如图所示,在“研究平抛物体运动”的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=2.5cm。若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为vo=_____________(用L、g表示),其值是___________(取g=10m/s),小球在c点的竖直方向速率是___________。
20.“探究动能定理的实验装置如图所示,当小车在一条橡皮筋作用下弹出时,橡皮筋对小车做的功记为W0。当用2条、3条、4条…橡皮筋并在一起进行第2次、第3次、第4次…实验时,橡皮筋对小车做的功记为2W0、3W0、4W0…,每次实验中由静止弹出的小车获得的最大速度可由打点计时器所打的纸带测出。
2
(1)关于该实验,下列说法正确的是___________。 A.打点计时器可用直流电源供电,电压为4~6V B.实验中使用的若干根橡皮筋的原长可以不相等 C.每次实验中应使小车从同一位置由静止弹出 D.该实验不用平衡摩擦力,所以要使木板水平放置
(2)下图给出了某次在正确操作情况下打出的纸带,从中截取了测量物体最大速度所用的一段纸带,测得O、A、B、C、D、E各点的距离分别为OA=5.65cm,AB=1.47cm,BC=1.66cm,CD=1.62cm,DE=1.51cm。已知相邻两点打点时间间隔为0.02s,则在打点计时器打___________(填“AB”、“BC”、“CD”或“DE”)两点的过程中,小车的速度达到最大。获得的最大速度vm约为___________m/s。
四、解答题
21.一质量为m=2 kg的滑块能在倾角为θ=37°的足够长的斜面上以a=3.0 m/s匀加速下滑。如图所示,若用一水平向右恒力F作用于滑块,使之由静止开始在t=2 s内沿斜面向上运动,其位移x=4 m。g取10 m/s。求:
(1)滑块和斜面之间的动摩擦因数μ; (2)恒力F的大小。(结果保留三位有效数字) 22.如图所示,足够长的传送带与水平面倾角量动,拉力
的物体,物体与传送带间动摩擦因数
,方向平行传送带向上经时间
,以
的速率逆时针转动在传送带底部有一质
2
2
,现用轻细绳 将物体由静止沿传送带向上拉绳子突然断了,设传送带足够长求:
(1)绳断时物体的速度大小; (2)绳断后物体还能上行多远.
23.花样滑冰赛场上,男女运动员一起以速度v0=2 m/s沿直线匀速滑行,不计冰面的摩擦,某时刻男运动员将女运动员以v1=6 m/s的速度向前推出,已知男运动员的质量为M=60 kg,女运动员的质量为m=40 kg,求:
(1)将女运动员推出后,男运动员的速度; (2)在此过程中,男运动员推力的冲量大小;
24.一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验:在离地面h高处让小球以某一初速度水平抛出,他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x和落地时间t,又已知该星球的半径为R,己知万有引力常量为G,求:
(1)小球抛出的初速度vo (2)该星球表面的重力加速度g (3)该星球的质量M
(4)该星球的第一宇宙速度v(最后结果必须用题中己知物理量表示)
25.如图所示,固定在水平面上的斜面倾角为θ,长方体木块A质量为M,其PQ面上钉着一枚小钉子,质量为m的小球B通过一细线与小钉子相连接,小球B与PQ面接触,且细线与PQ面平行,木块与斜面间的动摩擦因数为μ。若木块匀加速下滑,求小球对木块的压力大小?
【参考答案】*** 一、选择题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 D D D C B C D A D B 二、填空题 13.
B C v2E?14.h? 2gmg15.16.,100 17.1:15:2 三、实验题
18.(1) 弹簧测力计(2)0.864 0.928 (3)如图
;
(4) (0.64±0.01) 19.
0m/s 1.25
20.(1)C (2)BC 0.83 四、解答题
21.(1)0.375 (2) 38.3 N 【解析】(1)根据牛顿第二定律,有 mgsin 37°-μmgcos 37°=ma 解得μ=0.375
2
(2) 根据题意,由运动学公式,有x=可得a1=2 m/s2
当加速度沿斜面向上时,有 Fcos 37°-mgsin 37°-f=ma1 f=μ(Fsin 37°+mgcos 37°) 联立解得F=38.3N 22.(1)8m/s(2)4m
a1t,
【解析】(1)根据牛顿第二定律得,物体上滑的加速度
,
则绳断时物体的速度大小
.
(2)绳断后,物体继续上滑做匀减速直线运动,
加速度大小,
则绳断后物体还能上行的距离
道加速度是联系力学和运动学的桥梁. 23.(1)【解析】
①设推出女运动员后,男运动员的速度为解得
;(2) I=160N·s
.
点睛:解决本题的关键理清物体在传送带上的运动规律,结合牛顿第二定律和运动学公式综合求解,知
,根据动量守恒定律
,“﹣”表示男运动员受到方向与其初速度方向相反。
,解得I=160N·s
②在此过程中,对运动员有:
24.(1) v0=x/t (2) g=2h/t2 (3) 2hR2/(Gt2) (4) 【解析】
(1)小球做平抛运动,在水平方向:x=vt, 解得从抛出到落地时间为:v0=x/t (2)小球做平抛运动时在竖直方向上有:h=解得该星球表面的重力加速度为:g=2h/t;
(3)设地球的质量为M,静止在地面上的物体质量为m, 由万有引力等于物体的重力得:mg=所以该星球的质量为:M=
2
gt2,
= 2hR2/(Gt2);
(4)设有一颗质量为m的近地卫星绕地球作匀速圆周运动,速率为v, 由牛顿第二定律得: 重力等于万有引力,即mg=解得该星球的第一宇宙速度为:25.μmgcosθ 【解析】 【分析】
当木块做匀加速直线运动,通过整体法求出加速度,再隔离分析求出A对B的弹力. 【详解】
若木块匀加速下滑,对整体分析,加速度
再隔离对B分析,根据牛顿第二定律有:mgsinθ-N=ma, 解得:N=mgsinθ-ma=μmgcosθ. 则小球对木块的压力为μmgcosθ. 【点睛】
解决本题的关键是熟练运用牛顿第二定律,以及掌握整体法和隔离法的运用.
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