f=maB=m而
v0?v1, t1f=?mg,
解得:
?=故D可以求出;
综上所述,不可求出为C。
v0?v1, gt19. 在光滑水平桌面中央固定一边长为0.3m的小正三棱柱abc俯视如图。长度为L=1m的细线,一端固定在a点,另一端拴住一个质量为m=0.5kg、不计大小的小球。初始时刻,把细线拉直在ca的延长线上,并给小球以v0?2m/s且垂直于细线方向的水平速度,由于光滑棱柱的存在,细线逐渐缠绕在棱柱上(不计细线与三棱柱碰撞过程中的能量损失)。已知细线所能承受的最大张力为7N,则下列说法中正确的是( )
A.细线断裂之前,小球角速度的大小保持不变 B.细线断裂之前,小球的速度大小保持不变 C.细线断裂之前,小球运动的总时间为0.7π(s) D.细线断裂之前,小球运动的位移大小为0.9(m) 【答案】BCD 【解析】 【分析】 【详解】
A.细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变,绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由
2v0F?m
r解得r?2m,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,根7据速度角速度公式
v??r
速度不变,半径变小,故在细线断裂之前,小球角速度变大,故A错误;
B.细线断裂之前,绳子拉力与速度垂直,不做功,不改变小球的速度大小,故小球的速度大小保持不变,故 B正确;
C.绳子刚断裂时,拉力大小为7N,由
2v0F?m
r解得r?2m,由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,则7小球运动的总时间为
12πr112πr212πr3t??????
3v03v03v0其中
r1?1m,r2?0.7m,r3?0.4m
解得t?0.7πs,故C正确;
D.由于小球每转120°半径减小0.3m,则知小球刚好转过一周,细线断裂,小球运动的位移大小为
x?1m?0.1m?0.9m
故D 正确。 故选:BCD。
10. 在地球上将物体P水平抛出做平抛运动,物体的动能Ek与下降高度h之间的关系如图中实线所示。在某一星球H上改用质量相同的物体Q水平抛出做平抛运动,其动能Ek与下降高度h之间的关系如图中虚线所示。假设地球和星球H均为质量均匀分布的球体。已 知地球的半径是星球H的2倍,地球表面重力加速度g=10m/s2,则下列说法正确的是( )
A.地球的质量是星球H的6倍 B.地球与星球H的密度之比为3:2
C.已知地球的半径约为6.4×106m,则星球H的第一宇宙速度约为3.3km/s D.若P、Q下落过程中重力的瞬时功率相同,则Q下降的高度是P的9倍 【答案】BC 【解析】 【详解】
AB.物体做平抛运动,由动能定理可得:
Ek?Ek0?mgh
可知地球的重力加速度为星球H的3倍,在星球表面,根据万有引力等于重力可得
GMm?mg 2R其中M??4?R3,解得 3??3g 4GπR得地球与星球H的密度之比为3:2,地球的质量与星球H的12倍,故B正确,A错误; C.第一宇宙速度为v?D.重力的功率为
gR,代入数据星球H的第一宇宙速度约为3.3km/s,故C正确;
pG?mgv?mg2gh 功率相等时,地球的重力加速度为星球H的3倍,Q下降的高度是P的27倍,故D错误。故选BC。
11. 一辆汽车在平直的公路上运动,运动过程中先保持恒定的加速度,后保持恒定的牵引功率,其牵引力随速度变化的图象如图所示。若已知汽车的质量m,牵引力F1和速度v1及该车所能达到的最大速度v3。则根据图象所给的信息,下列说法正确的是( )
A.汽车运动中的最大功率为F1v2 B.速度为v2时的加速度大小为
F1v1F1v1? mv2mv3F1v1 C.汽车行驶中所受的阻力为v2F1F1v1 D.恒定加速时,加速度大小为?mmv3【答案】BD 【解析】 【分析】 【详解】
A.根据牵引力和速度的图像和功率
P?Fv
得汽车运动中的最大功率为F1v1,A错误;
BC.汽车运动过程中先保持某一恒定加速度,后保持恒定的牵引功率,所以速度为v2时的功率是F1v1,根据功率
P?Fv
得速度为v2时的牵引力是
F1v1 v2对汽车受力分析,受重力、支持力、牵引力和阻力,该车所能达到的最大速度时加速度为零,所以此时阻力等于牵引力,所以阻力
Ff?F1v1 v3根据牛顿第二定律,有速度为v2时加速度大小根据
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