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文档简介
1、曲线运动填空题一填空题(共30小题)1一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v=0.2m/s,那么它的向心加速度为m/s2,它的周期为s2某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆柱体R将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合,在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动同学们测出某时刻R的坐标为(4,6),此时R的速度大小为cm/s,R在上升过程中运动轨迹的示意图是(R视为质点)3用如图所示的装置研究平抛运动,用小锤打击弹性金属片后,A球沿水平方
2、向抛出,同时B球被松开,自由下落A、B两球同时开始运动,观察到两球落地(填“同时”或“不同时”);改变打击的力度,重复这个实验,观察到两球落地(填“同时”或“不同时”)4在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度实验简要步骤如下:A让小球多次从位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;B安装好器材,注意斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线,检测斜槽末端水平的方法是C测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值D取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹上
3、述实验步骤的合理顺序是(只排列序号即可)5一条河宽400m,水流的速度为2.5m/s,船相对静水的速度5m/s,要想渡河的时间最短,渡河的最短时间是s;此时船沿河岸方向漂移m6一个同学在研究平抛物体的运动实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离s相等的三点A、B、C,量得s=0.2m又量出它们之间的竖直距离分别为h1=0.1m,h2=0.2m,利用这些数据,可求得(取g=10m/s2):(1)物体抛出时的初速度为m/s;(2)物体经过B时竖直分速度为m/s;(3)抛出点在A点上方高度为m处7在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25
4、cm,若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0= (用L、g表示),其值是(取g=10m/s2)8如图所示皮带转动轮,大轮直径是小轮直径的2倍,A是大轮边缘上一点,B是小轮边缘上一点,C是大轮上一点,C到圆心O1的距离等于小轮半径转动时皮带不打滑,则A、B两点的角速度之比A:B=,B、C两点向心加速度大小之比aB:aC=9在“研究平抛物体运动“的实验中,某同学记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图所示的坐标系平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出那么小球平抛的初速度为;小球抛出点的坐标为10如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的期中一部分
5、,图中方格的边长为5cm,如果取g=10m/s2,那么 (1)闪光频率是Hz(2)小球运动的水平分速度为m/s(3)小球经过B点时速度的大小为m/s11河宽420m,船在静水中的速度为4m/s,水流速度是3m/s,则过河的最短时间为s,最小位移为m12在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:(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
6、不应与木板上的白纸(或方格纸)相接触(f)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=;球过c点时的速率是(用L、g表示)13探究能力是物理学研究的重要能力之一物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度的关系某同学采用了下述实验方法进行探索:如图先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数
7、n,通过分析实验数据,得出结论经实验测得的几组和n如下表所示:/rads10.51234n5.02080180320Ek/J另外已测得砂轮转轴的直径为1cm,转轴间的摩擦力恒定为10/(N)(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能Ek与角速度的关系式为(3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s,则它转过45圈后的角速度为rad/s14如图所示,在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸,拉绳速度为v,当船头绳长方向与水平方向夹角为时,船的速度为15三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:(1)甲同学采用如图(1)所示的装置
8、用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明(2)乙同学采用如图(2)所示的装置两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出实验可观察到的现象应是仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观
9、察到相同的现象,这说明(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片图中每个小方格的边长为10cm,则由图可求得拍摄时每s曝光一次,该小球运动到图中位置2时速度大小为m/s(g取10m/s2)16如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动,盘面上有A、B两个小物体随圆盘一起运动,A到圆盘中心的距离大于B到圆盘中心的距离则A运动的周期(选填“大于”、“小于”或“等于”)B运动的周期;A运动的线速度(选填“大于”、“小于”或“等于”)B运动的线速度17一辆汽车以10m/s的速度通过一个半径为20m的圆形拱桥,若此桥是凸形桥,汽车在最高点时所受压力与汽车重力之比,若此桥是凹形
10、桥,汽车在最低点时桥所受压力与重力之比为18如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动,则:(1)AP球先落地BQ球先落地C两球同时落地D两球落地先后由小锤打击力的大小而定(2)上述现象表明19如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器(1)请将下列实验步骤按先后排序:A使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B接通电火花计时器的电源,使它工作起来C启动电动机,使圆形卡纸转动起来D关闭电动机,拆
11、除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度的表达式,代入数据,得出的测量值(2)要得到的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是A秒表 B毫米刻度尺C圆规D量角器(3)写出角速度的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:20在“研究平抛物体的运动”的实验中记录的一段轨迹已知物体是从原点O水平抛出,经测量C点的坐标为(60,45)则平抛物体的初速度v0=m/s,该物体运动的轨迹为一抛物线,其轨迹方程为21如图a是研究小球在斜面上平抛运动的实验装置,每次将小球从弧型轨道同一位置静止释放,并逐渐改变斜面与水平地面之间的夹角,获得不同的射程x,最后作出了如图b所示的xtan图象,
12、则:(1)由图b可知,小球在斜面顶端水平抛出时的初速度v0=实验中发现超过60°后,小球将不会掉落在斜面上,则斜面的长度为m(2)若最后得到的图象如图c所示,则可能的原因是(写出一个)22如图所示,A、B两轮半径之比为1:3,两轮边缘挤压在一起,在两轮转动中,接触点不存在打滑的现象,则两轮边缘的线速度大小之比等于A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于23在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,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,则小球平抛的初速度的计算式为V0=(用L、g表示),其值是(提示:=0.35,取g=
13、9.8m/s2)24一辆汽车以54km/h的速率通过一座拱桥的桥顶,汽车对桥面的压力等于车重的一半,这座拱桥的半径是m若要使汽车过桥顶时对桥面无压力,则汽车过桥顶时的速度大小至少是m/s25(1)如图所示的演示实验中,A、B两球同时落地,说明(2)某同学设计了如图的实验:将两个质量相等的小钢球,从斜面的同一高度由静止同时释放,滑道2与光滑水平板相接,则他将观察到的现象是,这说明26一辆质量为4t的汽车驶过半径为50m的凸形桥面时,始终保持5m/s的速率,汽车所受阻力为车与桥面间压力的0.05倍(g取10m/s2),求通过最高点时汽车对桥面的压力为,此时汽车的牵引力大小为27某同学在研究平抛运动
14、的实验中,在小方格纸上画出小球做平抛运动的轨迹后,又在轨迹上取出a、b、c、d四个点,如图所示(轨迹已擦去),已知小方格纸的边长L=2.5cm,取10m/s2,请你根据小方格纸上的信息,通过分析计算完成下面几个问题:(1)小球从ab,bc,cd所经历的时间(填“相等”或“不相等”);(2)平抛运动在竖直方向上是自由落体运动,根据小球从ab,bc,cd的竖直方向位移差,求出小球从ab,bc,cd所经历的时间是;(3)根据水平位移,求出小球平抛运动的初速度v0=;(4)从抛出点到b点所经历的时间是28在“探究平抛运动在水平方向的运动规律”的实验中,某同学采用如图所示的装置来获得平抛运动的轨迹为得到
15、一条轨迹,需多次释放小球,每次释放小球的位置 (填“相同”或“任意”);释放时小球初速度(填“为零”或“不为零”)29平抛物体的运动规律可以概括为两点:水平方向做匀速运动,竖直方向做自由落体运动为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A球就水平飞出,同时B球被松开,做自由落体运动,改变小锤的打击力度,两球总能同时落到地面,这个实验A只能说明上述规律中的第条B只能说明上述规律中的第条C不能说明上述规律中的任何一条D能同时说明上述两条规律30如图甲所示,用包有白纸的质量为m(kg)的圆柱棒代替纸带和重物,蘸有颜料的毛笔固定在电动机上并随之转动,代替打点计时器当烧断悬
16、挂圆柱棒的线后,圆柱棒竖直自由下落,毛笔就在圆柱棒表面的纸上画出记号,如图乙所示,设毛笔接触棒时不影响棒的运动测得记号之间的距离依次为20.0mm,44.0mm,68.0mm,92.0mm,116.0mm,140.0mm,已知电动机铭牌上标有“1200r/min”字样,由此研究圆柱棒的运动情况根据以上内容,回答下列问题:(1)毛笔画相邻两条线的时间间隔T=s,图乙中的端是圆柱棒的悬挂端(填“左”或“右”)(2)根据图乙所给的数据,可知毛笔画下记号D时,圆柱棒下落的速度vD=m/s;圆柱棒竖直下落的加速度a=m/s2(结果保留三位有效数字)2016年04月02日徐云霞的高中物理组卷参考答案与试题
17、解析一填空题(共30小题)1(2013春河东区期中)一物体在水平面内沿半径R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动,线速度v=0.2m/s,那么它的向心加速度为0.2m/s2,它的周期为2s【考点】线速度、角速度和周期、转速;向心加速度菁优网版权所有【专题】匀速圆周运动专题【分析】利用向心加速度公式an=求解向心加速度;利用T=求解周期【解答】解:向心加速度为:an=;周期:T=;故答案为:0.2,2【点评】本题考查了向心加速度和周期公式的应用,注意它们之间的关系,简单2(2012万州区校级模拟)某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示,在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水,水中放一个红蜡做成的小圆
18、柱体R将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与Y轴重合,在R从坐标原点以速度v0=3cm/s匀速上浮的同时,玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动同学们测出某时刻R的坐标为(4,6),此时R的速度大小为5cm/s,R在上升过程中运动轨迹的示意图是D(R视为质点)【考点】运动的合成和分解菁优网版权所有【专题】探究题【分析】小圆柱体红蜡快同时参与两个运动:y轴方向的匀速直线运动,x轴方向的初速为零的匀加速直线运动知道了位置坐标,由y方向可求运动时间,接着由x方向求加速度、求vx,再由速度合成求此时的速度大小由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断运动轨迹【解答】解:小圆柱体R在y轴竖直方向做匀速运动
19、,有:y=v0t,=2s,在x轴水平方向做初速为0的匀加速直线运动,有:,解得:,R的速度大小:=5cm/s因合外力沿x轴,由合外力指向曲线弯曲的内侧来判断轨迹示意图是D故答案为:5cm/s,D【点评】分析好小圆柱体的两个分运动,由运动的合成与分解求其合速度;讨论两个分运动的合运动的性质,要看两个分运动的合加速度与两个分运动的合速度是否在一条直线上,如果在一条直线上,则合运动是直线运动,否则为曲线运动,由合外力的方向判断曲线弯曲的方向3(2012湘潭县校级学业考试)用如图所示的装置研究平抛运动,用小锤打击弹性金属片后,A球沿水平方向抛出,同时B球被松开,自由下落A、B两球同时开始运动,观察到两
20、球同时落地(填“同时”或“不同时”);改变打击的力度,重复这个实验,观察到两球同时落地(填“同时”或“不同时”)【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【专题】实验题【分析】在探究平抛运动的过程,在上图中,改变小球距地面的高度和打击力度,都是同时落地,说明小球A在竖直方向上的运动为自由落体运动【解答】解:由于两球同时运动,A球做平抛运动,B球自由落体运动,发现每次两球都同时落地,由于两球同时落地,因此说明A、B在竖直方向运动规律是相同的,故根据实验结果可知,平抛运动在竖直方向的分运动是自由落体运动故答案为:同时;同时【点评】本题属于简单基础题目,实验虽然简单,但是很直观的验证了平抛运动在竖直方
21、向上的运动规律4(2011春吉林期中)在“研究平抛物体运动”的实验中,可以描绘平抛物体运动轨迹和求物体的平抛初速度实验简要步骤如下:A让小球多次从同一位置上滚下,记下小球穿过卡片孔的一系列位置;B安装好器材,注意斜槽末端水平和平板竖直,记下斜槽末端O点和过O点的竖直线,检测斜槽末端水平的方法是将小球放在水平槽中若能静止则可认为水平C测出曲线上某点的坐标x、y,用v0=x算出该小球的平抛初速度,实验需要对多个点求v0的值,然后求它们的平均值D取下白纸,以O为原点,以竖直线为轴建立坐标系,用平滑曲线画平抛轨迹上述实验步骤的合理顺序是BADC(只排列序号即可)【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有
22、【专题】实验题;平抛运动专题【分析】让小球多次从同一位置上静止滚下,目的是保证小球多次做平抛运动的初速度相等,这样目的是为了保证轨迹相同;保证小球做平抛运动,所以斜槽末端保持水平;平抛运动分解为:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动,根据平抛运动的特点即可求解初速度大小;实验步骤的合理顺序的排列要明确实验的正确安排顺序【解答】解:(1)A:在“研究平抛物体运动”的实验中,要保证小球从斜槽末端飞出时的速度是相同的,因此,要让小球多次从斜槽上的同一位置滚下B、检验斜槽末端水平的方法有多种,如用水平仪或者将小球放在斜槽末端看其是否滚动,若不滚动,则斜槽末端水平C、平抛运动分解为:水平方向的
23、匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动,水平方向有:x=v0t竖直方向有:h=gt2;联立求出初速度v0=x实验步骤合理顺序是:B、A、D、C故答案为:同一;将小球放在水平槽中若能静止则可认为水平;x;BADC;【点评】关于平抛运动实验要掌握实验的注意事项、实验步骤、实验原理平抛运动分解为:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动,尤其是注意应用匀变速直线运动规律解决平抛运动问题5(2011春阜阳校级期末)一条河宽400m,水流的速度为2.5m/s,船相对静水的速度5m/s,要想渡河的时间最短,渡河的最短时间是80s;此时船沿河岸方向漂移200m【考点】运动的合成和分解菁优网版权所有【专题
24、】运动的合成和分解专题【分析】将小船的运动分解为垂直于河岸方向和沿河岸方向,当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,抓住分运动和合运动具有等时性,求出渡河的时间【解答】解:当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短,有:t=80s根据运动的合成,可知此时船沿河岸方向漂移的距离为:x=2.5×80m=200m故答案为:80,200【点评】解决本题的关键是知道分运动与合运动具有等时性,以及知道静水速度与河岸垂直时,渡河时间最短6(2014春雅安期末)一个同学在研究平抛物体的运动实验中,只画出了如图所示的一部分曲线,于是他在曲线上取水平距离s相等的三点A、B、C,量得s=0.2m又量出它们之间的竖直距
25、离分别为h1=0.1m,h2=0.2m,利用这些数据,可求得(取g=10m/s2):(1)物体抛出时的初速度为2m/s;(2)物体经过B时竖直分速度为1.5m/s;(3)抛出点在A点上方高度为0.0125m处【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【专题】实验题【分析】(1)根据竖直方向运动特点h=gt2,求出物体运动时间;然后利用水平方向小球匀速运动的特点,根据x=v0t即可求出物体的初速度;(2)匀变速直线运动某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度,即AC在竖直方向上的平均速度等于B点的竖直分速度,然后根据运动的合成可以求出物体经过B点时的速度大小;(3)根据B点竖直方向的速度大小,求
26、出从抛出到B点的时间,从而求出从抛出到A点的时间,然后求出物体抛出点到A点的水平距离【解答】解:(1)在竖直方向上根据y=gt2,t=0.1s,物体抛出时的初速度v0=2m/s(2)经过B点时的竖直分速度:vyB=1.5m/s,(3)抛出点到B点的运动时间:tB=0.15s,从抛出到运动到A点需要的时间:tA=tBt=0.15s0.1s=0.05s,则抛出点在A点上方高度:h=gtA2=×10×0.052=0.0125m;故答案为:(1)2;(2)1.5;(3)0.0125【点评】解决本题的关键掌握平抛运动的处理方法,以及匀变速直线运动的两个推论:1、在连续相等时间内的位移
27、之差是一恒量2、某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度7(2011春芜湖期末)在研究平抛物体运动的实验中,用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长L=1.25cm,若小球在平抛运动中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为V0=2 (用L、g表示),其值是0.70m/s(取g=10m/s2)【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【专题】实验题【分析】平抛运动的水平方向做匀速直线运动,从图中可以看出:a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等为2L,因此这4个点是等时间间隔点,v0=,而竖直方向是自由落体运动,两段相邻的位移之差是一个定值y=gT2=L,联立方程即
28、可解出【解答】解:从图中看出,a、b、c、d 4个点间的水平位移均相等,是x=2L,因此这4个点是等时间间隔点竖直方向两段相邻位移之差是个定值,即y=gT2=L,再根据v0=解出v0=2代入数据得v0=2×=0.70m/s故答案为:2;0.70m/s【点评】本题考查平抛物体的运动规律要求同学们能够从图中读出有用信息,再根据平抛运动的基本公式解题,难度适中8(2015春景洪市校级期中)如图所示皮带转动轮,大轮直径是小轮直径的2倍,A是大轮边缘上一点,B是小轮边缘上一点,C是大轮上一点,C到圆心O1的距离等于小轮半径转动时皮带不打滑,则A、B两点的角速度之比A:B=1:2,B、C两点向心
29、加速度大小之比aB:aC=4:1【考点】线速度、角速度和周期、转速菁优网版权所有【专题】匀速圆周运动专题【分析】靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度,共轴转动的点具有相同的角速度根据v=r,a=2r可得出A、B、C三点的角速度之比和向心加速度之比【解答】解:A、B两点的线速度相等,A的半径是B的半径的2倍,根据v=r,知A:B=1:2点A、C共轴转动,角速度相等,即A:C=1:1所以A:B:C=1:2:1B、C具有相同的半径,根据a=r2,知aB:aC=4:1故答案为:1:2,4:1【点评】解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度,共轴转动的点具有相同的角速度掌握线速
30、度与角速度的关系,以及线速度、角速度与向心加速度的关系9(2014春商丘校级期末)在“研究平抛物体运动“的实验中,某同学记录了A、B、C三点,取A点为坐标原点,建立了如图所示的坐标系平抛轨迹上的这三点坐标值图中已标出那么小球平抛的初速度为1m/s;小球抛出点的坐标为(10cm,5cm)【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【分析】平抛运动分解为:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动从图中坐标可看出,物体从ABC的水平位移一样,都为10cm,设为x,说明各段的时间相等,设为T,可知x=v0T,由运动的等时性,T由竖直方向运动求出,从ABC的竖直位移依次相差h=10cm,由匀变速直线运
31、动的规律得h=gT2,联立可求出初速度v0再有中间时刻的瞬时速度等于这段时间的平均速度规律求出B点的竖直速度VBy,接着用VBy=VAy+gT和VAy=gt求出从抛出到A点的时间t,这样可求出从抛出到A点的水平位移x=v0t和竖直位移y=gt2,那么就可以求出小球开始做平抛运动的位置坐标(x,y分别在x轴、y轴的负半轴,应为负值)【解答】解:从坐标中可看出从ABC的水平位移一样,都为x=10cm,说明各段的时间相等,设为T,可知:x=v0T,分析ABC的竖直位移依次相差h=10cm,由匀变速直线运动的规律得:h=gT2, 联立可求出初速度v0=,代入数值得v0=由中间时刻的瞬时速度等于这段时间
32、的平均速度得B的竖直速度:VBy=,又VBy=VAy+gT,VAy=VBygT=2m/s10×0.1m/s=1m/s,又VAy=gt,从抛出到A点的时间t=, 因此从抛出到A点的水平位移x=v0t=1.0×0.1 m=0.1m=10cm, 竖直位移y=m=0.05m=5cm, 那么物体开始做平抛运动的位置坐标(10cm,5cm)故答案为:1m/s,(10cm,5cm)【点评】平抛运动分解为:水平方向的匀速直线运动,竖直方向的自由落体运动由坐标分析物体水平方向和竖直方向的运动特点,充分利用匀变速直线运动的规律来求解,所求的坐标为负值10(2014春成都期中)如图所示为一小球做
33、平抛运动的闪光照片的期中一部分,图中方格的边长为5cm,如果取g=10m/s2,那么 (1)闪光频率是10Hz(2)小球运动的水平分速度为1.5m/s(3)小球经过B点时速度的大小为2.5m/s【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【专题】实验题【分析】正确应用平抛运动规律:水平方向匀速直线运动,竖直方向自由落体运动;解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出闪光周期,然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解【解答】解:(1)在竖直方向上有:h=gT2,其中h=(53)×5cm=10cm,代入求得:T=0.1s,因此闪光频率为:(2)水平方向匀速运动,
34、有:s=v0t,其中s=3l=15cm,t=T=0.1s,代入解得:v0=(3)根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度,在B点有:所以B点速度为:故答案为:(1)10,(2)1.5,(3)2.5【点评】对于平抛运动问题,一定明确其水平和竖直方向运动特点,尤其是在竖直方向熟练应用匀变速直线运动的规律和推论解题11(2013春廊坊期末)河宽420m,船在静水中的速度为4m/s,水流速度是3m/s,则过河的最短时间为105s,最小位移为420m【考点】运动的合成和分解菁优网版权所有【专题】运动的合成和分解专题【分析】当静水速与河岸垂直时,在垂直于河岸方向上的速度最大,根据分运动
35、和合运动具有等时性知,渡河时间最短当合速度与河岸垂直时,过河的位移最小【解答】解:当静水速与河岸垂直,渡河时间最短则t=s=105s由于静水速大于水流速,根据平行四边形定则,知合速度可以与河岸垂直,当合速度与河岸垂直时,渡河的位移最小所以最小位移等于河宽,等于420m故答案为:105,420【点评】解决本题的关键知道分运动与合运动具有等时性,当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短当合速度与河岸垂直时,渡河位移最短;当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短12(2010秋邯郸期末)在做研究平抛运动的实验时,让小球多次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹(1)为了能较准确地描绘运动轨迹,下面列出
36、一些操作要求,将你认为正确选项的前面字母填在横线上:ace(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)将球的位置记录在纸上后,取下纸,用直尺将点连成折线(2)若用一张印有小方格的纸记录轨迹,小方格的边长为L,小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,则小球平抛的初速度的计算式为v0=2;球过c点时的速率是(用L、g表示)【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【专题】实验题【分析】在做研究平抛运动的实验时,让小球多
37、次沿同一轨道运动,通过描点法画出小球平抛运动的轨迹,然后在轨迹上找一些特殊点,结合平抛运动规律来求出未知量【解答】解:(1)只有斜槽的末端保持水平,小球才具有水平初速度,其运动才是平抛运动;每次由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度;如果小球在运动过程中与木板上的白纸相接触就会改变它的运动轨迹,使其不是平抛运动,故a、c、e选项正确,b选项中,每次释放小球的位置必须相同,以保证小球有相同的水平初速度; d选项中,因平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,在相同时间里,位移越来越大,因此铅笔下降的距离不应是等距的;f选项中,应找取小球落点的中心位置,即取平均位置为小球的落点,以减小实验误差,将描
38、出的点用平滑的曲线连接起来故选ace(2)a、b、c、d是平抛运动轨迹上的点,由水平位移可知:四个点时间间隔相等 竖直方向:自由落体运动,因时间相等,由h=gt2可得:t= 水平方向:匀速运动,则v0= 根据题意在竖直方向:c点是b、d两点的中间时刻,所以c点的瞬时速度等于bd段的平均速度 则c点的竖直方向速度vy=bd= 而c点的水平方向速度v0= 所以c点的速度为vc= 故答案为:;【点评】体现了平抛运动的特征:水平初速度且仅受重力作用同时让学生知道描点法作图线,遇到不在同一条直线上一些点时,只要以能平滑连接就行,同时运用平抛运动处理规律来解题13(2005普陀区二模)探究能力是物理学研究
39、的重要能力之一物体因绕轴转动而具有的动能叫转动动能,转动动能的大小与物体转动的角速度有关为了研究某一砂轮的转动动能Ek与角速度的关系某同学采用了下述实验方法进行探索:如图先让砂轮由动力带动匀速旋转测得其角速度,然后让砂轮脱离动力,由于克服转轴间摩擦力做功,砂轮最后停下,测出砂轮脱离动力到停止转动的圈数n,通过分析实验数据,得出结论经实验测得的几组和n如下表所示:/rads10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832另外已测得砂轮转轴的直径为1cm,转轴间的摩擦力恒定为10/(N)(1)计算出砂轮每次脱离动力的转动动能,并填入上表中(2)由上述数据推导出该砂轮的转动动能
40、Ek与角速度的关系式为22(3)若测得脱离动力后砂轮的角速度为2.5rad/s,则它转过45圈后的角速度为2rad/s【考点】线速度、角速度和周期、转速菁优网版权所有【专题】实验探究题;匀速圆周运动专题【分析】(1)砂轮克服转轴间摩擦力做功公式W=fnD,f是转轴间的摩擦力大小,n是砂轮脱离动力到停止转动的圈数,D是砂轮转轴的直径根据动能定理得知,砂轮克服转轴间摩擦力做功等于砂轮动能的减小,求解砂轮每次脱离动力的转动动能(2)采用数学归纳法研究砂轮的转动动能Ek与角速度的关系式:当砂轮的角速度增大为原来2倍时,砂轮的转动动能Ek是原来的4倍;当砂轮的角速度增大为原来4倍时,砂轮的转动动能Ek是
41、原来的16倍,得到Ek与2成正比,则有关系式Ek=k2将任一组数据代入求出比例系数k,得到砂轮的转动动能Ek与角速度的关系式(3)根据动能与角速度的关系式,用砂轮的角速度表示动能,根据动能定理求出转过45圈后的角速度【解答】解:(1)根据动能定理得:Ek=fnD,代入计算得到数据如下表所示 /rads10.51234n5.02080180320Ek/J0.5281832(2)由表格中数据分析可知,当砂轮的角速度增大为原来2倍时,砂轮的转动动能Ek是原来的4倍,得到关系Ek=k2当砂轮的角速度增大为原来4倍时,砂轮的转动动能Ek是原来的16倍,得到Ek与2成正比,则有关系式Ek=k2k是比例系数
42、将任一组数据比如:=1rad/s,Ek=2J,代入得到k=2Js/rad,所以砂轮的转动动能Ek与角速度的关系式是Ek=22(3)根据动能定理得fnD=222212代入解得2=2rad/s故答案为:(1)0.5,2,8,18,32; (2)22; (3)2rad/s【点评】本题考查应用动能定理解决实际问题的能力和应用数学知识处理物理问题的能力注意摩擦力做功与路程有关14(2010春合肥期中)如图所示,在河岸上利用定滑轮拉绳使小船靠岸,拉绳速度为v,当船头绳长方向与水平方向夹角为时,船的速度为【考点】运动的合成和分解菁优网版权所有【分析】将船的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,沿绳子方向的速
43、度等于v,根据平行四边形定则求出船的速度【解答】解:船的速度等于沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,根据平行四边形定则,有v船cos=v,则v船=故答案为:【点评】解决本题的关键知道船的速度是沿绳子方向和垂直于绳子方向速度的合速度,会根据平行四边形定则对速度进行合成15(2012春安庆期末)三个同学根据不同的实验条件,进行了“探究平抛运动规律”的实验:(1)甲同学采用如图(1)所示的装置用小锤打击弹性金属片,金属片把A球沿水平方向弹出,同时B球被松开,自由下落,观察到两球同时落地,改变小锤打击的力度,即改变A球被弹出时的速度,两球仍然同时落地,这说明平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(2)
44、乙同学采用如图(2)所示的装置两个相同的弧形轨道M、N,分别用于发射小铁球 P、Q,其中N的末端与可看作光滑的水平板相切;两轨道上端分别装有电磁铁C、D;调节电磁铁C、D的高度,使AC=BD,从而保证小铁球P、Q在轨道出口处的水平初速度v0相等,现将小铁球P、Q分别吸在电磁铁C、D上,然后切断电源,使两小铁球能以相同的初速度v0同时分别从轨道M、N的下端射出实验可观察到的现象应是P,Q二球相碰仅仅改变弧形轨道M的高度,重复上述实验,仍能观察到相同的现象,这说明平抛运动在水平方向上是匀速运动(3)丙同学采用频闪摄影的方法拍摄到如图(3)所示的“小球做平抛运动”的照片图中每个小方格的边长为10cm
45、,则由图可求得拍摄时每0.1s曝光一次,该小球运动到图中位置2时速度大小为2.5m/s(g取10m/s2)【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【分析】探究平抛运动的规律中,实验(1)同时让A球做平抛运动,B球做自由落体运动若两小球同时落地,则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动实验(2)同时让P球做平抛运动,Q球做匀速运动若两小球相碰,则说明平抛运动水平方向是匀速运动用频闪照相仪得到的图片,它们间的时间是相等,但1的位置并不一定是抛出点所以处理时1位置的竖直方向有初速度因此利用在相等的时间内位移之差是恒定的,结合重力加速度可求出它们间的时间再利用水平方向的位移结合时间可算出抛出速度【解答】解
46、:(1)在打击金属片时,两小球同时做平抛运动与自由落体运动结果同时落地,则说明平抛运动竖直方向是自由落体运动;故答案为:平抛运动在竖直方向上是自由落体运动(2)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度小球P做平抛运动,小球Q做匀速直线运动,当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动当同时改变两小球滚下的高度时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动故答案为:P,Q二球相碰; 平抛运动在水平方向上是匀速运动(3)平抛运动可看成竖直方向自由落体运动与水平方向匀速直线运动;在竖直方向:由h=gt2可得 t=s=0.1s 在竖直方向上由于2
47、是1到3的中间时刻,则在竖直方向2点的速度等于1到3的平均速度 即vy=m/s=1.5m/s水平方向:由x=v0t得: v0=m/s=2m/s则2点的速度是竖直方向速度与水平方向速度合成,有:v2=m/s=2.5m/s故答案为:0.1;2.5【点评】通过实验探究出平抛运动处理的规律,并掌握了运动的合成与分解,同时运用运动学公式解题本题值得注意的是1点的位置是否是抛出点16(2015春吉林校级期末)如图所示,一个圆盘在水平面内匀速转动,盘面上有A、B两个小物体随圆盘一起运动,A到圆盘中心的距离大于B到圆盘中心的距离则A运动的周期等于(选填“大于”、“小于”或“等于”)B运动的周期;A运动的线速度
48、大于(选填“大于”、“小于”或“等于”)B运动的线速度【考点】线速度、角速度和周期、转速菁优网版权所有【专题】匀速圆周运动专题【分析】圆周运动的周期是转动一圈的时间,根据v=判断线速度大小关系【解答】解:盘面上有A、B两个小物体随圆盘一起运动,转动一圈的时间相等,即周期相等;A到圆盘中心的距离大于B到圆盘中心的距离,根据v=,A运动的线速度大于B运动的线速度;故答案为:等于,大于【点评】本题关键是明确圆周运动中周期和速度的定义,明确题目中A、B两个点是同轴转动,基础题17(2015春曲靖校级期中)一辆汽车以10m/s的速度通过一个半径为20m的圆形拱桥,若此桥是凸形桥,汽车在最高点时所受压力与
49、汽车重力之比1:2,若此桥是凹形桥,汽车在最低点时桥所受压力与重力之比为3:2【考点】向心力;牛顿第二定律菁优网版权所有【专题】牛顿第二定律在圆周运动中的应用【分析】轿车在凸形桥和凹形桥的最高点和最低点,靠重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律求出桥面对轿车的支持力,从而得出轿车对桥面的压力再求解压力与重力之比【解答】解:过凸形桥最高点时:mgN1=m得 N1=mgm=m(10)=5m由牛顿第三定律,车对桥的压力大小为5m所以压力与汽车重力之比N1:mg=5m:10m=1:2;过凹形桥最低点时:N2mg=m得 N2=mg+m=m(10+)=15m由牛顿第三定律,车对桥的压力大小为15m
50、所以压力与汽车重力之比N2:mg=15m:10m=3:2;故答案为:1:2,3:2【点评】解决本题的关键搞清向心力的来源,根据牛顿第二定律进行求解18(2014秋武昌区校级期末)如图所示,在探究平抛运动规律的实验中,用小锤打击弹性金属片,金属片把P球沿水平方向抛出,同时Q球被松开而自由下落,P、Q两球同时开始运动,则:(1)CAP球先落地BQ球先落地C两球同时落地D两球落地先后由小锤打击力的大小而定(2)上述现象表明P球竖直方向上做自由落体运动【考点】研究平抛物体的运动菁优网版权所有【专题】实验题;平抛运动专题【分析】本题比较简单,根据平抛运动的规律可正确解答【解答】解:(1)由于两球同时运动
51、,P球做平抛运动,其竖直方向运动规律与Q球相同,因此两球同时落地,故ABD错误,C正确故选C(2)根据实验结果可知,该实验证明了,P球在竖直方向上做自由落体运动故答案为:P球竖直方向上做自由落体运动【点评】本题属于简单基础题目,实验虽然简单,但是很直观的验证了平抛运动在竖直方向上的运动规律19(2016北京校级模拟)如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器(1)请将下列实验步骤按先后排序:ACBDA使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触B接通电火花计时器的电源,使它工作起来C启动电动
52、机,使圆形卡纸转动起来D关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度的表达式,代入数据,得出的测量值(2)要得到的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是DA秒表 B毫米刻度尺C圆规D量角器(3)写出角速度的表达式=,并指出表达式中各个物理量的意义:是N个点对应的圆心角,T是电火花计时器的打点时间间隔【考点】线速度、角速度和周期、转速菁优网版权所有【专题】实验题;匀速圆周运动专题【分析】(1)该实验应先安装器材,再启动电动机,然后接通电源打点,最后关闭电源,取出卡片,测量进行数据处理(2)打点计时器可以记录时间,要求角速度,还得知道在一定的时间里转过的角度,这点可用量角器测量(3)角速度=,测出角度,时间可以通过打点的间隔读出【解答】解:(1)该实验先将电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触,先使卡片转动,再打点,最后取出卡片进行数据处理故次序为ACBD(2)要测出角速度,需要测量点跟点间的角度,需要的器材是量角器故选D(3)根据=,则=,是N个点对应的圆心角,T是电火花计时器的打点时间间隔故答案为:(1)ACBD;(2)D; (3)=,是N个点对应的圆心角,T是电火花计时器的打点时间间隔【点评】解决本题的关键知道该实验的实验原理=,以及知道该实验的操作顺序20(2014春三亚校级期末)在“研究
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