【详解】小球恰能通过最高点时,在最高点重力提供向心力:的速度为v1,则由机械能守恒得:
;解得:
解得;设此时小球在最低点;当绳上的张力达到最大
;
时,小球通过最低点的速度为小球的最大速度v2,此时绳的拉力与重力的合力提供向心力:解得:
;则:
,故B为可能值,ACD为不可能值;故选B。
【点睛】本题是竖直平面中的圆周运动的轻绳模型,比较容易出错的是将小球在最高点的最小速度当成初速度的最小速度。 二.多选题
9.如图,半径之比R︰r=2︰1的大小两轮通过皮带传动匀速转动,且皮带与轮边缘之间不发生相对滑动。大轮上一点P到轴心的距离为r,Q为小轮边缘上的点。P、Q两点的
A. 周期之比Tp︰TQ=1︰2 B. 线速度之比vP︰vQ=1︰2 C. 角速度之比ωP︰ωQ=1︰2 D. 向心加速度之比aP︰aQ=1︰2 【答案】BC 【解析】
【详解】两轮边缘的线速度大小相等,由v=rω得到:
,故P、Q两物体的角速度之比为1:2;
,故BC正确;P、
大轮上一点P到轴心的距离为r,所以P,Q的转动半径相同,由v=rω得,Q两物体的角速度之比为1:2,转动半径相等,根据
,所以周期之比Tp︰TQ=2︰1,故A错误;P、Q
两物体的角速度之比为1:2,转动半径相等,根据a=ω2r,有:aP︰aQ=1︰4 ,故D错误;故选BC。 【点睛】本题关键是明确同缘传动边缘点线速度相等、同轴传动角速度相等,然后结合公式v=rω、和a=ωr列式求解。
10.如图,一战斗机进行投弹训练,战斗机从不同高度两次经过同一地标正上方时投弹,均击中同一点。设两炸弹做平抛运动的时间分别为t1、t2,战斗机两次飞行的速度分别为v1、v2。则
2
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A. B. C. D.
【答案】BC 【解析】
【详解】平抛在竖直方向上做自由落体运动;h=gt2;
;h1>h2;故t1>t2 ;故A错误;B正确;在
水平方向上做匀速直线运动,x=v0t;水平方向位移相同;故v1<v2 ,故C正确;D错误;故选BC。 11.质量为m的汽车在平直的公路上行驶,阻力f保持不变,当它以速度v、加速度a加速前进时,发动机的实际功率刚好等于额定功率,从此时开始,发动机始终在额定功率下工作.下列说法正确的是( ) A. 发动机提供的动力保持不变 C. 汽车的最大行驶速度为【答案】BD 【解析】
【详解】发动机始终在额定功率下工作,即发动机的功率保持不变,而汽车加速运动,速度增大,则由P=Fv可知:功率不变,速度增大时,牵引力减小,故A错误;水平方向上汽车在发动机牵引力F和阻力f的共同作用下,加速运动,
,当牵引力F减小时,加速度减小,故B正确;当它以速度v、加速度a加
B. 汽车的加速度将减小 D. 汽车的额定功率为
速前进时,由牛顿第二定律:F-f=ma,可计算出牵引力F=f+ma,则此时汽车的功率P=(f+ma)v,即额定功率为(f+ma)v,故D正确;当汽车行驶速度达到最大时,牵引力F=f,则此时的速度:故C错误;故选BD。
【点睛】本题是牛顿第二定律与功率类问题的综合,关键是知道汽车的运动特点,做加速度减小的变加速运动,加速度为零时速度最大;解题的核心公式为:F-f=ma,P=Fv。
12.如图,长为L的水平传送带以速度2v匀速运动.将一质量为m的小物块无初速放到传送带的左端,当物块运动到传送带的右端时,速度刚好为v,物块与传送带摩擦产生的热量为Q,已知物块与传送带间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.下列表达式正确的是( )
,
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A. 【答案】AD 【解析】
B. C. D.
【详解】物块运动过程中,只有摩擦力对它做功,根据动能定理得:摩擦力对物块做的功为:f=μmg,故:为t;则三.填空题
;
;
,故A正确;B错误;由于物块与传送带间有相对位移,设物块加速度的时间
;故
,故C错误;D正确;故选AD。
13.如图,某同学在水平桌面上用硬皮练习本做了一个斜面,将小球从斜面上的A位置无初速释放,小球沿桌面飞出后做平抛运动。用刻度尺测得桌面离地面的高度为h,小球抛出点到落地点的距离为s,已知重力加速度为g,由此可以求出小球离开桌面时的速度v=________。该同学又测量了A位置离桌面的高度H,根据机械能守恒定律计算小球离开桌面时的速度v′,对比发现v′>v,这是因为________。
【答案】 (1). (1) 【解析】
【详解】(1)对小球的平抛运动分析: 水平方向:竖直方向:h=gt2
(2). (2)摩擦力的影响
联立解得
(2)因为搭建的斜面有摩擦力,小球滚下会受到摩擦力的影响而损耗能量,根据能量守恒定律可知,小球滚下的实际速度会小于理论值. 四.实验题探究题
14.用如图(a)所示的实验装置探究小车受的合外力做功与动能变化的关系。
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(1)实验时,为了保证小车所受的合外力为绳子的拉力,需要的操作有________。
A.调节木板上的滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行 B.垫高木板,在不连接纸带的情况下,使小车恰好能沿斜面匀速下滑 C.垫高木板,在连接纸带的情况下,使小车恰好能沿斜面匀速下滑
(2)平衡摩擦后,实验得到了如图(b)所示的纸带,O为打点计时器打出的第一个点,测出OB两点之间的距离为h=60.00cm,AC两点之间的距离为s=4.28cm。实验中所用悬挂钩码的质量为50g,小车的质量为500g,当地重力加速度为9.80m/s,打点计时器的打点周期为0.02s,用钩码的重力代替绳子的拉力,则从0到B的过程中小车受的合外力做的功为________J,小车动能的变化量为________J。(保留三位有效数字)
【答案】 (1). (1)AC (2). (2)0.294 (3). 0.286 【解析】
【详解】(1)实验时,为了保证小车所受的合外力为绳子的拉力,需要的操作有:调节木板上的滑轮的高度,使牵引小车的细绳与木板平行;垫高木板,在连接纸带的情况下,使小车恰好能沿斜面匀速下滑。故填AC。
(2)从0到B的过程中小车受的合外力做的功为:W=mgh=50×10-2×9.80×0.60J=0.294J; 打B点时,小车的速度:小车动能的变化量为:
2
【点睛】此题关键是弄清实验的原理,尤其是关键的步骤一定要熟悉,例如为什么要平衡摩擦力?如何平衡摩擦力?怎样才是平衡了摩擦力等等. 五.计算题
15.如图,一端封闭、长L=60cm的玻璃管内装满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置,小圆柱体在玻璃管中以速度v1=3cm/s匀速上浮.若在匀速上浮的同时,玻璃管沿水平方向以速度v2=4cm/s做匀速直线运动.求:
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