- 运动的合成和分解
- 共81题
4.如图所示,真空中的电场方向水平向右,从O点斜向上射入该电场中的带电油滴质量为m,其初速度大小为v,方向与电场方向成60°角,当油滴到达运动轨迹的最高点P时,速度大小仍为v。重力加速度为g,则对油滴从O点运动P点过程中,下列说法正确的是
正确答案
解析
试题分析:将油滴的运动分解为水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀减速运动,则竖直方向的分速度为:,水平方向的分速度为:
,则竖直方向:
如果油滴带正电:水平方向:,带入数据,可以得到:
;
如果油滴带负电:水平方向:,带入数据,可以得到:
,故选项A错误;受力分析知,合力与速度的夹角先为钝角后为锐角,根据初末速度相等可以知道,整个过程中动能先减小后增大,故选项正确;如果油滴带正电,电场力一直做正功,根据功能关系可以知道,机械能一直增加,如果油滴带负电,电场力先做负功后做正功,则整个过程机械能先减小后增加,故选项C错误;竖直方向的位移:
,若油滴带正电,则水平方向的位移为:
,则O点与P点之间的距离
,故选项D错误。故选B.
考查方向
解题思路
A将油滴的运动分解为水平方向的匀加速运动和竖直方向的匀减速运动,
B 根据动能定理,看合外力做功可以影响动能变化
C 除了重力以外力的功决定机械能的增减,可以判断机械能的增减
D 利用分运动中速度和位移的关系式,之后将分运动进行合成,可以解决OP之间的距离
易错点
不去分解合运动,分运动不能确定。
知识点
2.在离地高h处,以速度v0抛出一小球,不计空气阻力,已知h=。则小球落地时间不可能是(已知重力加速度为g)()
正确答案
解析
当小球竖直下抛时:
…(1)
又…(2)
两式联立解之得,
当小球竖直上抛时:
…(3)
由(2)(3)联立解之得,
故小球落地时间介于:
所以小球的落地时间不可能是.
本题选不可能的,故选:D.
考查方向
解题思路
依题意,当小球竖直下抛时,小球落地时间最短,小球竖直上抛时,小球落地时间最长.小球落地时间介于两时间之间.分别求出最短时间和最长时间即可选出答案.
易错点
分清小球在空中运动的最长时间和最短时间两种情况是解决本题的关键.故只有分清物体运动过程、正确选择公式才可有效解决好运动学问题.
知识点
15.如图,长为L的直棒一端可绕固定轴O在竖直平面内转动,另一端搁在升降平台上,平台以速度υ匀速上升,当棒与竖直方向的夹角为θ时,棒的角速度为
正确答案
解析
棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上,如图所示,
合速度v实=ωL,沿竖直向上方向上的速度分量等于v,即ωLsinθ=v,
所以ω=.
考查方向
解题思路
应清楚棒与平台接触点的实际运动即合运动方向是垂直于棒指向左上,竖直向上是它的一个分速度,把速度分解,根据三角形知识求解.
易错点
找合速度是本题的关键,应明白实际的速度为合速度.然后分解速度,做平行四边形,根据三角形求解
知识点
8.人用绳子通过定滑轮拉物体A,A穿在光滑的竖直杆上,当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时,绳与竖直杆的夹角为θ,则物体A实际运动的速度是( )
正确答案
解析
将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,如图所示,拉绳子的速度等于A沿绳子方向的分速度,
根据平行四边形定则得,实际速度为:v=。
考查方向
解题思路
将A的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,根据平行四边形定则求出A的实际运动的速度。
易错点
本题的关键知道速度的合成与分解遵循平行四边形定则,注意会画出正确的速度的分解图。
知识点
如图所示,宽L=2m、足够长的金属导轨MN和M′N′放在倾角为θ=30°的斜面上,在N和N′之间连接一个R=2.0Ω的定值电阻,在AA′处放置一根与导轨垂直、质量m=0.8kg、电阻r=2.0Ω的金属杆,杆和导轨间的动摩擦因数μ=,导轨电阻不计,导轨处于磁感应强度B=1.0T、方向垂直于导轨平面的匀强磁场中。用轻绳通过定滑轮将电动小车与杆的中点相连,滑轮与杆之间的连线平行于斜面,开始时小车位于滑轮正下方水平面上的P处(小车可视为质点),滑轮离小车的高度H=4.0m。启动电动小车,使之沿PS方向以v=5.0m/s的速度匀速前进,当杆滑到OO′位置时的加速度a=3.2m/s2,AA′与OO′之间的距离d=1m。
41. 求该过程中,通过电阻R的电量q;
42.杆通过OO′时的速度大小;
43.杆在OO′时,轻绳的拉力大小;
44.上述过程中,若拉力对杆所做的功为13J,求电阻R上的平均电功率。
正确答案
0.5C
解析
平均感应电动势=ΔΦ/Δt=BLd/Δt,q=
Δt=EΔt/(R+r)=BLd/(R+r),代入数据,可得q=0.5C。
考查方向
解题思路
首先利用法拉第电磁感应定律求电量,通过牛顿第二定律求加速度,利用动能定理求变力做功。
易错点
在求解电量的时候移动要注意不能用切割磁感线的表达式求解
正确答案
3m/s
解析
几何关系:H/sinα-H=d,解得sinα=H/(H+d)=0.8,α=53°。杆的速度等于小车速度沿绳方向的分量:v1=vcosα=5.0×0.6m/s=3.0m/s。
考查方向
解题思路
首先利用法拉第电磁感应定律求电量,通过牛顿第二定律求加速度,利用动能定理求变力做功。
易错点
在求解电量的时候移动要注意不能用切割磁感线的表达式求解
正确答案
12.56N
解析
摩擦力Ff=μmgcosθ=×0.8×10×
N=3N,安
培力F安=BIL=
代入数据,可得F安=3.0N,牛顿定律:FT-mgsinθ-Ff-F安=ma,解出FT=mgsinθ+Ff+F+ma=0.8×10×0.5+3+3+0.8×3.2=12.56N。
考查方向
解题思路
首先利用法拉第电磁感应定律求电量,通过牛顿第二定律求加速度,利用动能定理求变力做功。
易错点
在求解电量的时候移动要注意不能用切割磁感线的表达式求解
正确答案
2.0W
解析
动能定理:W+W安+(-mg·dsinθ)+(-Ff·d)=-0,解出W安=-2.4J,产生总的电热Q总=2.4J,R上的电热QR=1.2J,此过程所用的时间t=(Hcotα)/v=0.6s,R上的平均电功率
考查方向
解题思路
首先利用法拉第电磁感应定律求电量,通过牛顿第二定律求加速度,利用动能定理求变力做功。
易错点
在求解电量的时候移动要注意不能用切割磁感线的表达式求解
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