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题型:简答题
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简答题

(14分)据报道:2012年10月14日,奥地利男子费利克斯·鲍姆加特纳在美国新墨西哥州东南部罗斯韦尔地区成功完成高空极限跳伞,从3.9万米高度起自由落体,创下纪录;时速达到约1342公里,成为不乘坐喷气式飞机或航天飞行器而超音速飞行的世界第一人.

(1)设定鲍姆加特纳连同装备总质量为,从距地高H处由静止开始竖直下落时达到最大速度,打开降落伞后,到达地面时速度可忽略不计,设定他下落整个过程中各处重力加速度都为.求:

①鲍姆加特纳连同装备从开始下落至到达地面的过程中,损失的机械能;

②由静止开始下落达到最大速度的过程中,克服阻力所做的功.

(2)实际上重力加速度与距地面高度有关,设定地面重力加速度数值为,地球半径R="6400" km,求距地高度处的重力加速度数值.(保留三位有效数字,不考虑地球自转影响)

正确答案

(1)① ②   (2)

试题分析: (1)①由题意知,由能量守恒定律:

解得:损失的机械能       (4分)

②对人下落的过程,由动能定理:

可得克服阻力所做的功   (4分)

(2)设距地高度处的重力加速度为

对地表的物体有:                 (2分)

高处的物体有:              (2分)

联立解得:                    (2分)

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题型:简答题
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简答题

(14分)(14分)某同学做了用吹风机吹物体前进的一组实验,吹风机随物体一起前进时,让出气口与该物体始终保持恒定距离,以确保每次吹风过程中吹风机对物体施加的水平风力保持恒定。设物体A和物体B的质量关系。在水平桌面上画等距的三条平行于桌子边缘的直线1、2、3,如图所示。空气和桌面对物体的阻力均忽略不计。

(1)用同一吹风机将物体按上述要求吹动A、B两物体时,获得的加速度之比;

(2)用同一吹风机将物体A从第1条线由静止吹到第2条线,又将物体B从第1条线由静止吹到第3条线。求这两次A、B物体获得的速度之比。

正确答案

(1)    (2)

试题分析:

(1)电吹风吹出的气体对两球施加的力恒定且相等,设为F,

由牛顿第二定律:             (2分)

    (3分)

(2)A、B两球在恒定F的作用下分别发生位移

由动能定理有:             (3分)

              (3分)

,联立得:     (3分)

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题型:简答题
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简答题

(2011·上海高考物理·T33)如图(a),磁铁A、B的同名磁极相对放置,置于水平气垫导轨上。A固定于导轨左端,B的质量m=0.5kg,可在导轨上无摩擦滑动。将B在A附近某一位置由静止释放,由于能量守恒,可通过测量B在不同位置处的速度,得到B的势能随位置x的变化规律,见图(c)中曲线I。若将导轨右端抬高,使其与水平面成一定角度(如图(b)所示),则B的总势能曲线如图(c)中II所示,将B在处由静止释放,求:(解答时必须写出必要的推断说明。取)

(1)B在运动过程中动能最大的位置;

(2)运动过程中B的最大速度和最大位移。

(3)图(c)中直线III为曲线II的渐近线,求导轨的倾角。

(4)若A、B异名磁极相对放置,导轨的倾角不变,在图(c)上画出B的总势能随x的变化曲线.

正确答案

(在5.9 ~ 6.3cm间均视为正确) 

⑵ 1.31m/s (在1.29~1.33 m/s间均视为正确),18.0cm (在17.9~18.1cm间均视为正确)

⑶59.7°(间均视为正确)

⑷见解析

(1)势能最小处动能最大          

由图线II得

                   

(在5.9 ~ 6.3cm间均视为正确)

(2)由图读得释放处势能,此即B的总能量。出于运动中总能量守恒,因此在势能最小处动能最大,由图像得最小势能为0.47J,则最大动能为

     

(在0.42 ~ 0.44J间均视为正确)

最大速度为

                             

(在1.29~1.33 m/s间均视为正确)

x="20.0" cm处的总能量为0.90J,最大位移由E=0.90J的水平直线与曲线II的左侧交点确定,由图中读出交点位置为x=2.0cm,因此,最大位移

                                           

(在17.9~18.1cm间均视为正确)

(3)渐近线III表示B的重力势能随位置变化关系,即

                                           

由图读出直线斜率

        

间均视为正确)

(4)若异名磁极相对放置,A,B间相互作用势能为负值,总势能如图。      

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题型:简答题
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简答题

(1)物体第一次通过点时的速度大小和对点处轨道的压力各为多大?

(2)物体第一次离开点后在空中做竖直上抛运动,不计空气阻力,则最高点点之间的高度差为多大?

(3)物体从空中又返回到圆轨道和斜面.多次反复,在整个运动过程中,物体点处轨道的最小压力为多大?

正确答案

(1) (2) 

(3)

(1)物体P从A下滑经B到C过程中根据动能定理:

                   (3分)

                                                                           (3分)

点时                                (3分)

根据牛顿第二定律,点的压力                          (1分)

(2))从机械能守恒                                      (2分)

间高度差                                                 (1分)

(3)物体最后在与其等高的圆弧轨道上来回运动时,经点压力最小,由根据机械能守恒

                      (3分)

                                       (2分)

根据牛顿第三定律          压力(1分)

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题型:简答题
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简答题

如图所示,物体从高为h的斜面上的A点由静止滑下,在水平面的B点静止.若使其从B点开始运动,再上升到斜面上的A点,需给物体多大的初速度?

正确答案

从A到B的过程中,根据动能定理得:

mgh-Wf=0-0

解得:Wf=mgh

从B从A的过程中,根据动能定理得:

0-mv02=-mgh-Wf

解得:v0=2

答:需给物体2的初速度才能从B点开始运动,再上升到斜面上的A点.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,一人将质量为1kg的小球从h=10m高处以与水平方向成30°角斜向上方抛出,小球落地时的速度为vt=15m/s,不计空气阻力,请你用动能定理或机械能守恒定律求出小球抛出时的速度v0(g取10m/s2).

正确答案

解法一:运用动能定理.

以小球作为研究对象,对小球在空中运动过程,列动能定理有

   WG=Ekt-EkO   

即:mgh=m-m

得 v0=  

代入数据得:vt=5m/s  

解法二:取地面为零势能面,由机械能守恒定律得:

  m+mgh=m 

即得v0=

代入数据得:vt=5m/s

答:小球抛出时的速度v0为5m/s.

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题型:简答题
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简答题

两个质量分别为的小滑块A、B和一根轻质短弹簧,弹簧的一端与小滑块A粘连,另一端与小滑块B接触而不粘连.现使小滑块A和B之间夹着被压缩的轻质弹簧,处于锁定状态,一起以速度在水平面上做匀速直线运动,如题8图所示.一段时间后,突然解除锁定(解除锁定没有机械能损失),两滑块仍沿水平面做直线运动,两滑块在水平面分离后,小滑块B冲上斜面的高度为.斜面倾角,小滑块与斜面间的动摩擦因数为,水平面与斜面圆滑连接.重力加速度.求:(提示:

(1)A、B滑块分离时,B滑块的速度大小.

(2)解除锁定前弹簧的弹性势能.

正确答案

(1)   (2)

试题分析:(1)设分离时A、B的速度分别为

小滑块B冲上斜面轨道过程中,由动能定理有: ① (3分)

代入已知数据解得:   ② (2分)

(2)由动量守恒定律得:  ③ (3分)

解得: (2分)

由能量守恒得: ④ (4分)

解得:  ⑤ (2分)

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题型:填空题
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填空题

将质量为m的物体以速度v0以地面竖直向上抛出,运动过程中所受空气阻力大小恒为f。重力加速度为g。物体能够上升的最大高度为________,落回地面时的动能比抛出时的动能减少了________________。

正确答案

试题分析:根据动能定理,解得。落回地面时的动能比抛出时动能减少量为

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题型:简答题
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简答题

如图所示,AB为斜面轨道,与水平方向成45°角,BC为水平轨道,两轨道在B处通过一段小圆弧相连接,一质量为m的小物块,自轨道AB的A处从静止开始沿轨道下滑,最后停在轨道上的C点,已知A点高h,物块与轨道间的滑动摩擦系数为,求:

(1)在整个滑动过程中摩擦力所做的功

(2)施加一平行于接触面外力使物块缓慢地沿原路回到A点所需做的功

(3)小物块经过AB段与BC段时间之比

正确答案

(1)mgh(2)2mgh(3)

试题分析:(1)物块由A运动到C过程,由动能定理有

得:

(2)物块由C经B运动到A过程,据动能定理有

得:

(3)物块下滑的过程,有

得: 

得:

点评:应用动能定理解决多过程问题时,比较方便,但是需要注意各个过程的始末状态,以及力做功情况

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题型:简答题
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简答题

小球自h=2m的高度由静止释放,与地面碰撞后反弹的高度为h.设碰撞时没有动能的损失,且小球在运动过程中受到的空气阻力大小不变,且以后每碰撞地面一次弹起的高度为碰前的倍 .求:

(1)小球受到的空气阻力是重力的多少倍?

(2)小球运动的总路程.

正确答案

(1)  mg(2)14 m

设小球质量为m,所受阻力大小为F

(1)小球从h处释放时速度为零,与地面碰撞反弹到 h时,速度也为零,

由动能定理得mg(h-  h)-F(h+   h)=0   (3分)

解得F=   mg                            (3分)

(2)设小球运动的总路程为s,且最后小球静止在地面上,由动能定理得:

mgh-Fs=0                              (3分)

s=   h=7×2 m="14" m                     (3分)

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简答题

在距地面12m高处,以12m/s的水平速度抛出质量为0.5kg的小球,其落地时速度大小为18m/s,求小球在运动过程中克服阻力做功?(g=10m/s2

正确答案

在整个过程中,由动能定理可得:

mgh-Wf=mv2-mv02

解得Wf=15J;

答:球在运动过程中克服阻力做功为15J.

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简答题

匀强电场中场强为40N/C,在同一条电场线上有A、B两点,把质量为2×10-9kg、带电荷为-2×10-9的微粒从A点移到B点,静电力做1.5×10-7J的正功.

(1)A、B两点间电势差UAB是多少?

(2)A、B两点间距离是多少?

(3)若微粒在A点具有与电场线同向的速度10m/s,在只有静电力作用的情况下,求经过B点时的速度.

正确答案

(1)UAB==V=-75V

故A、B两点间电势差UAB是-75V.

(2)根据匀强电场的场强公式E=得,

d==m=1.875m.

(3)根据动能定理得,W=mvB2-mvA2

vB==5m/s

故经过B点时的速度为5m/s.

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简答题

跳高是体育课常进行的一项运动,小明同学身高1.70m,质量为60Kg,在一次跳高测试中,他先弯曲两腿向下蹲,再用力蹬地起跳,从蹬地开始经0.40s竖直跳离地面.假设他蹬地的力恒为1050N,其重心上升可视为匀变速直线运动.求小明从蹬地开始到最大高度过程中机械能的增加量(不计空气阻力,g取10m/s2

某同学进行如下计算:小明起跳蹬地过程中,受到地的弹力F作用,向上做匀加速直线运动,因为地面的弹力与蹬地的力F’是作用力和反作用力,因此有

F=F’=1050N    ①

根据牛顿第二定律            F=ma      ②

经0.40s跳离地面时的速度       v=at     ③

起跳后人做竖直上抛运动,设上升的最大高度为h,则v2=2gh    ④

在最高点,动能为零,机械能的增加量为△E=△Ep=mgh

联立以上各式即可求解.你认为该同学的解答是否正确?如果认为正确,请求出结果;如果认为不正确,请说明理由,并作出正确解答.

正确答案

不正确,小明起跳时的加速度计算错了.         

F-mg=ma     

a==m/s2=7.5 m/s2   

起跳离地前,重心升高:h=at2=0.6m      

外力对小明做的功就是小明机械能的增加量

△E=Fh=1050×0.6=630J      

答:不正确,小明起跳时的加速度计算错了.机械能的增加量为630J

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简答题

如图所示,一质量M=5kg的平板小车静止在水平地面上,小车与地面间的动摩擦因数μ1=0.1,现在给小车施加一个水平向右的拉力F=15N,经t=3s后将一质量为m=2kg的货箱,(可视为质点)无初速度地放置于平板车上,货箱与小车间的动摩擦因数μ2=0.4,货箱最后刚好未从小车上落下,求货箱刚放上小车时离车后端的距离.

正确答案

对车进行受力分析:车受重力、支持力、摩擦力、拉力.

f=μ1Mg=5N

运用牛顿第二定律:

车加速度a==m/s2=2m/s23s后的车的末速度v=at=2×3m/s=6m/s

因为刚将货箱放上去初速度为0而车的速度是6m/s所以货箱相对车而言向后运动,一直到加速到跟车的速度为止才相对静止

而此时车受到的摩擦力增加,加速度改变!

对货箱分析:货箱受到向前的摩擦力分f12mg=8N

对车分析:车受到地面和货箱施加的向后的摩擦力f21(Mg+mg)+f1=15N.

运用牛顿第二定律得:

此时车加速度是0

货箱的加速度是4m/s2设当ts后货箱和车的速度相同(货箱速度不会超过车)

对货箱根据v=at得:

4t=6,t=1.5s

因为货箱最后刚好未从小车上落下,所以货箱距离车后端的距离等于车移动的位移减去货箱移动的位移

在1.5s内车移动的位移为xM=vt=9m

在1.5s内货箱移动的位移xm=at2=4.5m

货箱距离车后端的距离△x=xM-xm=4.5m

答:货箱距离车后端的距离为4.5m.

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简答题

如图所示,倾角为θ的光滑斜面上有轻杆连接的A、B两个小物体,A的质量为m,B的质量为3m,轻杆长为L,A物体距水平地面的高度为h,水平地面光滑,斜面与水平地面的连接处是光滑圆弧,两物体从静止开始下滑.求:

(1)两物体在水平地面上运动时的速度大小?

(2)在整个运动过程中,杆对B物体所做的功?

正确答案

(1)A、B一起从斜面运动到水平地面的过程中,机械能守恒,设在水平地面上的共同速度为v,则

mgh+3mg(h+Lsinθ)=(m+3m)v2

解得v=

(2)设在整个运动过程中,杆对B物体做的功为W,根据动能定理有

3mg(h+Lsinθ)+W=•3mv2-0

解得W=-mgLsinθ

答:(1)两物体在水平地面上运动时的速度大小是

(2)在整个运动过程中,杆对B物体所做的功是-mgLsinθ.

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