力学与运动4 --练习题

1、力学与运动练习题平抛运动1飞机在h高处以水平速度v0飞行并向地面轰炸，求瞄准角（瞄准器到目标的视线与铅直方向的夹角）多大时就应投弹？2柯受良驾驶汽车飞越黄河，汽车从最高点开始到着地为止这一过程可以看作平抛运动，记者从侧面用照相机通过多次曝光，拍摄到汽车在经过最高点以后的三幅运动照片，如图所示，相邻两次曝光时间间隔相等，已知汽车长度为L，则A从左边一幅照片可推算出汽车的水平分速度B从左边一幅照片可推算出汽车曾经到达的最大高度C从中间一幅照片可推算出汽车的水平分速度大小和汽车曾到达的最大高度D根据实验测得的，数据从右边一幅照片可推算出汽车水平分速度的大小3如图所示，高为h的车厢在平直的轨道上匀减速

2、向右行驶，加速度大小为a，车厢顶部A点处有油滴滴落到车厢地板上，车厢地板上的O点位于A点正下方，则油滴滴落地点必在O点的_方，离O点的距离为_4如图所示，斜面AB的倾角为30，小球从A点以初速v0水平抛出，恰好落在B点，求：（1）AB间距离和小球在空中运动的时间；（2）从抛出开始经多少时间小球与斜面间的距离最大？5一网球运动员在离开网的距离为12 m处沿水平方向发球，发球高度为2.4 m，网的高度为0.9 m（1）若网球在网上0.1 m处越过，求网球的初速度（2）若按上述初速度发球，求该网球落地点到网的距离（取g10 m/s2，不考虑空气阻力）圆周运动1.在观看双人花样滑冰表演时，观众有时会看

3、到女运动员被男运动员拉着离开冰面在空中做水平方向的匀速圆周运动已知通过目测估计拉住女运动员的男运动员的手臂和水平冰面的夹角约为45，重力加速度为g10 m/s2，若已知女运动员的体重为35 kg，据此可估算该女运动员() A受到的拉力约为350 N B受到的拉力约为350 NC向心加速度约为10 m/s2 D向心加速度约为10 m/s22.中央电视台今日说法栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案经公安部门和交通部门协力调查，画出

4、的现场示意图如图所示交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是()A由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C公路在设计上可能内(东)高外(西)低D公路在设计上可能外(西)高内(东)低3.(2010湖北部分重点中学联考)如图所示，质量为m的小球置于正方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则()A该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于2B该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于2C盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可

5、能小于2mgD盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于2mg4. 如图所示，半径为r20 cm的两圆柱体A和B，靠电动机带动按相同方向均以角速度8 rad/s转动，两圆柱体的转动轴互相平行且在同一平面内，转动方向已在图中标出，质量均匀的木棒水平放置其上，重心在刚开始运动时恰在B的正上方，棒和圆柱间动摩擦因数0.16，两圆柱体中心间的距离s1.6 m，棒长l2 m，重力加速度取10 m/s2，求从棒开始运动到重心恰在A正上方需多长时间？5.如图所示为某一皮带传动装置主动轮的半径为r1，从动轮的半径为r2.已知主动轮做顺时针转动，转速为n，转动过程中皮带不打滑下列说法正确的是()A从动轮做

6、顺时针转动 B从动轮做逆时针转动C从动轮的转速为n D从动轮的转速为n6.质量为m的石块从半径为R的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么()A因为速率不变，所以石块的加速度为零B石块下滑过程中受的合外力越来越大C石块下滑过程中受的摩擦力大小不变D石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心7.2008年4月28日凌晨，山东境内发生两列列车相撞事故，造成了大量人员伤亡和财产损失引发事故的主要原因是其中一列列车转弯时超速行驶一种新型高速列车，当它转弯时，车厢会自动倾斜，提供转弯需要的向心力；假设这种新型列车以360 km/h的速度在水平面

7、内转弯，弯道半径为1.5 km，则质量为75 kg的乘客在列车转弯过程中所受到的合外力为()A500 N B1 000 N C500 N D08.如图甲所示，一根细线上端固定在S点，下端连一小铁球A，让小铁球在水平面内做匀速圆周运动，此装置构成一圆锥摆(不计空气阻力)下列说法中正确的是()A小球做匀速圆周运动时，受到重力、绳子的拉力和向心力作用B小球做匀速圆周运动时的角速度一定大于 (l为摆长)C另有一个圆锥摆，摆长更大一点，两者悬点相同，如图乙所示，如果改变两小球的角速度，使两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动，则B球的角速度大于A球的角速度D如果两个小球的质量相等，则在图乙中两条细线受到的

8、拉力相等9汽车甲和汽车乙质量相等，以相等速率沿同一水平弯道做匀速圆周运动，甲车在乙车的外侧两车沿半径方向受到的摩擦力分别为Ff甲和Ff乙以下说法正确的是()AFf甲小于Ff乙 BFf甲等于Ff乙CFf甲大于Ff乙 DFf甲和Ff乙大小均与汽车速率无关10.在高速公路的拐弯处，通常路面都是外高内低如图所示，在某路段汽车向左拐弯，司机左侧的路面比右侧的路面低一些汽车的运动可看作是做半径为R的圆周运动设内外路面高度差为h，路基的水平宽度为d，路面的宽度为L.已知重力加速度为g.要使车轮与路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零，则汽车转弯时的车速应等于()A. B. C. D. 11. (20

9、10衡水模拟)如图所示，在竖直的转动轴上，a、b两点间距为40 cm，细线ac长50 cm，bc长30 cm，在c点系一质量为m的小球，在转动轴带着小球转动过程中，下列说法不正确的是()A转速小时，ac受拉力，bc松弛 Bbc刚好拉直时ac中拉力为1.25mgCbc拉直后转速增大，ac拉力不变 Dbc拉直后转速增大，ac拉力增大12.如图所示，某同学用硬塑料管和一个质量为m的铁质螺丝帽研究匀速圆周运动，将螺丝帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持竖直并在水平方向做半径为r的匀速圆周运动，则只要运动角速度合适，螺丝帽恰好不下滑，假设螺丝帽与塑料管间的动摩擦因数为，认为最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力则

10、在该同学手转塑料管使螺丝帽恰好不下滑时，下述分析正确的是()A螺丝帽受的重力与最大静摩擦力平衡B螺丝帽受到杆的弹力方向水平向外，背离圆心C此时手转动塑料管的角速度 D若杆的转动加快，螺丝帽有可能相对杆发生运动13.如图所示，螺旋形光滑轨道竖直放置，P、Q为对应的轨道最高点，一个小球以一定速度沿轨道切线方向进入轨道，且能过轨道最高点P，则下列说法中正确的是()A轨道对小球做正功，小球的线速度vPvQB轨道对小球不做功，小球的角速度PaQD轨道对小球的压力FPFQ14.如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心OO转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R和H，筒内壁A点的高度为筒高的一半内壁上有一质

11、量为m的小物块随圆锥筒一起做匀速转动，则下列说法正确的是()A小物块所受合外力指向O点B当转动角速度时，小物块不受摩擦力作用C当转动角速度 时，小物块受摩擦力沿AO方向D当转动角速度0s0即表示油滴向右的水平位移大于车厢向右的水平位移，所以油滴落在O点的右方，并且只要加速度a一定，车厢高度h一定，油滴相对车厢的水平位移s就是一个定值，而与车速大小无关，因此当车做匀减速运动时，不论油滴何时下落，油滴始终落在车厢地板上的同一位置，落点至O点的距离为我们还可得到：当车做匀速直线运动时，a0，s0，油滴落在O点；当车身加速向右运动时：s0，即油滴落在O点左方，因为车厢向右的位移大于油滴向右的水平位移4

12、解：当小球运动速度与斜面平行时，小球离斜面最远（1）设小球在空中运动时间为t，则xv0t，ygt2 当球落到B点时，yxtan30，即gt2v0t所以tygt2g()2，AB间距离sAB2y，小球在空中运动时间为（2）当小球运动方向与斜面平行时，小球离斜面最远此时vyvxtan30，gtv0/当t时，小球离斜面最远 5解：根据题中说明，该运动员发球后，网球做平抛运动以v表示初速度，H表示网球开始运动时离地面的高度（即发球高度），s1表示网球开始运动时与网的水平距离（即运动员离开网的距离），t1表示网球通过网上的时刻，h表示网球通过网上时离地面的高度，由平抛运动规律得到：s1vt1Hhgt12消

13、去t1，得vm/sv23 m/s以t2表示网球落地的时刻，s2表示网球开始运动的地点与落地点的水平距离，s表示网球落地点与网的水平距离，由平抛运动规律得到：Hgt22 s2vt2消去t2得 s2v16 m网球落地点到网的距离ss2s14 m圆周运动1 解析：本题考查了匀速圆周运动的动力学分析以女运动员为研究对象，受力分析如图根据题意有Gmg350 N；则由图易得女运动员受到的拉力约为350 N，A正确；向心加速度约为10 m/s2，C正确答案：AC2 解析：由题图可知发生事故时，卡车在做圆周运动，从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动，故选项A正确，选项B错误；如果外侧高，卡车所受重力和支持力提

14、供向心力，则卡车不会做离心运动，也不会发生事故，故选项C正确答案：AC3 解析：要使在最高点时盒子与小球之间恰好无作用力，则有mg，解得该盒子做匀速圆周运动的速度v，该盒子做匀速圆周运动的周期为T2.选项A错误，B正确；在最低点时，盒子与小球之间的作用力和小球重力的合力提供小球运动的向心力，由Fmg，解得F2mg，选项C、D错误答案：B4 解析：棒开始与A、B两轮有相对滑动，棒受向左摩擦力作用，做匀加速运动，末速度vr80.2 m/s1.6 m/s，加速度ag1.6 m/s2，时间t11 s，此时间内棒运动位移s1at0.8 m此后棒与A、B无相对运动，棒以vr做匀速运动，再运动s2ABs10

15、.8 m，重心到A正上方时间t20.5 s，故所求时间tt1t21.5 s.答案：1.5 s5 解析：本题考查的知识点是圆周运动因为主动轮顺时针转动，从动轮通过皮带的摩擦力带动转动，所以从动轮逆时针转动，选项A错误B正确；由于通过皮带传动，皮带与轮边缘接触处的速度相等，所以由2nr12n2r2，得从动轮的转速为n2，选项C正确D错误答案：BC6 解析：由于石块做匀速圆周运动，只存在向心加速度，大小不变，方向始终指向球心，D对，A错由F合F向ma向知合外力大小不变，B错，又因石块在运动方向(切线方向)上合力为零，才能保证速率不变，在该方向重力的分力不断减小，所以摩擦力不断减小，C错答案：D7 解

16、析：360 km/h100 m/s，乘客在列车转弯过程中所受的合外力提供向心力F75 N500 N.答案：A8 解析：如下图所示，小铁球做匀速圆周运动时，只受到重力和绳子的拉力，而向心力是由重力和拉力的合力提供的，故A项错误根据牛顿第二定律和向心力公式可得：mgtan ml2sin ，即.当小铁球做匀速圆周运动时，一定大于零，即cos 一定小于1，因此，当小铁球做匀速圆周运动时角速度一定大于，故B项正确设点S到点O的距离为h，则mgtan mh2tan ，即，若两圆锥摆的悬点相同，且两者恰好在同一水平面内做匀速圆周运动时，它们的角速度大小一定相等，即C项错误如右上图所示，细线受到的拉力大小为F

17、T，当两个小球的质量相等时，由于AB，即cos Acos B，所示A球受到的拉力小于B球受到的拉力，进而可以判断两条细线受到的拉力大小不相等，故D项错误答案：B9 解析：本题重点考查的是匀速圆周运动中向心力的知识根据题中的条件可知，两车在水平面做匀速圆周运动，则地面对车的摩擦力来提供其做圆周运动的向心力，则F向f，又有向心力的表达式F向，因为两车的质量相同，两车运行的速率相同，因此轨道半径大的车的向心力小，即摩擦力小，A正确答案：A10 解析：考查向心力公式汽车做匀速圆周运动，向心力由重力与斜面对汽车的支持力的合力提供，且向心力的方向水平，向心力大小F向mgtan ，根据牛顿第二定律：F向m，

18、tan ，解得汽车转弯时的车速v ，B对答案：B11答案：D12 解析：由于螺丝帽做圆周运动过程中恰好不下滑，则竖直方向上重力与摩擦力平衡，杆对螺丝帽的弹力提供其做匀速圆周运动的向心力，选项A正确、BC错误；无论杆的转动速度增大多少，但竖直方向受力平衡，故选项D错误答案：A13 解析：本题考查圆周运动和机械能守恒，中档题轨道光滑，小球在运动的过程中只受重力和支持力，支持力时刻与运动方向垂直所以不做功，A错；那么在整个过程中只有重力做功满足机械能守恒，根据机械能守恒有vPrQ，根据，a，得小球在P点的角速度小于在Q点的角速度，B正确；在P点的向心加速度小于在Q点的向心加速度，C错；小球在P和Q两

19、点的向心力由重力和支持力提供，即mgFNma向，可得P点对小球的支持力小于Q点对小球的支持力，D错答案：B14 解析：匀速圆周运动物体所受合外力提供向心力，指向物体圆周运动轨迹的圆心，A项错；当小物块在A点随圆锥筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，小物块在筒壁A点时受到重力和支持力的作用，它们的合力提供向心力，设筒转动的角速度为，有：mgtan m2，由几何关系得：tan ，联立以上各式解得，B项正确；当角速度变大时，小物块所需向心力增大，故摩擦力沿AO方向，其水平方向分力提供部分向心力，C项正确；当角速度变小时，小物块所需向心力减小，故摩擦力沿OA方向，抵消部分支持力的水平分力，D项错答

20、案：BC15 解析：(1)FmA0.5 N0.1 N，由FmA2LOAmB2LOB得mBmA1 kg.(2)x(vAvB)t10.61.5 m0.9 m，水平距离为s m1.5 m.(3)t2 s0.5 s，x(vAvB)t2a0.60.5 m2.1 m2.4 m距离为s m m.答案：(1)1 kg(2)1.5 m(3) m16 解析：(1)设小球离开轨道进入小孔的时间为t，则由平抛运动规律得hgt2，LRv0t小球在轨道上运动过程中机械能守恒，故有mgHmv联立解得：t ，H.(2)在小球做平抛运动的时间内，圆筒必须恰好转整数转，小球才能钻进小孔，即t2n(n1,2,3)所以n (n1,2

21、,3)答案：(1)(2)n (n1,2,3)天体运动1 解析：设地球表面重力加速度为，质量为，半径为，抛出物体时间为，射程为，某星球对应物理参量为、 ； 地球表面：；星球表面：；由得：10。2 解析：。用表示万有引力，F表示地面给物体的支持力， 又有： 由得：。3解析：16 在火箭中视重为，即所受支持力FNN引由得：引1由引 得：4高度为3。4解析：（）错解：根据密度公式，设地球质量为，地球的半径为则地核的密度： , 在赤道表面取一质量为m的物体，它随地球一起作圆周运动，运动周期等于地球自转周期即为24h，根据万有引力等于圆周运动的向心力有：联立两式： 以上结论显然是错误的，导致错误的原因在于对万有引力与向心力的关系不清楚，对地球赤道表面的物体与环绕地面运行的卫星区别没有弄清楚，。正确解答：由于是估算，可以利用地球表面的重力与地球质量半径的关系进而确定地球的密度由：由得：5 解析：密度最小时即中子星刚好没有解体时的状态，此时赤道上的物体所受万有引力提供向心力，即：代入数据可求得：1.31014g。6 解析：设t时间观测者看不到此卫星，如图，设此同步卫星轨道半径为r，因为太阳光直射轨道，由图可知，,又由万有引力得：,; 由对称性可知 7 解析：（）运载火箭起飞时的加速度：20（）