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文档简介
1、菁优网2012-2013学年重庆八中高一(下)期中物理试卷 2012-2013学年重庆八中高一(下)期中物理试卷一、本部分包括10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题意1(5分)下列说法正确的是()A牛顿根据扭秤实验测出了万有引力常量GB我国发射的同步卫星可以定位在首都北京的正上方C人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度一定不大于7.9km/sD根据开普勒第二定律可知,行星在近日点的速度小于在远日点的速度2(5分)下列说法正确的是()A小朋友从滑梯上滑下的过程中机械能守恒B跳伞运动员在空中匀速下落的过程中机械能守恒C小球沿固定光滑斜面下滑的过程中机械能不守恒D神舟号载人飞船穿越
2、大气层返回地球的过程中机械能不守恒3(5分)关于功和能,下列说法正确的是()A支持力对物体一定不做功B重力做正功,物体动能一定增加C滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功D一对滑动摩擦力做功之和可以为零4(5分)(2011黄浦区一模)如图所示,两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向上抛出,下列说法正确的是()A两小球落地时的速度相同B两小球落地时,重力的瞬时功率相同C从开始运动至落地,重力对两小球做功相同D从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同5(5分)(2010重庆)月球与地球质量之比约为1:80,有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的
3、双星系统,他们都围绕地球与月球连线上某点O做匀速圆周运动据此观点,可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为()A1:6400B1:80C80:1D6400:16(5分)(2009重庆)据报道,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km,运动速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为(月球半径取1700Km)()ABCD7(5分)(2011锦州模拟)如图是一汽车在平直路面上启动的速度一时间图象,t1时刻起汽车的功率保持不变,由图象可知()A0t1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变B0t1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大Ct
4、1t2时间内,汽车的牵引力减小,功率减小Dt1t2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变8(5分)2011年11月3日凌晨,经历近43小时飞行和五次变轨的“神舟八号”飞船飞抵距地面343公里的近圆轨道,与在此轨道的“天宫一号”成功对接;11月16日,“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功分离,返回舱于11月17日19时许返回地面下列有关“天宫一号”和“神舟八号”说法正确的是()A在近圆轨道上的返回舱准备返回地面时需减小速度B只要知道“天宫一号”运动的周期,再利用万有引力常量,就可算出地球的质量C在对接前,应让“天宫一号”与“神舟八号”在同一轨道上绕地球做圆周运动,然后让“神舟八号”加速追上“天宫一号
5、”并与之对接D今后在“天宫一号”内工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止9(5分)2012年9月16日,首届矮寨国际低空跳伞节在湖南吉首市矮寨大桥拉开帷幕来自全球17个国家的42名跳伞运动员在矮寨大桥上奉献了一场惊险刺激的低空跳伞极限运动表演他们从离地350米高的桥面一跃而下,实现了自然奇观与极限运动的完美结合如图所示,假设质量为m的跳伞运动员,由静止开始下落,在打开伞之前受恒定阻力作用,下落的加速度为g,在运动员下落h的过程中,下列说法正确的是()A物体的重力势能增加了mghB物体的动能增加了mghC物体克服阻力所做的功为mghD物体的机械能减少了mgh10(5分)(2012怀柔区一模)如
6、图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示,则()A运动过程中小球的机械能守恒Bt2时刻小球的加速度为零Ct1t2这段时间内,小球的动能在逐渐减小Dt2t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加二、第二部分(非选择题共70分)11(18分)(1)如图1所示的实验装置,可用于探究力对静止物体做功与物体获得的速度的关系 选用同样的橡皮筋,每次在同一位置
7、释放小车,如果用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W;用3条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为_小车运动中会受到摩擦阻力,在实验中应如何操作以消除这种影响_(2)某同学在验证机械能守恒定律的实验中,使重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图2所示O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点已知实验中所用重物的质量m=2kg,打点计时器每隔T=0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.8m/s2 根据图2可知,记录B点时,重物的速度vB=_m/s,重物动能EkB=_J从开始下落到至B点,重物的重力势能减少量是_J(以上三空均保留三
8、位有效数字),由此可得到的结论是_ 该同学进一步分析发现重物动能的增量略小于重力势能减少量,则造成这种现象的原因可能是_ 根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图3中的_ 若该同学不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?_(填“能”或“不能”)三、解答题(共4小题,满分52分)12(12分)雪橇是一种深受青少年喜爱的雪上运动器材在一次滑雪运动中,某同学坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下,到达底部时速度为10m/s,人和雪橇的总质量为60kg已知g=10m/s2求:(1)下滑过程中,合外力对人
9、和雪橇做的功;(2)下滑过程中,人和雪橇克服阻力做的功13(12分)“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划“嫦娥工程”获得了宝贵的经验假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为vB=2vA,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道运行万有引力常量为G,求:(1)月球的质量M;(2)月球的第一宇宙速度v;(3)飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T14(14分)三国演义是中国古代四大名著之一,在该书的战争对决中,交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器抛石机某同学为了研究其工作原理,设计了如图所示的装置,图中支架固定在地面上,O为转轴,轻杆可绕O在竖直面内转动,物体A固
10、定于杆左端弹丸B放在杆右端的勺形槽内将装置从水平位置由静止释放,杆逆时针转动,当杆转到竖直位置时,弹丸B从最高点被水平抛出,落地点为图中C点已知A、B质量分别为4m、mOB=2OA=2L转轴O离水平地面的高度也为2L,不计空气阻力和转轴摩擦,重力加速度为g求:(1)弹丸B被抛出瞬间的速度大小;(2)C点与O点的水平距离;(3)杆对弹丸B做的功15(14分)如图所示,有一倾角=37°的足够长粗糙斜面,底端与一个光滑的圆弧平滑连接,圆弧底端切线水平一个质量为m=1kg的滑块(可视为质点)从斜面上某点A(图中未画出)由静止开始滑下,经过斜面底端B点后恰好到达圆弧最高点C,又从圆弧滑回,恰好
11、能上升到斜面上的D点,再由D点沿斜面下滑至B点后沿圆弧上升,再滑回,这样往复运动,最后停在B点已知圆弧半径R=0.8m,滑块与斜面间的动摩擦因数为=0.5,g=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8,假设滑块经过斜面与圆弧平滑连接处速率不变求:(1)滑块第1次经过B点时的速度大小及对圆弧轨道的压力;(2)图中BD两点的距离;(3)滑块从开始运动到第5次经过B点的过程中与斜面摩擦而产生的热量2012-2013学年重庆八中高一(下)期中物理试卷参考答案与试题解析一、本部分包括10小题,每小题5分,共50分,每小题只有一个选项符合题意1(5分)下列说法正确的是(
12、)A牛顿根据扭秤实验测出了万有引力常量GB我国发射的同步卫星可以定位在首都北京的正上方C人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度一定不大于7.9km/sD根据开普勒第二定律可知,行星在近日点的速度小于在远日点的速度考点:万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题:万有引力定律的应用专题分析:牛顿发现万有引力定律后,由英国科学家卡文迪许最先利用扭秤实验较精确测出万有引力常量G所有同步卫星的轨道都是唯一的,高度、周期、角速度、向心加速度大小都相等,都在赤道正上空绕地球做匀速圆周运动的卫星,离地球越远,即轨道半径越大的卫星,其线速度越小根据开普勒第二定律可知,行星在近日点的速度大于在远日点的速度解答:解:
13、A、卡文迪许根据扭秤实验测出了万有引力常量G,故A错误B、所有同步卫星的轨道都在赤道上空,故我国发射的同步卫星不可能定位在首都北京的正上方,故B错误C、第一宇宙速度7.9km/s是所有人造地球卫星做圆轨道运动的最大速度,即人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度一定不大于7.9km/s,故C正确D、根据开普勒第二定律可知,行星在近日点的速度大于在远日点的速度,故D错误故选:C点评:对于物理学上两个扭秤实验要记牢:一个扭秤实验测出万有引力常量G,另一个扭秤实验测出了静电力常量2(5分)下列说法正确的是()A小朋友从滑梯上滑下的过程中机械能守恒B跳伞运动员在空中匀速下落的过程中机械能守恒C小球沿固定
14、光滑斜面下滑的过程中机械能不守恒D神舟号载人飞船穿越大气层返回地球的过程中机械能不守恒考点:机械能守恒定律菁优网版权所有专题:机械能守恒定律应用专题分析:判断机械能守恒的常用方法有:1、根据机械能守恒的条件,看是否只有重力或弹簧的弹力做功;2、看动能和势能之和是否保持不变解答:解:A、小朋友从滑梯上滑下的过程中,阻力做负功,其机械能不守恒故A错误B、跳伞运动员在空中匀速下落的过程中,动能不变,重力势能减小,则两者之和即机械能减小,故B错误C、小球沿固定光滑斜面下滑的过程中,斜面的支持力对小球不做功,只有重力做功,小球的机械能守恒,故C错误D、神舟号载人飞船穿越大气层返回地球的过程中,要克服空气
15、阻力做功,机械能不守恒故D正确故选:D点评:解决本题的关键掌握机械能守恒的条件:只有重力或(弹簧弹力)做功还可以根据能量转化情况进行判断3(5分)关于功和能,下列说法正确的是()A支持力对物体一定不做功B重力做正功,物体动能一定增加C滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功D一对滑动摩擦力做功之和可以为零考点:功能关系;动能和势能的相互转化菁优网版权所有分析:支持力可以不做功也可以做正功或者负功;动能的增加量等于合外力做的功;滑动摩擦力可以做正功也可以做负功解答:解:A、若支持力与物体位移的夹角不为直角,则支持力对物体做功,例如站在电梯里随电梯上升或者下降时电梯的支持力有做功,故A错误;B、根据动能
16、定理,动能的增加量等于合外力做的功,与重力做功没有直接关系,故B错误;C、滑动摩擦力的方向与相对运动的方向相反则与运动方向可以相同也可以相反,故滑动摩擦力可以做正功,也可以做负功,C正确;D、一对相互作用的滑动摩擦力大小相等,方向相反,作用的两个物体位移不同,伴随机械能的损耗(转化为内能),所以一对滑动摩擦力做功的总和恒为负值,故D错误;故选:C点评:本题关键要分清相对运动方向与运动方向的关系,前者是相对与物体接触的另一个物体,而后者是相对与参考系;同时要明确恒力做功的求法4(5分)(2011黄浦区一模)如图所示,两个完全相同的小球A、B,在同一高度处以相同大小的初速度v0分别水平抛出和竖直向
17、上抛出,下列说法正确的是()A两小球落地时的速度相同B两小球落地时,重力的瞬时功率相同C从开始运动至落地,重力对两小球做功相同D从开始运动至落地,重力对两小球做功的平均功率相同考点:机械能守恒定律;功的计算;功率、平均功率和瞬时功率菁优网版权所有专题:机械能守恒定律应用专题分析:两个物体在运动的过程中机械能守恒,可以判断它们的落地时的速度的大小,再由平均功率和瞬时功率的公式可以得出结论解答:解:A、两个小球在运动的过程中都是只有重力做功,机械能守恒,所以根据机械能守恒可以知两物体落地时速度大小相等,方向不同,所以速度不同,故A错误B、到达底端时两物体的速率相同,重力也相同,但A物体重力与速度有
18、夹角,B物体重力与速度方向相同,所以落地前的瞬间B物体重力的瞬时功率大于A物体重力的瞬时功率,故B错误C、根据重力做功的表达式得两个小球在运动的过程重力对两小球做功都为mgh,故C正确D、从开始运动至落地,重力对两小球做功相同,但过程A所需时间小于B所需时间,根据P=知道重力对两小球做功的平均功率不相同,故D错误;故选A点评:在分析功率的时候,一定要注意公式的选择,P=只能计算平均功率的大小,而P=Fvcos可以计算平均功率也可以是瞬时功率,取决于速度是平均速度还是瞬时速度5(5分)(2010重庆)月球与地球质量之比约为1:80,有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统,他们都围
19、绕地球与月球连线上某点O做匀速圆周运动据此观点,可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为()A1:6400B1:80C80:1D6400:1考点:万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题:计算题分析:两颗质量可以相比的恒星相互绕着旋转的现象,叫双星双星问题是万有引力定律在天文学上的应用的一个重要内容一、要明确双星中两颗子星做匀速圆周运动的向心力来源 双星中两颗子星相互绕着旋转可看作匀速圆周运动,其向心力由两恒星间的万有引力提供由于力的作用是相互的,所以两子星做圆周运动的向心力大小是相等的,利用万有引力定律可以求得其大小二、要明确双星中两颗子星匀速圆周运动的运动参量的关系 两子星绕着连线上的一点
20、做圆周运动,所以它们的运动周期是相等的,角速度也是相等的,所以线速度与两子星的轨道半径成正比三、要明确两子星圆周运动的动力学关系 要特别注意的是在求两子星间的万有引力时两子星间的距离不能代成了两子星做圆周运动的轨道半径 本题中地月系统构成双星模型,向心力相等,根据万有引力提供向心力,可以列式求解解答:解:月球和地球绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供各自的向心力,则地球和月球的向心力相等且月球和地球和O始终共线,说明月球和地球有相同的角速度和周期因此有m2r=M2R又由于v=r所以即线速度和质量成反比;故选C点评:由于双星和它们围绕运动的中心点总保持三点共线,所以在相同时间内转过的角度必
21、相等,即双星做匀速圆周运动的角速度必相等,角速度相等,周期也必然相同6(5分)(2009重庆)据报道,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km,运动速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为(月球半径取1700Km)()ABCD考点:万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题:计算题;压轴题分析:研究卫星绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式表示出速度根据题目中已知量的关系求出v1和v2的比值解答:解:“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月作圆周运动,由万有引力提供向心力有=可得V=(M为月球质量,R为轨道半径),它们的轨道半径分R1=190
22、0Km、R2=1800Km,则v1:v2=故选C点评:本题考查了万有引力在天体中的应用,解题的关键在于找出向心力的来源,并能列出等式解题向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用求一个物理量之比,我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来,再进行之比7(5分)(2011锦州模拟)如图是一汽车在平直路面上启动的速度一时间图象,t1时刻起汽车的功率保持不变,由图象可知()A0t1时间内,汽车的牵引力增大,加速度增大,功率不变B0t1时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变,功率增大Ct1t2时间内,汽车的牵引力减小,功率减小Dt1t2时间内,汽车的牵引力不变,加速度不变考点:
23、匀变速直线运动的图像;牛顿第二定律;功率、平均功率和瞬时功率菁优网版权所有专题:运动学中的图像专题分析:根据速度时间图象,汽车先匀加速直线运动,然后做加速度不断减小的加速运动,最后匀速运动;对汽车受力分析,结合牛顿第二定律和功率和速度关系公式列式分析解答:解:A、B、对汽车受力分析,受重力、支持力、牵引力和摩擦力,在0t1时间内,汽车做匀加速直线运动,故加速度恒定,根据牛顿第二定律,有Ff=ma根据功率和速度关系公式,有P=Fv由于速度v不断不变,故F不变,P变大,故A错误,B正确;C、D、在t1t2时间内汽车做加速度不断减小的加速运动,根据牛顿第二定律,有Ff=ma根据功率和速度关系公式,有
24、P=Fv由于速度v不断增大,功率P恒定(题中已知条件),故F减小,a减小,故C错误,D错误;故选B点评:本题关键根据速度时间图象得到汽车的速度改变情况,然后受力分析,根据牛顿第二定律和功率与速度的关系列式分析8(5分)2011年11月3日凌晨,经历近43小时飞行和五次变轨的“神舟八号”飞船飞抵距地面343公里的近圆轨道,与在此轨道的“天宫一号”成功对接;11月16日,“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功分离,返回舱于11月17日19时许返回地面下列有关“天宫一号”和“神舟八号”说法正确的是()A在近圆轨道上的返回舱准备返回地面时需减小速度B只要知道“天宫一号”运动的周期,再利用万有引力常量,就可
25、算出地球的质量C在对接前,应让“天宫一号”与“神舟八号”在同一轨道上绕地球做圆周运动,然后让“神舟八号”加速追上“天宫一号”并与之对接D今后在“天宫一号”内工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止考点:万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题:万有引力定律的应用专题分析:根据万有引力提供向心力这一理论确定能否求出地球的质量在对接前,天宫一号和神舟八号不在同一轨道上运行,神舟八号需加速,做离心运动与天宫一号实现对接返回时需减速,使得万有引力大于向心力,做近心运动仅知道“天宫一号”运动的周期,计算不出地球质量“天宫一号”内工作的宇航员处于失重状态解答:解:A、在近圆轨道上的返回舱准备返回地面时需减小
26、速度,使得万有引力大于向心力,做近心运动故A正确B、根据,由此可知,因为地球的半径未知,则天宫一号的轨道半径未知,则无法求出地球的质量故B错误C、在对接前,天宫一号和神舟八号不在同一轨道上运行,神舟八号需加速,使得万有引力小于所需的向心力,做离心运动,与天宫一号实现对接故C错误D、“天宫一号”内工作的宇航员绕地球做匀速圆周,地球对它的引力提供向心力,受力并不平衡,处于失重状态,故D错误故选:A点评:解决本题的关键掌握卫星变轨的原理,知道当万有引力等于向心力,做圆周运动,当万有引力大于向心力,做近心运动,当万有引力小于向心力,做离心运动9(5分)2012年9月16日,首届矮寨国际低空跳伞节在湖南
27、吉首市矮寨大桥拉开帷幕来自全球17个国家的42名跳伞运动员在矮寨大桥上奉献了一场惊险刺激的低空跳伞极限运动表演他们从离地350米高的桥面一跃而下,实现了自然奇观与极限运动的完美结合如图所示,假设质量为m的跳伞运动员,由静止开始下落,在打开伞之前受恒定阻力作用,下落的加速度为g,在运动员下落h的过程中,下列说法正确的是()A物体的重力势能增加了mghB物体的动能增加了mghC物体克服阻力所做的功为mghD物体的机械能减少了mgh考点:功能关系;动能和势能的相互转化菁优网版权所有分析:根据合力做功的大小得出动能的变化,根据重力做功的大小得出重力势能的减小量,从而得出机械能的变化解答:解:A、在运动
28、员下落h的过程中,重力势能减少了mgh,故A错误;B、根据牛顿第二定律得,物体所受的合力为F合=ma=mg,则根据动能定理得,合力做功为mgh,则动能增加了为mgh,故B正确;C、合力做功等于重力做功与阻力做功的代数和,因为重力做功为mgh,则克服阻力做mgh故C错误;D、重力势能减少了mgh,动能增加了为mgh,故机械能减少了mgh,故D错误故选:B点评:解决本题的关键知道合力做功与动能的变化关系,重力做功与重力势能的变化关系,以及除重力以外其它力做功与机械能的变化关系10(5分)(2012怀柔区一模)如图所示,质量不计的弹簧竖直固定在水平面上,t=0时刻,将一金属小球从弹簧正上方某一高度处
29、由静止释放,小球接触弹簧并将弹簧压缩至最低点(形变在弹性限度内),然后又被弹起离开弹簧,上升到一定高度后又下落,如此反复通过安装在弹簧下端的压力传感器,测出该过程中弹簧弹力F随时间t变化的图象如图所示,则()A运动过程中小球的机械能守恒Bt2时刻小球的加速度为零Ct1t2这段时间内,小球的动能在逐渐减小Dt2t3这段时间内,小球的动能与重力势能之和在增加考点:机械能守恒定律菁优网版权所有专题:机械能守恒定律应用专题分析:小球先自由下落,与弹簧接触后,弹簧被压缩,在下降的过程中,弹力不断变大,当弹力小于重力时,物体加速下降,合力变小,加速度变小,故小球做加速度减小的加速运动,当加速度减为零时,速
30、度达到最大,之后物体由于惯性继续下降,弹力变得大于重力,合力变为向上且不断变大,加速度向上且不断变大,故小球做加速度不断增大的减速运动;同理,上升过程,先做加速度不断减小的加速运动,当加速度减为零时,速度达到最大,之后做加速度不断增大的减速运动,直到小球离开弹簧为止对于小球和弹簧组成的系统机械能守恒解答:解:A、由图看出,弹簧的弹力在变化,说明运动过程中弹簧的弹性势能在变化,而小球和弹簧组成的系统机械能守恒,则知小球的机械能不守恒故A错误B、t2时刻,弹力最大,弹簧的压缩量最大,小球运动到最低点,合力不等于零,合力方向向上,所以加速度不等于零,故B错误;C、t1t2这段时间内,小球先向下做加速
31、度减小的加速运动,然后做加速度增大的减速运动,动能先增大后减小故C错误D、t2t3段时间内,小球和弹簧的系统机械能守恒,即小球的动能、重力势能与弹簧的弹性势能冲量守恒,弹簧的弹性势能不断减小,则小球的动能与重力势能之和在增加故D正确故选D点评:本题关键要将小球的运动分为自由下落过程、向下的加速和减速过程、向上的加速和减速过程进行分析处理,同时要能结合图象分析二、第二部分(非选择题共70分)11(18分)(1)如图1所示的实验装置,可用于探究力对静止物体做功与物体获得的速度的关系 选用同样的橡皮筋,每次在同一位置释放小车,如果用1条橡皮筋进行实验时,橡皮筋对小车做的功为W;用3条橡皮筋进行实验时
32、,橡皮筋对小车做的功为3W小车运动中会受到摩擦阻力,在实验中应如何操作以消除这种影响将木板的一段垫高,使其倾斜,直到在无橡皮筋时木板能够匀速下滑(2)某同学在验证机械能守恒定律的实验中,使重物自由下落,打点计时器在纸带上打出一系列的点,选取一条符合实验要求的纸带如图2所示O为纸带下落的起始点,A、B、C为纸带上选取的三个连续点已知实验中所用重物的质量m=2kg,打点计时器每隔T=0.02s打一个点,当地的重力加速度为g=9.8m/s2 根据图2可知,记录B点时,重物的速度vB=1.92m/s,重物动能EkB=3.69J从开始下落到至B点,重物的重力势能减少量是3.76J(以上三空均保留三位有效
33、数字),由此可得到的结论是在误差允许范围内,重物机械能守恒 该同学进一步分析发现重物动能的增量略小于重力势能减少量,则造成这种现象的原因可能是下落过程中需克服(限位孔对纸带的阻力及空气)阻力做功 根据纸带算出相关各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图线应是图3中的C 若该同学不慎将上述纸带从OA之间扯断,他仅利用A点之后的纸带能否实现验证机械能守恒定律的目的?能(填“能”或“不能”)考点:探究功与速度变化的关系菁优网版权所有专题:实验题分析:1、橡皮筋伸长量按倍数增加时,功并不简单地按倍数增加,变力功一时无法确切测算因此我们要设法回避求变力做功的具体数值,可以用一根橡皮筋
34、做功记为W,用两根橡皮筋做功记为2W,用三根橡皮筋做功记为3W,从而回避了直接求功的困难小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力,要使拉力等于合力,必须使重力的下滑分量平衡摩擦力,摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦;2、纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度,从而求出动能根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值解答:解:(1)橡皮筋伸长量按倍数增加时,功并不简单地按倍数增加,变力功一时无法确切测算因此我们要设法回避求变力做功的具体数值,可以用一根橡皮筋做功记为W,用两根橡皮筋做功记为2W,用三根橡
35、皮筋做功记为3W,从而回避了直接求功的困难小车运动中会受到阻力,要使拉力等于合力,必须使重力的下滑分量平衡摩擦力,摩擦力包括纸带受到的摩擦和长木板的摩擦;在实验中应如何操作以消除这种影响应使木板适当倾斜,直到在无橡皮筋时木板能够匀速下滑(2)利用匀变速直线运动的推论vB=×102=1.92m/sEkB=mvB2=×2×(1.92)2 J=3.69J动能增加量Ek=EkB0=3.69J重力势能减小量Ep=mgh=2.0×9.8×0.1920J=3.76 J重物重力势能减少量总是大于动能增加量,原因是下落过程中需克服(限位孔对纸带的阻力及空气)阻力
36、做功利用v2h图线处理数据,从理论角度物体自由下落过程中机械能守恒可以得出:mgh=mv2,即v2=gh所以以v2为纵轴,以h为横轴画出的图线应是过原点的倾斜直线,也就是图中的C根据mgh=mv22mv12可知,可以利用A点之后的纸带验证机械能守恒,即能实现故答案为:(1)3W;将木板的一段垫高,使其倾斜,直到在无橡皮筋时木板能够匀速下滑;(2)1.92;3.69;3.76;在误差允许范围内,重物机械能守恒; 纸带与打点计时器限位孔之间的摩擦力做功;C;能点评:小车受到重力、支持力、摩擦力和细线的拉力,要使拉力等于合力,必须使重力的下滑分量平衡摩擦力,在实验中应如何操作以消除这种影响应使木板适
37、当倾斜利用图象问题结合数学知识处理物理数据是实验研究常用的方法我们更多的研究直线图形,找出其直线的斜率和截距三、解答题(共4小题,满分52分)12(12分)雪橇是一种深受青少年喜爱的雪上运动器材在一次滑雪运动中,某同学坐在雪橇上,从静止开始沿着高度为15m的斜坡滑下,到达底部时速度为10m/s,人和雪橇的总质量为60kg已知g=10m/s2求:(1)下滑过程中,合外力对人和雪橇做的功;(2)下滑过程中,人和雪橇克服阻力做的功考点:动能定理的应用菁优网版权所有专题:动能定理的应用专题分析:(1)对于下滑过程,合外力对人和雪橇做的功等于人和雪橇做的动能变化量,根据动能定理求解;(2)根据合外力做功
38、等于重力与阻力做功之和,求解人和雪橇克服阻力做的功解答:解:(1)以人和雪橇整体为研究对象,对于下滑过程,根据动能定理得:代入数据可得:;(2)以人和雪橇整体为研究对象:=mgh+Wf;代入数据得:Wf=6000J所以,克服摩擦力做的功为6000J答:(1)下滑过程中,合外力对人和雪橇做的功是3000J;(2)下滑过程中,人和雪橇克服阻力做的功是6000J点评:本题考查功的计算是借助于动能定理求得,也可以由功的表达式W=FS,但F必须是恒力,且关键是确定在力的方向上移动的距离,计算时注意力和距离要对应13(12分)“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划“嫦娥工程”获得了宝贵的
39、经验假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为vB=2vA,飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道运行万有引力常量为G,求:(1)月球的质量M;(2)月球的第一宇宙速度v;(3)飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T考点:万有引力定律及其应用菁优网版权所有专题:万有引力定律的应用专题分析:1、忽略月球自转,在月球表面的物体受到的重力等于万有引力,化简可得月球的质量2、近月卫星的运行速度就是月球的第一宇宙速度,根据重力提供向心力列式计算即可3、飞船做圆周运动,万有引力提供向心力,化简得飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T解答:解:(1)月球表面的物体受到重力等于万有引力所以(2)飞船贴近月球表
40、面飞行时的速度为第一宇宙速度,此时重力等于万有引力提供向心力所以(3)由题可知,飞船的轨道半径r=3R+R=4R飞船做圆周运动,万有引力提供向心力将代入解得:答:(1)月球的质量M为;(2)月球的第一宇宙速度v为;(3)飞船在圆形轨道绕月球运行一周所需的时间T为点评:解答本题知道飞船所受的万有引力提供向心力,利用周期与线速度表示向心力,然后结合万有引力定律求解,还要知道重力近似等于万有引力求引力加速度解答时注意公式的化简14(14分)三国演义是中国古代四大名著之一,在该书的战争对决中,交战双方常常用到一种冷兵器时代十分先进的远程进攻武器抛石机某同学为了研究其工作原理,设计了如图所示的装置,图中
41、支架固定在地面上,O为转轴,轻杆可绕O在竖直面内转动,物体A固定于杆左端弹丸B放在杆右端的勺形槽内将装置从水平位置由静止释放,杆逆时针转动,当杆转到竖直位置时,弹丸B从最高点被水平抛出,落地点为图中C点已知A、B质量分别为4m、mOB=2OA=2L转轴O离水平地面的高度也为2L,不计空气阻力和转轴摩擦,重力加速度为g求:(1)弹丸B被抛出瞬间的速度大小;(2)C点与O点的水平距离;(3)杆对弹丸B做的功考点:动能定理;机械能守恒定律菁优网版权所有专题:动能定理的应用专题分析:(1)以A、B系统为研究对象,在从水平转至竖直的过程中,系统机械能守恒,根据机械能守恒列式求解(2)B从抛出到落地过程做平抛运动,根据平抛运动的规律列式求解水平距离;(3)以弹丸B为研究对象,在从水
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