C.圆筒转动越快,物块对圆筒内壁的压力越大 D.圆筒转动越快,物块对圆筒内壁的摩擦力越大
13.(3分)一运动员穿着飞翔装备从飞机上跳出后的一段运动过程可近似看作匀加速直线运动。如图所示,运动员的运动方向与水平方向成53°角(sin53°=0.8),运动员的加速度大小为g.已知运动员(包含装备)的质量为m,则在运动员下落高度为h的过程中,运动员(包含装备)的( )
A.重力势能减少了mgh C.动能增加了mgh
B.动能增加了mgh D.机械能减少了mgh
14.(3分)在竖直平面内固定一圆管轨道,一个直径略小于圆管直径的小球处于圆管轨道最低点,小球与圆管轨道内侧接触时摩擦不可忽略,小球与圆管轨道外侧接触时无摩擦。现使小球获得一个水平向右的初速度v0,设小球运动的轨道半径为R,球的直径大小可忽略,不计空气阻力。则下列说法正确的是( )
A.若v0=B.若v0=
,小球在最高点的速度恰好为零 ,小球在最高点的速度为
C.要使小球能够在竖直面内做完整的圆周运动,小球在最低点的速度v0必须不小于
,小球在最低点的速度一定大于
D.若小球第一次到达最高点的速度为
二、本题共4小题,共20分.其中15、16小题每题4分,17、18小题每题6分.把答案填写在答题卡中的相应位置上.
15.(4分)某实验小组同学用如图所示的实验装置探究“向心力F与物体质量m、转动半
径r和转动角速度ω之间关系”的实验时,应采用的实验方法是
法;若要研究向心力的大小与物体质量的关系,需要保持 不变,改变 (最后两空选填题中所给的字母)。
16.(4分)在长为80cm的玻璃管中注满清水,水中放一个可以匀速上浮的红蜡块,将此玻璃管竖直放置,让红蜡块沿玻璃管从底部匀速上升,与此同时,让玻璃管从静止开始沿水平方向向右匀加速直线移动。若红蜡块在玻璃管中沿竖直方向向上运动的速度为10cm/s,玻璃管沿水平方向运动的加速度为2.5cm/s,则红蜡块到达水面的时间为 s;红蜡块刚到达水面时的速度为 cm/s。
17.(6分)如图所示为某同学用频闪摄影方法拍摄的“探究物体做平抛运动规律”的照片,小球A、B、C同时由同一位置O出发,其中A球以速度v0水平射出,在光滑水平面上做匀速直线运动,B球以速度v0水平射出做平抛运动,C球由静止释放做自由落体运动。 (1)经观察分析频闪照片记录的A球和B球的位置特征,可以得知 。 (2)经观察分析频闪照片记录的C球和B球的位置特征,可以得知 。 (3)若每个小格边长为0.8cm,重力加速度g=10m/s,则v0= m/s。
2
18.(6分)某实验小组采用如图甲所示的装置做“验证机械能守恒定律”实验: (1)下列说法正确的是 。 A.打点计时器必须接交流电源
B.选择纸带时,应选择点迹清晰,且第1、2两点间的距离接近2cm的纸带进行测量 C.该实验需要用秒表测量重物的下落时间
D.安装打点计时器时,若两限位孔不在同一竖直线上,则会导致实验误差增大 (2)如图乙所示为该小组在实验过程中得到的一条纸带。在纸带上选取计数点A、B、C、D、E,/相邻两个计数点之间还有一个计时点没有画出,测得计数点AB、BC、CD、DE之间的距离分别为x1、x2、x3、x4.若打点计时器打点的频率为f,重物质量为m,重力加速度为g。则从B到D运动过程中,重物重力势能的减少量△Ep= ,重物动能的增加量△Ek= (用题中所给的字母表示)。
三、本题共4小题,共38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,答案必须明确写出数值和单位. 19.(8分)某游乐场的赛车场地为圆形赛道,半径为100
m.一赛车和车手的总质量为
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150kg,车轮与地面间的最大静摩擦力为600N,取g=10m/s。
(1)若场地处于水平面内,当赛车的速度达到72km/h,这辆车在运动中会不会发生侧移?
(2)若将场地建成外高内低的圆形,赛道截面图可视为如图所示的一个斜面,斜面倾角为30°,当赛车和地面之间的摩擦力为零时,求赛车的速度大小v0;当赛车的速度大于v0并能够安全行驶时,写出赛车所受到的摩擦力方向。
20.(8分)如图所示,一小孩坐在雪橇上,大人用与水平方向成37°角斜向上的F=100N的力粒雪橇,使雪橇沿水平地面从静止开始做匀加速直线运动,运动一段位移l=10m后松手撤去拉力,雪橇向前滑行一段距离。已知小孩和雪橇的总质量为m=40kg,雪橇与地面间的动摩擦因数为μ=0.2.已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s,求: (1)松手时雪橇的速度大小; (2)松手后雪橇向前滑行的距离。
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21.(10分)如图所示为一个圆筒的横截面,该横截面处于竖直平面内,半径为R=
m,
圆筒绕其水平中心轴OO′(O′点在纸面内,图中没有画出)以某一角速度匀速转动,图中水平直径两端分别开有小孔M和N.当圆筒转动到小孔M、N在水平方向时,有一个质量为m=0.2kg且直径很小的金属球从小孔M以一定的初速度水平射入圆筒内,小球飞行一段时间后,与筒壁没有发生碰撞,恰好从小孔N飞出,在小球飞行的时间内,圆筒刚好转过60°角,重力加速度取10m/s,不计空气阻力。求: (1)小球从小孔N飞出瞬时的动能Ek; (2)圆筒转动的角速度ω。
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22.(12分)如图所示,一个半径R=0.4m竖直光滑的圆弧轨道AB固定在水平滑道的左侧,圆弧轨道与水平滑道相切于B点,水平滑道的右端固定一个竖直挡板,挡板的左侧固定一轻质弹簧,弹簧处于原长时,其自由端位于滑道上的M点。水平滑道只有PQ段粗糙,其余部分光滑,PQ段长度L=0.5m。现将一个质量为m=0.5kg可视为质点的滑块,从距离圆弧轨道的顶端A点高度为h=0.8m处由静止释放,不计空气阻力和滑块进入圆弧轨道时的能量损失,滑块与PQ段间的动摩擦因数μ=0.5,弹簧在整个作用过程中未超过弹性限度,重力加速度g取10m/s.求:
(1)滑块第一次到达圆弧轨道最低点B时对轨道的压力大小; (2弹簧获得的最大弹性势能; (3)滑块最终停下来的位置。
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