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题型:简答题
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简答题

在h高度处,以初速度v向水平方向抛出一个小球,不计空气阻力,求小球着地时的速度大小(要求用动能定理求解)

正确答案

根据动能定理得:mgh=mv′2-mv2

解得:v′=

答:小球落地的速度大小为

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简答题

将一个质量为2.0Kg的小球从离地面15m高的地方水平抛出,抛出时小球的速度为10m/s,忽略空气对小球的阻力.

求:(1)小球落地时的速度大小;

(2)小球的重力势能的减小量.(重力加速度g取10m/s2

正确答案

(1)小球抛出后的运动过程中机械能守恒,得

mgh+mv02=mv 2

求出小球落地的速度大小 v=20m/s

(2)小球的重力势能的减小量为△Ep=mgh=300J.

答:(1)小球落地时的速度大小为20m/s;

(2)小球的重力势能的减小量为300J.

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简答题

如图所示,在距地面高为H=45m处,有一小球A以初速度v0=10m/s水平抛出,与此同时,在A的正下方有一物块B也以相同的初速度v0同方向滑出,B与地面间的动摩擦因数为μ=0.5,A、B均可看做质点,空气阻力不计.求:

(1)A球从抛出到落地的时间;

(2)A球从抛出到落地这段时间内的水平位移;

(3)A球落地时,A、B之间的距离.

正确答案

(1)A球平抛运动的时间t==s=3s                               

(2)平抛运动的水平位移SA=V0t=10×3m=30m                                   

(3)根据牛顿第二定律得,B的加速度a=μg=0.5×10m/S2=5m/S2

SB==m=10m

△S=SA-SB=(30-10)m=20m    

答:(1)A球从抛出到落地的时间为3s.

(2)A球从抛出到落地这段时间内的水平位移为30m.

(3)A、B之间的距离为20m.

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简答题

如图所示,水平桌面离地面高h=1.25m.小物块A静止在桌面上,距右边缘l=1m,小物块B从桌面的左边缘向A运动,并与之发生正碰(碰撞时间极短).碰后A从桌面的右边缘以垂直边缘的速度飞出,其落地点距桌面右边缘的水平距离s=0.75m,B刚好到达桌面右边缘.A和B质量均为m=0.1kg,与桌面间的动摩擦因数均为μ=0.2.重力加速度为g=10m/s2.试求:

(1)小物块A从桌面边缘飞出时的速度大小.

(2)小物块B与A碰撞过程中B与A组成的系统损失的机械能.

正确答案

(1)物块A做平抛运动的时间t==0.5s

从桌面边缘飞出的速度为v==1.5m/s

(2)碰撞前A的速度为v0,碰撞后A的速度为v1,B的速度为v2

根据动能定理有:-μmgl=mv2-mv12,-μmgl=0-mv22

带入数据解得:v1=2.5m/s,v2=2m/s

根据动量守恒得:

mv0=mv1+mv2

解得:v0=4.5m/s

则碰后损失的机械能为△E=mv02-mv12-mv22=0.5J

答:(1)小物块A从桌面边缘飞出时的速度大小为1.5m/s.

(2)小物块B与A碰撞过程中B与A组成的系统损失的机械能为0.5J.

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简答题

如图,AB为一光滑固定轨道,AC为摩擦因素μ=0.25的粗糙水平轨道,D为水平地面上的一点,且B、C、D在同一竖直线上,已知B、C两点的高度差为h,C、D两点的高度差也为h,AC两点相距s=2h.两滑块从A点以相同的初速度v0分别沿两轨道滑行,到达B点或C点后分别水平抛出,欲使两滑块的落地点相同,滑块的初速度v0应满足什么条件?

正确答案

对与滑块1,从A到B过程机械能守恒,有

m=m+mgh

得 vB=

从B点抛出后,有

x1=vBt

2h=gt2

解得

x1=2

对于滑块2,从A到C过程,由动能定理,得到

-μmgS=m-m

由于μ=0.5,根据几何关系S=2h,得vc==

从C点抛出后:

得x2=

依题意有:x1=x2

解得:v0=

即滑块的初速度v0应满足v0=

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简答题

将一小球以3m/s的速度水平抛出,它落地时的速度大小为5m/s,求小球在空中运动的时间及位移大小.

正确答案

竖直方向速度vy===4m/s

运动的时间t==s=0.4s

位移x===2m

答:小球在空中运动的时间为0.4s,位移大小为2m

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简答题

高台滑雪以其惊险刺激而闻名,运动员在空中的飞跃姿势具有很强的观赏性.某滑雪轨道的完整结构可以简化成如图24所示的示意图.其中AB段是助滑坡,倾角a=37°;BC段是水平起跳台;CD段是着陆坡,倾角θ=30°;DE段是水平的停止区,AB段与BC段圆滑相连.轨道各部分与滑雪板间的动摩擦因数均为μ=0.03,图中轨道最高点A处的起滑台距起跳台BC的竖直高度h=47m,水平起跳台BC长s=4.0m.运动员连同滑雪板的质量m=60kg,滑雪运动员从A点由静止开始起滑,通过起跳台从C点水平飞出,运动员在着陆坡CD上的着陆.设运动员在起跳前不使用雪杖助滑,无初速滑下,忽略空气阻力的影响,重力加速度g取10m/s2(sin37°=0.6,cos37°=0.8).求

(1)运动员在C点起跳时的速度大小

(2)运动员在着陆坡CD上的着陆位置与C点的距离.

正确答案

(1)设运动员从C点飞出时的速度为vC,从A运动到C的过程中运用动能定理得:

            mvC2-0=mgh-μmgcosα-μmgs

         带入数据解得:vC=30m/s

    (2)设运动员在CD上的着落位置与C点的距离为L,运动时间为t,根据平抛运动的基本公式得:

         水平方向:Lcosθ=vCt

         竖直方向:Lsinθ=gt2

         解得:L=120m

答:(1)运动员在C点起跳时的速度大小为30m/s;(2)运动员在着陆坡CD上的着陆位置与C点的距离为120m.

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简答题

如图所示,从h=3m高的水平桌面边缘A点,将小球(可看作质点处理)以v0=2m/s的初速度水平推出.有一足够长的挡板,其一端接A点正下方的B点,若忽略空气阻力,挡板与水平地面的夹角θ等于多少时,小球从A点抛出后会刚好垂直地撞在挡板上?(g取10m/s2

正确答案

如图所示,小球从A点抛出落到斜面上的C点时

速度关系为:tanθ==…①

位移关系:tanθ==…②

联立解得:t=0.6s,

tanθ=

所以θ=30°.

答:挡板与水平地面的夹角θ等于30°.

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简答题

小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动.当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水,

平距离d后落地,如图所示,已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重力加速度为g.忽略手的运动半径和空气阻力.求:

(1)绳断时球的速度大小v1

(2)绳能承受的最大拉力;

(3)改变绳长(绳承受的最大拉力不变),保持手的位置不动,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应为多少?最大水平距离为多少?

正确答案

(1)设绳断后球做平抛运动的时间为t1

竖直方向上:d=gt12,水平方向上:d=v1t1

解得v1=

(2)设绳能承受的最大拉力为Fm

球做圆周运动的半径为R=d

Fm-mg=m

解得Fm=mg.

(3)设绳长为l,绳断时球的速度为v2

有:Fm-mg=m,解得v2=

绳断后球做平抛运动,竖直位移为d-l,水平位移为x,时间为t2

有:d-l=gt22,x=v2t2

得x=4

当l=时,x有极大值xmax=d.

答:(1)绳断时球的速度大小v1=

(2)绳能承受的最大拉力为Fm=mg.

(3)要使球抛出的水平距离最大,绳长应为,最大水平距离为xmax=d.

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简答题

如图所示,竖直面内的正方形ABCD的边长为d,质量为m、电荷量为+q的小球从AD边的中点,以某一初速度进入正方形区域.若正方形区域内未加电场时,小球恰好从CD边的中点离开正方形区域;若在正方形区域内加上竖直方向的匀强电场,小球可以从BC边离开正方形区域.已知重力加速度为g,求:

(1)小球进入正方形区域的初速度V0

(2)要使小球从BC边离开正方形区域,求所加竖直方向的匀强电场的场强E的方向和E的大小范围.

正确答案

(1)未知电场时,小球做平抛运动,由平抛运动公式:

水平方向:=v0t

竖直方向:=gt2

解得:v0=

(2)要使小球从BC边离开正方形区域,应加竖直向上的匀强电场.

小球从C点离开正方形时,设场强为E1,由牛顿第二定律:mg-qE1=ma1初速度方向位移:d=v0t1

垂直初速度方向位移:=a1

解得:E1=

小球从B点离开正方形时,设场强为E2,由牛顿第二定律:qE2-mg=ma2

初速度方向位移:d=v0t2

垂直初速度方向位移:=a2

解得:E2=

场强E的大小范围为:≤E≤

答:(1)粒子的速度为

    (2)场强的范围为≤E≤,电场方向竖直向上.

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