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题型:简答题
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简答题

A、B两个小球由柔软的细线相连,线长l=6m;将A、B球先后以相同的初速度v0=4.5m/s,从同一点水平抛出(先A、后B),相隔时间△t =0.8s。

(1)A球抛出后经多少时间,细线刚好被拉直?

(2)细线刚被拉直时,A、B球的水平位移(相对于抛出点)各多大?(取g=10m/s2

正确答案

解:(1)两球水平方向位移之差恒为4.5m/s×0.8s=3.6m,AB竖直方向的位移差随时间变化,当竖直方向位移差与水平方向位移差合起来等于6m,时绳被拉直。由水平方向位移差3.6m,绳子长6m,可以求得竖直方向位移差多少时绳绷紧。

     

      有m

      t=1s

(2)A的水平位移为4.5m/s×1s=4.5m

      B的水平位移为4.5m/s×0.2s=0.9m

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简答题

如图所示,位于竖直平面内的1/4圆弧光滑轨道,半径为R,轨道的最低点B的切线沿水平方向,轨道上端A距水平地面高度为H。质量为m的小球(可视为质点)从轨道最上端A点由静止释放,经轨道最下端B点水平飞出,最后落在水平地面上的C点处,若空气阻力可忽略不计,重力加速度为g。求:

(1)小球运动到B点时,轨道对它的支持力多大;

(2)小球落地点C与B点的水平距离x为多少;

(3)比值R/H为多少时,小球落地点C与B点水平距离x最远;该水平距离最大值是多少。

正确答案

解:(1)小球从A点运动到B点的过程中,机械能守恒,设在B点的速度为vB,根据机械能守恒定律有mgR=mvB2设小球在B点时所受轨道的支持力为FN,对小球在B点根据牛顿第二定律有FN-mg=m

联立可解得FN=3mg

(2)小球离开B点后做平抛运动

沿竖直方向有H-R=

沿水平方向有x=vBt

联立解得x=2

(3)由x=2可导出x=

时,x有最大值

x的最大值xm=H(或xm=2R)

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简答题

某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示:赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道绕行一周,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=2.0w工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不计。图中L=5.26m,R=0.50m,h=1.25m,S=1.80m。求:

(1)赛车越过壕沟在C点应具有的最小速度;

(2)要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10 m/s2

正确答案

解:(1)设赛车越过壕沟在C点的最小速度为v1,由平抛运动的规律

解得

(2)设赛车恰好越过圆轨道,对应圆轨道最高点的速度为v2,最低点的速度为v3,由牛顿第二定律及机械能守恒定律

解得

通过分析比较,赛车要完成比赛,在进入圆轨道前的速度最小应该是

设电动机工作时间至少为t,根据功能原理

由此可得t=1.414s

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简答题

如图所示,质量为m的滑块在恒定外力作用下从水平轨道上的A点由静止出发运动到B点时撤去外力,又沿竖直面内半径为R的光滑半圆形轨道运动,且恰好通过轨道最高点C,滑块脱离半圆形轨道后又刚好落到原出发点A,求:

(1)AB段的距离;

(2)滑块刚过B点时对轨道的压力;

(3)滑块在AB段运动过程中的加速度。

正确答案

解:(1)在C点,由牛顿第二定律有:mg=m

离开C,滑块做平抛运动,则:2R=gt2

xAB=vCt③

联立以上①②③式解得:xAB=2R

(2)由B到C的过程机械能守恒得:mvC2+2mgR=mvB2

在B点,据牛顿第二定律得:FB-mg=m

由①④⑤解得:FB=6mg

由牛顿第三定律知:滑块对轨道的压力为6mg,方向竖直向下

(3)由vB2=2axAB,可得:a=g

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简答题

如图所示,现在用外力压缩B并保持其静止,不计摩擦和空气阻力,设弹簧的劲度系数为,在距离地面高H处的地方,把小球A以初速度v0 = 10m/s水平抛出,与此同时把球B由静止释放,已知球B在水平面上作周期为的简谐运动,当A落地时,B恰好将弹簧压缩成最短,重力加速度g取10m/s2,求:

(1)物体B振动时的振幅;

(2)H的高度;

(3)物体A落地时的速度。

正确答案

解:(1)对物体B:设此时弹簧伸长即振幅A,则

得振幅

(2)物体B将弹簧压缩成最短经历时间为:(n=0、1、2……)

(n=0、1、2……)

(3)物体A落地时

 

(n=0,1,2……)

速度v为:(n=0,1,2……)

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简答题

如图所示,在半径为R的水平圆台的中心轴线OO′上的一点A将一小球水平抛出,已知OA=h,抛出时初速度恰与圆台的一条半径OP平行,要使小球能击中P点,求:

(1)小球的初速度v0为多大?

(2)转台匀速转动的角速度ω等于多少?

正确答案

解:(1)小球做平抛运动,飞行时间:t=

水平射程:R=v0t

由以上两式解得:v0==R

(2)在t s内转台P点转n周,其转过的圆心角为2πn,所以转台匀速转动的角速度ω=

代入t值,则可解得:ω=πn (n=1,2,3…)

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简答题

如图所示装置,一个质量为m=2kg的均质圆球放在倾角为θ=37°的光滑斜面上的A点,并被斜面上一个竖直的光滑挡板挡住,处于静止状态,现在,把挡板抽去,圆球将由静止开始下滑,滑到斜坡底部B点后沿水平光滑桌面再滑行一段距离后,以10 m/s的速度水平抛出,落地时的速度方向与水平方向的夹角也为

37°,不计空气阻力,求:

(1)按照圆球在斜面静止时的重力实际效果,画出圆球在斜面的重力分解图;

(2)按照圆球落地的运动效果,画出圆球落地的速度分解图;

(3)圆球在斜面静止时,圆球对斜面的压力和圆球对挡板的作用力;

(4)桌面离地面的高度和圆球从桌面飞出去的水平距离。

正确答案

解:(1)

(2)

(3)根据平行四边形定则和数学知识 tan37°= F1/ G,cos37°= G / F2

      得:F1= G tan37°=mg tan37°=15N

      F2= G /cos37°=mg / cos 37°=25N

      则圆球对斜面的压力和圆球对挡板的作用力分别是25N和15N

(4)设小球从桌面C点到落地到D点,用时为t,由平抛运动的规律有 tan37°=vy/vx

      竖直分速度 vy=gt

      桌面离地面的高度,即下落高度为h即竖直位移 h=gt2/2

      圆球从桌面飞出去的水平距离,即水平位移为 x= vxt

      联立以上各式并代入数据得:h=5m和x=10m

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简答题

如图所示,小球自A点以某一初速做平抛运动,飞行一段时间后垂直打在斜面上的B点,已知A、B两点水平距离为8米,=30°,求A、B间的高度差。

正确答案

4m

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简答题

将一个物体以水平速度V0抛向一个倾角为α的斜面,物体与斜面碰撞时的夹角为β。求:

(1)飞行时间;

(2)到达斜面时的速度。

正确答案

(1)V0tan()/g

(2)V/cos(

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简答题

从空中同一点沿水平方向同时抛出两个小球,它们初速的大小分别为V1和V2,初速的方向相反,求经过多长时间两球速度之间的夹角为90°?

正确答案

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