A.v2sinθB.v2/sinθ
C.v2cosθD.v2/cosθ
12.质量为m的小球,用一条绳子系在竖直平面内做圆周运动,小球到达最高点时的速度为v,到达最低点时的速变为,则两位置处绳子所受的张力之差是()
A.6mgB.5mgC.4mgD.2mg
13.如图所示,在一次空地演习中,离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截,设拦截系统与飞机的水平距离为s,若拦截成功,不计空气阻力,则v1、v2的关系为( )
A.v1=v2 B.v1=v2
C.v1=v2D.v1=v2
14.如图所示,离地面高h处有甲、乙两个物体,甲以初速度v0水平射出,同时乙以初速度v0沿倾角为45°的光滑斜面滑下。
若甲、乙同时到达地面,则v0的大小是()
A.B.
C.D.
15.如图所示,OO′为竖直轴,MN为固定在OO′上的水平光滑杆,有两个质量相同的金属球A、B套在水平杆上,AC和BC为抗拉能力相同的两根细线,C端固定在转轴OO′上。
当绳拉直时,A、B两球转动半径之比恒为2∶1,当转轴的角速度逐渐增大时( )
A.AC先断 B.BC先断
C.两线同时断D.不能确定哪段线先断
二、实验题(本大题共6小题,每空3分,共12分。
把答案填写在题中横线上)
16.(6分)在做“研究平抛物体的运动”的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球做平抛运动的轨迹。
为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出了一些操作要求,将你认为正确的选项前面的字母填在横线上:
___________。
a.通过调节使斜槽的末端保持水平
b.每次释放小球的位置必须不同
c.每次必须由静止释放小球
d.记录小球位置用的木条(或凹槽)每次必须严格地等距离下降
e.小球运动时不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触
f.将小球的位置记录在纸上,取下纸用直尺将点连成折线
17.如图所示,在研究平抛运动时,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落.改变整个装置的高度H做同样的实验,发现位于同一高度的A、B两球总是同时落地,该实验现象说明了A球在离开轨道后()
A.水平方向的分运动是匀速直线运动
B.水平方向的分运动是匀加速直线运动
C.竖直方向的分运动是自由落体运动
D.竖直方向的分运动是匀速直线运动
18.在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸来记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛初速度的为V0=__________m/s(g=10m/s2),到达b点时的瞬时速度大小为Vb=__________m/s(保留两位有效数字)
三、计算题(本大题共6个小题,总分53分)
19.(6分)在一次扑灭森林火灾的行动中,一架专用直升机载有足量的水悬停在火场上空h高处,机身可绕旋翼轴原地旋转,机身下出水管可以从水平方向到竖直向下方向旋转90°,水流喷出速度为,不计空气阻力,重力加速度为g,请计算算能扑灭地面上火灾的面积.
20.(7分)如图所示,一艘轮船正在以4m/s的速度沿垂直于河岸方向匀速渡河,河中各处水流速度都相同,其大小为v1=3m/s,行驶中,轮船发动机的牵引力与船头朝向的方向相同。
某时刻发动机突然熄火,轮船牵引力随之消失,轮船相对于水的速度逐渐减小,但船头方向始终未发生变化。
求:
(1)发动机未熄火时,轮船相对于静水行驶的速度大小;
(2)发动机熄火后,轮船相对于河岸速度的最小值。
21.(8分)如图所示,轻杆长2L,中点装在水平轴O点,两端分别固定着小球A和B,A、B球质量分别为m、2m,整个装置在竖直平面内做圆周运动,当杆绕O转动到某一时刻,A球到达最高点,此时球A与杆之间恰好无相互作用力,求此时O轴所受力的大小和方向。
22.(10分)有两个质量均为1kg的小环分别穿在两根光滑的杆上,两环之间用一根长为3m的轻质细线连接。
现将两杆互成1200角绕竖直对称轴做匀速转动,且两杆转速始终相同。
(1)杆转动的角速度至少为多少细线才能被拉直?
(2)当转动的角速度=2rad/s时,细线上的弹力为多少?
23.(11分)“歼-20”战斗机质量为m,以水平速度v0飞离跑道后逐渐上升,若飞机在此过程中水平速度保持不变,同时受到重力和竖直向上的恒定升力(该升力由其他力的合力提供,不含重力).
(1)用x表示水平位移,y表示竖直位移,试画出“歼-20”的运动轨迹简图,并简述作图理由.
(2)若测得当飞机在水平方向的位移为L时,它的上升高度为h.求“歼-20”受到的升力大小.
(3)求当飞机上升到h高度时飞机的速度.
24.(11分)如下图是利用传送带装运煤块的示意图.其中,传送带足够长,倾角θ=37°,煤块与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带的主动轮和从动轮半径相等,主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖起高度H=1.8m,与运煤车车箱中心的水平距离x=1.2m.现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点),煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动,后与传送带一起做匀速运动,到达主动轮时随轮一起匀速转动.要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车箱中心,取g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,求:
(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R;
(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t0.
答案:
联立以上两式并代入数据得
x=v0 .--------1分
灭火面积是半径为x的圆面积,其大小为
S=πx2--------1分
即--------2分
20.
(1)发动机未熄火时,轮船运动速度v与水流速度v1方向垂直,如图所示
故得此时船相对于静水的速度v2的大小为:
v2==m/s=5m/s--------2分
又设v与v2的夹角为θ,则cosθ==0.8--------2分
(2)熄火前,船的牵引力沿v2的方向,水的阻力与v2的方向相反,熄火后,牵引力消失,在阻力作用下,v2逐渐减小,但其方向不变,当v2与v1的矢量和与v2垂直时,轮船的合速度最小
vmin=v1cosθ=3×0.8m/s=2.4m/s。
--------3分
21.解:
设图示位置A.B两球速率为V,且杆对B球的作
用力为F,即O轴所受作用力为F,则:
对A球有:
mg=--------3分
对B球有:
F-2mg=2--------3分
可求得:
F=4mg。
--------1分
方向竖直向下--------1分
22.解:
(1)当细线恰好伸直且无拉力时最小
--------2分
--------1分
23.解:
(1)“歼-20”战斗机在水平方向做匀速直线运动,在竖直方向受重力和竖直向上的恒定升力,做匀加速直线运动,该运动为类平抛运动.轨迹如图所示.--------2分
(2)水平方向:
L=v0t--------1分
竖直方向:
h=at2--------1分
解得a=--------1分
由牛顿第二定律,有
F-mg=ma--------1分
解得F=mg.--------1分
(3)水平方向速度vx=v0--------1分
竖直方向速度vy===--------1分
则v==v0=--------1分
合速度与水平方向夹角为θ,tanθ==--------1分
得θ=arctan.
24.解析:
(1)由平抛运动的公式,得
x=vt--------1分
H=gt2--------1分
代入数据解得v=2m/s--------1分
要使煤块在轮的最高点做平抛运动,则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零,由牛顿第二定律,得mg=m--------2分
代入数据得R=0.4m.-----