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2019-2020年高三物理第二輪復(fù)習(xí)教案運(yùn)動(dòng)和力人教版
1.(xx江蘇高考)如圖所示,物體A置于物體B上,一輕質(zhì)彈簧一端固定,另一端與B相連,在彈性限度范圍內(nèi),A和B一起在光滑水平面上作往復(fù)運(yùn)動(dòng)(不計(jì)空氣阻力),并保持相對(duì)靜止。則下列說(shuō)法中正確的是( )
A.A和B均作簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)
B.作用在A上的靜摩擦力大小與彈簧的形變量成正比
C.B對(duì)A的靜摩擦力對(duì)A做功,而A對(duì)B的靜摩擦力對(duì)B不做功
D.B對(duì)A的靜摩擦力始終對(duì)A做正功,而A對(duì)B的靜摩擦力始終對(duì)B做負(fù)功
2.(xx江蘇高考)如圖所示,A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi),離地面高度為h。已知地球半徑為R,地球自轉(zhuǎn)角速度為o,地球表面的重力加速度為g,O為地球中心。
(1)求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期。
(2)如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、B、A在同一直線(xiàn)上),則至少經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間,他們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱?
3.(xx江蘇高考)(15分)如圖所示,質(zhì)量均為m的A、B兩個(gè)彈性小球,用長(zhǎng)為2l的不可伸長(zhǎng)的輕繩連接?,F(xiàn)把A、B兩球置于距地面高H處(H足夠大),間距為l,當(dāng)A球自由下落的同時(shí),B球以速度vo指向A球水平拋出。求:
(1)兩球從開(kāi)始運(yùn)動(dòng)到相碰,A球下落的高度。
(2)A、B兩球碰撞(碰撞時(shí)無(wú)機(jī)械能損失)后,各自速度的水平分量。
(3)輕繩拉直過(guò)程中,B球受到繩子拉力的沖量大小。
4.(xx廣東卷)下列對(duì)運(yùn)動(dòng)的認(rèn)識(shí)不正確的是( )
A.伽利略認(rèn)為力不是維持物體速度的原因
B.牛頓認(rèn)為力的真正效應(yīng)總是改變物體的速度,而不僅僅是使之運(yùn)動(dòng)
C.亞里士多德認(rèn)為物體的自然狀態(tài)是靜止的,只有當(dāng)它受到力的作用才會(huì)運(yùn)動(dòng)
D.伽利略根據(jù)理想實(shí)驗(yàn)推論出,如果沒(méi)有摩擦,在水平面上的物體,一旦具有某一個(gè)速度,將保持這個(gè)速度繼續(xù)運(yùn)動(dòng)下去
5.(xx廣東卷)(14分)一個(gè)質(zhì)量為的物體靜止在足夠大的水平地面上,物體與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)。從開(kāi)始,物體受到一個(gè)大小和方向呈周期性變化的水平力F作用,力F隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖10所示。求83秒內(nèi)物體的位移大小和力F對(duì)物體所做的功。取。
6. (xx廣東卷)(16分)宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng),通常可忽略其它星體對(duì)它們的引力作用。已觀(guān)測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式:一種是三顆星位于同一直線(xiàn)上,兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行;另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上,并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為。
(1)試求第一種形式下,星體運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度和周期。
(2)假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同,第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少?
7. (xx廣東卷)在光滑絕緣的水平桌面上,有兩個(gè)質(zhì)量均為,電量為的完全相同的帶電粒子和,在小孔A處以初速度為零先后釋放。在平行板間距為的勻強(qiáng)電場(chǎng)中加速后,從C處對(duì)著圓心進(jìn)入半徑為R的固定圓筒中(筒壁上的小孔C只能容一個(gè)粒子通過(guò)),圓筒內(nèi)有垂直水平面向上的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。每次與筒壁發(fā)生碰撞均無(wú)電荷遷移,進(jìn)入磁場(chǎng)第一次與筒壁碰撞點(diǎn)為D,,如圖12所示。延后釋放的,將第一次欲逃逸出圓筒的正碰圓筒內(nèi),此次碰撞剛結(jié)束,立即改變平行板間的電壓,并利用與之后的碰撞,將限制在圓筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)。碰撞過(guò)程均無(wú)機(jī)械能損失。設(shè),求:在和相鄰兩次碰撞時(shí)間間隔內(nèi),粒子與筒壁的可能碰撞次數(shù)。
附:部分三角函數(shù)值
0.48
8.(xx上海卷)半徑分別為r和2r的兩個(gè)質(zhì)量不計(jì)的圓盤(pán),共軸固定連結(jié)在一起,可以繞水平軸O無(wú)摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),大圓盤(pán)的邊緣上固定有一個(gè)質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn),小圓盤(pán)上繞有細(xì)繩.開(kāi)始時(shí)圓盤(pán)靜止, 質(zhì)點(diǎn)處在水平軸O的正下方位置.現(xiàn)以水平恒力F拉細(xì)繩, 使兩圓盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),若恒力 F=mg,兩圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度θ= 時(shí),質(zhì)點(diǎn)m的速度最大.若圓盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的最大角度θ=π/3,則此時(shí)恒力F= 。
9.(xx上海卷)如圖所示,平行金屬導(dǎo)軌與水平面成θ角,導(dǎo)軌與固定電阻R1和R2相連,勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直穿過(guò)導(dǎo)軌平面.有一導(dǎo)體棒ab,質(zhì)量為m,導(dǎo)體棒的電阻與固定電阻R1和R2的阻值均相等,與導(dǎo)軌之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,導(dǎo)體棒ab沿導(dǎo)軌向上滑動(dòng),當(dāng)上滑的速度為V時(shí),受到安培力的大小為F。此時(shí)
(A)電阻R1消耗的熱功率為Fv/3.
(B)電阻 R。消耗的熱功率為 Fv/6.
(C)整個(gè)裝置因摩擦而消耗的熱功率為μmgvcosθ.
(D)整個(gè)裝置消耗的機(jī)械功率為(F+μmgcosθ)v
10.(xx上海卷)如圖所示.一足夠長(zhǎng)的固定斜面與水平面的夾角為370,物體A以初速度V1從斜面頂端水平拋出,物體B在斜面上距頂端L=15m處同時(shí)以速度V2沿斜面向下勻速運(yùn)動(dòng),經(jīng)歷時(shí)間t物體A和物體B在斜面上相遇,則下列各組速度和時(shí)間中滿(mǎn)足條件的是(sin37O=0.6,cos370=0.8,g=10 m/s2)
(A)V1=16 m/s,V2=15 m/s,t=3s.
(B)V1=16 m/s,V2=16 m/s,t=2s.
(C)V1=20 m/s,V2=20 m/s,t=3s.
(D)V1=20m/s,V2=16 m/s,t=2s.
11. (xx上海卷)(l0分)辨析題:要求摩托車(chē)由靜止開(kāi)始在盡量短的時(shí)間內(nèi)走完一段直道,然后駛?cè)胍欢伟雸A形的彎道,但在彎道上行駛時(shí)車(chē)速不能太快,以免因離心作用而偏出車(chē)道。求摩托車(chē)在直道上行駛所用的最短時(shí)間。有關(guān)數(shù)據(jù)見(jiàn)表格。
某同學(xué)是這樣解的:要使摩托車(chē)所用時(shí)間最短,應(yīng)先由靜止加速到最大速度 V1=40 m/s,然后再減速到V2=20 m/s,
t1 = = …; t2 = = …; t= t1 + t2
你認(rèn)為這位同學(xué)的解法是否合理?若合理,請(qǐng)完成計(jì)算;若不合理,請(qǐng)說(shuō)明理由,并用你自己的方法算出正確結(jié)果。
12.(xx上海卷)(l2分)質(zhì)量為 10 kg的物體在F=200 N的水平推力作用下,從粗糙斜面的底端由靜止開(kāi)始沿斜面運(yùn)動(dòng),斜面固定不動(dòng),與水平地面的夾角θ=37O。力F作用2秒鐘后撤去,物體在斜面上繼續(xù)上滑了1.25秒鐘后,速度減為零.求:物體與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ和物體的總位移S。 (已知 sin37o=0.6,cos37O=0.8,g=10 m/s2)
第二部分 知識(shí)回顧
一、知識(shí)結(jié)構(gòu)
二、五種運(yùn)動(dòng)形式的特征和規(guī)律:
初始狀態(tài)V0
合外力F
F與V0方向關(guān)系
運(yùn)動(dòng)規(guī)律
平衡
狀態(tài)
靜止
勻速運(yùn)動(dòng)
勻
變
速
直
線(xiàn)
運(yùn)
動(dòng)
初速為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
初速不為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
勻減速直
線(xiàn)運(yùn)動(dòng)
自由落體運(yùn)動(dòng)
豎直上拋運(yùn)動(dòng)
勻變速曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)(平拋運(yùn)動(dòng))
圓周
運(yùn)動(dòng)
勻速圓周運(yùn)動(dòng)
變速圓周運(yùn)動(dòng)
簡(jiǎn)諧振動(dòng)
二、方法指導(dǎo)
力和運(yùn)動(dòng)的關(guān)系,是力學(xué)部分的重點(diǎn)內(nèi)容,這部分內(nèi)容概念、規(guī)律較多,又都是今后學(xué)習(xí)物理的基礎(chǔ)知識(shí),應(yīng)特別注意對(duì)基本概念、規(guī)律的理解,掌握幾種重要的物理方法。
重要的物理概念有如下三組:
(1)力的概念。力是物體對(duì)物體的作用,這是從力的物質(zhì)性說(shuō)的。力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因,這是從力的效果上說(shuō)的。
(2)位移、速度、加速度。這是描述物體運(yùn)動(dòng)的一組物理量,它們都是矢量。位移 是物體位置的變化,即 ;速度v是位移對(duì)時(shí)間的變化率,即 ;加速度 則是速度對(duì)時(shí)間的變化率,即 。速度是表示物體運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向的物理量,而加速度則是表示物體運(yùn)動(dòng)速度變化快慢和變化方向的物理量,二者尤其要區(qū)分清楚。
(3)線(xiàn)速度、角速度、周期、向心加速度。這是描述勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物理量,線(xiàn)速度 就是速度,它表示運(yùn)動(dòng)快慢和運(yùn)動(dòng)方向,角速度 是表示繞圓心轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量,它也表示速度方向變化的快慢。周期T是轉(zhuǎn)動(dòng)一圈所用的時(shí)間,它也是表示轉(zhuǎn)動(dòng)快慢的物理量。這些物理量間的關(guān)系是 。向心加速度就是做勻速圓周運(yùn)動(dòng)物體的加速度 ,由于它的方向總是指向圓心而得名,它的大小 ( 是圓周的半徑)。
重要的物理規(guī)律有如下一些:
(1)力的平行四邊形定則。這是力的合成與分解的法則,也是一切矢量合成與分解的法則。
(2)勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。勻變速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)就是加速度保持不變的直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),它的基本規(guī)律有兩條,即速度公式 和位移公式 。還可以導(dǎo)出一些有用的推論,如 、 , 等。
(3)牛頓三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律。牛頓三個(gè)運(yùn)動(dòng)定律是經(jīng)典力學(xué)的基礎(chǔ),第一定律又稱(chēng)慣性定律,第二定律又稱(chēng)加速度定律,它是聯(lián)系力與運(yùn)動(dòng)的橋梁,是最重要核心內(nèi)容。如果把牛頓第二定律比喻成一座橋梁,則合外力 與加速度 就是這的兩個(gè)橋頭堡。動(dòng)力學(xué)問(wèn)題不外乎兩大類(lèi),一類(lèi)是已知力求運(yùn)動(dòng),對(duì)這類(lèi)問(wèn)題首先要求出合外力,而后根據(jù)牛頓第二定律求加速度,再求其他運(yùn)動(dòng)學(xué)量;另一類(lèi)是已知運(yùn)動(dòng)求力,這類(lèi)問(wèn)題要首先求出加速度,再根據(jù)牛頓第二定律求合外力,最后再運(yùn)用力的合成與分解知識(shí)求解某些具體的作用力。第天定律又稱(chēng)作用力與反作用力定律,在解決連接體問(wèn)題時(shí),牛頓第三定律是非常有用的。
下面我們重點(diǎn)講講三種重要的物理方法:
(1)對(duì)物體進(jìn)行受力分析的方法。
對(duì)物體進(jìn)行受力分析,是解決力學(xué)問(wèn)題的基本功。掌握受力分析的方法是真正理解力的概念的表現(xiàn)。前面我們說(shuō)過(guò)力的概念要從兩個(gè)方面去理解,進(jìn)行受力分析也是從這兩個(gè)方面入手的:
①力是物體對(duì)物體的作用。當(dāng)我們分析物體的受力情況時(shí),首先就是從施力物體入手,看我們的研究對(duì)象可能受到哪些物體的作用,再看這些物體是否對(duì)它有力的作用。
②力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因。當(dāng)我們對(duì)物體進(jìn)行受力分析時(shí),有時(shí)單從施力物體這個(gè)角度去找很困難,例如與我們的研究對(duì)象直接接觸的物體都可能對(duì)它有彈力或摩擦力的作用,但又可能并沒(méi)有這種作用,這時(shí)我們可以通過(guò)分析物體的運(yùn)動(dòng),看它是否處于平衡狀態(tài),如果是處于平衡狀態(tài),則它受到的合外力為0,如果有加速度,則它受到的合外力方向與加速度的方向相同,大小可利用牛頓第二定律求出,求出合外力以后,再設(shè)法求解某些未知的力。
(2)對(duì)復(fù)雜運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分解、合成的方法.
真實(shí)世界的運(yùn)動(dòng)是復(fù)雜的。對(duì)于復(fù)雜的運(yùn)動(dòng),常??梢苑纸鉃閹讉€(gè)較簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),以便于定量研究和討論。復(fù)雜運(yùn)動(dòng)的分解常有兩種不同的思路,一是從時(shí)間上把它分為幾段,每一段的運(yùn)動(dòng)如果是簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),則真實(shí)的運(yùn)動(dòng)就是這些簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的連接;二是可以從空間上把一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)按不同的方向進(jìn)行分解,如果每個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)都是簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),則真實(shí)的運(yùn)動(dòng)就是這些簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)的合成。
一個(gè)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)如果能從時(shí)間上分解成幾段,每段的運(yùn)動(dòng)都是簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),處理起來(lái)應(yīng)該是比較容易的,要注意的是各段運(yùn)動(dòng)的“連接處”,即前一段運(yùn)動(dòng)的末位置和末速度就是后一段運(yùn)動(dòng)初位置和初速度。
并不是所有的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)都可以從時(shí)間上分解成簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),有時(shí)常常把復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)分解到空間的幾個(gè)不同的方向上,有時(shí)這些分運(yùn)動(dòng)是簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng),從而可以把復(fù)雜的問(wèn)題加以簡(jiǎn)化。平拋物體的運(yùn)動(dòng)就常常把它分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)而加以簡(jiǎn)化,但沿豎直方向和水平方向分解,并不是唯一的分解方法,至于怎樣分解更為簡(jiǎn)便,要根據(jù)具體的問(wèn)題而定。
(3)運(yùn)用圖像分析運(yùn)動(dòng)的方法。
圖像是描述物理規(guī)律的數(shù)學(xué)工具,它的兩個(gè)互相垂直的坐標(biāo)軸代表兩個(gè)不同的物理量,用一條曲線(xiàn)表示這兩個(gè)物理量間的關(guān)系,既直觀(guān)又形象。要正確理解圖像所表示的物理意義,首先要弄清兩個(gè)坐標(biāo)軸各是表示什么,再通過(guò)觀(guān)察圖像的形狀,分析得出它所表示的規(guī)律。
一個(gè)圖像雖然只表示兩個(gè)物理量間的關(guān)系,而這兩個(gè)物理量往往與其他物理量有聯(lián)系,或者有定量的關(guān)系,因此通過(guò)圖像常常還能反映其他物理內(nèi)容,這是我們能應(yīng)用圖像解決一些具體問(wèn)題的原因。
直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的速度~時(shí)間圖像是重要的物理圖像,它表示物體運(yùn)動(dòng)的速度 隨時(shí)間 變化的規(guī)律,如果圖像是平行于橫軸的直線(xiàn),則表示勻速運(yùn)動(dòng);如果圖像是不與橫軸平行的直線(xiàn),則表示勻變速運(yùn)動(dòng)。此外,圖像的斜率表示運(yùn)動(dòng)的加速度,圖像與橫軸間的梯形的“面積”等于這段時(shí)間內(nèi)的位移。有些比較復(fù)雜的問(wèn)題涉及到兩個(gè)物體的不同運(yùn)動(dòng),把它們的圖像畫(huà)到同一坐標(biāo)系中,常常能清楚地表示它們之間的關(guān)系,對(duì)于分析、解決問(wèn)題很有幫助。
三、解題思路:
1.認(rèn)真審題,弄清題意,明確已知條件和未知條件,
2.巧選研究對(duì)象,靈活運(yùn)用整體法和隔離法,
3.分析受力情況和運(yùn)動(dòng)情況,注意運(yùn)動(dòng)的程序性、狀態(tài)的瞬時(shí)性和各力的方向性,畫(huà)好受力圖,
4.選擇適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)規(guī)律列方程求解。
第三部分 典型例題分析
1.運(yùn)動(dòng)狀態(tài)分析
例1.如圖所示,一質(zhì)量為m的物體系于長(zhǎng)度分別為L(zhǎng)1、L2的兩根細(xì)繩上,L1一端懸掛在天花板上,于豎直方向夾角為θ,L2水平拉直,物體處于平衡狀態(tài),現(xiàn)將L2線(xiàn)剪斷,求剪斷瞬時(shí)物體的加速度。
討論:若將細(xì)線(xiàn)L1改為長(zhǎng)度相同,質(zhì)量不計(jì)的輕彈簧,如圖所示,其它條件不變,將L2線(xiàn)剪斷瞬間物體的加速度多大?
θ
L2
L1
θ
L2
L1
E
B
例2.如圖,套在絕緣棒上的小球,質(zhì)量為m,帶電
量為+q,小球在棒上可自由滑動(dòng),直棒放在互相垂
直且沿水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,電場(chǎng)強(qiáng)度
為E,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,小球和直棒之間的動(dòng)摩擦因
數(shù)為μ,求:小球由靜止沿棒豎直下滑的最大加速度
和最大速度(設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電量不變)
訓(xùn)練1.勻速上升的升降機(jī)頂部懸掛有一輕質(zhì)彈簧,彈簧下端掛有一小球,若升降機(jī)突然停止運(yùn)動(dòng),在地面上的觀(guān)察者看來(lái),小球在繼續(xù)上升的過(guò)程中: ( )
A.速度逐漸增大; B.速度先增大后減??;
C.加速度逐漸增大; D.加速度逐漸減小
訓(xùn)練2.如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一足夠長(zhǎng)的絕緣細(xì)棒OO/在豎直面內(nèi)垂直磁場(chǎng)方向放置,細(xì)棒與水平面夾角為α。一質(zhì)量為m,帶電荷為+q的圓環(huán)A套在OO/棒上,圓環(huán)與棒間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,且μ
μ1。求水平拉力停止作用
(1)B在水平地面上滑行距離x的表達(dá)式。
(2)從水平拉力停止作用后到兩物體都分別停止,A、B所經(jīng)歷的時(shí)間t1與t2之比
B
A
F
K
P
C
E
B
訓(xùn)練5.PK是一塊長(zhǎng)為L(zhǎng),沿東西方向水平放置的絕緣平板,整個(gè)空間存在著由左向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),板的右半部分存在著垂直紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng),一個(gè)質(zhì)量為m,帶電量為q的物體從板的左端P由靜止開(kāi)始,在電場(chǎng)力和摩擦力的作用下做勻加速運(yùn)動(dòng),進(jìn)入磁場(chǎng)后恰能做勻速運(yùn)動(dòng),碰到右端K點(diǎn)的擋板后被反彈回來(lái),若碰后立即撤去電場(chǎng),物體返回在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)仍做勻速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)磁場(chǎng)后立即做勻減速運(yùn)動(dòng),最后停在C點(diǎn),已知PC=L/4,物體與平板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,試求:
(1)物體與擋板碰撞前后的速度
(2)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度
(3)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度
(4)物體碰撞板時(shí)產(chǎn)生的熱量
5.整體法和隔離法解決連接體問(wèn)題
例6.如圖所示,質(zhì)量為m的小物塊A放在質(zhì)量為M的木板B的左端,B在水平拉力的作用下沿水平面勻速向右滑行且A、B保持相對(duì)靜止,某一時(shí)刻撤除外力經(jīng)過(guò)一段時(shí)間,B在地面上滑行一段距離x,A在B上向右滑行了一段距離L,最后A、B都停下來(lái),A、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ1,B與地面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ2,且μ2>μ1。求水平拉力停止作用
(1)B在水平地面上滑行距離x的表達(dá)式。
(2)從水平拉力停止作用后到兩物體都分別停止,A、B所經(jīng)歷的時(shí)間t1與t2之比
B
A
F
訓(xùn)練6.如圖所示,物體A放在物體B上,物體B放在光滑水平面上,已知mA=6Kg,mB=2Kg,A、B間動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.2。A物上系一細(xì)線(xiàn),細(xì)線(xiàn)能承受的最大拉力位20N,水平向右拉細(xì)線(xiàn),下述說(shuō)法中正確的是:
B
A
F
A.當(dāng)F<12N時(shí),A靜止不動(dòng);
B.當(dāng)F>12N時(shí),A相對(duì)B滑動(dòng);
C.當(dāng)F=16N時(shí),B受A摩擦力等于4N;
D.無(wú)論拉力F多大,A相對(duì)B始終靜止
6.力的獨(dú)立作用和運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性原則
即可以獨(dú)立分析各方向上合外力及運(yùn)動(dòng)情況,再由運(yùn)動(dòng)的合成研究合運(yùn)動(dòng)的情況。(對(duì)分析一般曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)非常有效)
例7.光滑水平面上有平面直角坐標(biāo)XOY,質(zhì)量為m=2kg的質(zhì)點(diǎn)受平行于水平面三力作用處于靜止?fàn)顟B(tài),其中F2=4N方向沿y軸負(fù)方向,當(dāng)t=0起,停止F1作用,2S末時(shí)物體坐標(biāo)位置為(-2m,0)求:
X (m)
Y (m)
(1) F1大小方向,
(2)若第2S末起恢復(fù)F1作用同時(shí)停止F3作用,4S末物體位置坐標(biāo),
(3)4S末物體速度,
(4)F3大小及方向。
訓(xùn)練7.如圖所示,在水平方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)中,有一帶電體P自O(shè)點(diǎn)豎直向上射出,它的初動(dòng)能為4 J,當(dāng)它上升到最高點(diǎn)M時(shí),它的動(dòng)能為5 J,則物體折回通過(guò)與O在同一水平線(xiàn)上的O′點(diǎn)時(shí),其動(dòng)能為多大?
E
O
B
x
y
訓(xùn)練8.在光滑水平面上有一質(zhì)量m=1.010-3Kg、電量q=1.010-10C的帶正電小球,靜止在O點(diǎn).以O(shè)點(diǎn)為原點(diǎn),在該水平面內(nèi)建立直角坐標(biāo)系O.現(xiàn)突然加一沿 軸正方向、場(chǎng)強(qiáng)大小E=2.0106V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng),使小球開(kāi)始運(yùn)動(dòng).經(jīng)過(guò)1.0s,所加電場(chǎng)突然變?yōu)檠?軸正方向,場(chǎng)強(qiáng)大小仍為E=2.0106V/m的勻強(qiáng)電場(chǎng).再經(jīng)過(guò)1.0s,所加電場(chǎng)又突然變?yōu)榱硪粋€(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng),使小球在此電場(chǎng)作用下經(jīng)1.0s速度變?yōu)榱悖蟠穗妶?chǎng)的方向及速度變?yōu)榱銜r(shí)小球的位置.
7.開(kāi)放性問(wèn)題分析
例8.如圖所示中abcd為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng),具有質(zhì)量的剛性導(dǎo)線(xiàn)框,位于水平面內(nèi),bc邊中串接有電阻R,導(dǎo)線(xiàn)的電阻不計(jì)。虛線(xiàn)表示一勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界,它與線(xiàn)框的ab邊平行,磁場(chǎng)區(qū)域的寬度為2L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下,線(xiàn)框在一垂直于ab邊的水平恒定拉力F的作用下,沿光滑水平面二運(yùn)動(dòng),此時(shí)通過(guò)電阻R的電流大小為i0,試在i-x的坐標(biāo)上定性畫(huà)出:從導(dǎo)線(xiàn)框剛進(jìn)入磁場(chǎng)到完全離開(kāi)磁場(chǎng)的過(guò)程中,流過(guò)電阻R的電流i的大小隨ab邊的位置坐標(biāo)x的變化曲線(xiàn)。
F
XF
O
a
b
c
d
R
2L
L
t
v
XF
iXF
O
i0
L
2L
3L
4L
5L
例9.如圖所示為車(chē)站使用的水平傳送帶的模型,它的水平傳送帶的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=8m,傳送帶的皮帶輪的半徑均為R=0.2m,傳送帶的上部距地面的高度為h=0.45m,現(xiàn)有一個(gè)旅行包(視為質(zhì)點(diǎn))以v0=10m/s的初速度水平地滑上水平傳送帶.已知旅行包與皮帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.6.本題中g(shù)取10m/s2.試討論下列問(wèn)題:
⑴若傳送帶靜止,旅行包滑到B端時(shí),人若沒(méi)有及時(shí)取下,旅行包將從B端滑落.則包的落地點(diǎn)距B端的水平距離為多少?
⑵設(shè)皮帶輪順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),并設(shè)水平傳送帶長(zhǎng)度仍為8m,旅行包滑上傳送帶的初速度恒為10m/s.當(dāng)皮帶輪的角速度ω值在什么范圍內(nèi),旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離始終為⑴中所求的水平距離?若皮帶輪的角速度ω1=40 rad/s,旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離又是多少?
⑶設(shè)皮帶輪以不同的角速度順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),畫(huà)出旅行包落地點(diǎn)距B端的水平距離s 隨皮帶輪的角速度ω變化的圖象.
訓(xùn)練9.圖1所示為一根豎直懸掛 的不可伸長(zhǎng)的輕繩,下端拴一小物塊A,上端固定在C點(diǎn)且與一能測(cè)量繩的拉力的測(cè)力傳感器相連.已知有一質(zhì)量為的子彈B沿水平方向以速度射入A內(nèi)(未穿透),接著兩者一起繞C點(diǎn)在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),在各種阻力都可忽略的條件下測(cè)力傳感器測(cè)得繩的拉力F隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖2所示. 已知子彈射入的時(shí)間極短,且圖2中=0為A、B開(kāi)始以相同速度運(yùn)動(dòng)的時(shí)刻,根據(jù)力學(xué)規(guī)律和題中(包括圖)提供的信息,對(duì)反映懸掛系統(tǒng)本身性質(zhì)的物理量(例如A的質(zhì)量)及A、B一起運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的守恒量,你能求得哪些定量的結(jié)果?
8.萬(wàn)有引力定律是人類(lèi)認(rèn)識(shí)到的重要自然規(guī)律,也是研究天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星的理論基礎(chǔ),結(jié)合牛頓定律討論天體或衛(wèi)星運(yùn)行軌道及相關(guān)問(wèn)題是力學(xué)知識(shí)的重要應(yīng)用.
例10.訓(xùn)練11.計(jì)劃發(fā)射一顆距離地面高度為地球半徑R0的圓形軌道地球衛(wèi)星,衛(wèi)星軌道平面與赤道片面重合,已知地球表面重力加速度為g,
(1)求出衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)周期T
(2)設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期T0,該衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,則在赤道上一點(diǎn)的人能連續(xù)看到該衛(wèi)星的時(shí)間是多少?
訓(xùn)練10.宇宙中某一恒星系中,A為該星系的一顆行星,它繞中央恒星O運(yùn)行的軌道近似為圓,天文學(xué)家測(cè)得A行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R0,周期為T(mén)0,
(1)中央恒星O的質(zhì)量是多大?
(2)長(zhǎng)期觀(guān)察發(fā)現(xiàn),A行星實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌道總存在一些偏差,且周期性的每隔t0時(shí)間發(fā)生一次最大的偏離,天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是除A行星外還存在著一顆未知的行星B(假如其運(yùn)行的軌道與A的在同一平面內(nèi),其繞行方向與A的相同),它對(duì)A行星的萬(wàn)有引力引起A軌道的偏離,根據(jù)上述現(xiàn)象及假設(shè),你能對(duì)未知行星B的運(yùn)行進(jìn)行哪些定量的預(yù)測(cè)?
力與運(yùn)動(dòng)專(zhuān)題測(cè)試題
一、選擇題(410;每題至少有一個(gè)正確答案,錯(cuò)選或不選得0分,漏選得2分)
1.物塊M位于斜面上,受到平行于斜面的水平力F的作用處于靜止?fàn)顟B(tài),如圖所示,如果將外力F撤去,則物塊
A.會(huì)沿斜面下滑 B.摩擦力方向一定變化
C.摩擦力的大小變大 D.摩擦力的大小變小
2.三個(gè)完全相同的物塊1、2、3放在水平桌面上,它們與桌面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同?,F(xiàn)用大小相同的外力F沿圖示方向分別作用在1和2上,用的外力沿水平方向作用在3上,使三者都做加速運(yùn)動(dòng)。令a1、a2、a3分別代表物塊1、2、3的加速度,則( )
A.a(chǎn)1=a2=a3 B.a(chǎn)1=a2,a2>a3
C.a(chǎn)1>a2,a2a2,a2>a3
3.θ
a
b
c
d
P
Q
圖(甲)
圖(乙)
B/T
t/s
t1
0
t2
如圖(甲)所示中bacd為導(dǎo)體做成的框架,其平面與水平面成θ角,質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒PQ與ab、cd接觸良好,回路的電阻為R,整個(gè)裝置放于垂直框架平面的變化的磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的變化情況如圖(乙)所示,PQ始終靜止,則0~ts內(nèi)(t=0時(shí)刻,安培力大于mgsinθ),PQ受到的摩擦力Ff的分析情況正確的是 ( B )
A.Ff先減小后增大,且在t1時(shí)刻為零
B.Ff先減小后增大,且在t1時(shí)刻Ff=mgsinθ
C.Ff先增大后減小,且在t1時(shí)刻為最大值
D.Ff先增大后減小,且在t1時(shí)刻Ff=mgsinθ
4.圖中是光滑斜面軌道,、是光滑的折面軌道,但在、處都有光滑的圓弧過(guò)渡,的總長(zhǎng)度等于,現(xiàn)讓一個(gè)小球先后三次在不同的軌道上自最高處無(wú)初速釋放,到小球接觸水平面為止,則( )
A.沿線(xiàn)用時(shí)最短
B.沿線(xiàn)用時(shí)最長(zhǎng)
C.沿線(xiàn)用時(shí)比沿線(xiàn)用時(shí)短
D.沿線(xiàn)用時(shí)與沿線(xiàn)用時(shí)一樣長(zhǎng)
O
A
B
m
5.如圖所示,一輕質(zhì)彈簧固定在水平地面上,O點(diǎn)為彈簧原長(zhǎng)時(shí)上端的位置,一個(gè)質(zhì)量為m的物體從O點(diǎn)正上方的A點(diǎn)由靜止釋放落到彈簧上,物體壓縮彈簧到最低點(diǎn)B點(diǎn)后向上運(yùn)動(dòng),則以下說(shuō)法正確的是 ( )
A.物體從O點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為先加速后減速
B.物體從O點(diǎn)到B點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為一直減速
C.物體從B點(diǎn)到O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí),O點(diǎn)的速度最大
D.物體從B點(diǎn)到O點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)為先加速后減速
θ
圖
α
F
A
6.如圖所示,質(zhì)量為m的物體A與傾角θ的斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ,力F拉著物體A從斜面底端勻速地運(yùn)動(dòng)到頂端,要使F做功最小,則F與斜面間的夾角α應(yīng)是( )
A.0 B.π/2 C.π/2-θ D.θ
7.
0.4
0.8
1.2
1.6
2.0
2.4
2.8
1.4
0
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
2.1
t/s
F/N
將一個(gè)電動(dòng)傳感器接到計(jì)算機(jī)上,就可以測(cè)量快速變化的力,用這種方法測(cè)得的某單擺擺動(dòng)時(shí)懸線(xiàn)上拉力的大小隨時(shí)間變化的曲線(xiàn)如圖所示。某同學(xué)由此圖線(xiàn)提供的信息做出了下列判斷:( AC )
A.t=0.2s時(shí)擺球正經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)
B.t=1.1s時(shí)擺球正經(jīng)過(guò)最低點(diǎn)
C.?dāng)[球擺動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能減小
D.?dāng)[球擺動(dòng)的周期是T=1.4s
8.如圖所示,質(zhì)量為m ,電量為q 的帶正電物體,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,沿動(dòng)摩擦因數(shù)為μ的水平面向左運(yùn)動(dòng),則( )
A.物體的速度由v減小到零的時(shí)間等于mv/μ(mg+Bqv)
B.物體的速度由v減小到零的時(shí)間小于mv/μ(mg+Bqv)
C.若另加一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(mg+Bqv)/q,方向水平向右的勻強(qiáng)電場(chǎng),物體將作勻速運(yùn)動(dòng)
D.若另加一個(gè)電場(chǎng)強(qiáng)度大小為(mg+Bqv)/q,方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng),物體將作勻速運(yùn)動(dòng)
9.一個(gè)物體以初速度v0從A點(diǎn)開(kāi)始在光滑水平面上運(yùn)動(dòng),一個(gè)水平力作用在物體上,物體的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1中的實(shí)線(xiàn)所示,圖中B為軌跡上的一點(diǎn),虛線(xiàn)是過(guò)A、B兩點(diǎn)并與軌跡相切的直線(xiàn),虛線(xiàn)和實(shí)線(xiàn)將水平面劃分5個(gè)區(qū)域,則關(guān)于施力物體的位置,下面說(shuō)法正確的是( )
A.如果這個(gè)力是引力,則施力物體一定在④區(qū)域
B.如果這個(gè)力是引力,則施力物體一定在②區(qū)域
C.如果這個(gè)力是斥力,則施力物體可能在②區(qū)域
D.如果這個(gè)力是斥力,則施力物體一定在④區(qū)域
10.如圖6所示,質(zhì)量相同的木塊A,B用輕質(zhì)彈簧連接靜止在光滑的水平面上,彈簧處于自然狀態(tài)。現(xiàn)用水平恒力F推A,則從開(kāi)始到彈簧第一次被壓縮 到最短的過(guò)程中( )
A.兩木塊速度相同時(shí),加速度aA=aB
B.兩木塊速度相同時(shí),加速度aAvB
三.實(shí)驗(yàn)(22分)
11.(1)(3分)下面的實(shí)驗(yàn)中要用到彈簧秤.關(guān)于彈簧秤的下列說(shuō)法中正確的是
(A)測(cè)量時(shí)應(yīng)注意不能超過(guò)它的量程
(B)測(cè)量前應(yīng)首先調(diào)整零點(diǎn)
(C)拉彈簧秤的力的方向必須與彈簧秤的軸線(xiàn)重合
(D)彈簧秤的刻度是不均勻的
(2)(3分)下面的甲、乙兩圖表示用同一套器材測(cè)量鐵塊P與長(zhǎng)金屬板間的滑動(dòng)摩擦力的兩種不同方法.甲圖使金屬板靜止在水平桌面上,用手通過(guò)彈簧秤向右用力F拉P,使P向右運(yùn)動(dòng);乙圖把彈簧秤的一端固定在墻上,用力F水平向左拉金屬板,使金屬板向左運(yùn)動(dòng). 圖中已把(甲)、(乙)兩種方法中彈簧秤的示數(shù)情況放大畫(huà)出,則鐵塊P與金屬板間的滑動(dòng)摩擦力的大小是_________.
F
乙F
P
2
3
甲F
P
F
2
3
(3)(6分)用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的自由落體運(yùn)動(dòng),得到如圖一段紙帶,測(cè)得AB=7.65cm,
BC=9.17cm. 已知交流電頻率是50Hz,則打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為 m/s.
如果實(shí)驗(yàn)測(cè)出的重力加速度值比公認(rèn)值偏小,可能的原因是 .
12.(10分)某同學(xué)用如圖所示裝置做探究彈力和彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)。他先測(cè)出不掛砝碼時(shí)彈簧下端指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,然后在彈簧下端掛上砝碼,并逐個(gè)增加砝碼,測(cè)出指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度,所得數(shù)據(jù)列表如下:(重力加速度g=9.8m/s2)
砝碼質(zhì)量
m/102g
0
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
7.00
標(biāo)尺刻度
x/10-2m
15.00
18.94
22.82
26.78
30.66
34.60
42.00
54.50
1
2
3
4
5
6
7
0
8
m/102g
x/10-2m
15
20
25
30
35
40
45
50
55
(1)根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù),在答題卡的坐標(biāo)紙上作出彈簧指針?biāo)傅臉?biāo)尺刻度x與砝碼質(zhì)量m的關(guān)系曲線(xiàn)。
(2)根據(jù)所測(cè)得的數(shù)據(jù)和關(guān)系曲線(xiàn)可以判斷,在 N范圍內(nèi)彈力大小與彈簧伸長(zhǎng)關(guān)系滿(mǎn)足胡克定律.這種規(guī)格彈簧的勁度系數(shù)為 N/m.
三.計(jì)算題(90分)
13.(14分) A、B兩小球同時(shí)從距地面高h(yuǎn)=15m處的同一點(diǎn)拋出,初速度大小均為v0=10m/s。A球豎直向下拋出,B球水平拋出,空氣阻力不計(jì),重力加速度取g=10m/s2。
求:(1)A經(jīng)多長(zhǎng)時(shí)間落地?
(2)A球落地時(shí),A、B兩球間的距離是多少?
14.(14分)如圖所示,支架的質(zhì)量為 ,在轉(zhuǎn)軸 點(diǎn)用長(zhǎng)為 的細(xì)繩懸掛一個(gè)質(zhì)量為 的小球,(1)將小球由水平位置釋放,當(dāng)球擺到最低點(diǎn)時(shí),地面對(duì)支架的支持力多大?(2)若小球能在豎直面上做圓周運(yùn)動(dòng),當(dāng)球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí),支架對(duì)地面恰好無(wú)壓力,那么小球在最高點(diǎn)的速度應(yīng)為多大?(在以上兩種情況中,支架始終保持靜止)
15.(14分)如圖所示,在動(dòng)力小車(chē)上固定一直角硬桿ABC,分別系在水平直桿AB兩端的輕彈簧和細(xì)線(xiàn)將小球P懸吊起來(lái).輕彈簧的勁度系數(shù)為k,小球P的質(zhì)量為m,當(dāng)小車(chē)沿水平地面以加速度a向右運(yùn)動(dòng)而達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí),輕彈簧保持豎直,而細(xì)線(xiàn)與桿的豎直部分的夾角為θ,試求此時(shí)彈簧的形變量.
θA
PA
C
BA
A
16.(15分) 如圖(甲)所示,一對(duì)平行光滑軌道放置在水平面上,兩軌道間距L=0.20m,電阻R=10Ω,有一質(zhì)量為1kg的導(dǎo)體桿靜止地放在軌道上,與兩軌道垂直,桿及軌道的電阻皆可忽略不計(jì),整個(gè)裝置處于垂直軌道面向下的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,現(xiàn)用一外力F沿軌道方向拉桿,使之做勻加速運(yùn)動(dòng),測(cè)得力F與時(shí)間t的關(guān)系如圖(乙)所示,試求:
(1)桿運(yùn)動(dòng)的加速度a及磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B;
(2)導(dǎo)體桿運(yùn)動(dòng)到第20s時(shí),電阻R的電功率;
(3)若改為恒定拉力作用,但仍要導(dǎo)體棒以加速度做勻加速運(yùn)動(dòng),你對(duì)該裝置能提出 什么合理的改進(jìn)措施,請(qǐng)做簡(jiǎn)要說(shuō)明。
17.(15分)在廣場(chǎng)游玩時(shí),一個(gè)小孩將一充有氫氣的氣球用細(xì)繩系于一個(gè)小石塊上,并將小石塊放置于水平地面上,已知小石塊的質(zhì)量為m0,氣球(含球內(nèi)氫氣)的質(zhì)量為m,氣球體積為V,空氣密度為ρ(V和ρ均視作不變量),風(fēng)沿水平方向吹,風(fēng)速為v,風(fēng)對(duì)氣球的作用力f=Ku(式中K為一已知系數(shù),u為氣球相對(duì)空氣的速度),開(kāi)始時(shí),小石塊靜止在地面上,如圖所示,
(1)若風(fēng)速v在逐漸增大,小孩擔(dān)心氣球會(huì)連同小石塊一起被吹離地面,試判斷是否會(huì)出現(xiàn)這一情況,并說(shuō)明理由。
(2)若細(xì)繩突然斷開(kāi),已知?dú)馇蝻w上天空后,在氣球所經(jīng)過(guò)的空間中風(fēng)速v保持不變量,求氣球能達(dá)到的最大速度的大小。
18.(18分)如圖所示,AB是一段位于豎直平面內(nèi)的光滑軌道,高度為h,末端B處的切線(xiàn)方向水平.一個(gè)質(zhì)量為m的小物體P從軌道頂端A處由靜止釋放,滑到B端后飛出,落到地面上的C點(diǎn),軌跡如圖中虛線(xiàn)BC所示.已知它落地時(shí)相對(duì)于B點(diǎn)的水平位移OC=l.現(xiàn)在軌道下方緊貼B點(diǎn)安裝一水平傳送帶,傳送帶的右端與B的距離為l/2.當(dāng)傳送帶靜止時(shí),讓P再次從A點(diǎn)由靜止釋放,它離開(kāi)軌道并在傳送帶上滑行后從右端水平飛出,仍然落在地面的C點(diǎn).當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)傳送帶以速度v勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)(其他條件不變),P的落地點(diǎn)為D.(不計(jì)空氣阻力)
(1)求P滑至B點(diǎn)時(shí)的速度大?。?
(2)求P與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)m ;
(3)求出O、D間的距離s隨速度v變化的函數(shù)關(guān)系式.
參考答案:
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
BD
C
B
A
AD
C
AC
D
AC
BD
11.(1)ABC(5分)(2) 2.40N(5分) (3)2.10,下落過(guò)程中有存在阻力等
12.(1)圖略 (2)0~4.9 24.5
13.(1)A球球落地的時(shí)間由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求得: t=1s
(2)A球落地時(shí),B球的空間位置是: m m
AB兩球間的距離 m
14.分析與解答:
分析:(1)小球擺到最低點(diǎn)時(shí)的速度 ,此時(shí)線(xiàn)的拉力 ,解得 ,地面對(duì)支架的支持力為 .
(2)設(shè)小球在最高點(diǎn)時(shí)的速度為 ,因支架對(duì)地面無(wú)壓力,則有 ,解得
15.解:Tsin θ=ma Tcos θ+F=mg
F=kx x= m(g-acot θ)/ k
討論:
①若a<gcot θ 則彈簧伸長(zhǎng)x= m(g-acot θ)/ k
②若a=gcot θ 則彈簧伸長(zhǎng)x= 0
③若a>gcot θ 則彈簧壓縮x=m(acotθ-g)/ k
16.(1)開(kāi)始時(shí)v=0,F(xiàn)-B2L2v/R=ma a=1 m/s2 B=5T
(2)v=at=20m/s P=(F拉-ma)v=40W
(3)根據(jù)可以讓導(dǎo)軌間距逐漸增大,或者加隨距離變化的磁場(chǎng)
17.
18.解:(1)物體P在AB軌道上滑動(dòng)時(shí),物體的機(jī)械能守恒,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得物體P滑到B點(diǎn)時(shí)的速度為
(2)當(dāng)沒(méi)有傳送帶時(shí),物體離開(kāi)B點(diǎn)后作平拋運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t,當(dāng)B點(diǎn)下方的傳送帶靜止時(shí),物體從傳送帶右端水平拋出,在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間也為t,水平位移為,因此物體從傳送帶右端拋出的速度.
根據(jù)動(dòng)能定理,物體在傳送帶上滑動(dòng)時(shí),有. 解出物體與傳送帶之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為.
(3)當(dāng)傳送帶向右運(yùn)動(dòng)時(shí),若傳送帶的速度,即時(shí),物體在傳送帶上一直做勻減速運(yùn)動(dòng),離開(kāi)傳送帶的速度仍為,落地的水平位移為,即s=l 當(dāng)傳送
帶的速度時(shí),物體將會(huì)在傳送帶上做一段勻變速運(yùn)動(dòng).如果尚未到達(dá)傳送帶右端,速度即與傳送帶速度相同,此后物體將做勻速運(yùn)動(dòng),而后以速度v離開(kāi)傳送帶.v的最大值為物體在傳送帶上一直加速而達(dá)到的速度,即.由此解得. 當(dāng),物體將以速度離開(kāi)傳送帶,因此得O、D之間的距離為
. 當(dāng),即時(shí),物體從傳送帶右端飛出時(shí)的速度為v,O、D之間的距離為
. 綜合以上的結(jié)果,得出O、D間的距離s隨速度v變化的函數(shù)關(guān)系式為:
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