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【题目】如图所示,将一轻质弹簧从物体B内部穿过,并将其上端悬挂于天花板,下端系一质量为m1=2.0kg的物体A。平衡时物体A距天花板h=2.4m,在距物体A正上方高为h1=1.8m处由静止释放质量为m2=1.0kg的物体B,B下落过程中某时刻与弹簧下端的物体A碰撞(碰撞时间极短)并立即以相同的速度与A运动,两物体不粘连,且可视为质点,碰撞后两物体一起向下运动,历时0.25s第一次到达最低点,(弹簧始终在弹性限度内,不计空气阻力,g=10m/s2)下列说法正确的是( )
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A. 碰撞结束瞬间两物体的速度大小为2m/s
B. 碰撞结束后两物体一起向下运动的最大位移大小为0.25m
C. 碰撞结束后两物体一起向下运动的过程中,两物体间的平均作用力大小为18N
D. A、B在碰后一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功
【答案】ABC
【解析】A项:B物体自由下落至与A碰撞前其速度为v0,根据自由落体运动规律
,AB碰撞结束之后瞬时二者速度共同速度为vt,根据动量守恒定律
,代入数据可得:
,故A正确;
B、C项:从二者一起运动到速度变为零的过程中,选择B作为研究对象,根据动量定理:
,解得F=18N,方向竖直向上,此过程对B分析,根据动能定量理可得
,解得x=0.25m,故BC正确;
D项:根据动能定理:A、B在碰后一起下落的过程中,它们减少的动能等于克服弹簧力所做的功和克服重力做功之和,故D错误。
点晴:本题关键是明确两个物体的运动规律,然后运用自由落体运动规律,动量守恒定律和动量定理列式求解。
【题型】多选题
【结束】
13
【题目】甲图中游标卡尺读数为________ mm,乙图中螺旋测微器读数为________ mm。![]()
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【题目】如图所示,某段直滑雪雪道倾角为30°,总质量为m(包括售具在内)的滑雪运动员从距底端高为h处的雪道上由静止开始匀加速下滑,加速度大小为
。在运动员滑到底端的过程中,下列说法正确的是( )
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A. 运动员受到的摩擦力的大小为![]()
B. 运动员获得的动能为受![]()
C. 运动员克服摩擦力做功为![]()
D. 运动员减少的机械能为![]()
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【题目】如图所示,质量相等的两物体A、B(均可视为质点)处于同一高度。A自由下落,B沿固定的光滑斜面从静止开始下滑,在A、B运动到水平地面的过程中,下列说法正确的是( )
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A. 重力对两物体做功不同
B. 重力对两物体做功的平均功率不同
C. 刚要接触地面时两物体的动能相同
D. 刚要接触地面时重力对两物体做功的瞬时功率相同
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【题目】某实验小组预测定一只小灯泡(其额定功率为0.75W,但额定电压已经模糊不清)的额定电压值,实验过程如下:
他们先用多用电表的欧姆档测出小灯泡的电阻约为2Ω,然后根据公式算出小灯泡的额定电压U=
≈1.23v。但他们认为这样求得的额定电压值不准确,于是他们利用实验室中的器材设计了一个实验电路,进行进一步的测量。他们选择的实验器材有:
A.电压表V(量程3v,内阻约3kΩ)
B.电流表A1(量程150mA,内阻约2Ω)
C.电流表A2(量程500mA,内阻约0.6Ω)
D.滑动变阻器R1(0~20Ω)
E.滑动变阻器R2(0~50Ω)
F.电源E(电动势4.0v,内阻不计)
G.开关s和导线若干
(1)测量过程中他们发现,当电压达到1.23v时,灯[来泡亮度很弱,继续缓慢地增加电压,当达到2.70v时,发现灯泡已过亮,立即断开开关,所有测量数据见下表:
次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
U/V | 0.20 | 0.60 | 1.00 | 1.40 | 1.80 | 2.20 | 2.70 |
I/mA | 80 | 155 | 195 | 227 | 255 | 279 | 310 |
请你根据表中数据,在给出的坐标纸上作出U-I图线,从中可得小灯泡的额定电压应为 v(结果保留两位有效数字)。这一结果大于实验前的计算结果,原因是 。
(2)从表中的实验数据可以知道,他们在实验时所选择的电路应为 ,电流表应选 (填“A1”或“A2”),滑动变阻器应选 (填“R1”或“R2”)。
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【题目】如图所示,轻杆的两端分别固定有质量为m和2m的小球a和b,杆可绕其中点无摩擦的转动,让杆位于水平位置时由静止释放,在杆转到竖直位置的过程中( )![]()
A.b球重力势能减少,动能增加
B.a球重力势能增加,动能减少
C.杆对a球做正功,对b球做负功
D.a球和b球的总机械能守恒
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【题目】如图所示,质量m=2kg的滑块(可视为质点),以v0=5m/s的水平初速度滑上静止在光滑水平面的平板小车,若平板小车质量M=3kg,长L=4.8m。滑块在平板小车上滑移1.5s后相对小车静止。求:
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(1)滑块与平板小车之间的滑动摩擦系数μ;
(2)若要滑块不滑离小车,滑块的初速度不能超过多少。(g取10m/s2)
【答案】(1)0.2 (2)v0 =4
m/s
【解析】试题分析:ⅰ.m滑上平板小车到与平板小车相对静止,设速度为v1
据动量守恒定律: ![]()
对m由动量定理: ![]()
解得: ![]()
ⅱ.设当滑块刚滑到平板小车的右端时,两者恰有共同速度,为v2
由动量守恒定律: ![]()
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解得: ![]()
考点:考查了动量守恒,动能定理
【名师点睛】以滑块与小车组成的系统为研究对象,系统所受合外力为零,由动量守恒定律可以求出它们共同运动时的速度,对滑块由动量定理可以求出动摩擦因数.根据能量守恒定律求出滑块的最大初速度.
【题型】解答题
【结束】
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【题目】为了使航天员能适应失重环境下的工作和生活,国家航天局组织对航天员进行失重训练时创造出了一种失重环境。航天员乘坐在总质量m=5×104kg的训练飞机上,飞机以200 m/s的速度与水平面成30°倾角匀速飞升到7 000 m高空时向上拉起,沿竖直方向以v0=200 m/s的初速度向上做匀减速直线运动,匀减速的加速度大小为g,当飞机到最高点后立即掉头向下,沿竖直方向以加速度g做匀加速运动,这段时间内便创造出了完全失重的环境。当飞机离地2 000 m高时,为了安全必须拉起,之后又可一次次重复为航天员提供失重训练。若飞机飞行时所受的空气阻力F=kv(k=900 N·s/m),每次飞机速度达到350 m/s后必须终止失重训练(否则飞机可能失控)。求:(整个运动过程中,重力加速度g的大小均取10 m/s2)
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(1)飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
(2)飞机从最高点下降到离地4 500 m时飞机发动机的推力。
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【题目】如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置,整个装置处在方向竖直向上的匀强电场中,两个质量均为m、带电量相同的带正电小球a、b,以不同的速度进入管内(小球的直径略小于半圆管的内经,且忽略两小球之间的相互作用),a通过最高点A时,对外管壁的压力大小为3、5mg,b通过最高点A时,对内管壁的压力大小0、25mg,已知两小球所受电场力的大小为重力的一半。
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求(1)a、b两球落地点距A点水平距离之比;
(2)a、b两球落地时的动能之比。
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【题目】如图所示,半径为R,内径很小的光滑半圆管竖直放置,整个装置处在方向竖直向上的匀强电场中,两个质量均为m、带电量相同的带正电小球a、b,以不同的速度进入管内(小球的直径略小于半圆管的内经,且忽略两小球之间的相互作用),a通过最高点A时,对外管壁的压力大小为3、5mg,b通过最高点A时,对内管壁的压力大小0、25mg,已知两小球所受电场力的大小为重力的一半。
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求(1)a、b两球落地点距A点水平距离之比;
(2)a、b两球落地时的动能之比。
【答案】(1)4∶3 (2)8∶3
【解析】
试题分析:(1)以a球为研究对象,设其到达最高点时的速度为
,根据向心力公式有:
![]()
其中![]()
解得:![]()
以b球为研究对象,设其到达最高点时的速度为vb,根据向心力公式有:![]()
其中![]()
解得:![]()
两小球脱离半圆管后均做平抛运动,根据
可得它们的水平位移之比:![]()
(2)两小球做类平抛运动过程中,重力做正功,电场力做负功,根据动能定理有:
对a球:![]()
解得:![]()
对b球:![]()
解得:![]()
则两球落地时的动能之比为:![]()
考点:本题考查静电场、圆周运动和平抛运动,意在考查考生的分析综合能力。
【名师点睛】本题关键是对小球在最高点进行受力分析,然后根据向心力公式和牛顿第二定律求出平抛的初速度,再结合平抛运动规律求解。
【题型】解答题
【结束】
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【题目】如图所示,倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上,在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D,质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接,物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住。用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接,小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆,当整个系统静止时,环C位于Q处,绳与细杆的夹角α=53°,且物体B对挡板P的压力恰好为零。图中SD水平且长度 为d=0.2m,位置R与位置Q关于位置S对称,轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行。现 让环C从位置R由静止释放,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。
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求:(1)小环C的质量 M;
(2)小环C通过位置S时的动能 Ek及环从位置R运动到位置S的过程中轻绳对环做的功WT;
(3)小环C运动到位置Q的速率v.
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【题目】如图所示,长为9l水平传送带以恒定的速度
作顺时针转动,紧邻传送带的右端放置一长为6.5l滑板,滑板静止在光滑水平地面上,滑板的上表面与传送带处在同一水平面。在距滑板右端一段距离处固定一挡板C。一质量为m的物块被轻放在传送带的最左端(A点),物块在传送带的作用下到达B点后滑上滑板,滑板在物块的怍用下运动到C处撞上档板并被牢固粘连。物块可视为质点,滑板的质量M=2m,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因数均为
,重力加速度取g。求:
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(1)求物块在传送带的作用下运动到B点时的速度大小v;
(2)若物块和滑板共速时,滑板恰与挡板C相撞,求开始时滑板右端到C的距离L;
(3)若滑板右端到挡板C的距离为L(己知),且l≤L≤5l,试求解:
a. 若物块与滑板共速后,滑板撞上挡板C,则物块从滑上滑板到物块撞上档板C的过程中,物块克服摩擦力做的功
;
b. 若物块与滑板共速前,滑板撞上挡板C,则物块从滑上滑板到物块撞上档板C的过程中,物块克服摩擦力做的功
;并求出物块到C时速度的最大值。
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【题目】一足够长木板在水平地面上运动,当木板速度为5m/s时将一相对于地面静止的物块轻放到木板上,己知物块与木板的质量相等,物块与木板间动摩擦因数为0.2,木板与地面间的动摩擦因数为0.3,物块与木板间、木板与地面间的最大静摩擦因力等于滑动摩擦力,且物块始终在木板上,取重力加速的大小g=10m/s2.求:
(1)物块刚好到木板上后,两者的加速度分别为多大;
(2)多长时间两者达到相同速度;
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