用 0.5m 长的细线拴住在竖直面内做圆周运动,求: 2 (g=10m/s ) (1)要使小球恰能过最高点 A,求小球在最高点的速度大小? (2)当小球在最低点速度为 5m/s 时,细线的拉力是多少?

考点: 向心力;牛顿第二定律. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: (1)当小球恰好过最高点时,绳子的拉力为零,重力提供圆周运动的向心力.根 据牛顿第二定律求出最高点的临界速度. (2)当小球在最低点速度为 5m/s 时,重力和细线拉力的合力提供向心力,根据牛顿第二定 律求出细线的拉力. 解答: 解: (1)当细线拉力为零时,有: 解得: . m/s.

故小球恰好能通过最高点时的速度为 (2)根据牛顿第二定律得,

解得:T=120N. 答: (1)要使小球恰能过最高点 A,小球在最高点的速度大小为 m/s; (2)当小球在最低点速度为 5m/s 时,细线的拉力是 120N. 点评: 解决本题的关键知道小球在竖直面内做圆周运动,靠沿半径方向的合力提供向心 力. 19. (10 分)有一轻质杆,长 l=0.5m,一段固定一质量 m=0.5kg 的小球,轻杆绕另一端在竖 直面内做圆周运动. (1)当小球运动到最高点的速度大小为 4m/s 求小球对杆的作用力 (2)当小球运动到最低点,球受杆的拉力为 41N,求此时小球的速度大小.

考点: 向心力;牛顿第二定律. 专题: 牛顿第二定律在圆周运动中的应用. 分析: (1)球受重力和弹力(先假设向下) ,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求 解; (2)球受重力和拉力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解. 解答: 解: (1)在最高点,球受重力和弹力(假设向下) ,合力提供向心力,根据牛顿第 二定律,有:

F+mg=m 解得: F=m ﹣mg=0.5× =11N>0

所以假设成立; (2)在最低点,球受重力和拉力,合力提供向心力,根据牛顿第二定律,有: F﹣mg=m 代入数据,有: 41﹣5=0.5× 解得:v=6m/s 答: (1)当小球运动到最高点的速度大小为 4m/s 时,小球对杆向上的拉力为 11N; (2)当小球运动到最低点时,球受杆的拉力为 41N,此时小球的速度大小为 6m/s. 点评: 本题关键是明确小球的受力情况和运动情况, 找到向心力来源, 根据牛顿第二定律 列式求解. 20.如图所示,光滑水平面 AB 与竖直面上的半圆形固定导轨在 B 点衔接,导轨半径为 R, 一个质量为 m 的静止物块(可看成质点)在 A 处压缩一轻质弹簧(物块与弹簧不粘连) ,把 物块释放,在弹力的作用下获得一个向右的速度,当它经过 B 点(物块已经与弹簧分开) 进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7 倍,之后向上运动恰能通过半圆的最高点 C,不计 空气阻力,求: (1)物块在 B 点时的速度大小 vB 以及此时物体对轨道的弹力大小; (2)物体在 C 点时的速度大小 vc 以及此时物体对轨道的弹力大小.

考点: 动能定理的应用. 专题: 动能定理的应用专题. 分析: (1)研究物体经过 B 点的状态,根据牛顿运动定律求出物体经过 B 点的速度; (2)物体恰好到达 C 点时,由重力充当向心力,由牛顿第二定律求出 C 点的速度. 解答: 解: (1)根据物块进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7 倍,此时重力和支持力 提供向心力,得:

得: 块进入导轨瞬间对导轨的压力为其重力的 7 倍,可知,此时物体对轨道的弹力大小是 7mg (2)物块向上运动恰能通过半圆的最高点 C,在最高点时受到的重力恰好通过向心力,即:

得: 在最高点时受到的重力恰好通过向心力,则此时物体对轨道的弹力大小为 0. 答: (1)物块在 B 点时的速度大小是 ,此时物体对轨道的弹力大小是 7mg; (2)物体在 C 点时的速度大小是 ,此时物体对轨道的弹力大小是 0. 点评: 该题中的情况,初看似乎是功能关系的应用,但是通过仔细的分析可知,题目中的 两问都是仅仅与物块做圆周运动的向心力有关,写出向心力的表达式即可正确解答. 21.如图所示,半径为 R,内径很小的光滑半圆管道竖直放置,质量为 m 的小球以某一速 度进入管内,小球通过最高点 P 时,对管壁的压力为 0.5mg.求: (1)小球从管口飞出时的速率; (2)小球落地点到 P 点的水平距离.

考点: 牛顿第二定律;平抛运动. 专题: 牛顿运动定律综合专题. 分析: (1)对管壁的压力分为对上壁和下壁的压力两种情况,根据向心力公式即可求得 小球从管口飞出时的速率; (2)小球从管口飞出后做平抛运动,根据平抛运动的基本规律即可求解. 解答: 解: (1)当小球对管下壁有压力时,则有: mg﹣0.5mg= 解得: 当小球对管上壁有压力时,则有: mg+0.5mg= 解得: (2)小球从管口飞出后做平抛运动, 竖直方向上: 2R=

t=

答: (1)小球从管口飞出时的速率为





(2)小球落地点到 P 点的水平距离为 或 . 点评: 本题主要考查了圆周运动向心力公式及平抛运动基本公式的直接应用, 要注意有两 种情况,难度适中. 22.如图所示,半径 R=0.4m 的光滑半圆轨道与粗糙的水平面相切于 A 点,质量为 m=1kg 的小物体在水平拉力 F 的作用下,从静止开始由 C 点运动到 A 点,物体从 A 点进入半圆轨 道的同时撤去外力 F,物体沿半圆轨道通过最高点 B 后做平抛运动,正好落在 C 点,已知 2 xAC=2m,F=15N,物体与水平面间的动摩擦因数 μ=0.475,g 取 10m/s ,试求: (1)物体在 A 点时的速度大小以及此时物体对轨道的弹力大小; (2)物体在 B 点时的速度大小以及此时物体对轨道的弹力大小.

考点: 平抛运动. 专题: 平抛运动专题. 分析: (1) 根据动能定理求出 A 点的速度,结合牛顿第二定律求出在 A 点对轨道的弹力 大小. (2) 根据平抛运动的规律求出 B 点的速度, 结合牛顿第二定律求出 B 点对轨道的弹力大小. 解答: 解: (1)根据动能定理得, 代入数据解得 vA= 根据牛顿第二定律得, 代入数据解得 NA=112.5N. (2)根据 2R= 则 B 点的速度 得,t= . , . , ,

根据牛顿第二定律得, 代入数据解得 NB=52.5N.



答: (1)物体在 A 点的速度为 ,物体对轨道的弹力大小为 112.5N. (2)物体在 B 点的速度大小为 5m/s,对轨道的弹力大小为 52.5N. 点评: 本题的解答重在过程分析,分析各个过程的受力情况、各力做功情况、运动特点, 然后选择平抛运动规律、牛顿第二定律、机械能守恒定律、动能定理等规律来求解,是一道 综合性比较强的题目.


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