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题型:填空题
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填空题 · 12 分

17.如图所示,固定点O上系一长L = 0.5 m的轻细绳,细绳的下端系一质量m = 1.0 kg的小球(可视为质点),原来处于静止状态,球与平台的B点接触无压力,平台高h = 0.80 m,一质量M = 2.0 kg的物块开始静止在平台上的P点,现对物块施予一水平向右的初速度V0,物块沿粗糙平台自左向右运动到平台边缘B处与小球发生正碰,碰后小球在绳的约束下做圆周运动,恰好能通过最高点A,而物块落在水平地面上的C点,其水平位移S=1.0 m,不计空气阻力,g =10 m/s2 ,求:

(1)求物块碰撞后的速度;

(2)若平台表面与物块间动摩擦因数μ=0.5,物块与小球的初始距离为S1=1.5 m,物块在P处的初速度大小为多少?

正确答案

(1)V=2.5 m/s;

(2)

解析

(1)碰后物块M做平抛运动,设其平抛运动的初速度为V

    S = Vt      得:= 2.5 m/s

(2)物块与小球在B处碰撞,设碰撞前物块的速度为V1,碰撞后小球的速度为V2

由动量守恒定律:   MV1 = mV2 + MV

碰后小球从B处运动到最高点A过程中机械能守恒,设小球在A点的速度为VA

小球在最高点时依题给条件有:

物块M从P运动到B处过程中,由动能定理:

解得:=2  m/s

考查方向

本题主要考查了力学- 平抛运动、动量守恒定律、动能定理

解题思路

(1)平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据水平方向上和竖直方向上的运动规律求出质量为M的物块落地时的速度大小。

(2)根据牛顿第二定律和机械能守恒定律求出碰撞后B球的速度,根据平抛运动得出M碰后的速度,结合动量守恒定律求出碰撞前M到达B点的速度,根据动能定理求出物块M在P处的初速度大小。

易错点

非弹性碰撞,动量守恒定律,机械能不守恒。

知识点

平抛运动动量守恒定律动能 动能定理
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

8.如图所示,已知某匀强电场方向平行于正六边形ABCDEF所在平面。若规定D点电势为零,则A、B、C的电势分别为8V、6V、2V。初动能为12eV、电荷量大小为2e(e为元电荷)的带电粒子从A沿着AC方向射入电场,恰好经过BC的中点G。不计粒子的重力,下列说法正确的是()

A该粒子一定带负电

B该粒子达到点G时的动能为20eV

C只改变粒子在A点初速度的方向,该粒子不可能经过C

D若该粒子以不同速率从D点沿DF方向入射,该粒子可能垂直经过CE

正确答案

A,C

解析

如图,作辅助线BH垂直平分AC;连接HG;作HI垂直平分BG

       G、H、I是中点,所以电势分别为4V、5V、5V,所以HI为等势面,CE也是等势面,所以电场线方向沿AD方向。A、根据曲线运动的轨迹要夹在F与V之间,所以该粒子一定带负电,A正确;B、从A到G由动能定理得:q(φA-φG)=EkG-EkA

      带入数据得EkG=4eV,所以B错误;C、根据曲线运动的规律知,C正确;D、因为DF不是电场线方向,粒子做曲线运动,不可能垂直等势面CE,所以D错误。

考查方向

本题主要考查了电磁学-静电场-电势、电势差、

解题思路

       该电场中已知三点的电势,可以通过作辅助线找出它们之间的关系,从而确定该电场的特点与方向。

       匀强电场中U=Ed ,d是在电场线方向的距离,根据这个公式可以知道无论两点在哪两点间距离都能分解为沿电场线方向和垂直电场线方向,垂直电场线方向上电势不变,只需看沿电场线方向的距离,再根据公式可知UAG=φA-φG=Ed UGC=φG-φC=Ed 所以 φA-φG=φG-φC ,即 φG=(φA+φC)/2 所以两点间的电势是两点电势的平均值 匀强电场中等势线是互相平行的,因为电场线互相平行且等势线与电场线垂直,所以等势线知道电场线就知道了。

易错点

该题通过比较几个点的电势,得出该电场的特点与方向,解题的关键是通过使用辅助线来说明问题.

知识点

动能 动能定理电势能和电势带电粒子在匀强电场中的运动
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

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

A油滴受到的电场力大小为mg

B油滴的动能先减小后增大

C油滴的机械能先增大后减小

D如果油滴带正电,则O点与P点之间的距离为

正确答案

B

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

本题采用运动的分解法研究一般的曲线运动,抓住两个分运动的等时性,由运动学公式、动能定理和牛顿第二定律结合进行求解。

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

运动的合成和分解动能 动能定理
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

7.两个圆管道的半径均为R,通过直管道将它们无缝连接在一起.让一直径略小于管径的小球从入口A处无初速度放入,B、C、D是轨道上的三点,E为出口,其高度略低于入口A.已知BC连线经过右侧圆管道的圆心,D点与圆管道的圆心等高,以下判断正确的有(  )

(在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有选错的得0分。)

A如果小球与管道间无摩擦,在D点处,管道的右侧会受到小球的压力

B如果小球与管道间无摩擦,小球一定能从E点射出

C如果小球与管道间有摩擦,且小球能运动到C点,此处管道对小球的作用力可能为零

D如果小球与管道间有摩擦,小球不可能从E点射出

正确答案

B,C

解析

解:A、由于小球在D点做圆周运动,所以知管道左侧受到小球的压力, 故A错误;

B、若光滑,则A到E过程中机械能守恒,所以小球能从E点射出.故B正确;

C、若不光滑,小球到达C点的速度不确定,管道对小球的作用力可能为0,故C正确。

D、只要A、E间高度差足够大,足以克服摩擦力做功就有可能从E点射出,故选项D错误;

故选:BC

考查方向

本题从光滑与不光滑两种情况入手分析,利用机械能守恒定律与动能定理,来分析小球受力情况.值得注意的是,当小球在C点时,可能受向上支持力,也可能受到向下压力.

解题思路

A. 让小球在竖直放置的空心粗糙塑料管中运动,利用牛顿第二定律与圆周运动的向心力公式,可求出某点的受力情况.

B. 同时运用动能定理,可找出某两点的速度与这两点的高度关系.

C. 小球从高于E点的A点静止释放,若光滑时则由机械能守恒定律,可得出小球是否能从E点射出.

D. 当小球到达最高点C时,由速度结合牛顿第二定律可得出小球的受力情况.

易错点

在管中的列动能定理不会求重力做功对应的高度差,以及圆管中水平和竖直的四个点的临界速度

知识点

动能 动能定理机械能守恒定律
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

7.如图所示,一半径为R,粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置,直径POQ水平。轨道上的A点离PQ的距离为R,一质量为m的质点自P点上方某处由静止开始下落,从P点进入轨道后刚好能到达Q点并能再次返回经过N点。已知质点第一次滑到轨道最低点N时速率为v1,第一次到达A点时速率为v2,选定N点所在的水平面为重力势能的零势能面,则()

Av1v2

Bv1v2

C从N到Q的过程中,动能与势能相等的点在A点上方,从Q到N的过程中,动能与势能相等的点在A点下方

D从N到Q的过程中,动能与势能相等的点在A点下方,从Q到N的过程中,动能与势能相等的点在A点上方

正确答案

B,C

解析

 

       从Q到N摩擦力做功为WQN由动能定理得:mgR-WQN=0,即WQN= mgR,又因为速度减小摩减小,所以。出发点到P点的高h,从出发点到Q点:mgh-WPQ=0,即,P点动能

       AB、P到N点:mgR-WPN=1/2mv12-Ekp,即。同理,所以v1v2,A错误B正确;

       CD、在N点有,又f=N,所以速度减小摩擦力减小,速度增大摩擦力增大。N到P,摩擦力做功NA段大于AQ段,由动能定理知动能与势能相等的点在A点上方,同理可知从Q到N的过程中,动能与势能相等的点在A点下方。所以C正确,D错误。

故选BC

考查方向

本题主要考查了力学-功能关系-动能定理;

解题思路

因为是曲线运动,所以应该根据动能定理结合牛顿第二定律分析

易错点

在N点有,又f=N,所以速度减小摩擦力减小,速度增大摩擦力增大。

知识点

动能 动能定理重力势能
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

《智勇大冲关》是湖南卫视全新制作全民体验竞技魅力的节目在这档节目中,除了能让观众体会到亲身参与挑战的兴奋和激情外,还邀请众多明星现身其中,做到真正的全民娱乐。如图为水上滑梯示意图,滑梯斜面轨道与水平面间的夹角为,底部平滑连接一小段水平轨道(长度可以忽略),斜面轨道长,水平端与下方水面高度差为.一质量为的人从轨道最高点A由静止滑下,若忽略空气阻力,将人看作质点,人与轨道间的动摩擦因数为0.5,重力加速度为, ,求:

15.人在斜面轨道上的加速度大小;

16.若在水面上与滑梯末端B水平相距的位置放置一宽度为,厚度不计的海绵垫子,要使人最终落到海绵垫子上,则从A点下滑时,人具有的初动能在什么范围内?

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

(1)设人在滑梯上的加速度为a,由牛顿第二定律得:

代入数据解得

考查方向

本题主要考查了牛顿第二定律,要求学生熟练运用牛顿第二定律列方程,体现了学生的基础知识掌握能力;

解题思路

据题目信息可知:本题考查牛顿第二定律知识点,具体解题步骤如下: 1.对人进行受力分析,求出人沿斜面方向上的合外力; 2.依据牛顿第二定律列方程求解;

易错点

关键对人进行正确的受力分析根据牛顿第二定律列方程。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

人从滑梯的末端B落到海绵垫子上的过程做平抛运动设人离开滑梯的速度为v,运动的水平位移为x,则有

,人离开滑梯时的水平速度最小,为

时,人离开滑梯时的水平速度最大,为

设人在A点的初动能为,由动能定理得从A点到滑梯末端B点的运动过程中有:

由此可得人在A点的最小动能和最大动能分别为

即初动能的范围为

考查方向

本题主要考查了平抛运动;动能定理的应用,属于中档题,是高考的热点,常与牛顿第二律,运动学等知识点交汇命题。

解题思路

据题目信息可知:本题考查平抛运动;动能定理的应用知识点,具体解题步骤如下: 1.人从B点飞出后做平抛运动,水平方向分运动是匀速直线运动,竖直方向分运动是自由落运动从竖起分运动求出人落在水面上的时间; 2.依海绵垫左右边界确定出人从B点飞出时的速度,再根据动能定理求出人在A的动能的范围;

易错点

关键是要使人最终落到海绵垫子上,找出人做平抛运动水平位移的范围。

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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

2.如图所示,实线是两个等量点电荷形成电场的等势面,虚线是一带电粒子仅在电场力作用下运动的轨迹,abc、d是轨迹上的四个点,bPQ连线的中点.则(  )

A两点电荷PQ是异种电荷

B带电粒子在a点的电势能大于在b点的电势能

C带电粒子在a点的速度大于在d点的速度

Da点的电场强度小于b点的电场强度

正确答案

B

解析

由带电粒子运动轨迹可以看出其靠近PQ两电荷时均受到库仑斥力作用,所以PQ两点电荷电性相同,选项A错误;若带电粒子从b点向a点运动,电场力做负功,其电势能增加,选项B正确.;由于两点电荷带等量同种电荷,从图象可以看出d点与a点电势相等,经判断可知带电粒子在a点的速度等于在d点的速度,选项C错误;由于a点等势面比b点等势面密,故a点电场强度大,选项D错误

考查方向

等量同种电荷形成的电场,物体做曲线运动的条件是有指向曲线凹侧方向的合力,合力的功和动能变化的关系,电场力做功和电势能变化的关系

解题思路

本题考查电势能、等势面、曲线运动及动能定理

易错点

等量的异种电荷之间的等势面和等量的同种电荷的等势面相混淆,合力的功影响动能变化和电场力做功影响电势能的变化相混淆

知识点

动能 动能定理电势能和电势等势面
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

6.如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m=0.1kg,套在粗糙固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长,圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C处的速度为零,AC间距离为h=0.2m,若圆环在C处获得一竖直向上的速度υ=2m/s,恰好能回到A处,弹簧始终在弹性范围内,重力加速度为g=10m/s2,则圆环  (    )

(在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,不选或有选错的得0分。)

A下滑过程中,加速度一直减少

B下滑过程中,克服摩擦力做的功0.1J

C在C处,弹簧的弹性势能为0.2J

D上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度

正确答案

B,D

解析

A 受力分析知下滑的过程中,加速度是先减小后增加

B 对上滑过程列动能定理, ,而下滑过程,两式联立解得Wf=0.1J,故B选项正确

C 由B选项的分析,可发现=0.1J,所以C选项错误

D 下滑过程中,A到B:,上滑过程中B到A:,比较可知

考查方向

本题主要考查了牛顿第二定律,a与合力的关系,及动能定理

解题思路

A可以受力分析,应用牛顿第二定律判断力的变化,引起加速度a的变化

B可以在下滑过程中应用动能定理来求解克服摩擦力做的功

C在C处的弹性势能可以应用功能关系来进行计算

D可以列上滑和下滑的两个动能定理

易错点

关于动能定理中克服摩擦力做功的计算

知识点

牛顿第二定律动能 动能定理功能关系
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题型:简答题
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简答题 · 20 分

如图所示,在竖直平面xOy内,x轴的下方存在匀强电场和磁感应强度大小B=0.02T的匀强磁场,电场竖直向上,磁场的方向垂直字面向里,在x轴的上方空间存在电场强度大小=0.075N/C、方向水平向右的匀强电场。有一粗糙的方口塑料直管置于y轴上,长为3m,其开口端正好位于坐标原点O处,一质量m=4×10-6kg电荷量q=4×0-4C的带电小滑块(尺寸比管口边长略小)自塑料直管A处,由静止开始运动,当运动到离管口0.2m处的C点时已达到最大速度v0=5m/s,并最终从管口射出。已知小滑块与直管间动摩擦因数μ=0.5。重力加速度g=10m/s2

19.求电场强度的大小

20.求小滑块从A点开始运动到原点O的过程中克服摩擦力做的功。

21.求小滑块从管口射出后的最小速度。

第(1)小题正确答案及相关解析

正确答案

=0.15N/C。

解析

小滑块在管内匀速运动时,有q=mg+f

又f=μN=μq v0B

解得:==0.15N/C。

考查方向

本题主要考查了受力分析,和牛顿第二定律。

解题思路

最大速度是指合力为零,所以对C点受力分析,从而求出电场力,进而求出电场强度。

易错点

最大速度是指加速度为零时的速度。

第(2)小题正确答案及相关解析

正确答案

Wf =1×10-6J

解析

小滑块从A点运动到O点的过程中,根据动能定理,有:

小滑块克服摩擦力做功:=1×10-6J

考查方向

本题主要考查了带电粒子在复合场中关于运动和能量的问题。

解题思路

摩擦力是变力,求摩擦力做功就只能用动能定理解决。

易错点

摩擦力做功是变力做功,所以要用动能定理。

第(3)小题正确答案及相关解析

正确答案

 vmin=3 m/s

解析

小滑块从管口射出后,在水平方向做初速度为零的匀加速运动,

其加速度大小       小滑块从管口射出后,竖直方向做初速度为v0的竖直上抛运动,

加速度大小等于g=10m/s2

经过任意t时间,小滑块的速度

代入数据整理得:

当t=0.32s时,小滑块速度最小,并且最小速度:vmin=3 m/s

考查方向

本题主要考查了带电粒子在复合场中关于运动的问题。

解题思路

在水平电场中,分析运动情况,可知在水平方向上做匀加速运动,在竖直方向上做匀减速运动,用运动的合成和分解,通过数学方法求最小值,即可求出答案。

易错点

最小速度是指合速度最小,运用运动的合成和分解列出数学表达式。

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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

17.如图所示,在竖直平面内有一半径为R的圆弧轨道,半径OA水平、OB竖直,一个质量为m的小球自A的正上方P点由静止开始自由下落,小球恰好能沿轨道到达最高点B。已知AP=2R,重力加速度为g,则小球从P到B的运动过程中

A重力做功2mgR

B机械能减少mgR

C合外力做功mgR

D克服摩擦力做功mgR

正确答案

B

解析

:A、重力做功WG=mg(2R-R)=mgR,故A错误;

B、小球沿轨道到达最高点B时恰好对轨道没有压力,则有,解得:

则机械能减少量为,故B正确;

C、根据动能定理得:合外力做功 故C错误;

D、根据功能原理可知,克服摩擦力做功等于机械能的减少,为0.5mgR,故D错误;

故选:B

考查方向

本题考查功能关系,动能定理;

解题思路

重力做功只跟高度差有关,只有重力或弹簧弹力做功时,机械能守恒,根据动能定理求解合外力做的功及摩擦力做的功。

易错点

理解功是能量转化的量度,克服摩擦力做功等于机械能的减少。

知识点

动能 动能定理功能关系
下一知识点 : 动能定理的应用
百度题库 > 高考 > 物理 > 动能 动能定理

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