以纸带的左端与重物相连;
(2)要验证机械能守恒,应求得某点的速度才行,由数据可得B的速度,故选B点 (3)从O到B的距离:h=19.20cm;B的速度为v=故△EP=mgh=1.00×9.80×19.20×10?2J=1.88J △Ek=mv2=×1.00×1.922J=1.84J
(4)结论是:在误差允许的范围内,重物动能增加量等于重力势能减少量,机械能守恒. 点睛:验证机械能守恒只要验证mgh=m(v2v02),故不用测定质量,但要知道高度差和速度值,由于摩擦影响,动能增加量要小于重力势能减小量.
14. 图1是“研究平抛物体运动”的实验装置图,通过描点画出平抛小球的运动轨迹. (1)以下是实验过程中的一些做法,其中合理的有_____. a.安装斜槽轨道,使其末端保持水平 b.每次小球释放的初始位置可以任意选择 c.每次小球应从同一高度由静止释放
d.为描出小球的运动轨迹,描绘的点可以用折线连接
cm/s=1.92m/s
(2)图2是某同学根据实验画出的平抛小球的运动轨迹,O为平抛的起点,在轨迹上任取三点A、B、C,测得A、B两点竖直坐标y1为5.0cm、y2为45.0cm,A、B两点水平间距△x为40.0cm.则平抛小球的初速度v0为_____m/s,若C点的竖直坐标y3为60.0cm,则小球在C点的速度vC为_____m/s(结果保留两位有效数字,g取10m/s2). 【答案】 (1). ac (2). c (3). 2.0 4.0
【解析】试题分析:(1)通过调节使斜槽末端保持水平,是为了保证小球做平抛运动,故A正确;因为要画同一运动的轨迹,必须每次释放小球的位置相同,且由静止释放,以保证获得相同的初速度,故B错误,C正确;用描点法描绘运动轨迹时,应将各点连
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成平滑的曲线,不能练成折线或者直线,故D错误。 (2)物体在竖直方向做自由落体运动,可得:误。
(3)根据平抛运动的处理方法,竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动, 所以
,
,水平方向的速度,即平抛小球的初速度为
,若C点的竖直坐标为
,
;水平方向做匀速直线运动,
;联立
,因初速度相同,故为常数,故应为正比例关系,故C正确,ABD错
联立代入数据解得:度: 据公式可得:
,所以
,则小球在C点的对应速
,所以C点的速度为:。
考点:研究平抛物体的运动
【名师点睛】解决平抛实验问题时,要特别注意实验的注意事项,在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理,要注重学生对探究原理的理解,提高解决问题的能力;灵活应用平抛运动的处理方法是解题的关键。
三、解答题(共4小题,满分40分)
15. 用一根长为l的轻质不可伸长的细绳把一个质量为m的小球悬挂在点O,将小球拉至与悬点等高处由静止释放,如图所示.求:
(1)小球经过最低点时,速度大小及细绳的拉力大小.
(2)小球经过最低点左边与竖直方向成60°角位置时,速度大小.
【答案】(1) ;3mg.(2).
【解析】16.解:(1)从静止运动到最低点的过得中,机械能守恒,则有:则得小球经过最低点时的速度大小为:在最低点,根据牛顿第二定律得:
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联立上两式得:
(2)从开始到小球左边与竖直方向成60°角位置的过程中,根据机械能守恒定律得:
解得:
16. 如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度V0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为α,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求: (1)该星球表面的重力加速度; (2)该星球的第一宇宙速度V.
【答案】(1) .(2).
.................. 所以g=
.
=m
(2)根据万有引力提供向心力得,G则v=
=
=
.
考点:平抛运动,万有引力与航天,第一宇宙速度。
17. 一质量为8.00×104 kg的太空飞船从其飞行轨道返回地面.飞船在离地面高度1.60×105 m处以7.5×103 m/s的速度进入大气层,逐渐减慢至速度为100m/s时下落到地面.取地面为重力势能零点,在飞船下落过程中,重力加速度可视为常量,大小取为
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9.8m/s2.(结果保留2位有效数字)
(1)分别求出该飞船着地前瞬间的机械能和它进入大气层时的机械能;
(2)求飞船从离地面高度600m处至着地前瞬间的过程中克服阻力所做的功,已知飞船在该处的速度大小是其进入大气层时速度大小的2.0%. 【答案】(1)4.0×108J; 2.4×1012J;(2)9.7×108J.
【解析】试题分析:(1)机械能等于重力势能和动能之和,可以得出两处的机械能;(2)根据动能定理计算克服阻力做功. (1)落地时的重力势能为零,动能为进入大气层的机械能
;
;
(2)此时的速度大小为v3=7.5×103×0.02m/s=150m/s;从600m处到落地之间,重力做正功,阻力做负功,根据动能定理代入数据,可得
18. 如图所示,长为4m的水平轨道AB,与半径为R=0.5m的竖直的半圆弧轨道BC在B处相连接,有﹣质量为2kg的滑块(可视为质点),在水平向右、大小为14N的恒力F作用下,从A点由静止开始运动到B点,滑块与AB间的动摩擦因数为μ=0.25,BC 间粗糙,取g=10m/s2.求:
(1)滑块到达B处时的速度大小;
(2)若到达B点时撤去力F,滑块沿半圆弧轨道内侧上滑,并洽好能到达最高点C,则滑块在半圆弧轨道上克服摩擦力所做的功是多少?
【答案】(1)6m/s.(2)11J.
【解析】(1)滑块从A到B的过程中,由动能定理有: Fx﹣μmgx=
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