安徽省宣城市郎溪县郎溪中学2019-2020学年高一下学期物理第一次月考试卷
一、单选题
1.(2020高一下·郎溪月考)关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是( )
A.平抛运动是变加速曲线运动
B.匀速圆周运动是速度不变的运动
C.曲线运动一定是变速运动
D.做平抛运动的物体水平方向的速度逐渐增大
【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】平抛运动的加速度不变,做匀变速曲线运动,A不符合题意;匀速圆周运动的速度方向不断变化,是变速运动,B不符合题意;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,C符合题意;平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动,速度不变,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同,即加速度与速度不在同一方向上;做匀速圆周运动的物体虽然速度和加速度大小不变,但是速度和加速度的方向无时无刻都在变化。
2.(2020高一下·郎溪月考)关于角速度和线速度,下列说法正确的是( )
A.半径一定时,角速度与线速度成正比
B.半径一定时,角速度与线速度成反比
C.线速度一定时,角速度与半径成正比
D.角速度一定时,线速度与半径成反比
【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】根据v=ωr可知,半径一定时,角速度与线速度成正比;线速度一定时,角速度与半径成反比;角速度一定时,线速度与半径成正比;A符合题意,BCD不符合题意;
故答案为:A.
【分析】探究角速度与线速度的关系,利用公式v=ωr结合选项分析求解即可。
3.(2020高一下·郎溪月考)关于向心加速度下列说法正确的是( )
A.向心加速度是描述物体速度大小改变快慢的物理量
B.向心加速度是描述物体速度方向改变快慢的物理量
C.向心加速度的方向始终指向圆心,所以其方向不随时间发生改变
D.以上说法都不对
【答案】B
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】向心加速度是描述物体速度方向改变快慢的物理量,方向指向圆心,时刻改变。AC不符合题意,B符合题意,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体做圆周运动,已知两者的转速,求出角速度,再根据半径的关系求解向心加速度的关系。
4.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,歼-15沿曲线MN向上爬升,速度逐渐增大,图中画出表示歼-15在P点受到合力的四种方向,其中可能的是( )
A.① B.② C.③ D.④
【答案】B
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】物体做曲线运动时,合力指向轨迹的内侧,故③④错误;因为飞机的速度增大,故合力应与速度方向(沿轨迹切线方向)的夹角为锐角,所以①错误②正确;综上可知B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】做曲线运动的物体,受到的合外力指向圆弧的内部,运动方向是运动轨迹的切线方向。
5.(2020高一下·郎溪月考)一条宽度为L的河流河水流速为v1,一只小船在静水中的速度为v2,v2>v1,这只小船要渡过这条河流,下列说法正确的是( )
A.最短时间为
B.最短时间为
C.小船无法到达正对岸
D.小船在河水中运动的速度一定大于v2
【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】当静水速与河岸垂直时,过河的时间最短,最短渡河时间为 ,A符合题意,B不符合题意;根据平行四边形定则,由于船在静水中的速度大于水流速,则合速度可能垂直于河岸,即船可能垂直到达对岸,C不符合题意;合速度可能大于分速度,也可能小于分速度,也可能等于分速度,D不符合题意.
故答案为:A
【分析】当船速度与水流速度的合速度指向对岸时,此时过河所走的路程最短,求出合速度再除以河宽即可;如果船头始终垂直于河对岸,那么过河所用的时间最短,直接利用河宽除以船的速度即可。
6.(2020高一下·郎溪月考)如图所示的皮带传动装置中小轮半径ra是大轮半径rb的一半,a,b分别是小轮和大轮边缘上的点,若皮带不打滑。则图中a,b两点( )
A. B. C. D.
【答案】A
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】ab为皮带传动,线速度相同,
故答案为:A。
【分析】A点和B点同链,所以边缘具有相同的线速度,再结合半径的关系进行分析即可。
7.(2020高一下·郎溪月考)如图,图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图象如图乙所示.人顶杆沿水平地面运动的x-t图象如图丙所示,若以地面为参考系,下列说法中正确的是( )
A.猴子的运动轨迹为直线 B.猴子在2s内做匀变速曲线运动
C.t=0时猴子的速度大小为8m/s D.t=2s时猴子的加速度为0
【答案】B
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】AB.由乙图知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度竖直向下,由丙图知,猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故猴子在 内做匀变速曲线运动,A不符合题意,B符合题意;
C. 图象的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为
竖直方向分速度
时猴子的速度大小为
C不符合题意;
D. 图象的斜率等于加速度,则知猴子的加速度为:
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】猴子的运动分为两个方向,一个是水平方向的匀速运动,另一个是竖直方向的匀加速运动,故猴子做曲线运动。
8.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,人用绳通过定滑轮拉物体A,当人以速度v0匀速前进时,绳某时刻与水平方向夹角为θ,物体A的速度( )
A. B. C. D.
【答案】B
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】物体A的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,如图
根据平行四边形定则,有: ,解得: ,
故答案为:B.
【分析】将物体A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的速度等于 ,根据平行四边形定则求出物体A的速度.
9.(2020高一下·郎溪月考)在铁路转弯处,往往使外轨略高于内轨,这是为了( )
A.增加火车轮子对外轨的挤压
B.增加火车轮子对内轨的挤压
C.使火车车身倾斜,利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力
D.以上都不正确
【答案】C
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】铁路运行中应避免轨道与火车轮子的挤压,内外轨高度不同是为了使火车车身倾斜,利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力,C符合题意,AB不符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】对火车进行受力分析,火车在拐弯的时候,重力和支持力的合力提供向心力,速度比较合适的时候,火车对车轨没有沿斜面方向作用力,如果火车的速度过大,会导致火车挤压内轨。
10.(2020高一下·郎溪月考)如图所示为内壁光滑的倒立圆锥,两个完全相同的小球A、B在圆锥内壁不同高度处分别做匀速圆周运动.两小球运动的线速度 vA、vB,角速度ωA、ωB,加速度 aA、aB和合外力FA、FB,下列结论正确的是 ( )
A.vA>vB B.ωA=ωB C.aA>aB D.FA
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动,均由斜面的支持力的合外力作为向心力,如图所示,作出合力:
由于A和B的质量相同,小球A和B所受的合外力大小相同,即它们做圆周运动时的向心力大小是相同的,即 .
由向心力的计算公式 ,由于球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的线速度大、角速度越小,向心加速度大小相等,所以有 , , ,A符合题意,BCD不符合题意.
【分析】对物体受力分析,确定合外力和向心力的关系是解题的关键,通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系,它们的质量相同,向心力的大小相同也是解题的关键.
11.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,竖直墙MN,小球从O处水平抛出,若初速度为va,将打在墙上的a点;若初速度为vb,将打在墙上的b点.已知Oa、Ob与水平方向的夹角分别为α、β,不计空气阻力.则va与vb的比值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动知识可知: ,则
同理可知:
由于两次运动水平方向上的位移相同,根据
解得: ,D符合题意;ABC不符合题意;
故答案为:D
【分析】物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,根据水平方向的位移求解初速度。
二、多选题
12.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,质量相等的A、B两物块放在匀速转动的水平圆盘上,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是( )
A.物体A向心加速度最大
B.B物静摩擦力最小
C.当圆台旋转转速增加时,A比B先开始滑动
D.当圆台旋转转速增加时,B比A先开始滑动
【答案】A,B,C
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】A.两物体均不滑动时,角速度相同,根据
A的向心加速度较大,A符合题意;
B.静摩擦力充当向心力,两物体质量相同,B物体静摩擦力较小,B符合题意;
CD.A物体向心加速度较大,随转速增加所需向心力先达到物体最大静摩擦力,A先滑动,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】A、B两个物体做圆周运动,具有相同的角速度,静摩擦力提供向心力,结合各自的轨道半径比较线速度、周期即可。
13.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5 m.现给小球一初速度使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点a的速度为va=4 m/s,通过轨道最高点b的速度为vb=2 m/s,取g=10 m/s2,则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是( )
A.在a处为拉力,方向竖直向下 B.在a处为压力,方向竖直向上
C.在b处为拉力,方向竖直向上 D.在b处为压力,方向竖直向下
【答案】A,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB.合外力充当向心力,指向圆心,无需计算,杆对小球为拉力,方向向上。故小球通过最低点对细杆作用力为拉力,方向竖直向下。A符合题意,B不符合题意;
CD.假设杆对小球为拉力,方向向下
方向与假设方向相反,故小球通过最高点时对细杆作用力为压力,方向竖直向下,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】小木棍不仅可以提供支持力,还能提供向下的拉力,对处在不同位置的小球进行受力分析,根据速度结合向心力公式求解小木棍对小球的作用力。
14.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N两点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则( )
A.A,B的飞行时间相等
B.A,B在空中不可能相遇
C.B在落地时的速度比A在落地时的大
D.B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
【答案】A,B,C
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A.两球都做斜抛运动,竖直方向的分运动是竖直上抛运动,根据运动的对称性可知,两球上升和下落的时间相等,而下落过程,根据
知下落时间相等,则两球运动的时间相等,A符合题意;
B.两物体水平方向为匀速直线运动,运动时间相等,故水平速度 ,B始终在A右侧,两物体不会相遇,B符合题意;
C.两物体竖直速度相等,水平速度 ,B在落地时的速度比A在落地时的大,C符合题意;
D.水平速度 ,物体在最高点时速度为水平速度,B在最高点的速度大于A在最高点的速度,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】由运动的合成与分解规律可知,物体在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,两球的加速度相同,竖直高度相同,由运动学公式可分析运动时间,和水平速度。两球在最高点的速度等于水平速度,由速度合成可分析落地速度。
三、实验题
15.(2020高一下·郎溪月考)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
(1)让小球多次从 位置自由滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,如图中a、b、c、d所示;
(2)按图安装好器材,注意调节斜槽末端切线 ,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线;
(3)取下白纸以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹;
已知图中正方形小方格的边长L=1.60cm,则小球平抛的初速度为v0= m/s;(取g=10m/s2)
(4)由上图判断a点 (填“是”或“不是”)抛出点。
【答案】(1)同一
(2)水平
(3)0.8
(4)不是
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)实验时让小球多次从同一位置自由滚下;(2)按图安装好器材,注意调节斜槽末端切线水平;(4)由图可知a、b、c、d之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有△h=gT2
由题可知△h=L,代入解得
x=2L=v0T
解得
代入数据解得T=0.04s
v0=0.8m/s(4)竖直方向自由落体运动,根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有
则
因此a点不是抛出点;
【分析】(1)(2)保持弹射器水平是为了使小球做平抛运动,而不是斜抛运动,需用到重垂线;从同一位置静止释放,是为了使每次实验的小球具有相同的初速度;
(3)利用竖直方向的自由落体运动求解出相邻两个点的时间间隔,再利用水平位移求解水平速度;
(4)结合B点竖直方向的速度,利用自由落体运动公式求解运动的时间,再反向推导起始位置的坐标。
四、解答题
16.(2020高一下·郎溪月考)距离地面高度h=3.2m处以15m/s的初速度水平抛出一物体。g取10m/s2,求:
(1)物体经过多长时间落地;
(2)物体的水平射程为多大。
【答案】(1)解:由 得,物体落地的时间为:
(2)解:物体在水平方向上做匀速直线运动,则物体的水平射程为:
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,根据初速度求解水平方向的位移。
17.(2020高一下·郎溪月考)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动,当球某次运动到最低点时,绳突然断掉。球飞行水平距离d后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为 ,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。试求:
(1)球落地时的速度大小v2;
(2)绳子能够承受的最大拉力为多大;
【答案】(1)解:设绳断后球做平抛运动的时间为t1,竖直方向上
水平方向上
球落地时的速度为
解得
(2)解:设绳能承受的最大拉力为Fm.做圆周运动的半径为 ,则有
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,进而求解末状态竖直方向的速度分量,与水平速度合成求解初速度即可;
(2)对处在最低点的物体进行受力分析,结合此时物体的速度,利用向心力公式求解物体对绳子的拉力。
18.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,半径为R的空心球壳,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过球壳球心O的对称轴 重合.转台以一定角速度 匀速转动,一质量为 的小物块放入球壳内,经过一段时间后小物块随球壳一起转动且相对球壳静止,它和O点的连线与 之间的夹角 为 ,重力加速度大小为 .
(1)若 ,小物块受到的摩擦力恰好为零,求 .
(2)若 ,求小物块受到的摩擦力大小和方向.
【答案】(1)解:当摩擦力为零时,对小物块的受力分析如图:
根据力的合成可以得到小物块的合力为:
小物块的合力提供向心力:
由以上两式并代入 得
(2)解:当 时,小物块有向上运动的趋势,所以摩擦力方向沿罐壁切线向下.
在水平方向有: ①
在竖直方向有: ②
由 ①②两式消去 得:
代入 , 得:
方向沿罐壁切线向下
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【分析】(1)对小球进行受力分析,重力和支持力提供向心力,利用几何关系求解物体的轨道半径,结合向心力公式求解物体的角速度;
(2)同理,根据此式的角速度,结合向心力公式求解物体向心力,对物体进行受力分析求解摩擦力。
安徽省宣城市郎溪县郎溪中学2019-2020学年高一下学期物理第一次月考试卷
一、单选题
1.(2020高一下·郎溪月考)关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是( )
A.平抛运动是变加速曲线运动
B.匀速圆周运动是速度不变的运动
C.曲线运动一定是变速运动
D.做平抛运动的物体水平方向的速度逐渐增大
2.(2020高一下·郎溪月考)关于角速度和线速度,下列说法正确的是( )
A.半径一定时,角速度与线速度成正比
B.半径一定时,角速度与线速度成反比
C.线速度一定时,角速度与半径成正比
D.角速度一定时,线速度与半径成反比
3.(2020高一下·郎溪月考)关于向心加速度下列说法正确的是( )
A.向心加速度是描述物体速度大小改变快慢的物理量
B.向心加速度是描述物体速度方向改变快慢的物理量
C.向心加速度的方向始终指向圆心,所以其方向不随时间发生改变
D.以上说法都不对
4.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,歼-15沿曲线MN向上爬升,速度逐渐增大,图中画出表示歼-15在P点受到合力的四种方向,其中可能的是( )
A.① B.② C.③ D.④
5.(2020高一下·郎溪月考)一条宽度为L的河流河水流速为v1,一只小船在静水中的速度为v2,v2>v1,这只小船要渡过这条河流,下列说法正确的是( )
A.最短时间为
B.最短时间为
C.小船无法到达正对岸
D.小船在河水中运动的速度一定大于v2
6.(2020高一下·郎溪月考)如图所示的皮带传动装置中小轮半径ra是大轮半径rb的一半,a,b分别是小轮和大轮边缘上的点,若皮带不打滑。则图中a,b两点( )
A. B. C. D.
7.(2020高一下·郎溪月考)如图,图甲所示,在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上运动,其v-t图象如图乙所示.人顶杆沿水平地面运动的x-t图象如图丙所示,若以地面为参考系,下列说法中正确的是( )
A.猴子的运动轨迹为直线 B.猴子在2s内做匀变速曲线运动
C.t=0时猴子的速度大小为8m/s D.t=2s时猴子的加速度为0
8.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,人用绳通过定滑轮拉物体A,当人以速度v0匀速前进时,绳某时刻与水平方向夹角为θ,物体A的速度( )
A. B. C. D.
9.(2020高一下·郎溪月考)在铁路转弯处,往往使外轨略高于内轨,这是为了( )
A.增加火车轮子对外轨的挤压
B.增加火车轮子对内轨的挤压
C.使火车车身倾斜,利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力
D.以上都不正确
10.(2020高一下·郎溪月考)如图所示为内壁光滑的倒立圆锥,两个完全相同的小球A、B在圆锥内壁不同高度处分别做匀速圆周运动.两小球运动的线速度 vA、vB,角速度ωA、ωB,加速度 aA、aB和合外力FA、FB,下列结论正确的是 ( )
A.vA>vB B.ωA=ωB C.aA>aB D.FA
A. B. C. D.
二、多选题
12.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,质量相等的A、B两物块放在匀速转动的水平圆盘上,随圆盘一起做匀速圆周运动,则下列关系中正确的是( )
A.物体A向心加速度最大
B.B物静摩擦力最小
C.当圆台旋转转速增加时,A比B先开始滑动
D.当圆台旋转转速增加时,B比A先开始滑动
13.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,细杆的一端与小球相连,可绕过O点的水平轴自由转动,细杆长0.5 m.现给小球一初速度使它做圆周运动,若小球通过轨道最低点a的速度为va=4 m/s,通过轨道最高点b的速度为vb=2 m/s,取g=10 m/s2,则小球通过最低点和最高点时对细杆作用力的情况是( )
A.在a处为拉力,方向竖直向下 B.在a处为压力,方向竖直向上
C.在b处为拉力,方向竖直向上 D.在b处为压力,方向竖直向下
14.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N两点,两球运动的最大高度相同。空气阻力不计,则( )
A.A,B的飞行时间相等
B.A,B在空中不可能相遇
C.B在落地时的速度比A在落地时的大
D.B在最高点的速度与A在最高点的速度相等
三、实验题
15.(2020高一下·郎溪月考)在“探究平抛运动的运动规律”的实验中,可以描绘出小球平抛运动的轨迹,实验简要步骤如下:
(1)让小球多次从 位置自由滚下,在一张印有小方格的纸记下小球碰到铅笔笔尖的一系列位置,如图中a、b、c、d所示;
(2)按图安装好器材,注意调节斜槽末端切线 ,记下平抛初位置O点和过O点的竖直线;
(3)取下白纸以O为原点,以竖直线为y轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛运动物体的轨迹;
已知图中正方形小方格的边长L=1.60cm,则小球平抛的初速度为v0= m/s;(取g=10m/s2)
(4)由上图判断a点 (填“是”或“不是”)抛出点。
四、解答题
16.(2020高一下·郎溪月考)距离地面高度h=3.2m处以15m/s的初速度水平抛出一物体。g取10m/s2,求:
(1)物体经过多长时间落地;
(2)物体的水平射程为多大。
17.(2020高一下·郎溪月考)小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动,当球某次运动到最低点时,绳突然断掉。球飞行水平距离d后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为 ,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。试求:
(1)球落地时的速度大小v2;
(2)绳子能够承受的最大拉力为多大;
18.(2020高一下·郎溪月考)如图所示,半径为R的空心球壳,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过球壳球心O的对称轴 重合.转台以一定角速度 匀速转动,一质量为 的小物块放入球壳内,经过一段时间后小物块随球壳一起转动且相对球壳静止,它和O点的连线与 之间的夹角 为 ,重力加速度大小为 .
(1)若 ,小物块受到的摩擦力恰好为零,求 .
(2)若 ,求小物块受到的摩擦力大小和方向.
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】平抛运动的加速度不变,做匀变速曲线运动,A不符合题意;匀速圆周运动的速度方向不断变化,是变速运动,B不符合题意;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,C符合题意;平抛运动的物体在水平方向上做匀速直线运动,速度不变,D不符合题意.
故答案为:C
【分析】曲线运动的条件就是初速度和受力方向不同,即加速度与速度不在同一方向上;做匀速圆周运动的物体虽然速度和加速度大小不变,但是速度和加速度的方向无时无刻都在变化。
2.【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速
【解析】【解答】根据v=ωr可知,半径一定时,角速度与线速度成正比;线速度一定时,角速度与半径成反比;角速度一定时,线速度与半径成正比;A符合题意,BCD不符合题意;
故答案为:A.
【分析】探究角速度与线速度的关系,利用公式v=ωr结合选项分析求解即可。
3.【答案】B
【知识点】向心加速度
【解析】【解答】向心加速度是描述物体速度方向改变快慢的物理量,方向指向圆心,时刻改变。AC不符合题意,B符合题意,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】物体做圆周运动,已知两者的转速,求出角速度,再根据半径的关系求解向心加速度的关系。
4.【答案】B
【知识点】曲线运动
【解析】【解答】物体做曲线运动时,合力指向轨迹的内侧,故③④错误;因为飞机的速度增大,故合力应与速度方向(沿轨迹切线方向)的夹角为锐角,所以①错误②正确;综上可知B符合题意,ACD不符合题意。
故答案为:B。
【分析】做曲线运动的物体,受到的合外力指向圆弧的内部,运动方向是运动轨迹的切线方向。
5.【答案】A
【知识点】小船渡河问题分析
【解析】【解答】当静水速与河岸垂直时,过河的时间最短,最短渡河时间为 ,A符合题意,B不符合题意;根据平行四边形定则,由于船在静水中的速度大于水流速,则合速度可能垂直于河岸,即船可能垂直到达对岸,C不符合题意;合速度可能大于分速度,也可能小于分速度,也可能等于分速度,D不符合题意.
故答案为:A
【分析】当船速度与水流速度的合速度指向对岸时,此时过河所走的路程最短,求出合速度再除以河宽即可;如果船头始终垂直于河对岸,那么过河所用的时间最短,直接利用河宽除以船的速度即可。
6.【答案】A
【知识点】匀速圆周运动
【解析】【解答】ab为皮带传动,线速度相同,
故答案为:A。
【分析】A点和B点同链,所以边缘具有相同的线速度,再结合半径的关系进行分析即可。
7.【答案】B
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】AB.由乙图知,猴子竖直方向上做匀减速直线运动,加速度竖直向下,由丙图知,猴子水平方向上做匀速直线运动,则猴子的加速度竖直向下,与初速度方向不在同一直线上,故猴子在 内做匀变速曲线运动,A不符合题意,B符合题意;
C. 图象的斜率等于速度,则知猴子水平方向的初速度大小为
竖直方向分速度
时猴子的速度大小为
C不符合题意;
D. 图象的斜率等于加速度,则知猴子的加速度为:
D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】猴子的运动分为两个方向,一个是水平方向的匀速运动,另一个是竖直方向的匀加速运动,故猴子做曲线运动。
8.【答案】B
【知识点】速度的合成与分解
【解析】【解答】物体A的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,如图
根据平行四边形定则,有: ,解得: ,
故答案为:B.
【分析】将物体A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的速度等于 ,根据平行四边形定则求出物体A的速度.
9.【答案】C
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】铁路运行中应避免轨道与火车轮子的挤压,内外轨高度不同是为了使火车车身倾斜,利用重力和支持力的合力提供转弯所需的向心力,C符合题意,AB不符合题意,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】对火车进行受力分析,火车在拐弯的时候,重力和支持力的合力提供向心力,速度比较合适的时候,火车对车轨没有沿斜面方向作用力,如果火车的速度过大,会导致火车挤压内轨。
10.【答案】A
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动,均由斜面的支持力的合外力作为向心力,如图所示,作出合力:
由于A和B的质量相同,小球A和B所受的合外力大小相同,即它们做圆周运动时的向心力大小是相同的,即 .
由向心力的计算公式 ,由于球A运动的半径大于B球的半径,F和m相同时,半径大的线速度大、角速度越小,向心加速度大小相等,所以有 , , ,A符合题意,BCD不符合题意.
【分析】对物体受力分析,确定合外力和向心力的关系是解题的关键,通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系,它们的质量相同,向心力的大小相同也是解题的关键.
11.【答案】D
【知识点】平抛运动
【解析】【解答】根据平抛运动知识可知: ,则
同理可知:
由于两次运动水平方向上的位移相同,根据
解得: ,D符合题意;ABC不符合题意;
故答案为:D
【分析】物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,根据水平方向的位移求解初速度。
12.【答案】A,B,C
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【解答】A.两物体均不滑动时,角速度相同,根据
A的向心加速度较大,A符合题意;
B.静摩擦力充当向心力,两物体质量相同,B物体静摩擦力较小,B符合题意;
CD.A物体向心加速度较大,随转速增加所需向心力先达到物体最大静摩擦力,A先滑动,C符合题意,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】A、B两个物体做圆周运动,具有相同的角速度,静摩擦力提供向心力,结合各自的轨道半径比较线速度、周期即可。
13.【答案】A,D
【知识点】竖直平面的圆周运动
【解析】【解答】AB.合外力充当向心力,指向圆心,无需计算,杆对小球为拉力,方向向上。故小球通过最低点对细杆作用力为拉力,方向竖直向下。A符合题意,B不符合题意;
CD.假设杆对小球为拉力,方向向下
方向与假设方向相反,故小球通过最高点时对细杆作用力为压力,方向竖直向下,C不符合题意,D符合题意。
故答案为:AD。
【分析】小木棍不仅可以提供支持力,还能提供向下的拉力,对处在不同位置的小球进行受力分析,根据速度结合向心力公式求解小木棍对小球的作用力。
14.【答案】A,B,C
【知识点】斜抛运动
【解析】【解答】A.两球都做斜抛运动,竖直方向的分运动是竖直上抛运动,根据运动的对称性可知,两球上升和下落的时间相等,而下落过程,根据
知下落时间相等,则两球运动的时间相等,A符合题意;
B.两物体水平方向为匀速直线运动,运动时间相等,故水平速度 ,B始终在A右侧,两物体不会相遇,B符合题意;
C.两物体竖直速度相等,水平速度 ,B在落地时的速度比A在落地时的大,C符合题意;
D.水平速度 ,物体在最高点时速度为水平速度,B在最高点的速度大于A在最高点的速度,D不符合题意。
故答案为:ABC。
【分析】由运动的合成与分解规律可知,物体在水平方向做匀速直线运动,竖直方向做竖直上抛运动,两球的加速度相同,竖直高度相同,由运动学公式可分析运动时间,和水平速度。两球在最高点的速度等于水平速度,由速度合成可分析落地速度。
15.【答案】(1)同一
(2)水平
(3)0.8
(4)不是
【知识点】研究平抛物体的运动
【解析】【解答】(1)实验时让小球多次从同一位置自由滚下;(2)按图安装好器材,注意调节斜槽末端切线水平;(4)由图可知a、b、c、d之间的时间间隔是相同的,因此根据匀变速直线运动的规律有△h=gT2
由题可知△h=L,代入解得
x=2L=v0T
解得
代入数据解得T=0.04s
v0=0.8m/s(4)竖直方向自由落体运动,根据匀变速直线运动中时间中点的瞬时速度等于该过程中的平均速度有
则
因此a点不是抛出点;
【分析】(1)(2)保持弹射器水平是为了使小球做平抛运动,而不是斜抛运动,需用到重垂线;从同一位置静止释放,是为了使每次实验的小球具有相同的初速度;
(3)利用竖直方向的自由落体运动求解出相邻两个点的时间间隔,再利用水平位移求解水平速度;
(4)结合B点竖直方向的速度,利用自由落体运动公式求解运动的时间,再反向推导起始位置的坐标。
16.【答案】(1)解:由 得,物体落地的时间为:
(2)解:物体在水平方向上做匀速直线运动,则物体的水平射程为:
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,根据初速度求解水平方向的位移。
17.【答案】(1)解:设绳断后球做平抛运动的时间为t1,竖直方向上
水平方向上
球落地时的速度为
解得
(2)解:设绳能承受的最大拉力为Fm.做圆周运动的半径为 ,则有
解得
【知识点】平抛运动
【解析】【分析】(1)物体做平抛运动,水平方向匀速运动,竖直方向自由落体运动,利用竖直方向的距离求出运动时间,进而求解末状态竖直方向的速度分量,与水平速度合成求解初速度即可;
(2)对处在最低点的物体进行受力分析,结合此时物体的速度,利用向心力公式求解物体对绳子的拉力。
18.【答案】(1)解:当摩擦力为零时,对小物块的受力分析如图:
根据力的合成可以得到小物块的合力为:
小物块的合力提供向心力:
由以上两式并代入 得
(2)解:当 时,小物块有向上运动的趋势,所以摩擦力方向沿罐壁切线向下.
在水平方向有: ①
在竖直方向有: ②
由 ①②两式消去 得:
代入 , 得:
方向沿罐壁切线向下
【知识点】圆周运动实例分析
【解析】【分析】(1)对小球进行受力分析,重力和支持力提供向心力,利用几何关系求解物体的轨道半径,结合向心力公式求解物体的角速度;
(2)同理,根据此式的角速度,结合向心力公式求解物体向心力,对物体进行受力分析求解摩擦力。