二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错得0分)
9.图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则下列说法中正确的是
A.D点的速率比C点的速率大
B.B点的速率比A点的速率大
C.A点的加速度比D点的加速度大
D.从B点到E点加速度与速度的夹角一直减小
10.质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动,撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止,其v-t图像如图所示,则下列说法正确的是
A.F1和F2大小相等
B.F1和F2对A、B做功之比为2:
1
C.A、B所受摩擦力大小相等
D.全过程中摩擦力对A、B做功之比为1:
1
11.如图所示,两个内壁光滑、半径不同的半圆轨道固定在同一竖直面内,小球A和B在与球心同一水平高度的A、B两点由静止开始下滑,A球的质量大于B球的质量。
当小球通过两轨道最低点时(A、B两小球均可视为质点)
A.A球的速度一定大于B球的速度
B.A球的机械能可能等于B球的机械能
C.A球所受到轨道的支持力一定大于B球所受到轨道的支持力
D.A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度
12.如图所示,一直角斜面体固定在水平地面上,左侧斜面倾角为600,右侧斜面倾角为300,A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上,两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态,不考虑所有的摩擦,滑轮两边的轻绳都平行于斜面,若剪断轻绳,让物体从静止开始沿斜面滑下,下列叙述正确的是
A.两物体的质量比为mA:
mB=1:
B.着地瞬间物体的速度相同
C.着地瞬间两物体的动能相等
D.着地瞬间两物体的重力的功率相等
13.如图所示,两个相同的小球A、B,分别用轻绳连接后放置在圆锥筒光滑侧面的不同位置上,绳上端固定在同一点O,连接A球的绳比连接B球的绳长,两根绳都与圆锥筒最靠近的母线平行.当圆锥筒绕其处于竖直方向上的对称轴OO’以角速度ω匀速转动时,A、B两球都处于筒侧面上且与筒保持相对静止随筒转动。
下列说法正确的是
A.A球受到的合力一定大于B球受到的合力
B.B球对筒侧壁的压力可能为零
C.A球对圆锥筒的压力小于B球对圆锥筒的压力
D.A球对绳子的拉力等于B球对绳子的拉力
三、实验题(共两个小题,共12分;把答案填在答题纸相应的横线上。
)
14.(4分)如图所示,有两个处于同一竖直面上的相同轨道,A、B两个相同小球从离出口处相同高度的地方同时由静止开始释放,假设小球经过斜面与水平轨道连接处无能量损失,所有的接触都是光滑的。
离开轨道后A球做平抛运动,B球做匀速直线运动。
则:
(1)A、B两球是否在A球第一次落地点处相碰,答:
_______(选填“是”或“否”);
(2)如果多次观察到同样的现象,你可以得出什么结论是:
(3)若要算出A球平抛运动的初速度,则还需要测量的物理量是:
_______________,计算初速度的表达式为(重力加速度g已知,用测量的物理量表示)
15.(8分)用落体法验证机械能守恒定律的实验中,
(1)在实验所需的物理量中,需要直接测量的是______,通过计算得到的是______.(填写代号)
A.重锤的质量B.重锤下落的高度
C.重锤底部距水平地面的高度D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度
(2)在实验得到的纸带中,我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸带来验证机械能守恒定律.图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点,F点是第n个点.设相邻点间的时间间隔为T,下列表达式可以用在本实验中计算F点速度vF的是_____.
A.vF=g(nT)B.vF=C.vF=D.vF=
(3)在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取9.8m/s2。
从点O到打下记数点B的过程中,物体重力势能的减小量ΔEP=_____,增加的动能为ΔEk=(结果均保留两位有效数字)
四、计算题(本题共4小题,共44分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
16.(8分)以初速度v0=6m/s竖直向上抛出一质量为m=2kg的小球,假定小球所受的空气阻力f=4N大小不变,已知重力加速度为g=10m/s2,求:
(1)小球上升的最大高度为多少?
(2)上升过程小球克服重力做功的平均功率为多少?
17.(10分)如图所示,长为L的轻杆两端分别固定有质量均为m的A、B两小铁球,杆的三等分点O处有光滑的水平固定转轴,使轻杆可绕转轴在竖直面内无摩擦转动。
用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放。
重力加速度为g。
求
(1)当杆到达竖直位置时,小球A的速度vA和杆对小球B的弹力;
(2)从释放轻杆到轻杆转到竖直位置过程中,轻杆对小球A做的功。
18.(12分)电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的物体,已知绳的拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过1200W,为了将此物体由静止开始尽快吊高到120m处,电动机开始让物体以最大加速度匀加速运行一段时间,当功率达到最大值时便以最大功率运行,最后物体以最大速度运行一段时间到达最高点,g取10m/s2,不考虑空气阻力。
求:
(1)当物体速度为12m/s时物体的加速度大小;
(2)整个过程所经历的时间;
(3)全过程电动机对物体所做的功。
19.(14分)某工厂生产流水线示意图如图所示,半径较大的水平圆盘上某处E点固定一小桶,在圆盘直径DE正上方平行放置长为L=6m的水平传送带,传送带轮的半径都是r=0.1m,传送带右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上,竖直高度h=1.25m。
AB为一个与CO在同一竖直平面内的四分之一光滑圆轨道,半径R=1.25m,且与水平传送带相切于B点。
一质量m=0.2kg的工件(可视为质点)从A点由静止释放,工件到达圆弧轨道B点无碰撞地进入水平传送带,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,当工件到达B点时,圆盘从图示位置以一定的转速n绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,工件到达C点时水平抛出,刚好落入圆盘上的小桶内。
取g=10m/s2,求:
(1)滑块到达圆弧轨道B点时对轨道的压力;
(2)若传送带不转动时圆盘转动的转速n应满足的条件;
(3)当传送带轮以不同角速度顺时针匀速转动时,工件都从传送带的C端水平抛出,落到水平圆盘上,设落点到圆盘圆心O的距离为x,通过计算求出x与角速度ω之间的关系并准确作出x—ω图像。
参考答案
一、单项选择题(本题共8个小题,每小题3分,共24分。
每小题只有一个选项符合题意)
1
2
3
4
5
6
7
8
A
C
D
C
B
A
B
B
二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,在每小题给出的四个选项中有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错得0分)
9
10
11
12
13
AD
CD
BC
AD
AC
三、实验探究题(本题共2小题,共12分)
14.
(1)是
(2)平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动
(3)两轨道出口间的高度差h,两球相碰处到下轨道出口的距离xx)
(每空1分)
15.
(1)BD;(2分)
(2)C(2分)(3)0.48J0.43J(每空2分)
四、计算题(本题共4小题,共44分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
)
16.解:
(1)设物体上升的最大高度为h,由动能定理得:
解得:
h=1.5m
(2)小球上升过程的平均速度为
小球克服重力做功的的平均功率为:
(每问4分)
17.解:
(1)当杆到达竖直位置时,设A、B的速度分别为vA、vB
因为A、B角速度相同,所以:
vA=2vB
由系统机械能守恒得:
联立解得:
在竖直位置时对B由牛顿第二定律得:
解得:
即杆对B的弹力大小为,方向竖直向上
(2)对A由动能定理得:
解得:
(第
(1)问6分,第
(2)问4分)
18.解:
(1)设电动机刚达到最大功率时,物体的速度为v1,则:
所以,当物体速度为v=12m/s时,电动机功率已经达到最大,此时拉力为:
由牛顿第二定律得:
解得:
a1=2.5m/s2
(2)设物体匀加速阶段的加速度为a,由牛顿第二定律得:
解得:
a=5m/s2
匀加速阶段的时间:
匀加速阶段的位移:
物体运动的最大速度:
设从功率达到最大到物体上升到最高处的时间为t2,位移为x2,则:
x2=h-x1=110m
由动能定理得:
解得:
t2=7.75s
物体运动的总时间:
t=t1+t2=9.75s
(3)匀加速阶段电动机对物体所做的功:
功率恒定阶段电动机对物体所做的功:
全过程电动机对物体所做的功:
(第
(1)、(3)问各3分,第
(2)问6分)
19.解:
(1)从A到B由动能定理得:
在B点由牛顿第二定理得:
联立解得:
由牛顿第三定律得:
方向竖直向下
(2)若传送带不动,设物体到达C点的速度为vC,对物体由动能定理得:
解得:
vC=1m/s
设物体从B点到C点的时间为t1,则:
解得:
t1=2s
设物体做平抛运动的时间为t2,则:
解得:
t2=0.5s
故,转盘转动的时间为:
t=t1+t2=2.5s
在t时间内转盘应转动整数圈,物体才能落入小桶内,则:
t=kT(k=1.2.3…….)
圆盘的转速(r/s)(k=1.2.3…….)
(3)略