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人教版2018高一物理必修二第五章7.5:探究弹性势能的表达式 课时作业(含答案)

人教版2018高一物理必修二第五章7.5:探究弹性势能的表达式  课时作业(含答案)

人教版2018高一物理必修二第五章7.5:探究弹性势能的表达式课时作业(含答案)第七章第五节基础夯实一、选择题(1~4题为单选题,5、6题为多选题)1.关于弹簧的弹性势能,下列说法中正确的是()A.当弹簧变长时,它的弹性势能一定增大B.当弹簧变短时,它的弹性势能一定变小C.在拉伸长度相同时,k越大的弹簧,它的弹性势能越大D.弹性势能是弹簧和使它发生形变的物体所共有的答案:C解析:弹簧的弹性势能的大小,除了跟劲度系数k有关外,还跟它的形变量(拉伸或压缩的长度)有关,如果弹簧原来处在压缩状态,当它变长时,它的弹性势能应该减小,当它变短时,解析:竿形变量最大时,弹性势能最大,只有C项正确。

3.如图所示,某同学利用橡皮条将模型飞机弹出,在弹出过程中,下述说法错误的是() A.橡皮条收缩,弹力对飞机做功B.飞机的速度增加C.橡皮条的弹性势能减小D.飞机的重力势能减小,转化为飞机的动能答案:D解析:橡皮筋收缩,弹力对飞机做功,橡皮筋的弹性势能减小,飞机的重力势能,动能都增加,选项A、B、C正确,D错误。

4.如图所示,在光滑水平面上有一物体,它的左端连一弹簧,弹簧的另一端固定在墙上,在力F作用下物体处于静止状态,当撤去F后,物体将向右运动,在物体向右运动的过程中,下列说法正确的是()A.弹簧对物体做正功,弹簧的弹性势能逐渐减小B.弹簧对物体做负功,弹簧的弹性势能逐渐增加C.弹簧先对物体做正功,后对物体做负功,弹簧的弹性势能先减少再增加D.弹簧先对物体做负功,后对物体做正功,弹簧的弹性势能先增加再减少答案:C解析:开始时,弹簧处于压缩状态,撤去F 后物体在向右运动的过程中,弹簧的弹力对物体先做正功后做负功,故弹簧的弹性势能应先减小后增大。

5.如图所示,弹簧的一端固定在墙上,另一端在水平力F作用下缓慢拉伸了x。

关于拉力F、弹性势能E p随伸长量x的变化图象正确的是()答案:AD解析:因为是缓慢拉伸,所以拉力始终与弹簧弹力大小相等,由胡克定律F=kx,F-x图象为倾斜直线,A对,B错。

新课标2018版高中物理必修二课时作业:第七章 曲线运

新课标2018版高中物理必修二课时作业:第七章 曲线运

综合能力测试卷[时间:90分钟 满分:100分]一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分.每小题至少有一个选项正确,全部选对的得4分,漏选的得2分,错选的得0分)1.(多选)关于曲线运动,下列说法正确的是( )A .曲线运动一定是变速运动B .曲线运动速度的方向不断地变化,但速度的大小可以不变C .匀速圆周运动的加速度不变D .做曲线运动的物体所受的合外力一定是变化的答案 AB解析 对于曲线运动来说,物体速度方向始终在变化,所以曲线运动一定是变速运动.物体速度的大小可以不变,如匀速圆周运动.A 、B 项正确.匀速圆周运动的加速度大小不变方向改变,做曲线运动的物体所受的合外力可能不变,如平抛运动.C 、D 项错误.2.下列说法正确的是( )A .滑动摩擦力一定对物体做负功B .作用力的功与反作用力的功其代数和一定为零C .重力对物体做功与路径无关,只与始末位置有关D .若物体受到的合外力不为零,则物体的机械能一定变化答案 C解析 作用力、反作用力既可以做正功又可以做负功还可以不做功,A 、B 项错误,重力做功只与重力方向上的位移即竖直高度有关,因此C 项正确,机械能守恒可以是只有重力做功,所以合外力可以是重力.D 项错误.3.(多选)半径为R 的圆桶固定在小车上,有一光滑小球静止在圆桶最低点,如图所示.小车以速度v 向右做匀速运动,当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆桶中上升的高度可能为( )A .等于v 22gB .大于v 22gC .小于v 22gD .等于2R答案 ACD解析 当速度v 较小,小球上升高度h<R 时,由机械能守恒有12mv 2=mgh ,h =v 22g,A 项正确;当v ≥5gR 时,h =2R ,D 项正确;当R<h<2R 时,由机械能守恒知,12mv 2=mgh +12mv12,h<v22g,C项正确,B项错误.4.如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是()A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度B.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度C.c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的cD.a卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将增大答案 D解析因为b、c在同一轨道上运行,故其线速度大小、加速度大小均相等.又因为b、c轨道半径大于a的轨道半径,由v=GMr知,v b=v c<v a,故A项错误;由加速度a=GM/r2可知a b=a c<a a,故B项错误;当c加速时,c受到的万有引力F<mv2/r,故它将偏离原轨道做离心运动;当b减速时,b受到的万有引力F>mv2/r,故它将偏离原轨道做近心运动.所以无论如何c也追不上b,b也等不到c,故C项错误.对a卫星,当它的轨道半径缓慢减小时,在一段较短时间内,可近似认为它的轨道半径未变,可视为稳定运行,由v=GM r知,r减小时v逐渐增大,故D项正确.5.横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起,固定在水平面上,如图所示.现有三个小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛,最后落在斜面上.其落点分别是a、b、c.下列判断正确的是()A.图中三小球比较,落在a点的小球飞行时间最短B.图中三小球比较,落在c点的小球飞行时间最短C.图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最大D.图中三小球比较,落在c点的小球飞行过程速度变化最快答案 B解析小球在平抛运动过程中,可分解为竖直方向的自由落体运动和水平方向的匀速直线运动,由于竖直方向的位移为落在c点处的最小,而落在a点处的最大,所以落在a点的小球飞行时间最长,落在c点的小球飞行时间最短,A项错误、B项正确;速度的变化量Δv=gt,所以落在c点的小球速度变化最小,C项错误;三个小球做平抛运动的加速度都为重力加速度,故三个小球飞行过程中速度变化一样快,D项错误.6.如图所示,一根跨越光滑定滑轮的轻绳,两端各有一杂技演员(可视为质点),a 站于地面,b 从图示的位置由静止开始向下摆动,运动过程中绳始终处于伸直状态,当演员b 摆至最低点时,a 刚好对地面无压力,则演员a 质量与演员b 质量之比为( )A .1∶1B .2∶1C .3∶1D .4∶1答案 B解析 设b 摆至最低点时的速度为v ,此时对应绳长为l ,由机械能守恒定律,可得m b gl(1-cos60°)=12m b v 2,解得v =gl.设b 至最低点时绳子的拉力为F T ,由圆周运动知识,得F T -m b g =m b v 2l,解得F T =2m b g ,对演员a 有F T =m a g ,所以,演员a 质量与演员b 质量之比为2∶1.故B 项正确.7.(多选)汽车发动机的额定功率为P1,它在水平路面上行驶时受到的阻力f 大小恒定,汽车在水平路面上由静止开始运动,最大速度为v ,汽车发动机的输出功率随时间变化的图像如图所示,则汽车( )A .0~t 1做匀加速运动,牵引力恒定B .0~t 1做变加速运动,牵引力增大C .t 1后加速度逐渐减小,速度达到v 后做匀速运动D .t 1后牵引力恒定,与阻力大小相等答案 AC解析 由图可知:0~t 1汽车发动机的功率P =kt(k 为图像斜率,为定值),由功率P =Fv ,可知P =Fat =F ×F -f M t =F 2-F ×f Mt ,由于阻力f 大小恒定,则牵引力F 恒定,故A 项正确,B 项错误.t 1后功率P =P 1恒定不变,但在t 1时牵引力F>f ,故速度继续增加,则F 开始减小,加速度开始减小,当F =f 时,加速度减小为零,速度增加到最大为v ,此后汽车开始做匀速运动,故C 项正确,D 项错误.8.(多选)如图所示为月球表面的地形,其中e 处有一山丘,随着月球的自转做圆周运动,“嫦娥二号”在飞往月球的过程中经过了p 和q 两个过渡轨道,两轨道均可视为圆轨道,且与山丘所在的轨道平面共面,其中q 轨道为月球同步轨道.设山丘的运行速率、“嫦娥二号”在p 、q 轨道上的运行速率分别为v 1、v 2、v 3,其向心加速度分别为a 1、a 2、a 3,则( )A .v 1>v 2>v 3B .v 1<v 3<v 2C .a 1>a 2>a 3D .a 1<a 3<a 2 答案 BD解析 由题意可知:山丘与嫦娥二号在q 轨道上运行的角速度、周期相同,由v =ωr ,a =ω2r 可知v 1<v 3、a 1<a 3;对q 轨道和p 轨道来说,满足v =GM r 、a =GM r2,可知v 3<v 2、a 3<a 2,对比各项可知B 、D 项正确.9.(多选)2018年6月11日17时38分,我国在酒泉卫星发射中心用长征二号F 改进型运载火箭“神箭”,成功地将“神舟十号”飞船送入太空预定轨道,其发射全过程可简化为如图所示的过程,飞船在A 点发射,在椭圆轨道Ⅰ运行到B 点,在B 点飞船从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ,B 为轨道Ⅱ上的一点,关于飞船的运动,下列说法中正确的有( )A .在轨道Ⅰ上经过B 的速度小于经过A 的速度B .在轨道Ⅰ上经过B 的动能大于在轨道Ⅱ上经过B 的动能C .在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期D .在轨道Ⅰ上经过B 的加速度等于在轨道Ⅱ上经过B 的加速度答案 AD解析 飞船在轨道上从近地点A 向远地点B 运动的过程中万有引力做负功,所以A 点的速度大于B 点的速度,A 项正确;飞船在轨道Ⅰ上经过B 点后是近心运动,在轨道Ⅱ上经过B 点后是圆周运动,故需要加速后才能从椭圆轨道Ⅰ进入圆形轨道Ⅱ,所以飞船在轨道Ⅱ上经过B 点的动能大于在轨道Ⅰ上经过B 点的动能,B 项错误;根据开普勒第三定律R 3T2=k ,因为轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径,所以飞船在轨道Ⅰ的运动周期小于在轨道Ⅱ的运动周期,C 项错误;根据牛顿第二定律F =ma ,因飞船在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上B 点的万有引力相等,所以在轨道Ⅰ上经过B 点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过B 点的加速度,D 项正确.10.(多选)如图所示,质量为M ,长度为L 的小车静止在光滑的水平面上,质量为m 的小物块,放在小车的最左端,现用一水平力F 作用在小物块上,小物块与小车之间的摩擦力为f ,经过一段时间小车运动的位移为x ,小物块刚好滑到小车的右端,则下列说法中正确的是( )A .此时小车的动能为fxB .此时物块的动能为F(x +L)C .这一过程中,物块和小车增加的机械能为Fx -fLD .这一过程中,因摩擦而产生的热量为fL答案 AD解析 由动能定理可以得出A 项正确,B 项错误.系统热量的产生为滑动摩擦力与相对位移的乘积,D项正确.系统机械能的增加量为F对木块做的正功减去热量,即F(x+L)-fL.因此,A、D项正确.11.(多选)如图所示,轻质弹簧的一端与固定的竖直板P拴接,另一端与物体A相连,物体A静止于光滑水平桌面上,右端接一细线,细线绕过光滑的定滑轮与物体B相连.开始时用手托住B,让细线恰好伸直,然后由静止释放B,直至B获得最大速度.下列有关该过程的分析正确的是()A.B物体的机械能一直减小B.B物体的动能的增加量等于它所受重力与拉力做的功之和C.B物体机械能的减少量等于弹簧的弹性势能的增加量D.细线拉力对A物体做的功等于A物体与弹簧所组成的系统机械能的增加量答案ABD解析由静止释放B到B达到最大速度的过程中,B一直要克服绳的拉力做功,根据功能关系可知,B物体的机械能一直减小,A项正确;根据动能定理,重力与拉力做功之和也正是B所受的合外力做的功,B项正确;根据能量转化和守恒定律可知,B物体减少的机械能等于弹簧增加的弹性势能与A增加的动能之和,C项错误;根据功能关系可知,细线拉力对A做的功等于A物体和弹簧所组成的系统机械能的增加量,D项正确.12.(多选)质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A和C点,绳长分别为l a、l b,如图所示,当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时,小球在水平面内做匀速圆周运动,绳a在竖直方向,绳b在水平方向,当小球运动到图示位置时,绳b被烧断的同时轻杆停止转动,则()A.小球仍在水平面内做匀速圆周运动B.在绳b被烧断瞬间,a绳中张力突然增大C.若角速度ω较小,小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D.绳b未被烧断时,绳a的拉力大于mg,绳b的拉力为mω2l b答案BC解析在绳b被烧断之前,小球绕BC轴做匀速圆周运动,竖直方向上受力平衡,绳a的拉力等于mg,故D项错误.绳b被烧断的同时轻杆停止转动,此时小球具有垂直平面ABC 向外的速度,小球将在垂直于平面ABC的平面内做圆弧运动,若ω较大,则在该平面内做圆周运动,若ω较小,则在该平面内来回摆动,故C项正确,A项错误.绳b被烧断瞬间.绳a的拉力与重力的合力提供向心力,所以拉力大于物体的重力,绳a中的张力突然变大了,故B项正确.二、实验题(共2小题,共14分)13.(6分)如图(a)中,悬点正下方P 点处放有水平放置炽热的电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动.在地面上放上白纸,上面覆盖着复写纸,当小球落在复写纸上时,会在下面白纸上留下痕迹.用重锤线确定出A 、B 点的投影点N 、M.重复实验10次(小球每一次都从同一点由静止释放)球的落点痕迹如图(b)所示,图中米尺水平放置,零刻度线与M 点对齐.用米尺量出AN 的高度h 1、BM 的高度h 2,算出A 、B 两点的竖直距离,再量出M 、C 之间的距离x ,即可验证机械能守恒定律,已知重力加速度为g ,小球的质量为m.(1)根据图(b)可以确定小球平抛时的水平射程为________ cm.(2)用题中所给字母表示出小球平抛时的初速度v 0=________.(3)用测出的物理量表示出小球从A 到B 过程中,重力势能的减少量ΔE p =________,动能的增加量ΔE k =________.答案 (1)65.0 (2)x g 2h 2 (3)mg(h 1-h 2) mgx 24h 2解析 (1)由落点痕迹可读出平均射程为65.0 cm.(2)由平抛运动规律,h 2=12gt 2,x =v 0t ,得v 0=x g 2h 2(3)ΔE p =mg(h 1-h 2)ΔE k =12mv 02=mgx 24h 214.(8分)某同学为探究“恒力做功与物体动能改变的关系”,设计了如下实验,他的操作步骤是:①摆好实验装置如图所示.②将质量为200 g 的小车拉到打点计时器附近,并按住小车.③在质量为10 g 、30 g 、50 g 的三种钩码中,他挑选了一个质量为50 g 的钩码挂在拉线的挂钩P 上.④释放小车,打开电磁打点计时器的电源,打出一条纸带.(1)在多次重复实验得到的纸带中取出自认为满意的一条,经测量、计算,得到如下数据: ①第一个点到第N 个点的距离为40.0 cm.②打下第N 点时小车的速度大小为1.00 m/s.该同学将钩码的重力当做小车所受的拉力,算出拉力对小车做的功为________ J ,小车动能的增量为________ J.(2)此次实验探究结果,他没能得到“恒力对物体做的功,等于物体动能的增量”,且误差很大.显然,在实验探究过程中忽视了各种产生误差的因素.请你根据该同学的实验装置和操作过程帮助分析一下,造成较大误差的主要原因是:____________________________. 答案 (1)②0.196 0.100 (2)①小车质量没有远大于钩码质量;②没有平衡摩擦力;③操作错误:先放小车后接通电源解析 (1)拉力F =mg =0.180×9.8 N =0.49 N ,拉力对小车做的功W =Fl =0.49×0.400 J =0.196 J小车动能的增量ΔE k =12mv 2=12×0.200×1.002 J =0.100 J (2)误差很大的可能原因:①小车质量不满足远大于钩码质量,使钩码的重力与小车受到的线的拉力差别较大; ②没有平衡摩擦力;③先放小车后开电源,使打第一个点时,小车已有一定的初速度.三、计算题(共4小题,共38分)15.(8分)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量为M 、半径为R ,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°,万有引力常量为G .那么,(1)该星球表面附近的重力加速度g 星等于多少?(2)若经过最低位置的速度为v 0,你能上升的最大高度是多少?答案 (1)GM R 2 (2)R 2v 022GM解析 (1)设人的质量为m ,在星球表面附近的重力等于万有引力,有mg 星=GMm R 2① 解得g 星=GM R 2 ② (2)设人能上升的最大高度为h ,由机械能守恒,得mg 星h =12mv 02 ③ 解得h =R 2v 022GM④ 16.(8分)如图所示,质量为m 的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动,经距离l 后以速度v 飞离桌面,最终落在水平地面上.已知l =1.4 m ,v =3.0 m/s ,m =0.10 kg ,物块与桌面间的动摩擦因数μ=0.25,桌面高h =0.45 m .不计空气阻力,重力加速度取10 m/s 2.求:(1)小物块落地点距飞出点的水平距离s ;(2)小物块落地时的动能E k ;(3)小物块的初速度大小v 0.解析 (1)小物块落地所用时间为t ,有h =12gt 2 t =2h g =2×0.4510s =0.3 s 小物块落地点距飞出点的水平距离s =vt =3×0.3 m =0.9 m(2)根据机械能守恒,小物块落地时的动能为 E k =12mv 2+mgh =12×0.10×9 J +0.10×10×0.45 J =0.90 J (3)在桌面上滑行过程中根据动能定理,有W f =12mv 2-12mv 02=-μmgl 则v 0=v 2+2μgl =9+2×0.25×10×1.4 m/s =4.0 m/s17.(10分)如图所示,一个质量为0.6 kg 的小球以某一初速度从P 点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC 的A 点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失).已知圆弧的半径R =0.3 m ,θ=60°,小球到达A 点时的速度v =4 m/s.(g 取10 m/s 2)试求:(1)小球做平抛运动的初速度v 0;(2)P 点与A 点的水平距离和竖直高度;(3)小球到达圆弧最高点C 时对轨道的压力.答案 (1)2 m/s (2)0.69 m 0.60 m(3)8 N 竖直向上解析 (1)作出小球到达A 点时的速度分解图如图所示,有v 0=vcos θ=4×cos60° m/s =2 m/sv y =vsin θ=4×sin60° m/s =2 3 m/s(2)设平抛运动的时间为t ,水平位移为x ,竖直位移为h ,由平抛运动规律,有v y =gt ,x =v 0t ,h =12gt 2 代入数据,解得x =253 m ≈0.69 m ,h =0.60 m (3)设到达C 点时的速度为v C ,取A 点重力势能为零,由机械能守恒定律,有12mv 2=12mv C 2+mg(R +Rcos θ) 设C 处轨道对小球的压力为F N ,有F N +mg =m v C 2R代入数据,解得F N =8 N由牛顿第三定律得小球对轨道的压力大小为8 N ,方向竖直向上.18.(12分)如图所示是一皮带传输装载机械的示意图.井下挖掘工将矿物无初速度地放置于沿图示方向运行的传送带A 端,被传输到末端B 处,再沿一段圆形轨道到达轨道的最高点C 处,然后水平抛到货台上.已知半径为R =0.4 m 的圆形轨道与传送带在B 点相切,O 点为半圆的圆心,BO 、CO 分别为圆形轨道的半径,矿物m 可视为质点,传送带与水平面间的夹角θ=37°,矿物与传送带间的动摩擦因数μ=0.8,传送带匀速运行的速度为v 0=8 m/s ,传送带AB 点间的长度为s AB =45 m .若矿物落点D 处离最高点C 点的水平距离为x CD =2 m ,竖直距离为h CD =1.25 m ,矿物质量m =50 kg ,sin37°=0.6,cos37°=0.8,g 取10 m/s 2,不计空气阻力.求:(1)矿物到达B 点时的速度大小;(2)矿物到达C 点时对轨道的压力大小;(3)矿物由B 点到达C 点的过程中,克服阻力所做的功.答案 (1)6 m/s (2)1 500 N (3)140 J解析 (1)假设矿物在AB 段始终处于加速状态,由动能定理可得(μmg cos θ-mgsin θ)s AB =12mv B 2 代入数据得v B =6 m/s由于v B <v 0,故假设成立,矿物到达B 处时速度为6 m/s.(2)设矿物对轨道C 处压力为F ,由平抛运动知识可得x CD =v C th CD =12gt 2 代入数据得矿物到达C 处时速度v C =4 m/s由牛顿第二定律可得F ′+mg =m v C 2R代入数据得F ′=1 500 N.根据牛顿第三定律可得所求压力F =F ′=1 500 N.(3)矿物由B 到C 的过程,由动能定理得-mgR(1+cos37°)+W f =12mv C 2-12mv B 2 代入数据得W f =-140 J即矿物由B 到达C 时克服阻力所做的功W f =140 J.。

新教材人教版高中物理必修第二册全册各章节课时分层练习题及章末测验(培优练习,含解析)

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人教版必修第二册全册练习题第5章抛体运动 ..................................................................................................................... - 2 -5.1曲线运动 ................................................................................................................... - 2 -5.2 运动的合成与分解................................................................................................... - 8 -5.3实验:探究平抛运动的特点.................................................................................. - 15 -5.4 抛体运动的规律..................................................................................................... - 22 -第五章达标检测卷........................................................................................................ - 30 - 第五章进阶突破............................................................................................................ - 39 - 第6章圆周运动分层练习题................................................................................................ - 48 -6.1 圆周运动 ................................................................................................................ - 48 -6.2 向心力 .................................................................................................................... - 56 -6.3 向心加速度 ............................................................................................................ - 64 -6.4 生活中的圆周运动................................................................................................. - 71 -第六章达标检测卷........................................................................................................ - 79 - 第六章进阶突破............................................................................................................ - 88 -第7章万有引力与宇宙航行................................................................................................ - 96 -7.1 行星的运动 ............................................................................................................ - 96 -7.2 万有引力定律 ...................................................................................................... - 102 -7.3 万有引力理论的成就........................................................................................... - 108 -7.4 宇宙航行 .............................................................................................................. - 116 -7.5 相对论时空观与牛顿力学的局限性................................................................... - 124 -第七章达标检测卷...................................................................................................... - 130 - 第七章进阶突破.......................................................................................................... - 139 -第八章机械能守恒定律...................................................................................................... - 146 -8.1 功与功率 .............................................................................................................. - 146 -8.2 重力势能 .............................................................................................................. - 154 -8.3动能和动能定理.................................................................................................... - 160 -8.4 机械能守恒定律................................................................................................... - 169 -8.5 实验:验证机械能守恒定律............................................................................... - 178 -第八章达标检测卷...................................................................................................... - 184 - 第八章进阶突破.......................................................................................................... - 193 -第5章抛体运动5.1曲线运动A组·基础达标1.(2020届贵州遵义名校期中)一小球从M运动到N,a、b、c、d是其运动轨迹上的四个点,某同学在图上标出了小球经过该点时的速度v a、v b、v c、v d如图所示.其中可能正确的是()A.a B.bC.c D.d【答案】B【解析】做曲线运动的物体的速度方向沿轨迹的切线方向,故B正确.2.(2020届宿迁名校期末)关于曲线运动的描述,下列说法正确的是() A.曲线运动一定是变速运动B.曲线运动不可能是匀变速运动C.物体只有在恒力作用下才做曲线运动D.物体只有在变力作用下才做曲线运动【答案】A【解析】曲线运动的速度方向一定变化,则一定是变速运动,故A正确;曲线运动也可能是匀变速运动,例如平抛运动,故B错误;物体在恒力或变力作用下均可能做曲线运动,例如圆周运动是在变力作用下的曲线运动,故C、D错误.3.如图所示,这是质点做匀变速曲线运动的轨迹示意图.已知质点在B点的加速度方向与速度方向垂直,则下列说法中正确的是()A.C点的速率大于B点的速率B.A点的加速度比C点的加速度大C.运动过程中加速度大小始终不变,方向时刻沿轨迹的切线方向而变化D.质点受合力方向可能向上【答案】A【解析】质点做匀变速曲线运动,从B点到C点的加速度方向与速度方向夹角小于90°,则速率增大,故A正确;质点做匀变速直线运动,加速度恒定,大小和方向均不变,故A点的加速度与C点的加速度相等,故B、C错误;合力方向指向轨迹凹侧,D错误.4.物体做曲线运动,则()A.物体的加速度大小一定变化B.物体的加速度方向一定变化C.物体的速度的大小一定变化D.物体的速度的方向一定变化【答案】D【解析】物体做曲线运动,其速度方向时刻变化,但是大小可以不变,例如匀速圆周运动,其速度大小不变,但是方向时刻变化,其加速度大小不变,但是加速度方向时刻变化;匀变速曲线运动的加速度大小和方向都是不变的.故A、B、C错误,D正确.5.(2020届菏泽名校期中)关于曲线运动的描述,下列说法正确的是()A.物体只有在恒力作用下才做曲线运动B.物体只有在变力作用下才做曲线运动C.曲线运动速度方向变化,加速度方向不一定变化D.曲线运动速度大小一定变化【答案】C【解析】曲线运动的条件是合外力与速度不在同一条直线上,与力是否变化无关,物体在变力作用下可能做直线运动,如机车启动的过程中,合外力的大小是变化的;在恒力作用下也可做曲线运动,如平抛运动,故A、B错误;曲线运动的条件是合外力与速度不在同一条直线上,速度方向时刻变化,但加速度方向可能不变,故C正确;匀速圆周运动是速度大小不变方向改变的曲线运动,故D错误.6.关于曲线运动的论述中,正确的是()A.做曲线运动的物体所受的合外力可能为零B.物体不受外力时,其运动轨迹可能是直线也可能是曲线C.做曲线运动的物体的速度一定时刻变化D.做曲线运动的物体,其所受的合外力方向与速度方向可能一致【答案】C【解析】物体做曲线运动时,所受合外力的方向与速度的方向不在同一直线上,合外力不能等于零,故A错误;物体不受外力时,物体做匀速直线运动或者静止,不能做曲线运动,故B错误;做曲线运动的物体的速度方向一定是变化的,所以速度一定时刻变化,故C正确;物体做曲线运动时,所受合外力的方向与速度的方向不在同一直线上,故D错误.7.如图所示,双人滑冰运动员在光滑的水平冰面上做表演,甲运动员给乙运动员一个水平恒力F,乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN.v M与v N正好成90°角,则此过程中,乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的()A.F1B.F2C.F3D.F4【答案】B8.一质点做匀速直线运动,现对其施加一恒力,且原来作用在质点上的力不发生改变,则()A.质点速度的方向一定与该恒力的方向相同B.质点速度的方向一定与该恒力的方向垂直C.质点加速度的方向一定与该恒力的方向相同D.单位时间内质点速度的变化量逐渐增大【答案】C【解析】质点开始做匀速直线运动,现对其施加一恒力,其合力不为零,如果所加恒力与原来的运动方向在一条直线上,质点做匀加速或匀减速直线运动,质点速度的方向与该恒力的方向相同或相反;如果所加恒力与原来的运动方向不在一条直线上,物体做曲线运动,速度方向沿切线方向,力和运动方向之间有夹角,故A错误;由A分析可知,质点速度的方向不可能总是与该恒力的方向垂直,故B错误;由于质点做匀速直线运动,即所受合外力为0,原来质点上的力不变,增加一个恒力后,则质点所受的合力就是这个恒力,所以加速度方向与该恒力方向相同,故C正确;因为合外力恒定,加速度恒定,由Δv=aΔt可知,质点单位时间内速度的变化量总是不变,故D错误.9.如图所示为水平桌面上的一条弯曲轨道.钢球进入轨道的M端沿轨道做曲线运动,它从出口N端离开轨道后的运动轨迹是()A.a B.bC.c D.d【答案】C【解析】当离开末端时,由于惯性作用,仍保持原来运动的方向,即沿着曲线的切线c的方向,故C正确.B组·能力提升10.(多选)如图所示,一辆汽车在水平公路上转弯.下图中画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,其中可能正确的是()A BC D【答案】AB【解析】汽车在水平公路上转弯,汽车做曲线运动,所受合力F的方向指向运动轨迹内测,故知A、B是可能的,而C、D两种情况下,F都指向轨迹的外侧,不可能,故A、B正确,C、D错误.11.一质点从A开始沿曲线AB运动,M、N、P、Q是轨迹上的四点,M→N 质点做减速运动,N→B质点做加速运动,图中所标出质点在各点处的加速度方向正确的是()A.M点B.N点C.P点D.Q点【答案】C【解析】根据轨迹弯曲的方向,可以判定质点加速度的方向大体向上;故N、Q一定错误,而在M→N过程质点做减速运动,故加速度与速度夹角应大于90°;N→B质点做加速运动,加速度与速度方向的夹角应小于90°;故只有P点标得正确;故A、B、D错误,C正确.12.一个物体在光滑水平面上以初速度v0做曲线运动,已知在此过程中物体只受一个恒力F作用,运动轨迹如图所示.则由M到N的过程中,物体的速度大小将()A.逐渐增大B.逐渐减小C.先增大后减小D.先减小后增大【答案】D【解析】判断做曲线运动的物体速度大小的变化情况时,应从下列关系入手:当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为锐角时,物体做曲线运动的速率增大;当物体所受合外力方向与速度方向的夹角为钝角时,物体做曲线运动的速率减小;当物体所受合外力方向与速度方向的夹角始终为直角时,物体做曲线运动的速率不变.在本题中,合力F的方向与速度方向的夹角先为钝角,后为锐角,故D正确.13.小球在水平面上移动,每隔0.02秒记录小球的位置如图所示.每一段运动过程分别以甲、乙、丙、丁和戊标示.试分析,在哪段小球所受的合力为零()A.甲B.乙C.丙D.戊【答案】C【解析】小球所受的合力为零时,物体处于静止或匀速直线运动状态,根据题图可知,甲阶段的位移越来越小,所以做减速直线运动,合力不为零,故A错误;乙阶段做曲线运动,则合外力要改变速度,所以不为零,故B错误;丙阶段在相等时间内的位移相等,所以做匀速直线运动,则合外力为零,故C正确;戊阶段的位移越来越大,所以做加速运动,则戊阶段小球所受的合力不为零,故D错误.14.光滑水平面上有一质量为2 kg 的物体,在三个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态.现同时撤去大小分别为 5 N 和15 N 的两个水平力而其余力保持不变,关于此后物体的运动情况,下列说法正确的是()A.一定做匀变速直线运动,加速度大小可能是5 m/s2B.可能做匀减速直线运动,加速度大小可能是2 m/s2C.一定做匀变速运动,加速度大小可能是10 m/s2D.可能做匀速圆周运动,向心加速度大小可能是10 m/s2【答案】C【解析】根据平衡条件得知,余下力的合力与撤去的两个力的合力大小相等、方向相反,则撤去大小分别为5 N和15 N的两个力后,物体的合力大小范围为10 N≤F合≤20 N,根据牛顿第二定律F=ma,得物体的加速度范围为5 m/s2≤a≤10 m/s2;若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向不在同一直线上时,物体可以做曲线运动,加速度大小可能是5 m/s2,故A错误;若物体原来做匀速直线运动,撤去的两个力的合力方向与速度方向相同时,则撤去两个力后物体做匀减速直线运动,由上知加速度大小不可能是2 m/s2,故B错误;由于撤去两个力后其余力保持不变,则物体所受的合力不变,一定做匀变速运动.加速度大小可能等于10 m/s2,故C正确;由于撤去两个力后其余力保持不变,恒力作用下不可能做匀速圆周运动,故D错误.15.如图所示,曲线AB为一质点的运动轨迹,某人在曲线上P点作出质点在经过该处时其受力的8个可能方向,正确的是()A.8个方向都可能B.只有方向1、2、3、4、5可能C.只有方向2、3、4可能D.只有方向1、3可能【答案】C【解析】当合力的方向与速度方向不在同一条直线上时,物体做曲线运动.曲线运动轨迹夹在合力与速度方向之间,合力指向轨迹凹的一侧.根据该特点知,只有方向2、3、4可能.5.2 运动的合成与分解A组·基础达标1.关于合运动与分运动,下列说法正确的是()A.合运动的速度等于两个分运动的速度之和B.合运动的时间一定等于分运动的时间C.两个直线运动的合运动一定是直线运动D.合运动的速度方向一定与其中某一分速度方向相同【答案】B【解析】根据平行四边形定则可知,合运动的速度可能比分运动的速度大,可能比分运动的速度小,可能与分运动的速度相等,故A错误;合运动与分运动具有等时性,故B正确;两个直线运动的合运动不一定是直线运动,故C错误;合运动的速度方向可以与某一分运动的速度方向相同,也可能不同,故D错误.2.跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目,当运动员从直升机由静止跳下后,在下落过程中不免会受到水平风力的影响,下列说法中正确的是() A.风力越大,运动员下落时间越长,运动员可完成更多的动作B.风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害C.运动员下落时间与风力有关D.运动员着地速度与风力无关【答案】B【解析】运动员同时参与了两个分运动,竖直方向向下落和水平方向被风吹动,两个分运动同时发生,相互独立;因而,水平风速越大,落地的合速度越大,会对运动员造成伤害,但落地时间不变;风力越大,运动员下落时间不变,A错误;风力越大,运动员着地速度越大,有可能对运动员造成伤害,B正确;运动员着地速度与风力有关,C、D错误.3.双人滑运动员在光滑的水平冰面上做表演,甲运动员给乙运动员一个水平恒力F ,乙运动员在冰面上完成了一段优美的弧线MN .v M 与v N 正好成90°角,则此过程中,乙运动员受到甲运动员的恒力可能是图中的( )A .F 1B .F 2C .F 3D .F 4【答案】C 【解析】根据图示物体由M 向N 做曲线运动,物体向上的速度减小,同时向右的速度增大,故合外力的方向指向图F 2水平线下方,故F 3的方向可能是正确的,C 正确,A 、B 、D 错误.4.如图所示,汽车在岸上用轻绳拉船,若汽车行进速度为v ,拉船的绳与水平方向夹角为π6,则船速度为( )A.33vB.3vC.233vD.32v【答案】C【解析】将小船的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,如图所示,平行绳子的分速度等于与拉绳子的速度,可得v =v ′cos θ,代入数据,得v ′=v cos 30°=233v ,故C 正确,A 、B 、D 错误.5.人们在探究平抛运动规律时,将平抛运动分解为沿水平方向的运动和沿竖直方向的运动.从抛出开始计时,图甲(水平方向)和图乙(竖直方向)分别为某一平抛运动两个分运动的速度与时间关系的图像,由图像可知这个平抛运动在竖直方向的位移y 0与在水平方向的位移x 0的大小关系为( )A .y 0=x 0B .y 0=2x 0C .y 0=x 02D .y 0=x 04【答案】C【解析】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,在t 0时间内水平位移x =v 0t 0,竖直位移y =12v 0t 0,则y 0=12x 0,故C 正确.6.(多选)如图所示,某同学在研究运动的合成时做了下述活动:用左手沿黑板推动直尺竖直向上运动,运动中保持直尺水平,同时,用右手沿直尺向右移动笔尖.若该同学左手的运动为匀速运动,右手相对于直尺的运动为初速度为零的匀加速运动,则关于笔尖的实际运动,下列说法中正确的是( )A .笔尖做匀速直线运动B .笔尖做匀变速直线运动C .笔尖做匀变速曲线运动D .笔尖的速度方向与水平方向夹角逐渐变小【答案】CD【解析】笔尖同时参与了直尺竖直向上匀速运动和水平向右初速度为零的匀加速运动,合运动为匀变速曲线运动,所以A 、B 错误,C 正确;由于水平速度增大,所以合速度的方向与水平方向夹角逐渐变小,故D 正确.7.(多选)在河面上方12 m 的岸上有人用长绳拴住一条小船,开始时绳与水面的夹角为30°.人以恒定的速率v=3 m/s拉绳,使小船靠岸,那么()A.小船靠岸过程做加速运动B.3 s时小船前进了9 mC.3 s时绳与水面的夹角为37°D.3 s时小船的速率为5 m/s【答案】AD【解析】将船的速度分解为沿细绳方向的速度和垂直于细绳方向的速度,则v船=vcos θ,随θ角的增加,船速变大,即小船靠岸过程做加速运动,A正确;由几何关系可知,开始时河面上的绳长为L1=24 m,此时船离岸的距离x1=L1cos 30°=24×32m=12 3 m,3 s后,绳子向左移动了s=v t=3 m×3=9 m,则河面上绳长为L2=(24-9) m=15 m,则此时小船离河边的距离x2=L22-h2=152-122m =9 m,小船前进的距离x=x1-x2=(123-9) m,绳与水面的夹角为α,则有sin α=hL2=1215=0.8,绳与水面的夹角为53°,故B、C错误;3 s时小船的速率为v船=vcos 53°=30.6m/s=5 m/s,故D正确.8.如图所示是某品牌的电动车,当这种电动车在平直公路上行驶时,车前照灯的光束跟平直的道路吻合.当该车转弯时,其前、后车轮在地面上留下了不同的曲线轨迹,则此时照明灯光束的指向跟下列哪条轨迹相切()A.后轮的轨迹B.前轮的轨迹C.在车前、后轮连线中点的运动轨迹D.条件不够,无法确定【答案】B【解析】因为电动车的车灯固定在车头上,随前轮一起转动,所以照明灯光束的指向与前轮在地面上留下的曲线轨迹相切,故B正确.9.一辆汽车在凹凸不平的地面上行驶,其运动轨迹如图所示,它先后经过A、B、C、D四点,速度分别是v A、v B、v C、v D , 请在图中标出各点的速度方向.【答案】见解析【解析】做曲线运动的汽车,其速度方向沿轨迹的切线方向.依次作出A、B、C、D各点运动的速度方向如图.B组·能力提升10.(2020届江苏百校联考)无人机在空中拍摄运动会入场式表演.无人机起飞上升并向前追踪拍摄,飞行过程的水平方向速度v x和竖直向上的速度v y与飞行时间t的关系图线如图所示.下列说法正确的是()A.无人机在0~t1内沿直线飞行B.无人机在t1~t2内沿直线飞行C.无人机在t1时刻上升至最高点D.无人机在0~t1内处于失重状态【答案】A【解析】由题图可知,t=0时的初速度为0,0~t1时间内水平方向和竖直方向加速度恒定,即合加速度恒定,做匀加速运动,初速度为0的匀加速运动一定是直线运动,A正确;0~t1时间内沿直线飞行,t1时刻速度方向与合加速度方向一致,t1时刻之后,水平方向加速度变为0,合加速度方向为竖直方向,与此时速度方向不共线,所以做曲线运动,B错误;t1时刻之后,竖直速度依然向上,还在上升,直到t2时刻,竖直速度减为0,到达最高点,C错误;0~t1时间内竖直加速度向上,超重状态,D错误.11.如图所示,水平面上的小车向左运动,系在车后缘的轻绳绕过定滑轮,拉着质量为m的物体上升.若小车以v1的速度匀速直线运动,当车后的绳与水平方向的夹角为θ时,物体的速度为v2,绳对物体的拉力为T,则下列关系式正确的是()A.v2=v1B.v2=v1 cos θC.T=mg D.T>mg【答案】D【解析】小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动,由几何关系可得v2=v1cos θ,因v1不变,而当θ逐渐变小,故v2逐渐变大,物体有向上的加速度,当加速上升时,处于超重状态,T>mg,故D正确.12.如图所示,长为L的直杆一端可绕固定轴O无摩擦转动,另一端靠在以水平速度v匀速向左运动、表面光滑的竖直挡板上,当直杆与竖直方向夹角为θ时,直杆端点A的线速度为()A.vsin θB.v sin θC.vcos θD.v cos θ【答案】C【解析】如图将A点的速度分解,根据运动的合成与分解可知,接触点A的实际运动、即合运动为在A点垂直于杆的方向的运动,该运动由水平向左的分运动和竖直向下的分速度组成,所以v A=vcos θ,为A点做圆周运动的线速度.故选C.13.光滑水平面上有一质量为2 kg的滑块以5 m/s的速度向东运动,当受到一个向南大小为8 N 的力以后,则( )A .物块改向东南方向做直线运动B .1 s 以后物块的位移为29 mC .经过很长时间物块的运动方向就会向南D .2 s 后物块的运动方向为南偏东37°【答案】B【解析】物体在向东的方向做匀速直线运动,向南做匀加速运动,合运动为曲线运动,A 错误;向南的加速度为a =F m =82 m/s 2=4 m/s 2,1 s 以后向东的位移x 1=v 0t =5 m ,向南的位移x 2=12at 2=12×4×12m =2 m ,则总位移x =x 21+x 22=29 m ,B 正确;无论经过多长时间,物体沿正东方向总有分速度,即物块的运动方向不可能向南,C 错误;2 s 后物块沿向南方向的分速度v 2=at 2=8 m/s 2,则tan θ=v 0v 2=58,则运动方向为南偏东的角度θ≠37°,D 错误.14.一快艇要从岸边某一不确定位置处到达河中离岸边100 m 远的一浮标处,已知快艇在静水中的速度v x 图像和水流的速度v y 图像分别如图甲、乙所示,则下列说法中正确的是( )A .快艇的运动轨迹为直线B .船头如果垂直于河岸,则快艇应从上游60 m 处出发C .最短到达浮标处时间为10 sD .快艇的船头方向应该斜向上游【答案】B【解析】两个分运动一个做匀加速直线运动,一个做匀速直线运动,合加速度的方向与合速度的方向不在同一条直线上,合运动为曲线运动,故A 错误;船速垂直于河岸时,时间最短,在垂直于河岸方向上的加速度为a =0.5 m/s 2,由d =12at 2,得t =20 s .在沿河岸方向上的位移为x =v 2t =3×20 m =60 m .故B 正确,C 、D 错误.15.有一小船正在渡河,如图所示,在离对岸30 m 时,其下游40 m 处有一危险水域.假若水流速度为5 m/s,为了使小船在危险水域之前到达对岸,那么,小船从现在起相对于静水的最小速度应是多大?【答案】3 m/s【解析】当小船到达危险水域前,恰好到达对岸,其合速度方向沿AC方向,合位移方向与河岸的夹角为α,小船相对于静水的速度为v1,水流速度v2=5 m/s,如图所示.此时小船平行河岸方向位移x=40 m,垂直河岸方向位移y=30 m,则小船相距对岸的位移s=50 m,sin α=35.为使船速最小,应使v1与v垂直,则v1=v2sin α=5×35m/s=3 m/s.5.3实验:探究平抛运动的特点A组·基础达标1.(多选)如图所示为一小球做平抛运动的闪光照片的一部分,图中方格的边长为10 cm,若小球在平抛运动途中的几个位置如图中的a、b、c、d所示,如果g 取10 m/s2,那么()A .闪光的时间间隔是0.1 sB .小球运动的水平分速度为2.0 m/sC .小球经过b 点速度的大小为2.5 m/sD .小球是从O 点开始水平抛出的【答案】ABC【解析】在竖直方向上,根据Δy =L =gT 2得,闪光的时间间隔T =L g =0.110s =0.1 s ,A 正确;小球的水平分速度v x =2L T =2×0.10.1 m/s =2 m/s ,B 正确;小球经过b 点的竖直分速度v by =3L 2T =0.30.2 m/s =1.5 m/s ,根据速度的平行四边形定则可知,b 点的速度v b =v 2by +v 2x = 1.52+22 m/s =2.5 m/s ,C 正确;根据v by =1.5 m/s =gt b ,可推出抛出点到b 点的运动时间为t b =0.15 s ,而O 到b 的时间为0.2 s ,可知O 点不是抛出点,D 错误.2.未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O 正下方P 点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出做平抛运动, 现对小球采用频闪数码相机连续拍摄,在有坐标纸的背景屏前拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片,经合成后照片如图乙所示,a 、b 、c 、d 为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s ,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:(1)由以上信息,可知a 点________(填“是”或“不是”)小球的抛出点.(2)由以上信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为__________m/s 2.(3)由以上信息可以算出小球平抛的初速度大小是________m/s.(4)由以上信息可以算出小球在b 点时的速度大小是________m/s.【答案】(1)是 (2)8 (3)0.8 (4)425【解析】(1)因为竖直方向上相等时间内的位移之比为1∶3∶5,符合初速度为零的匀变速直线运动特点,因此可知a 点的竖直分速度为零,a 点为小球的抛出点.(2)由照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,可得乙图中正方形的边长l =4 cm ,竖直方向上有Δy =2L =g ′T 2,解得g ′=2L T 2=2×4×10-20.12 m/s 2=8 m/s 2. (3)水平方向小球做匀速直线运动,因此小球平抛运动的初速度为v 0=2L T =2×4×10-20.1 m/s =0.8 m/s. (4)b 点竖直方向上的分速度v yb =4L 2T =0.160.2 m/s =0.8 m/s ,所以v b =v 20+v 2yb =0.8 2 m/s =425 m/s.3.图甲是“研究平抛物体的运动”的实验装置图.(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线________.每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛____________.(2)图乙是正确实验取得的数据,其中O 为抛出点,则此小球做平抛运动的初速度为________m/s(g 取9.8 m/s 2).(3)在另一次实验中将白纸换成方格纸,每个格子的边长L =5 cm ,通过实验,记录了小球在运动途中的三个位置,如图丙所示,则该小球做平抛运动的初速度为________m/s ,B 点的竖直分速度为________m/s.(g 取10 m/s 2)【答案】(1)水平 初速度相同 (2)1.6 (3)1.5 2.0【解析】(1)实验前应对实验装置反复调节,直到斜槽末端切线水平,目的是保证小球的初速度水平,从而做平抛运动,每次让小球从同一位置由静止释放,是为了每次平抛初速度相同,从而保证画出的为一条抛物线轨迹.(2)根据y =12gt 2,得t =2yg =2×0.1969.8 s =0.2 s ,则小球平抛运动的初速度为v 0=x t =0.320.2 m/s =1.6 m/s.(3)在竖直方向上,根据Δy =2L =gT 2,则T =0.1 s.则小球平抛运动的初速度为v 0=3L T =1.5 m/s ,B 点的竖直分速度为v yB =h AC 2T =2.0 m/s.4.(1)在做“研究平抛运动”的实验中,以下哪些操作可能引起实验误差( )A .安装斜槽时,斜槽末端切线方向不水平B .确定OY 轴时,没有用重垂线C .斜槽不是绝对光滑的,有一定摩擦D .每次从轨道同一位置释放小球(2)如图所示为某次实验中一小球做平抛运动的闪光照相照片的一部分,图中背景方格的边长均为5 cm.如果g 取10 m/s 2,那么:①闪光频率是 ______Hz.②小球平抛时的初速度的大小是________m/s.③小球经过B 点的速度大小是__________m/s.【答案】(1)AB (2)10 1.5 2.5【解析】(1)当斜槽末端切线没有调整水平时,小球脱离槽口后并非做平抛运动,但在实验中,仍按平抛运动分析处理数据,会造成较大误差,故斜槽末端切线方向不水平会造成误差;确定Oy 轴时,没有用重锤线,就不能调节斜槽末端切线水平,会引起实验误差,故A 、B 会引起误差,只要让小球从同一高度、无初速度开始运动,在相同的情形下,即使球与槽之间存在摩擦力,仍能保证球做平抛运动的初速度相同,因此,斜槽轨道不必要光滑,所以不会引起实验误差.每次从轨道同一位置释放小球不会引起实验误差,故C 、D 不会引起误差.(2)在竖直方向上有Δh =gT 2,其中Δh =10 cm ,代入求得T =0.1 s ,因此闪光频率为f =1T =10 Hz.水平方向匀速运动,有s =v 0t ,其中s =3l =15 cm ,t =T =0.1 s ,代入解得v 0=1.5 m/s.根据匀变速直线运动中,时间中点的瞬时速度等于该过程。

2018-2019学年高一物理人教版必修2课时作业:(二)_平抛运动_word版含解析

2018-2019学年高一物理人教版必修2课时作业:(二)_平抛运动_word版含解析

)
要依据平抛运动在竖直方向上的分速度v y的大小及方向随时间的变化规律,结合作出推断.平抛运动的竖直分运动是自由落体运动,
随时间变化的图线应是过原点的一条倾斜直线,选项
MN的左侧某点
则所有抛出的小球在碰到墙壁前瞬间
,交点越靠近
135……
做平抛运动的物体运动速度的改变量相等
越小,选项A
选项中没有说明从什么时
35……
某人向放在水平地面的正前方小桶中水平抛球,
为了能把小球抛进小桶中,
在距地面高度一定的空中,一架战斗机由东向西沿水平方向匀速飞行
炸弹恰好击中目标
的斜面上的某点先后将同一小球以不同初速度水平抛出
小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为
小球到达斜面时的速度方向与斜面的夹角为
φ,φ=θ+α,无论
、B错误,C、D
(1)13
一小球从平台上水平抛出,恰好落在平台前一倾角为已知平台到斜面顶端的高度为h=0.8 m,取
x.(sin53°=0.8,cos53°。

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业1:8.1 功与功率 练习

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业1:8.1 功与功率 练习

1 功与功率考点一功的概念正、负功的判断1.下列选项所示的四幅图是小华提包回家的情景,其中小华提包的力不做功的是()『答案』 B2.(多选)关于功的正、负,下列说法正确的是()A.功有正、负,所以功是矢量B.正功表示功的方向与物体运动方向相同,负功表示功的方向与物体运动方向相反C.正功表示力和位移夹角小于90°,负功表示力和位移夹角大于90°D.正功表示做功的力为动力,负功表示做功的力为阻力『答案』CD3.(2018·孝感八校教学联盟高一下学期期末联考)如图1所示,小朋友在弹性较好的蹦床上跳跃翻腾,尽情玩耍,在小朋友接触床面向下运动的过程中,床面对小朋友的弹力做功情况是()图1A.先做负功,再做正功B.先做正功,再做负功C.一直做正功D.一直做负功『答案』 D4.(2018·吉林省实验中学高一下学期期末)一人乘电梯从1楼到20楼,在此过程中经历了先加速,再匀速,最后减速的运动过程,则电梯对人的支持力做功的情况是()A.加速时做正功,匀速时不做功,减速时做负功B.加速时做正功,匀速和减速时做负功C.加速和匀速时做正功,减速时做负功D.始终做正功『答案』 D『解析』在加速、匀速、减速的过程中,支持力与人的位移方向始终相同,所以支持力始终对人做正功,故D正确.5.(2018·安徽师大附中高一下学期期末模拟)关于力对物体做的功,以下说法中正确的是()A.滑动摩擦力对物体做的功与路径有关B.合外力不做功,物体必定做匀速直线运动C.在相同的时间内作用力与反作用力做的功一定是绝对值相等,一正一负D.一对作用力与反作用力不可能其中一个做功,而另一个不做功『答案』 A『解析』滑动摩擦力做功与物体运动的路径有关,故A正确;做匀速圆周运动的物体,合外力不做功,但物体做曲线运动,故B错误;作用力和反作用力的作用点的位移可能同向,也可能反向,大小可以相等,也可以不等,故作用力和反作用力做功不一定相等,故相互作用力做功之和不一定为零,故一对作用力和反作用力,可能作用力做功,而反作用力不做功,故C、D错误.考点二恒力做功的分析和计算6.某人用20 N的水平恒力推着小车在粗糙的水平面上前进了5.0 m,放手后,小车又前进了2.0 m才停下来,则在小车运动过程中,人的推力所做的功为()A.100 JB.140 JC.60 JD.无法确定『答案』 A『解析』人的推力作用在小车上的过程中,小车的位移是5.0 m,故该力做功为W=Fl cos α=20×5.0×cos 0° J=100 J,故A项正确.7.如图2所示,质量分别为M和m的两物块A、B(均可视为质点,且M>m)分别在同样大小的恒力作用下,沿水平面由静止开始做直线运动,两力与水平面的夹角相同,两物块经过的位移相同.设此过程中F1对A做的功为W1,F2对B做的功为W2,则()图2A.无论水平面光滑与否,都有W1=W2B.若水平面光滑,则W1>W2C.若水平面粗糙,则W1>W2D.若水平面粗糙,则W1<W2『答案』 A『解析』设两物块的水平位移均为l,则F1做功为W1=F1l cos α,F2做功为W2=F2l cos α,因F1=F2,则W1=W2,故B、C、D错误,A正确.8.如图3所示,质量为m的物体A静止在倾角为θ的斜面体B上,斜面体B的质量为M.现对该斜面体B施加一个水平向左的推力F,使物体A随斜面体B一起沿水平方向向左匀速运动,物体A与斜面体始终保持相对静止,当移动的距离为l时,斜面体B对物体A所做的功为()图3A.FlB.mgl sin θ·cos θC.mgl sin θD.0『答案』 D『解析』对物体A进行受力分析,其受到重力mg、支持力F N、静摩擦力F f,如图所示,由于物体A做匀速运动,所以支持力F N与静摩擦力F f的合力(即斜面体B对物体A的作用力),方向竖直向上,而位移方向水平向左,斜面体B对物体A的作用力的方向与位移方向垂直,故斜面体B对物体A所做的功为0,D正确.9.(多选)如图4所示,人站在台阶式自动扶梯上不动,随扶梯向上匀速运动,下列说法中正确的是()图4A.重力对人做负功B.摩擦力对人做正功C.支持力对人做正功D.合力对人做功为零『答案』ACD『解析』因为人匀速向上运动,所以只受重力和支持力,且二力平衡,不受摩擦力,B错误.重力方向和运动方向夹角大于90°,重力做负功,A正确.支持力方向和运动方向夹角小于90°,支持力做正功,C正确.合力为零,因此总功一定为零,D正确.10.如图5所示,自动卸货车静止在水平地面上,在液压机的作用下,车厢与水平方向的夹角θ缓慢增大,在货物相对车厢静止的过程中,下列说法正确的是()图5A.货物受到的支持力变小B.货物受到的摩擦力变小C.货物受到的支持力对货物做负功D.货物受到的摩擦力对货物做负功『答案』 A『解析』货物处于平衡状态,有mg sin θ=F f,F N=mg cos θ,θ增大时,F f增大,F N减小,故A正确,B错误;货物受到的支持力的方向与位移方向的夹角小于90°,支持力做正功,故C错误;摩擦力的方向始终与速度方向垂直,摩擦力不做功,故D错误.11.如图6所示,同一物体分别沿斜面AD和BD自顶点由静止开始下滑,该物体与两斜面间的动摩擦因数相同.在滑行过程中克服摩擦力做的功分别为W A和W B,则()图6A.W A >W BB.W A =W BC.W A <W BD.无法确定『答案』 B『解析』 设斜面AD 、BD 与水平面CD 所成夹角分别为α、β,根据功的公式,得W A =μmg cosα·l AD =μmgl CD ,W B =μmg cos β·l BD =μmgl CD ,所以B 正确.12.(多选)(2019·山西大学附中高一下学期期中)如图7所示,站在汽车上的人用手推车的力为F ,脚对车向后的静摩擦力为F ′,下列说法正确的是( )图7A.当车匀速运动时,F 和F ′做的总功为零B.当车加速运动时,F 和F ′的总功为负功C.当车加速运动时,F 和F ′的总功为正功D.不管车做何种运动,F 和F ′的总功都为零『答案』 AB13.(多选)如图8所示,用恒定的拉力F 拉置于光滑水平面上质量为m 的物体,由静止开始运动时间t ,拉力F 斜向上且与水平面夹角为θ=60°.如果要使拉力做的功变为原来的4倍,在其他条件不变的情况下,可以将(物体始终未离开水平面)( )图8A.拉力变为2FB.时间变为2tC.物体质量变为m 2D.拉力大小不变,但方向改为与水平面平行『答案』 ABD『解析』 对物体受力分析,水平方向上,由牛顿第二定律得F cos 60°=ma ,则a =F cos 60°m .位移l =12at 2=12F cos 60°m t 2,W =Fl cos 60°=F 2cos 2 60°2mt 2,当F ′=2F 时,W ′=4W ,当t ′=2t 时,W ′=4W ;当m ′=12m 时,W ′=2W ;当θ=0°时,W ′=4W ,由此可知,C 错误,A 、B 、D 正确.14.一物体放在水平地面上,如图9甲所示,已知物体所受水平拉力F 随时间t 的变化情况如图乙所示,物体相应的速度v 随时间t 的变化关系如图丙所示.求:图9(1)0~6 s 时间内物体的位移大小; (2)0~10 s 时间内物体克服摩擦力所做的功.『答案』 (1)6 m (2)30 J『解析』 (1)由题图丙可知0~6 s 时间内物体的位移为:x =6-22×3 m =6 m.(2)由题图丙可知,在6~8 s 时间内,物体做匀速运动,故摩擦力F f =-2 N 0~10 s 时间内物体的总位移为: x ′=(8-6)+(10-2)2×3 m =15 m物体克服摩擦力所做的功: W =|F f x ′|=30 J.15.如图10所示,用沿斜面向上、大小为800 N 的力F ,将质量为100 kg 的物体沿倾角为θ=37°的固定斜面由底端匀速地拉到顶端,斜面长L =5 m ,物体与斜面间的动摩擦因数为0.25.求这一过程中:(g 取10 m/s 2,sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)图10(1)物体的重力所做的功; (2)摩擦力所做的功;(3)物体所受各力的合力所做的功.『答案』(1)-3 000 J(2)-1 000 J(3)0『解析』对物体受力分析如图所示(1)W G=-mgL sin θ=-3 000 J(2)F f=μF N=μmg cos θW f=-F f L=-μmg cos θ·L=-1 000 J(3)解法一W F=FL=4 000 JW=W F+W G+W f=0解法二物体做匀速运动,F合=0故W=0.考点一功率的概念及基本公式的理解1.关于功率,下列说法正确的是()A.功率是描述力对物体做功多少的物理量B.力做功时间越长,力的功率一定越小C.力对物体做功越快,力的功率一定越大D.力对物体做功越多,力的功率一定越大『答案』 C『解析』功率是描述力对物体做功快慢的物理量,做功越快,功率越大,A错误,C正确;力对物体做功时间长,未必做功慢,B错误;力对物体做功多,未必做功快,D错误.2.(多选)放在水平面上的物体在拉力F作用下做匀速直线运动,先后通过A、B两点,在这个过程中()A.物体的运动速度越大,力F做功越多B.不论物体的运动速度多大,力F做功不变C.物体的运动速度越大,力F 做功的功率越大D.不论物体的运动速度多大,力F 做功的功率不变『答案』 BC3.(2018·宜宾市高一教学质量检测)汽车上坡时,保持汽车发动机输出功率一定,降低速度,这样做的目的是( ) A.增大牵引力 B.减小牵引力 C.增大阻力D.减小惯性『答案』 A『解析』 对于汽车来说,其最大功率是一定的,由P =F v 可知,只有减小速度,才能得到更大的牵引力,更有利于上坡,故B 、C 、D 错误,A 正确. 考点二 功率的计算4.(2018·齐齐哈尔市高一下学期期末)质量为2 t 的汽车,发动机的额定功率为30 kW ,在水平路面上能以15 m/s 的最大速度匀速行驶,则汽车在该水平路面行驶时所受的阻力为( ) A.2×103 N B.3×103 N C.5×103 ND.6×103 N『答案』 A5.一个质量为m 的小球做自由落体运动,那么,在t 时间内(小球未落地)重力对它做功的平均功率P 及在t 时刻重力做功的瞬时功率P 分别为( ) A.P =mg 2t 2,P =12mg 2t 2B.P =mg 2t 2,P =mg 2t 2C.P =12mg 2t ,P =mg 2tD.P =12mg 2t ,P =2mg 2t『答案』 C『解析』 t 时间内重力做功的平均功率P =W t =mg ·12gt 2t =12mg 2tt 时刻重力做功的瞬时功率P =F v =mg ·gt =mg 2t 故C 正确.6.(2018·湖南师大附中高一下学期期末)假设列车从静止开始做匀加速直线运动,经过500 m的路程后,速度达到360 km/h.整列列车的质量为1×105 kg ,如果不计阻力,在匀加速阶段,牵引力的最大功率是( ) A.4.67×106 kW B.1×105 kW C.1×108 kWD.4.67×109 kW『答案』 B『解析』 v =360 km /h =100 m/s ,由v 2=2ax得,a =v 22x =10022×500m /s 2=10 m/s 2,则牵引力F =ma =1×105×10 N =1×106 N所以牵引力最大功率P =F v =1×106×100 W =1×108 W =1×105 kW ,故B 正确.7.(多选)(2018·贵阳市高一下学期期末)如图1所示,为轿车中的手动变速杆,若保持发动机输出功率不变,将变速杆推至不同挡位,可获得不同的运行速度,从“1”~“5”挡速度增大,R 是倒车挡.某型号轿车发动机的额定功率为60 kW ,在水平路面上行驶的最大速度可达180 km/h.假设该轿车在水平路面上行驶时所受阻力恒定,则该轿车( )图1A.以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“1”挡B.以最大牵引力爬坡,变速杆应推至“5”挡C.以额定功率在水平路面上以最大速度匀速行驶时,其牵引力为1 200 ND.以54 km/h 的速度在水平路面上匀速行驶时,发动机的输出功率为60 kW『答案』 AC『解析』 根据P =F v 可知,当速度最小时,牵引力最大,变速杆应推至“1”挡,故A 正确,B 错误;由题意可知轿车在水平路面上行驶的最大速度为v max =180 km /h =50 m/s ,在额定功率下以最高速度行驶时,F =P 额v max =60 00050 N =1 200 N ,故C 正确;54 km /h =15 m/s ,轿车在水平路面上行驶时所受阻力为1 200 N ,发动机的输出功率为P =F v =1 200×15 W =18 kW ,故D 错误.8.一台起重机将静止在地面上、质量为m =1.0×103 kg 的货物匀加速竖直吊起,在2 s 末货物的速度v =4 m /s.(取g =10 m/s 2,不计额外功)求:(1)起重机在这2 s 内的平均功率; (2)起重机在2 s 末的瞬时功率.『答案』 (1)2.4×104 W (2)4.8×104 W『解析』 设货物所受的拉力为F ,加速度为a ,则(1)由a =vt 得,a =2 m/s 2由牛顿第二定律知,F -mg =ma则F =mg +ma =1.0×103×10 N +1.0×103×2 N =1.2×104 N2 s 内货物上升的高度h =12at 2=12×2×22 m =4 m起重机在这2 s 内对货物所做的功 W =F ·h =1.2×104×4 J =4.8×104 J 起重机在这2 s 内的平均功率 P =W t =4.8×1042 W =2.4×104 W(2)起重机在2 s 末的瞬时功率 P =F v =1.2×104×4 W =4.8×104 W.9.起重机的钢索将重物由地面吊到空中某个高度,其v -t 图像如图2所示,则钢索拉力的功率随时间变化的图像可能是下列选项图中的哪一个( )图2『答案』 B『解析』 由题图知,在0~t 1时间内,重物匀加速上升,钢索拉力F 1>mg ;在t 1~t 2时间内,重物匀速上升,钢索拉力F 2=mg ;在t 2~t 3时间内,重物匀减速上升,钢索拉力F 3<mg ;由P =F v 知,0~t 1时间内,功率均匀增大,且t 1时刻F 1v 1>F 2v 1;t 1~t 2时间内,功率保持不变,P =F 2v 1,t 2~t 3时间内,功率均匀减小,且t 2时刻F 2v 1>F 3v 1,综上所述,只有B 正确.10.(多选)(2018·吉林省实验中学高一下学期期末)将三个光滑的平板倾斜固定,三个平板顶端到底端的高度相等,三个平板AC 、AD 、AE 与水平面间的夹角分别为θ1、θ2、θ3,如图3所示.现将三个完全相同的小球由最高点A 沿三个平板同时无初速度释放,经一段时间到达平板的底端.则下列说法正确的是( )图3A.重力对三个小球所做的功相同B.沿倾角为θ3的AE 平板下滑的小球的重力的平均功率最大C.三个小球到达底端时的瞬时速度大小相同D.沿倾角为θ3的AE 平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小『答案』 ACD『解析』 设A 点距水平面的高度为h ,小球的质量为m ,对沿AC 板下滑的小球,重力做功W AC =mg sin θ·L AC =mgh ,同理可得,重力对三个小球所做的功相同,均为W =mgh ,选项A 正确;由a =g sin θ以及L =h sin θ=12at 2可知,t =1sin θ2h g,故沿倾角为θ3的AE 平板下滑的小球运动的时间最长,根据P =W t可知,重力的平均功率最小,选项B 错误;根据v 2=2ax =2g sin θ·h sin θ=2gh ,可知三个小球到达底端的速度大小相同,根据P =mg v sin θ可知,沿倾角为θ3的AE 平板下滑的小球到达平板底端时重力的瞬时功率最小,选项C 、D 正确.11.(多选)(2018·商丘市高一下学期期末九校联考)如图4甲所示,物体受到水平推力F 的作用在粗糙水平面上做直线运动.监测到推力F 、物体速度v 随时间t 变化的规律如图乙、丙所示.取g =10 m/s 2,则( )图4A.第1 s 内推力做功为1 JB.第2 s 内物体克服摩擦力做的功为2 JC.t =1.5 s 时推力F 的功率为2 WD.第2 s 内推力F 做功的平均功率为3 W『答案』 BD『解析』 由题图丙可知,第1 s 内物体保持静止状态,在推力方向上没有位移,故推力做功为0,故A 错误;由题图乙、丙可知,第3 s 内物体做匀速运动,F =2 N ,故F =F f =2 N ,由v -t 图像知,第2 s 内物体的位移x =12×1×2 m =1 m ,第2 s 内物体克服摩擦力做的功W f =F f x =2 J ,故B 正确;第2 s 内推力F =3 N ,t =1.5 s 时物体的速度为v =1 m/s ,故推力的功率为P =F v =3 W ,第2 s 内推力F 做功W F =Fx =3 J ,故第2 s 内推力F 做功的平均功率P =W F t=3 W ,故C 错误,D 正确. 12.(多选)质量为m 的物体静止在光滑水平面上,从t =0时刻开始受到水平力的作用.水平力F 与时间t 的关系如图5所示,力的方向保持不变,则( )图5A.3t 0时刻,物体的速度为15F 0t 0mB.3t 0时刻的瞬时功率为8F 20t 0mC.在t =0到3t 0这段时间内,水平力F 的平均功率为8F 20t 03mD.在t =0到3t 0这段时间内,水平力F 的平均功率为25F 20t 06m『答案』 BC『解析』 由题图知,0~2t 0时间内,物体加速度a 1=F 0m ,位移x 1=12a 1(2t 0)2=2F 0t 20m ,2t 0时刻的速度v 1=a 1·2t 0=2F 0t 0m ;2t 0~3t 0时间内,物体的加速度a 2=2F 0m ,位移x 2=v 1t 0+12a 2t 02=3F 0t 20m ,3t 0时刻的速度v 2=v 1+a 2t 0=4F 0t 0m ,所以3t 0时刻的瞬时功率P =2F 0v 2=8F 20t 0m,选项A 错误,B 正确;0~3t 0时间内的平均功率P =W t =F 0x 1+2F 0x 23t 0=8F 20t 03m,选项C 正确,D 错误.13.起重机将一质量为1.0×103 kg 的货物竖直向上吊起,货物运动的v -t 图象如图6所示,求:(取g =10 m/s 2)图6(1)整个过程中货物上升的高度;(2)减速过程中货物的加速度大小;(3)加速过程中起重机拉力的平均功率.『答案』 (1)14 m (2)0.5 m/s 2 (3)1.1×104 W『解析』 (1)v -t 图像中图像与时间轴围成的面积即为货物在该段时间内的位移,所以:x =12×(4+10)×2 m =14 m (2)由公式:a =v t -v 0t可得:a =-0.5 m/s 2故减速过程中货物的加速度大小为0.5 m/s 2(3)由题图可知加速过程中:a ′=1 m/s 2,v =1 m/s由牛顿第二定律得:F 牵-mg =ma ′解得:F 牵=1.1×104 N由P =F 牵v 得:P =1.1×104 W14.(2018·泉州五中期末)如图7所示,位于水平面上的物体A ,在斜向上的恒定拉力F 作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动.已知物体质量为10 kg ,F 的大小为100 N ,方向与速度v 的夹角为37°,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,取g =10 m/s 2.(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)则:图7(1)第2 s 末,拉力F 对物体做功的功率是多大?(2)从开始运动到物体前进12 m 的过程中,拉力对物体做功的平均功率是多大? 『答案』 (1)960 W (2)480 W『解析』 (1)物体对水平面的压力等于水平面对物体的支持力,F N =mg -F sin 37°=10×10 N -100×0.6 N =40 N由牛顿第二定律得物体的加速度a =F cos 37°-μF N m =100×0.8-0.5×4010m /s 2=6 m/s 2 第2 s 末,物体的速度v =at =12 m/s第2 s 末,拉力F 对物体做功的功率P =F v cos 37°=960 W.(2)从开始运动到物体前进12 m ,所用时间为t ′=2l a =2×126s =2 s 该过程中拉力对物体做功W =Fl cos 37°=100×12×0.8 J =960 J拉力对物体做功的平均功率P =W t ′=9602W =480 W.。

最新人教版高中物理必修二课时作业(全册 附答案 共86页)

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最新人教版高中物理必修二课时作业(全册附答案)课时作业(一)曲线运动一、单项选择题1.如图,一物体沿曲线由a点运动到b点,关于物体在ab段的运动,下列说法正确的是( )A.物体的速度可能不变B.物体的速度不可能均匀变化C.a点的速度方向由a指向bD.ab段的位移大小一定小于路程解析:做曲线运动的物体速度方向时刻改变,即使速度大小不变,速度也改变,A错误;当物体的加速度恒定时,物体的速度均匀变化,B错误;a点的速度方向沿a点的切线方向,C错误;做曲线运动的位移大小一定小于路程,D正确.答案:D2.质点在一平面内沿曲线由P运动到Q,如果用v、a、F分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,则下图所示的可能正确的是( )解析:速度方向总是沿运动轨迹的切线方向,A不正确.物体受力的方向总是指向轨迹的弯曲方向,加速度的方向也是指向轨迹的弯曲方向,B、C不正确,D正确.答案:D3.如图所示,撑开的带有水滴的伞绕着伞柄在竖直面内旋转,伞面上的水滴随伞做曲线运动.若有水滴从伞面边缘最高处O飞出,则飞出伞面后的水滴可能( ) A.沿曲线Oa运动B.沿直线Ob运动C.沿曲线Oc运动D.沿圆弧Od运动解析:雨滴在最高处离开伞边缘,沿切线方向飞出,由于受重力作用,雨滴的轨迹向下偏转.故选项C正确.答案:C4.小钢球以初速度v0在光滑水平面上运动,受到磁铁的侧向作用而沿如图所示的曲线运动到D点,由此可知( )A.磁铁在A处,靠近小钢球的一定是N极B.磁铁在B处,靠近小钢球的一定是S极C.磁铁在C处,靠近小钢球的一定是N极D.磁铁在B处,靠近小钢球的可以是磁铁的任意一端解析:由小钢球的运动轨迹知小钢球受力方向指向凹侧,即磁铁应在其凹侧,即B位置,磁铁的两极都可以吸引钢球,因此不能判断磁铁的极性.故D正确.答案:D5.(2018·西安高一检测)如图所示,一物体在O点以初速度v开始做曲线运动,已知物体只受到沿x轴方向的恒力作用,则物体速度大小( )A.先减小后增大B.先增大后减小C.不断增大 D.不断减小答案:A6.如图所示,跳伞员在降落伞打开一段时间以后,在空中做匀速运动.若跳伞员在无风时竖直匀速下落,着地速度大小是4.0 m/s.当有正东方向吹来的风,风速大小是3.0 m/s,则跳伞员着地时的速度( )A.大小为5.0 m/s,方向偏西B.大小为5.0 m/s,方向偏东C.大小为7.0 m/s,方向偏西D.大小为7.0 m/s,方向偏东8.一物体在xOy直角坐标平面内运动的轨迹如图所示,其中初速度方向沿虚线方向,下9.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点时的速度与加速A.橡皮做匀速直线运动解析:如图所示,橡皮同时参与了水平向右速度大小为v的匀速直线运动和竖直向上速解析:(1)由图乙知,物体在y方向的加速度a=0.5 m/s2,(1)重物由A运动到B的时间.课时作业(二)平抛运动解析:要依据平抛运动在竖直方向上的分速度v的大小及方向随时间的变化规律,结合。

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业18:6.1圆周运动 练习

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6.1 圆周运动一、选择题考点一 描述圆周运动的物理量的关系及计算1.一质点做匀速圆周运动时,圆的半径为r ,周期为4 s ,那么1 s 内质点的位移大小和路程分别是( ) A.r 和πr 2B.πr 2和πr 2C.2r 和2rD.2r 和πr2『答案』 D『解析』 质点在1 s 内转过了14圈,画出运动过程的示意图可求出这段时间内的位移大小为2r ,路程为πr2,所以选项D 正确.『考点』对匀速圆周运动的理解 『题点』对匀速圆周运动的理解2.关于做匀速圆周运动的物体的线速度、角速度、周期的关系,下面说法中正确的是( ) A.线速度大的角速度一定大 B.线速度大的周期一定小 C.角速度大的半径一定小 D.角速度大的周期一定小『答案』 D『解析』 由v =ωr 可知,当r 一定时,v 与ω成正比;v 一定时,ω与r 成反比,故A 、C 均错误.由v =2πr T 可知,当r 一定时,v 越大,T 越小,B 错误.由ω=2πT 可知,ω越大,T越小,故D 正确.『考点』线速度、角速度、周期(和转速) 『题点』线速度、角速度、周期(和转速)的关系3.(多选)质点做匀速圆周运动时,下列说法中正确的是( )A.因为v =ωr ,所以线速度v 与轨道半径r 成正比B.因为ω=vr ,所以角速度ω与轨道半径r 成反比C.因为ω=2πn ,所以角速度ω与转速n 成正比D.因为ω=2πT,所以角速度ω与周期T 成反比『答案』 CD『解析』 当ω一定时,线速度v 才与轨道半径r 成正比,所以A 错误.当v 一定时,角速度ω才与轨道半径r 成反比,所以B 错误.在用转速或周期表示角速度时,角速度与转速成正比,与周期成反比,故C 、D 正确. 『考点』线速度、角速度、周期(和转速) 『题点』线速度、角速度、周期(和转速)的关系4.(多选)甲、乙两个做匀速圆周运动的质点,它们的角速度之比为3∶1,线速度之比为2∶3,那么下列说法中正确的是( ) A.它们的半径之比为2∶9 B.它们的半径之比为1∶2 C.它们的周期之比为2∶3 D.它们的周期之比为1∶3『答案』 AD『解析』 由v =ωr ,得r =v ω,r 甲r 乙=v 甲ω乙v 乙ω甲=29,A 对,B 错;由T =2πω,得T 甲∶T 乙=2πω甲∶2πω乙=1∶3,C 错,D 对.『考点』线速度、角速度、周期(和转速) 『题点』圆周运动各物理量间的比值关系 考点二 传动问题5.如图1所示是一个玩具陀螺.a 、b 和c 是陀螺上的三个点.当陀螺绕垂直于地面的轴线以角速度ω稳定旋转时,下列表述正确的是( )图1A.a 、b 和c 三点的线速度大小相等B.a 、b 和c 三点的角速度大小相等C.a 、b 的角速度比c 的大D.c 的线速度比a 、b 的大『答案』 B『解析』 同一物体上的三点绕同一竖直轴转动,因此角速度相同,c 的半径最小,故它的线速度最小,a 、b 的半径相同,二者的线速度大小相等,故选B. 『考点』传动问题分析 『题点』同轴传动问题分析6.两个小球固定在一根长为L 的杆的两端,绕杆上的O 点做圆周运动,如图2所示.当小球1的速度为v 1时,小球2的速度为v 2,则O 点到小球2的距离是( )图2A.L v 1v 1+v 2B.L v 2v 1+v 2C.L (v 1+v 2)v 1D.L (v 1+v 2)v 2『答案』 B『解析』 两球在同一杆上,旋转的角速度相等,均为ω,设两球的转动半径分别为r 1、r 2,则r 1+r 2=L .又知v 1=ωr 1,v 2=ωr 2,联立得r 2=L v 2v 1+v 2,B 正确.『考点』传动问题分析 『题点』同轴传动问题分析7.如图3所示的齿轮传动装置中,主动轮的齿数z 1=24,从动轮的齿数z 2=8,当主动轮以角速度ω顺时针转动时,从动轮的运动情况是( )图3A.顺时针转动,周期为2π3ωB.逆时针转动,周期为2π3ωC.顺时针转动,周期为6πωD.逆时针转动,周期为6πω『答案』 B『解析』 主动轮顺时针转动,则从动轮逆时针转动,两轮边缘的线速度大小相等,由齿数关系知主动轮转一周时,从动轮转三周,故T 从=2π3ω,B 正确. 『考点』传动问题分析『题点』皮带(或齿轮)传动问题分析8.如图4所示的装置中,已知大轮的半径是小轮半径的3倍,A 点和B 点分别在两轮边缘,C 点到大轮轴的距离等于小轮半径.若不打滑,则它们的线速度之比v A ∶v B ∶v C 为( )图4A.1∶3∶3B.1∶3∶1C.3∶3∶1D.3∶1∶3『答案』 C『解析』 A 、C 两点转动的角速度相等,由v =ωr 可知,v A ∶v C =3∶1;A 、B 两点的线速度大小相等,即v A ∶v B =1∶1,则v A ∶v B ∶v C =3∶3∶1. 『考点』传动问题分析『题点』传动问题中各物理量的比值关系 考点三 圆周运动的周期性9.某机器内有两个围绕各自的固定轴匀速转动的铝盘A 、B ,A 盘固定一个信号发射装置P ,能持续沿半径向外发射红外线,P 到圆心的距离为28 cm.B 盘上固定一个带窗口的红外线信号接收装置Q ,Q 到圆心的距离为16 cm.P 、Q 转动的线速度相同,都是4π m/s.当P 、Q 正对时,P 发出的红外线恰好进入Q 的接收窗口,如图5所示,则Q 每隔一定时间就能接收到红外线信号,这个时间的最小值应为( )图5A.0.56 sB.0.28 sC.0.16 sD.0.07 s『答案』 A『解析』 根据公式T =2πrv 可求出,P 、Q 转动的周期分别为T P =0.14 s 和T Q =0.08 s ,根据题意,只有当P 、Q 同时转到题图所示位置时,Q 才能接收到红外线信号,所以所求的最小时间应该是它们转动周期的最小公倍数,即0.56 s ,所以选项A 正确. 『考点』线速度、角速度、周期(和转速) 『题点』对周期和转速的理解及简单计算10.如图6所示,一位同学做飞镖游戏,已知圆盘的直径为d ,飞镖距圆盘L ,且对准圆盘上边缘的A 点水平抛出(不计空气阻力),初速度为v 0,飞镖抛出的同时,圆盘绕垂直圆盘过盘心O 的水平轴匀速转动,角速度为ω.若飞镖恰好击中A 点,则下列关系正确的是( )图6A.d =L 2g v 02B.ω=π(2n +1)v 0L (n =0,1,2,3…)C.v 0=ωd2D.ω2=g π2(2n +1)2d(n =0,1,2,3…) 『答案』 B『解析』 依题意飞镖做平抛运动的同时,圆盘上A 点做匀速圆周运动,恰好击中A 点,说明A 正好在最低点被击中,则A 点转动的时间t =(2n +1)πω(n =0,1,2,3…),平抛的时间t=L v 0,则有L v 0=(2n +1)πω(n =0,1,2,3,…),B 正确,C 错误;平抛的竖直位移为d ,则d =12gt 2,联立有dω2=12g π2(2n +1)2(n =0,1,2,3,…),A 、D 错误.『考点』圆周运动与其他运动结合的问题 『题点』圆周运动与其他运动结合的多解问题 二、非选择题11.(描述圆周运动的物理量)一汽车发动机的曲轴每分钟转2 400周,求: (1)曲轴转动的周期与角速度的大小. (2)距转轴r =0.2 m 的点的线速度的大小. 『答案』 (1)140 s 80π rad/s (2)16π m/s『解析』 (1)由于曲轴每秒钟转2 40060=40(周),周期T =140 s ;而每转一周为2π rad ,因此曲轴转动的角速度ω=2π×40 rad/s =80π rad/s.(2)已知r =0.2 m ,因此这一点的线速度v =ωr =80π×0.2 m/s =16π m/s. 『考点』线速度、角速度、周期(和转速) 『题点』线速度、角速度、周期(和转速)的关系12.(传动问题)如图7所示为皮带传动装置,皮带轮的圆心分别为O 、O ′,A 、C 为皮带轮边缘上的点,B 为AO 连线上的一点,R B =12R A ,R C =23R A ,当皮带轮匀速转动时,皮带与皮带轮之间不打滑,求A 、B 、C 三点的角速度大小之比、线速度大小之比.图7『答案』 2∶2∶3 2∶1∶2『解析』 由题意可知,A 、B 两点在同一皮带轮上,因此ωA =ωB ,又皮带不打滑,所以v A =v C , 故可得ωC =v C R C =v A 23R A =32ωA , 所以ωA ∶ωB ∶ωC =ωA ∶ωA ∶32ωA =2∶2∶3.又v B =R B ·ωB =12R A ·ωA =v A 2,所以v A ∶v B ∶v C =v A ∶12v A ∶v A =2∶1∶2.『考点』传动问题分析 『题点』综合传动问题13.(圆周运动与其他运动的结合)如图8所示,半径为R 的圆轮在竖直面内绕O 轴匀速转动,轮上a 、b 两点与O 的连线相互垂直,圆轮最低点距地面的高度为R ,a 、b 两点均粘有一个小物体,当a 点转至最低位置时,a 、b 两点处的小物体同时脱落,经过相同时间落到水平地面上.(不计空气阻力,重力加速度为g )图8(1)试判断圆轮的转动方向(说明判断理由). (2)求圆轮转动的角速度大小.『答案』 见『解析』『解析』 (1)由题意知,a 物体做平抛运动,若与b 点物体下落的时间相同,则b 物体必须做竖直下抛运动,故知圆轮转动方向为逆时针方向. (2)a 平抛:R =12gt 2①b 竖直下抛:2R =v 0t +12gt 2②由①②得v 0=gR 2③ 又因ω=v 0R ④由③④解得ω=g 2R . 『考点』圆周运动与其他运动结合的问题 『题点』圆周运动与其他运动结合的问题。

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业4:8.1功与功率 练习

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业4:8.1功与功率 练习

第1节功与功率课时定时训练(限时45分钟)◆对点题组练题组一功的分析和计算1.(多选)下列说法正确的是()A.合力对物体不做功,说明物体的位移一定为零B.合力对物体做功越多,说明物体所受的合力越大C.把重1 N的物体匀速举高1 m,物体所受的重力做的功为-1 JD.把重1 N的物体匀速举高1 m,物体所受的支持力做功为1 J『解析』合力对物体不做功,物体的位移不一定为零,可能是力与位移相互垂直,选项A错误;根据W=Fl cos α可知,合力做功多,可能是物体的位移大,合力不一定大,选项B错误;把重1 N的物体匀速举高1 m,重力的方向与位移的方向相反,根据W=Fl cos α可得物体所受的重力G做的功为W G=Gh cos 180°=-1 J,选项C正确;把重1 N的物体匀速举高1 m,则支持力F N的大小与物体的重力大小相等,可得支持力做的功为W F N=F N h cos 0°=1 J,选项D正确。

『答案』CD2.(多选)一个力对物体做了负功,则说明()A.这个力一定阻碍物体的运动B.这个力不一定阻碍物体的运动C.这个力与物体运动方向的夹角α<90°D.这个力与物体运动方向的夹角α>90°『解析』由功的表达式W=Fl cos α知,只有当α>90°时,cos α<0,力对物体做负功,此力阻碍物体的运动,故A、D正确。

『答案』AD3.一女士站立在台阶式自动扶梯上正在匀速上楼,一男士站立在履带式自动人行道上正在匀速上楼。

下列关于两人受到的力做功判断正确的是()A.支持力对女士做正功B.支持力对男士做正功C.摩擦力对女士做负功D.摩擦力对男士做负功『解析』女士站立在台阶式自动扶梯上,女士匀速上楼,支持力向上,与速度方向的夹角为锐角,则支持力做正功,不受静摩擦力作用,摩擦力不做功,故A 正确,C错误;男士受支持力与速度方向垂直,支持力不做功,摩擦力方向与速度方向相同,做正功,故B、D错误。

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业6:8.1 功与功率 练习

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8.1 功与功率1.下面列举的情况中所做的功不为零的是()A.举重运动员,举着杠铃在头上方停留3 s,运动员对杠铃做的功B.木块在粗糙水平面上滑动,支持力对木块做的功C.一个人用力推一个笨重的物体,但没推动,人的推力对物体做的功D.自由落体运动中,重力对物体做的功2.用水平恒力F作用于质量为M的物体上,使之在光滑的水平面上沿力的方向移动距离l,恒力做功为W1;再用该恒力作用于质量为m(m<M)的物体上,使之在粗糙的水平面上移动同样的距离l,恒力做功为W2,则两次恒力做功的关系是()A.W1>W2B.W1<W2C.W1=W2D.无法判断3.大小相等的力F分别按图示的四种方式作用在同一物体上,使物体沿着水平面移动相同的距离,力F做功最多的是()4.(多选)关于功的正、负,下列叙述正确的是()A.正功表示功的方向与物体运动方向相同,负功为相反B.正功表示功大于0,负功表示功小于0C.正功表示力和位移之间的夹角小于90°,负功表示力和位移之间的夹角大于90°D.正功表示做功的力为动力,负功表示做功的力为阻力5.如图,物块A、B在外力F的作用下一起沿水平地面做匀速直线运动的过程中,下列关于A对地面的滑动摩擦力做功和B对A的静摩擦力做功的说法,正确的是()A.静摩擦力做正功,滑动摩擦力做负功B.静摩擦力不做功,滑动摩擦力做负功C.静摩擦力做正功,滑动摩擦力不做功D.静摩擦力做负功,滑动摩擦力做正功6.一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m的重物,当重物的速度为v1时,起重机达到额定功率P。

以后起重机保持该功率不变,继续提升重物,直到达到最大速度v2为止,则整个过程中,下列说法正确的是(重力加速度为g)()A.钢绳的最大拉力为mgB .钢绳的最大拉力为P v 2C .重物的平均速度大小为v 22D .重物匀加速运动的加速度P m v 1-g 7.关于功率,下列说法正确的是( )A .功率是描述力做功多少的物理量B .功率描述力做功快慢C .做功时间长,功率一定小D .力做功多,功率一定大8.如图所示,物体A 、B 质量相同,A 放在光滑的水平面上,B 放在粗糙的水平面上,在相同的力F 作用下,由静止开始都通过了相同的位移x ,那么( )A .力F 对A 做功较多,做功的平均功率也较大B .力F 对B 做功较多,做功的平均功率也较大C .力F 对A 、B 做的功和做功的平均功率都相同D .力F 对A 、B 做功相等,但对A 做功的平均功率较大9. (多选)一辆汽车在水平路面上由静止启动,在前5 s 内做匀加速直线运动,5 s 末达到额定功率,之后保持额定功率运动,其v -t 图像如图所示。

新课标2018版高中物理必修二课时作业:第六章 万有引

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课时作业(十)一、选择题1.下列说法符合史实的是( ) A .牛顿发现了行星的运动规律 B .胡克发现了万有引力定律C .卡文迪许测出了引力常量G ,被称为“称量地球重量的人”D .伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性 答案 C解析 根据物理学史可判C 项正确,A 、B 、D 三项错误.2.如图所示,两个半径分别为r1=0.60 m ,r 2=0.40 m ,质量分布均匀的实心球质量分别为m 1=4.0 kg ,m 2=1.0 kg ,两球间距离为r =2.0 m ,则两球间相互引力的大小为( ) A .6.67×10-11NB .大于6.67×10-11NC .小于6.67×10-11ND .不能确定答案 C解析 运用万有引力定律公式F =G m 1m 2r 2进行计算时,首先要明确公式中各物理量的含义,对于质量分布均匀的球体,r 指的是两个球心间的距离,两球心间的距离应为r +r 1+r 2=3.0 m .两球间的引力为F =G m 1m 2r 2,代入数据,可得2.96×10-11 N .故C 项正确.3.在离地面高度等于地球半径的高处,重力加速度的大小是地球表面处的( ) A .2倍 B .1倍 C.12 D.14答案 D解析 由g =G M R 2,g ′=GM (R +h )2,当h =R 时,g ′=14g. 4.已知地球半径为R ,将一物体从地面发射至离地面高h 处时,物体所受万有引力减少到原来的一半,则h 为( ) A .R B .2R C.2R D .(2-1)R 答案 D解析 根据万有引力定律,F =G mM R 2,F ′=G mM (R +h )2=12F ,代入可求解得结论.5.两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起,它们之间的万有引力为F.若将两个用同种材料制成的半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起,则两大铁球之间的万有引力为( ) A .2F B .4F C .8F D .16F答案 D解析 两个小铁球之间的万有引力为F =G mm (2r )2=G m 24r 2.实心球的质量为m =ρV =ρ·43πr 3,大铁球的半径是小铁球的2倍,则大铁球的质量m ′与小铁球的质量m 之比为m ′m =r ′3r3=81.故两个大铁球间的万有引力为F ′=G m ′m ′(2r ′)2=G (8m )24(2r )2=16F.D 项正确. 6.据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600 N 的人,在这个行星表面的重量将变为960 N .由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( ) A .0.5 B .2 C .3.2 D .4答案 B解析 设地球的质量为M 1,地球半径为R 1,此行星的质量为M 2,半径为R 2,人的质量为m.由题意知,M 2=6.4M 1,600=G M 1m R 12,960=G M 2m R 22由以上三式,可得R 2R 1=2,故B 项正确.7.两个质量均为M 的星体,其连线的垂直平分线为AB ,O 为两星体连线的中点,如图所示,一质量为m 的物体从O 沿OA 方向运动,设A 离O 足够远,则物体在运动过程中受到两个星球万有引力的合力大小变化情况是( ) A .一直增大 B .一直减小 C .先减小后增大 D .先增大后减小 答案 D解析 在O 点两星球对物体m 的万有引力大小相等、方向相反、合力为零;到了离O 很远的A 点时,由于距离太大,星球对物体的万有引力非常小,也可以认为等于零.由此可见,物体在运动过程中受到两个星球万有引力的合力先增大后减小,D 项正确.8.某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的三分之一,若从地球上高h 处平抛一物体,射程为63 m ,则在该星球上,从同样高度,以同样的初速度平抛同一物体,射程应为( ) A .189 m B .21 m C .7 m D .567 m 答案 C解析 设地球质量为M ,半径为R ,表面重力加速度为g. 则在地球表面G MmR2=mg.在星球表面G M ′m R ′2=mg ′,即G 9Mm(13R )2=mg ′ 解得g ′=81g.根据平抛规律在地球x =v 0t =v 02h g . 在星球x ′=v 0t ′=v 02hg ′=v 02h 81g. 所以x ′=19x =7 m ,故C 项正确.二、非选择题9.如图所示,等边三角形ABC 边长为L ,在三角形的三个顶点A 、B 、C 各固定质量均为m 的三个小球,已知万有引力常量为G ,则C 点小球受A 、B 两点小球的万有引力的合力为多少? 答案3G m 2L2 解析 C 点小球受引力如图所示,则F 1=F 2=G m 2L2根据平行四边形定则,得F 合=2F 1cos30°=3G m 2L210.在一次测定引力常量的扭秤实验里,测得一个球的质量为m =4.0×10-3 kg ,另一个球的质量为m ′=0.8 kg ,两球球心间距r =4.0×10-2m ,两球间的万有引力F =1.3×10-10N ,查得地球表面的重力加速度g =9.8 m/s 2,地球半径R =6 400 km ,试根据这些数据计算地球的质量M.解析 忽略地球自转的影响,地球表面的物体所受的重力约等于地球对它的万有引力,即mg =GMm R 2,所以M =gR 2G两球之间万有引力F =G mm ′r 2,即G =Fr 2mm ′所以M =gR 2mm ′Fr2≈6.2×1024 kg11.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一物体,经过时间t 物体落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一物体,需经过时间5t 物体落回原处.(取地球表面重力加速度g =10 m/s 2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g ′的大小;(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地.解析 (1)由竖直上抛运动规律,可知地面上竖直上抛物体落回原地经历的时间为t =2v 0g在该星球表面竖直上抛的物体落回原地所用时间为5t =2v 0g ′所以g ′=15g =2 m/s 2(2)星球表面物体所受重力等于其所受星体的万有引力 则有mg =G Mm R 2,所以M =gR 2G可解得M 星∶M 地=1∶8012.某星球“一天”的时间T =6 h ,用弹簧测力计在星球的“赤道”上比在“两极”处测同一物体的重力时读数小10%,设想该星球自转的角速度加快,使赤道上的物体会自动飘起来,这时星球的“一天”是多少小时? 答案 1.9小时解析 设该物体在星球的“赤道”上时重力为G 1,在两极处时重力为G 2,在“赤道”上G MmR 2-G 1=mω2R① 在“两极”处G MmR 2=G 2② 依题意得G 2-G 1=0.1G 2③设该星球自转的角速度增大到ωx 时,赤道上的物体自动飘起来,这里的自动飘起来是指星球表面与物体间没有相互作用力,G MmR 2=mωx 2R④ 又ω=2πT ,ωx =2πT x⑤由以上各式得T x =610h ≈1.9 h 即:使赤道上的物体会自动飘起来,这时星球的“一天”是1.9小时 13.已知月球质量是地球质量的1/81,月球半径是地球半径的1/3.8.(1)在月球和地球表面附近,以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时,上升的最大高度之比是多少?(2)在距月球和地球表面相同高度处(此高度较小),以同样的初速度分别水平抛出一个物体时,物体的水平射程之比为多少? 答案 (1)5.6 (2)2.37解析 (1)在月球和地球表面附近竖直上抛的物体都做匀减速直线运动,其上升的最大高度分别为:h 月=v 02/2g 月,h 地=v 02/2g 地.式中,g 月和g 地是月球表面和地球表面附近的重力加速度,根据万有引力定律,得 g 月=GM 月R 月2,g 地=GM 地R 地2于是得上升的最大高度之比为 h 月h 地=g 地g 月=M 地R 月2M 月R 地2=81×(13.8)2=5.6 (2)设抛出点的高度为H ,初速度为v 0,在月球和地球表面附近做平抛运动的物体在竖直方向做自由落体运动,从抛出到落地所用时间分别为 t 月=2Hg 月,t 地=2H g 地在水平方向做匀速直线运动,其水平射程之比为 x 月x 地=v 0t 月v 0t 地=g 地g 月=R 月R 地M 地M 月=93.8=2.37。

新课标2018版高中物理必修二课时作业:第七章 曲线运

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课时作业(十四)一、选择题1.关于功率公式P =Wt 和P =Fv 的说法正确的是( ).A .由P =Wt 知,只要知道W 和t 就可求出任意时刻的功率B .由P =Fv 只能求某一时刻的瞬时功率C .从P =Fv 知汽车的功率与它的速度成正比D .从P =Fv 知当汽车发动机功率一定时,牵引力与速度成反比 答案 D 解析 P =Wt是对应一段时间内的功率,是平均功率,在P =Fv 中,若v 为平均速度,则P 为平均功率,若v 为瞬时速度,则P 为瞬时功率.当P 一定时,F 与v 成反比.2.(多选)如图所示,四个相同的小球在距地面相同的高度以相同的速率分别竖直下抛、竖直上抛、平抛和斜抛,不计空气阻力,则下列关于这四个小球从抛出到落地过程的说法中正确的是( )A .小球飞行过程中单位时间内的速度变化相同B .小球落地时,重力的瞬时功率均相同C .从开始运动至落地,重力对小球做功相同D .从开始运动至落地,重力对小球做功的平均功率相同 答案 AC解析 因为抛体运动的加速度恒为g ,所以A 项正确;小球落地时竖直方向速度大小不同,B 项错误;W G =mgh ,C 项正确;从抛出到落地所用时间不等,所以D 项错误. 3.(多选)如图所示,是汽车牵引力F 和车速倒数1v 的关系图像,若汽车质量为2×118 kg ,由静止开始沿平直公路行驶,阻力恒定,最大车速为30 m/s ,则以下说法正确的是( )A.汽车的额定功率为6×118 WB.汽车运动过程中受到的阻力为6×118 NC.汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动D.汽车做匀加速运动的时间是5 s答案AD解析由图像可知,汽车先做功率恒定的变加速运动,再做牵引力恒定的匀加速运动,P额=F·v=2×118×30 W=6×118 W,A项正确,C项错误;当汽车速度最大时牵引力F=f=2×118 N,B项错误;汽车匀加速运动的加速度a=F-fm=2 m/s2,汽车刚达到额定功率时的速度v=PF=10 m/s,所以汽车做匀加速运动的时间t=va=5 s,D项正确.4.用水平恒力F作用在一个物体上,使该物体沿光滑水平面在力的方向移动距离s,恒力F做的功为W1,功率为P1;再用同样的水平力F作用在该物体上,使该物体在粗糙的水平面上在力的方向上移动距离s,恒力F做的功为W2,功率为P2,下面哪个选项是正确的() A.W1<W2,P1>P2B.W1>W2,P1>P2C.W1=W2,P1>P2D.W1<W2,P1<P2答案 C解析水平拉力F相同,位移s相同,所以两次力F所做的功相同,但两次物体移动的速度不同,做功的时间不同,在粗糙平面上移动的速度慢,所以两次的功率不同.5.宇航员在进行素质训练时,抓住秋千杆由水平状态开始下摆,如图所示,在到达竖直状态的过程中,宇航员所受重力的瞬时功率的变化情况是()A.一直增大B.一直减小C.先增大后减小D.先减小后增大答案 C解析本题可以用极限法来判断.瞬时功率P=Fvcosα,初始状态v=0,当杆摆至竖直时,cosα=0,即宇航员在开始下落时、落至最低点时的重力的瞬时功率为0,故可推断重力的瞬时功率先增大后减小,可知C项正确.6.设汽车行驶时所受阻力与它的速度成正比,如果汽车以v的速度匀速行驶时,发动机的功率为P.当汽车以2v的速度匀速行驶时,汽车发动机的功率为()A.P B.2PC.3P D.4P答案 D解析这是一个变力做功的问题.由题意知汽车以速度v匀速行驶时,汽车的牵引力为F1=F f=kv,此时汽车的功率为:P=F1v=kv2①当汽车以2v的速率匀速行驶时,汽车的牵引力变为F2=F′f=k·2v,此时汽车的功率变为:P2=F2v2=4kv2②,结合①②两式可得P2=4P.7.一物块放在粗糙的水平面上,在水平拉力F作用下做直线运动,运动的v-t图像如图所示,则有关该力F的功率P-t图像可能是图中的()答案 B解析0~t1段F为恒力,速度线性增加,故功率也线性增大.t1~t2段,v不变,F突然减小后保持不变,功率不变.t2~t3段,F突然减小,仍为恒力,速度线性减小,故功率也线性减小,故B项正确.8.图为一种测定运动员体能的装置,运动员的质量为m1,绳的一端拴在运动员腰间并沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量与摩擦),绳的下端悬挂一个质量为m2的重物.人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速度v匀速向右运动.下列说法中正确的是()A.绳子拉力对人做正功B.绳子拉力对人做负功C.运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gvD.运动员对传送带做功的瞬时功率为(m1+m2)gv答案 C解析人的位移x=0,由公式W=Fx可知绳子拉力对人不做功,A项、B项错误;由平衡条件知人受传送带的摩擦力大小为m2g,因而人作用于传送带上的摩擦力大小也为m2g,由公式P=Fv可知,运动员对传送带做功的瞬时功率为m2gv,C项正确,D项错误.9.如图所示,斜面体固定在水平地面上,用一根轻绳跨过定滑轮连接甲、乙两滑块,它们静止于两斜面等高处,轻绳均与斜面平行.甲、乙可看成质点,不计一切摩擦(sin37°=0.6,sin53°=0.8).若剪断轻绳,下列说法正确的是()A .甲、乙落地时的速度大小相等B .甲、乙落到地面所用时间之比为1∶1C .甲、乙落地时重力的功率之比为4∶3D .甲、乙在下滑到地面过程中重力做功相等 答案 A解析 A 项,两物体位于相同高度,剪断轻绳,让两物体从静止开始沿斜面滑下,两物体运动过程中只有重力做功,落地高度相同,根据机械能守恒定律,得mgh =12mv 2到达斜面底端时两物体速率相等.故A 项正确.B 项,没有剪断细绳时,由平衡条件可得,m 甲gsin37°=m 乙gsin53°,则m 甲∶m 乙=4∶3,两物体距地面高度h 相同,位移分别为x 甲=h sin37°,x 乙=h sin53°,由匀变速直线运动的平均速度公式v -=v 0+v2知,h sin37°=v 2t 甲,h sin53°=v 2t乙.因为末速度v 大小相同,故t 甲>t 乙,故B 项错误;C 项,由A 项知,两物体落地时速度大小相等,由B 项可知,m 甲∶m 乙=4∶3,落地时重力的功率之比P 甲P 乙=m 甲gvcos53°m 乙gvcos37°=11,故C 项错误.D 项,甲乙下滑过程中重力做功W =mgh ,h 相同,但质量不同,故D 项错误.点评 本题中要注意两点:(1)绳子各点处的拉力大小相等;(2)重力的功率等于重力与竖直分速度的乘积. 二、非选择题10.将一重2 N 的小球在高度5 m 处以30 m/s 的速度水平抛出,求小球落地时重力的瞬时功率? 答案 20 W解析 设小球落地时速度v ,与竖直方向的夹角为θ, 则P =mgvcos θ, v y =vcos θ, v y =2gh ,代入数据得:P =20 W.11.如图所示,位于水平面上的物体A ,在斜向上的恒定拉力作用下,由静止开始向右做匀加速直线运动.已知物体质量为10 kg ,F 的大小为100 N ,方向与速度v 的夹角为37°,物体与水平面间的动摩擦因数为0.5,g =10 m/s 2.求:(1)第2 s 末,拉力F 对物体做功的功率是多大?(2)从运动开始,物体前进12 m 过程中拉力对物体做功的功率?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)解析 (1)物体对水平面的压力F N =mg -Fsin37°=100 N -100×0.6 N =40 N 由牛顿第二定律,得物体的加速度a =Fcos37°-μF N m =100×0.8-0.5×4010 m/s 2=6 m/s 2第2 s 末,物体的速度v =at =12 m/s拉力F 对物体做功的功率P =Fvcos37°=960 W (2)从运动开始,前进12 m 用时t ′=2la=2×126s =2 s 该过程中拉力对物体做功W =Flcos37°=100×12×0.8 J =960 J拉力对物体做功的平均功率P ′=W t ′=9602W =480 W12.如图所示是一学生骑车爬坡的情形.假如他骑车时的最大功率是300 W ,车和学生的总质量为75 kg ,斜坡倾角为30°,运动过程中受到的摩擦阻力恒为30 N ,则此学生骑车上坡的最大速度是多少?假如他在水平路面上骑车,最大速度可达到多少?(g 取10 m/s 2) 答案 0.74 m/s 10 m/s解析 当人骑车上坡时,匀速运动,速度最大为v 1,则 F 1=f +mgsin θ P =F 1v 1骑车上坡的最大速度v 1=0.74 m/s在水平路面上骑车时,匀速运动,速度最大为v 2,则 F 2=f P =F 2v 2水平路面上骑车最大速度v 2=10 m/s13.图示为修建高层建筑常用的塔式起重机.在起重机将质量m =5×118kg 的重物竖直吊起的过程中,重物由静止开始向上做匀加速直线运动,加速度a =0.2 m/s 2,当起重机输出功率达到其允许的最大值时,保持该功率直到重物做v m =1.02 m/s 的匀速运动.取g =10 m/s 2,不计额外功.求:(1)起重机允许输出的最大功率.(2)重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率. 答案 (1)5.1×118 W (2)5 s 2.18×118 W解析 (1)设起重机允许输出的最大功率为P 0,重物达到最大速度时,拉力F 0等于重力.P0=F0v m=mgv m ①代入数据,有:P0=5.1×118 W ②(2)匀加速运动结束时,起重机达到允许输出的最大功率,设此时重物受到的拉力为F,速度为v1,匀加速运动经历时间为t1,有:P0=Fv1 ③F-mg=ma ④v1=at1 ⑤由②③④⑤,代入数据,得:t1=5 s ⑥t=2 s时,重物处于匀加速运动阶段,设此时速度为v2,输出功率为P,则v2=at ⑦P=Fv2 ⑧由④⑦⑧,代入数据,得P=2.18×118 W。

新课标2018版高中物理必修二课时作业:第七章 曲线运

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第七章章末测试卷[时间:90分钟满分:100分]一、选择题(本题共12小题,每小题4分,共48分,每小题至少有一个选项正确,全部选对的得4分,漏选的得2分,错选的得0分)1.关于摩擦力对物体做功,以下说法中正确的是()A.滑动摩擦力总是做负功B.滑动摩擦力可能做负功,也可能做正功C.静摩擦力对物体一定做负功D.静摩擦力对物体总是做正功答案 B解析滑动摩擦力和静摩擦力都可以对物体做正功或负功,还可能不做功,B项正确,A、C、D项错误.2.(多选)下列说法正确的是()A.物体的机械能守恒,一定只受重力和弹簧弹力作用B.物体处于平衡状态时机械能一定守恒C.物体的动能和重力势能之和增大时,必定有重力以外的其他力对物体做了功D.物体的动能和重力势能在相互转化过程中,一定通过重力做功来实现答案CD解析物体的机械能守恒时,一定只有重力和弹簧的弹力做功,但不一定只受重力和弹簧弹力的作用.3.如图所示为某中学科技小组制作的利用太阳能驱动小车的装置.当太阳光照射到小车上方的光电板时,光电板中产生的电流经电动机带动小车前进.若质量为m的小车在平直的水泥路上从静止开始沿直线加速行驶,经过时间t前进的距离为x,且速度达到最大值v m.设这一过程中电动机的功率恒为P,小车所受阻力恒为F,那么这段时间内()A.小车做匀加速运动B.小车受到的牵引力逐渐增大C.小车受到的合外力所做的功为Pt D.小车受到的牵引力做的功为Fx+12mv m2答案 D解析小车在运动方向上受向前的牵引力F1和向后的阻力F,因为v增大,P不变,由P=F 1v ,F 1-F =ma ,得出F 1减小,a 减小,当v =v m 时,a =0,故A 、B 项错误;合外力的功W 外=Pt -Fx ,由动能定理得W 牵-Fx =12mv m 2,故C 项错误,D 项正确.4.(多选)如图所示,分别用恒力F 1、F 2先后将质量为m 的物体,由静止开始沿同一粗糙的固定斜面由底端推到顶端,两次所用时间相同,第一次力F 1沿斜面向上,第二次力F 2沿水平方向.则两个过程中( )A .物体与斜面摩擦产生的热量不相同B .物体机械能的变化量相同C .F 1做的功与F 2做的功相同D .F 1做功的功率比F 2做功的功率大答案 AB解析 两个过程中物体对斜面的压力不同,故摩擦力大小不同,则产生的热量不相同,故A 项正确;因两次所用时间相同,则两个过程中物体末速度相同,又由于最终处于相同的高度,所以两个过程中物体机械能的变化量相同,故B 项正确;对物体受力分析可知,第一次物体所受的摩擦力小于第二次物体所受的摩擦力,故两个过程中物体克服摩擦力做功不同,而两个过程中物体机械能的变化量相同,则F 1做的功比F 2做的功少,又两次作用时间相同,则F 1做功的功率比F 2做功的功率小,故C 、D 项错误.5.(多选)质量为1 500 kg 的汽车在平直的公路上运动,v -t 图像如图所示.由此可求( )A .前25 s 内汽车的平均速度B .前10 s 内汽车的加速度C .前10 s 内汽车所受的阻力D .15~25 s 内合外力对汽车所做的功答案 ABD解析 由图像可求前25秒内的位移,即图像与时间轴所围区域的面积,再由v =xt 可求平均速度,故A 项正确.前10秒内图线的斜率即为前10秒内的加速度,故B 项正确.前10秒内汽车的牵引力大小未知,因此汽车所受阻力不能求,故C 项错误.由动能定理,合外力所做的功与动能增量相等,故D 项正确.6.如图,表面光滑的固定斜面顶端安装一定滑轮,小物块A 、B 用轻绳连接并跨过滑轮(不计滑轮的质量和摩擦).初始时刻,A 、B 处于同一高度并恰好处于静止状态.剪断轻绳后A 下落、B 沿斜面下滑,则从剪断轻绳到物块着地,两物块( )A .速率的变化量不同B .机械能的变化量不同C .重力势能的变化量相同D .重力做功的平均功率相同答案 D解析 两物块开始处在同一高度且处于静止状态,则m A g =m B gsin θ,剪断轻绳后A 自由落体,B 沿光滑斜面下滑,机械能都守恒,着地时下降的高度相同,由mgh =12mv 2可知,两物块着地时的速度大小相同,因此速率的变化量相同,A 项错误;两物块的机械能变化量都为零,B 项错误;两物块的质量不等,下落的高度相等,由W G =mgh 可知两物体重力做功不等,因而重力势能变化量的大小不同,C 项错误;设下落的高度为h ,则A 下落过程的时间为t A =2hg,B 下滑所用时间为t B =2hgsin 2θ,将重力做功、运动时间及质量关系代入重力做功的平均功率P =Wt公式,可求得两物体运动过程中重力做功的平均功率相等.7.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,小球沿轨道到达最高点B 时恰好对轨道没有压力.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12mgR答案 D解析 重力做功与路径无关,所以W G =mgR ,A 项错;小球在B 点时所受重力提供向心力,即mg =m v 2R ,所以v =gR ,从P 点到B 点,由动能定理,知W 合=12mv 2=12mgR ,故C 项错;根据能量的转化与守恒,知机械能的减少量为|ΔE|=|ΔE p |-|ΔE k |=12mgR ,故B 项错;克服摩擦力做的功等于机械能的减少量,等于12mgR ,故D 项正确.8.(多选)如图所示,重10 N 的滑块在倾角为30°的斜面上,从a 点由静止下滑,到b 点接触到一个轻弹簧.滑块压缩弹簧到c 点开始弹回,返回b 点离开弹簧,最后又回到a 点,已知ab =0.8 m ,bc =0.4 m ,那么在整个过程中( )A .滑块动能的最大值是6 JB .弹簧弹性势能的最大值是6 JC .从c 到b 弹簧的弹力对滑块做的功是6 JD .滑块和弹簧组成的系统整个过程机械能减少 答案 BC解析 滑块能回到原出发点,所以机械能守恒,故D 项错误;以c 点为参考点,则a 点的机械能为6 J ,在c 点时滑块的速度为零,重力势能为零,所以弹簧的弹性势能为6 J ,从c 到b 的过程中弹簧的弹力对滑块做的功等于弹性势能的减少量,故B 、C 两项正确;滑块从a 到c 的过程中,重力势能不能完全转化为动能,故A 项错误.9.(多选)如图所示,A 、B 、C 、D 四图中的小球以及小球所在的左侧斜面完全相同,现从同一高度h 处由静止释放小球,使之进入右侧不同的轨道:除去底部一小段圆弧,A 图中的轨道是一段斜面,高度大于h ;B 图中的轨道与A 图中的轨道相比只是短了一些,且斜面高度小于h ;C 图中的轨道是一个内径略大于小球直径的管道,其上部为直管,下部为圆弧形,与斜面相连,管的高度大于h ;D 图中的轨道是个半圆形轨道,其直径等于h.如果不计任何摩擦阻力和拐弯处的能量损失,小球进入右侧轨道后能到达h 高度的是( )答案 AC解析 对A 、C 轨道,小球到达右侧最高点的速度可以为零,由机械能守恒定律可得,小球进入右侧轨道后的高度仍为h ,故A 、C 项正确;轨道B 右侧的最大高度小于h ,小球离开轨道后做斜抛运动,小球到达最高点仍具有水平速度.因此小球到达最高点的高度小于h ,B 项不正确;轨道D 右侧为圆形轨道,小球通过最高点时必须具有一定的速度,因此小球沿轨道D 不可能到达h 高度,D 项错误.10.如图是一种升降电梯的示意图,A 为载人厢,B 为平衡重物,它们的质量均为M ,上下均由跨过滑轮的钢索系住,在电动机的牵引下使电梯上下运动.如果电梯中人的总质量为m ,匀速上升的速度为v ,电梯即将到顶层前关闭电动机,依靠惯性上升h 高度后停止,在不计空气阻力和摩擦阻力的情况下,h 为( ) A.v 22gB.(M +m )v 22mgC.(M +m )v 2mgD.(2M +m )v 22mg答案 D解析 依靠惯性向上运动的过程中,人和电梯的动能、平衡重物的动能、平衡重物的重力势能都在减少,而人和电梯的重力势能增加.根据能量守恒定律,(M +m)gh =12(M +m)v 2+12Mv 2+Mgh ,可得h =(2M +m )v 22mg ,D 项正确. 11.已知一足够长的传送带与水平面的倾角为θ,以一定的速度匀速运动.某时刻在传送带适当的位置放上具有一定初速度的物块(如图甲所示),以此时为t =0时刻记录了小物块之后在传送带上运动的速度随时间的变化关系,如图乙所示(图中取沿斜面向上的运动方向为正方向,其中两坐标大小v 1>v 2).已知传送带的速度保持不变,g 取10 m/s 2.则下列判断正确的是( ) A .0~t 1内,物块对传送带做正功 B .物块与传送带间的动摩擦因数μ<tan θ C .0~t 2内,传送带对物块做功为12mv 22-12mv 12D .系统产生的热量一定比物块动能的减少量大 答案 D解析 由题图乙可知,物块先向下运动后向上运动,则传送带的运动方向应向上.0~t 1内,物块对传送带的摩擦力方向沿传送带向下,则物块对传送带做负功,故A 项错误;在t 1~t 2内,物块向上运动,则有μmg cos θ>mgsin θ,得μ>tan θ,故B 项错误;0~t 2内,由图线与t 轴所围面积可知,物块的总位移沿传送带向下,高度下降,重力对物块做正功,设为W G ,根据动能定理有:W +W G =12mv 22-12mv 12,则传送带对物块做功W ≠12mv 22-12mv 12,故C 项错误;对整个运动过程分析知,只有在0~t 2内有热量产生,而在此时间段内物块的重力势能减小、动能也减小,都转化为系统产生的内能,则由能量守恒得知,系统产生的热量大小一定大于物块动能的变化量大小,故D 项正确.12.如图所示,质量为m 的可看成质点的物块置于粗糙水平面上的M点,水平面的右端与固定的斜面平滑连接,物块与水平面及斜面之间的动摩擦因数处处相同.物块与弹簧未连接,开始时物块挤压弹簧使弹簧处于压缩状态.现从M 点由静止释放物块,物块运动到N 点时恰好静止,弹簧原长小于MM ′.若物块从M 点运动到N 点的过程中,物块与接触面之间由于摩擦所产生的热量为Q ,物块、弹簧与地球组成系统的机械能为E ,物块通过的路程为s.不计转折处的能量损失,下列图像所描述的关系中可能正确的是( )答案 C解析 由Q =F f ·s 可知,Q ­s 图线的斜率大小表示物块与接触面间摩擦力的大小,因F fMM ′>F fM ′N ,故Q-s 图线的斜率是分段恒定的,A 、B 项均错误;设在M 点时物块、弹簧与地面组成的系统的机械能为E 0,则由能量守恒,可得E =E 0-Q =E 0-F f s ,考虑F fMM ′>F fM ′N ,可知,C项正确,D 项错误.二、实验题(共2小题,共14分)13.(6分)在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中(装置如图甲):甲(1)下列说法哪一项是正确的________.(填选项字母) A .平衡摩擦力时必须将钩码通过细线挂在小车上 B .为减小系统误差,应使钩码质量远大于小车质量 C .实验时,应使小车靠近打点计时器由静止释放乙(2)图乙是实验中获得的一条纸带的一部分,选取O 、A 、B 、C 计数点,已知打点计时器使用的交流电频率为50 Hz ,则打B 点时小车的瞬时速度大小为________ m/s(保留三位有效数字).答案 (1)C (2)0.653解析 (1)平衡摩擦力时必须让空车拖着纸带匀速滑下,而不能挂上钩码,A 项错误;设小车质量为M ,钩码质量为m ,则绳子的拉力F =Ma =Mmg M +m=11+m Mmg ,显然只有M ≫m时,才有mM→0,此时F ≈mg ,即钩码质量应远小于小车质量,B 项错误.(2)对于匀加速直线运动,某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度,B 点的速度等于AC 段的平均速度,又AB 段的时间为T =5T 0=5f =0.1 s ,所以v B =v -AC =s AC 2T =s OC -s OA 2T =(18.59-5.53)×10-22×0.1m/s =0.653 m/s. 14.(8分)现要通过实验验证机械能守恒定律.实验装置如图所示:水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨,导轨上A 点处有一带长方形遮光片的滑块,其总质量为M ,左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与一质量为m 的砝码相连;遮光片两条长边与导轨垂直;导轨上B 点有一光电门,可以测量遮光片经过光电门时的挡光时间t.用d 表示A 点到导轨底端C 点的距离,h 表示A 与C 的高度差,b 表示遮光片的宽度,s 表示A 、B 两点间的距离,用g 表示重力加速度.完成下列填空和作图.(1)若将滑块自A 点由静止释放,则在滑块从A 运动至B 的过程中,滑块、遮光片与砝码组成的系统重力势能的减少量可表示为________,动能的增加量可表示为________.若在运动过程中机械能守恒,1t 2与s 的关系式为1t2=________.(2)多次改变光电门的位置,每次均令滑块自同一点(A 点)下滑,测量相应的s 与t 值,结果如下表所示.以s 为横坐标,1t 2为纵坐标,在下图所示的坐标纸中描出第1至第5个数据点;根据5个数据点作直线,求得该直线的斜率k =________×118 m -1·s -2(保留三位有效数字).由测得的h 、d 、b 、M 和m 数值可以计算出1t 2-s 直线的斜率k 0,将k 和k 0进行比较,若其差值在实验允许的范围内,则可认为此实验验证了机械能守恒定律. 答案 (1)(hd M -m)gs (M +m )b 22t 2 2(Mh -md )g (M +m )db 2s(2)2.43解析 (1)系统重力势能的减少量为滑块重力势能的减少量减去砝码重力势能的增加量,即为Mgs·h d -mgs =(hd M -m)gs ,系统动能的增加量是两者的动能的增加量的和,而它们的速度大小相同,为v =b t ,则系统动能的增加量为12(M +m)v 2=(M +m )b 22t 2.若机械能守恒,则两者相等,即(h d M -m)gs =(M +m )b 22t 2,变形得1t 2=2(Mh -md )g(M +m )db 2s.(2)因为1t 2­s 图像是一条直线,则要将坐标平面上的点连成一条直线,要求是使尽可能多的点在这条直线上,不在这条直线上的点均匀分布在它的两侧.取直线上的两点,根据k =Δ1t2Δs 可求得斜率为k =2.43×118 m -1·s -2.三、计算题(本题共4小题,共38分)15.(8分)如图所示,长度为l 的轻绳上端固定在O 点,下端系一质量为m的小球(小球的大小可以忽略).(1)在水平拉力F 的作用下,轻绳与竖直方向的夹角为α,小球保持静止.画出此时小球的受力图,并求力F 的大小;(2)由图示位置无初速度释放小球,求当小球通过最低点时的速度大小及轻绳对小球的拉力.不计空气阻力.解析 (1)受力图如右图所示根据平衡条件,小球所受的拉力大小F =mgtan α (2)运动中只有重力做功,系统机械能守恒,有 mgl(1-cos α)=12mv 2则通过最低点时,小球的速度大小 v =2gl (1-cos α)根据牛顿第二定律T ′-mg =m v 2l解得轻绳对小球的拉力T ′=mg +m v 2l=mg(3-2cos α)16.(10分)如图所示,半径R =0.9 m 的四分之一圆弧形光滑轨道竖直放置,圆弧最低点B 与长为L =1 m 的水平面相切于B 点,BC 离地面高h =0.8 m ,质量m =1.0 kg 的小滑块从圆弧顶点D 由静止释放,已知滑块与水平面间的动摩擦因数μ=0.1,(不计空气阻力,取g =10 m/s 2)求:(1)小滑块刚到达圆弧轨道的B 点时对轨道的压力; (2)小滑块落地点距C 点的距离. 答案 (1)30 N (2)455 m解析 (1)设小滑块到达B 点时的速度为v B ,圆弧轨道对滑块的支持力为F N , 由机械能守恒定律,得 mgR =12mv B 2由牛顿第二定律,得 F N -mg =m v B 2R联立解得F N =30 N由牛顿第三定律可知,滑块在B 点时对轨道的压力为30 N. (2)设滑块运动到C 点时的速度为v C ,由动能定理,得 mgR -μmgL =12mv C 2解得v C =4 m/s小滑块从C 点运动到地面做平抛运动 水平方向x =v C t 竖直方向h =12gt 2滑块落地点距C 点的距离 s =x 2+h 2=455 m 17.(10分)电动机通过一绳子吊起质量为8 kg 的物体,绳的拉力不能超过120 N ,电动机的功率不能超过1 200 W ,要将此物体由静止起用最快的方式吊高90 m(已知此物体在被吊高接近90 m 时已开始以最大速度匀速上升),所需时间为多少? 答案 7.75 s解析 此题可以用机车启动类问题为思路,即将物体吊高分为两个过程处理:第一个过程是以绳所能承受的最大拉力拉物体,使物体匀加速上升,第一个过程结束时,电动机到达最大功率.第二个过程中电动机一直以最大功率拉物体,拉力逐渐减小,当拉力等于重力时,物体开始匀速上升. 在匀加速运动过程中加速度为 a =F m -mg m =120-8×108 m/s 2=5 m/s 2末速度v t =P m F m =1 200120 m/s =10 m/s上升时间t 1=v ta =2 s上升高度h 1=v t 22a=10 m在功率恒定的过程中,最后匀速运动的速度为 v m =P m F =P m mg =1 2008×10m/s =15 m/s由动能定理,得P m ·t 2-mgh 2=12mv m 2-12mv t 2代入数据后,解得t 2=5.75 s ,t =t 1+t 2=7.75 s 所需时间至少要7.75 s.18.(10分)如图所示,粗糙弧形轨道和两个光滑半圆轨道组成翘尾巴的S 形轨道.光滑半圆轨道半径为R ,两个光滑半圆轨道连接处C 、D 之间留有很小空隙,刚好能够使小球通过,C 、D 之间距离可忽略.粗糙弧形轨道最高点A 与水平面上的B 点之间的高度为h.从A 点静止释放一个可视为质点的小球,小球沿翘尾巴的S 形轨道运动后从E 点水平飞出,落到水平地面上,落点到与E 点在同一竖直线上B 点的距离为s.已知小球质量m ,不计空气阻力,求:(1)小球从E 点水平飞出时的速度大小; (2)小球运动到半圆轨道的B 点时对轨道的压力; (3)小球沿翘尾巴S 形轨道运动时克服摩擦力做的功. 答案 (1)s42g R (2)9mg +mgs 28R2,方向竖直向下 (3)mg(h -4R)-mgs 216R解析 (1)小球从E 点水平飞出做平拋运动,设小球从E 点水平飞出时的速度大小为v E ,由平拋运动规律,s =v E t ,4R =12gt 2 联立解得v E =s42g R(2)小球从B 点运动到E 点的过程,机械能守恒12mv B 2=4mgR +12mv E 2 解得v B 2=8gR +s 2g 8R 在B 点F -mg =m v B 2R得F =9mg +mgs 28R2 由牛顿第三定律可知小球运动到B 点时对轨道的压力为 F ′=9 mg +mgs 28R2,方向竖直向下. (3)设小球沿翘尾巴的S 形轨道运动时克服摩擦力做的功为W ,则 mg(h -4R)-W =12mv E 2 得W =mg(h -4R)-mgs 216R。

(21份)新人教版必修2高中物理(全册) 同步练习 课时作业汇总附答案

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(21份)2019新人教版必修2高中物理(全册)同步练习课时作业汇总附答案课时作业(一)一、选择题1.(多选)关于曲线运动,下列说法正确的是( )A.曲线运动是一种变速运动B.做曲线运动的物体受的合外力一定不为零C.做曲线运动的物体所受加速度一定是变化的D.曲线运动不可能是一种匀变速运动答案AB解析曲线运动中速度方向时刻在改变,曲线运动是变速运动,合外力一定不为零,但大小、方向是否变化并不是曲线运动的决定因素.当做曲线运动的物体所受合力不变时,加速度不变,做匀变速曲线运动;当所受合力变化时,做非匀变速曲线运动.所以A、B项正确,C、D两项错误.2.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,此时突然使它所受的力反向,则物体( )A.可能沿曲线Ba运动B.可能沿曲线Bb运动C.可能沿曲线Bc运动D.可能沿原曲线由B返回A答案 C解析根据物体的合力指向轨迹弯曲的凹侧判断.3.(2015·浙江大联考二联)2014年5月,有多个不明飞行物落入黑龙江境内,如图甲所示.图乙所示是一目击者画出的不明飞行物临近坠地时的运动轨迹,则( )A.轨迹上每一点的切线方向,就是不明飞行物的运动方向B.不明飞行物受到的合力方向可能与速度方向相同C.不明飞行物在运动过程中的加速度不变D.在研究不明飞行物的运动轨迹时,不能把其视为质点答案 A解析根据曲线运动的速度方向的特点,轨迹上每一点的切线方向就是不明飞行物的运动方向,A项正确;物体做曲线运动,受到的合力方向与速度方向不在一条直线上,B项错误;由于受到重力和空气阻力的作用,不明飞行物的加速度会改变,C项错误;研究不明飞行物做曲线运动的轨迹时,其尺寸可以忽略,可将其视为质点,D项错误.4.(多选)一个物体在力F1、F2、F3等几个力的共同作用下,做匀速直线运动.若突然撤去力F1后,则物体( )A.可能做曲线运动B.可能继续做直线运动C.必然沿F1的方向做直线运动D.必然沿F1的反方向做匀加速直线运动答案AB解析物体做匀速直线运动的速度方向与F1的方向关系不明确,可能是相同、相反或不在同一条直线上.因此,撤去F1后物体所受合外力的方向与速度v的方向关系不确定,所以A、B两项是正确的.5.(2016·浙江东阳月考)下列关于力与运动的关系的说法中正确的是( )A.物体在变力作用下可能做直线运动B.物体在变力作用下一定做曲线运动C.物体在恒力作用下一定做直线运动D.物体在恒力作用下可能做匀速圆周运动答案 A解析如果力的方向与物体运动方向在一条直线上,即使力的大小发生变化,只要方向不变,物体仍做直线运动,A项正确,B项错误;如果力的方向与速度方向不在一条直线上,即使力为恒力,物体也做曲线运动,例如平抛运动,所受的重力就是恒力,C项错误;匀速圆周运动的合外力时刻指向圆心,即合外力的方向时刻在改变,合外力不可能是恒力,D项错误.6.(宿迁市联考)关于曲线运动的说法正确的是( )A.速率不变的曲线运动加速度为0B.做曲线运动的物体所受合外力可能为0C.变速运动一定是曲线运动D.曲线运动一定是变速运动答案 D解析曲线运动的速度方向时刻改变,所以曲线运动一定是变速运动,加速度(合外力)不可能为0,故A、B项错误,D项正确;显然C项错误.7.假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是( )A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能答案 C解析赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向.被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向.所以C项正确.8.(多选)对曲线运动中的速度的方向,下列说法正确的是( )A.在曲线运动中,质点在任一位置的速度方向总是与这点的切线方向相同B.在曲线运动中,质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向C.旋转雨伞时.伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,故水滴速度方向不是沿其切线方向的D.旋转雨伞时,伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向答案AD解析本题主要考查物体做曲线运动时的速度方向,解此题只要把握一点:不论在任何情况下,曲线运动速度方向总是与其轨道的切线方向一致的,所以本题应该选择A、D项.9.关于运动的叙述,下列说法不正确的是( )A.做曲线运动的物体,速度方向时刻变化,但曲线运动可能是匀变速运动B.物体在一恒力作用下只可能做直线运动C.所有曲线运动都一定是变速运动D.物体的加速度在减小,速度在增加是可能的答案 B解析物体在恒力作用下,可以做匀变速曲线运动,A项正确,B项错误;做曲线运动的物体速度方向一定变化,所以曲线运动一定是变速运动,C项正确;物体可以做加速度减小的加速运动,D项正确.10.在越野赛车时,一辆赛车在水平公路上减速转弯,从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M 向N行驶.下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为正确的是( )答案 C解析汽车运动的速度方向沿其轨迹的切线方向,由于速度减小,则合力方向与速度方向间的夹角大于90°,且合力指向弯曲的内侧方向.故选C项.11.若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向,图a、b、c、d 表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )答案 B解析 合外力F 与初速度v 0不共线,物体一定做曲线运动,C 项错误.物体的运动轨迹向合外力F 方向偏转,且介于F 与v 0的方向之间,A 、D 项错误,B 项正确. 二、非选择题12.一物体做速率不变的曲线运动,轨迹如图所示,物体运动到A 、B 、C 、D 四点时,图中关于物体速度方向和受力方向的判断,哪些点可能是正确的?答案 A 、D 两点是正确的解析 质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向,力指向凹的一侧.课时作业(二)一、选择题1.(多选)关于物体的平抛运动,下列说法中正确的是( ) A .平抛运动是匀变速曲线运动B .做平抛运动的物体相同时间内的速度变化量总是相等C .平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小D .落地时间和落地速度只与抛出点的高度有关 答案 ABC解析 平抛运动加速度不变,是匀变速曲线运动,A 项正确;物体做平抛运动时,水平分速度不变.在竖直方向,加速度g =Δvt 恒定,速度的增量Δv =gt 在相等时间内相同,B 项正确;对平抛物体的速度方向与加速度方向的夹角,有tan θ=v 0v y =v 0gt ,因t 一直增大,所以tan θ变小,C 项正确;由v =v 02+2gh 和t =2hg知:落地时间只与抛出点高度有关,而落地速度与抛出点高度和初速度均有关.2.将物体从某一高度以初速度v 0水平抛出,落地速度为v ,不计空气阻力,则物体在空中飞行时间( )A.v +v 0gB.v -v 0gC.v 2-v 02gD.v 2+v 02g答案 C解析 落地时的竖直分速度v y =v 2-v 02,又v y =gt 得t =v 2-v 02g.3.(多选)如图,x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向.图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹,其中b 和c 是从同一点抛出的.不计空气阻力,则( ) A .a 的飞行时间比b 的长 B .b 和c 的飞行时间相同 C .a 的水平速度比b 的小 D .b 的初速度比c 的大 答案 BD解析 抛体运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动,由h =12gt 2可知,飞行时间由高度决定,h b =h c >h a ,故b 与c 的飞行时间相同,均大于a 的飞行时间,A 项错误,B 项正确;由题图可知a 、b 的水平位移满足x a >x b ,由于飞行时间t b >t a ,根据x =v 0t 得v 0a >v 0b ,C 项错误;同理可得v 0b >v 0c ,D 项正确.4.(多选)人在距地面高h 、离靶面距离L 处,将质量为m 的飞镖以速度v 0水平投出,落在靶心正下方,如图所示.只改变h 、L 、m 、v 0四个量中的一个,可使飞镖投中靶心的是( )A .适当减小v 0B .适当提高hC .适当减小mD .适当减小L答案 BD解析 若不计空气阻力,飞镖做平抛运动,水平方向上:L =v 0t ,竖直方向上:y =gt22,解得y =gL 22v 02,若让飞镖打在靶子中心,则y 应该减小,即增大v 0,或减小人和靶面间的距离L ,v 0、L 不变时,也可以通过增大飞镖投出的高度h 来达到命中靶心的目的,A 项错误,B 、D 项正确;由y =gL22v 02可知y 与m 无关,C 项错误.5.(多选)以初速度v 0=20 m/s ,从20 m 高台上水平抛出一个物体(g 取10 m/s 2),则( )A .2 s 末物体的水平速度为20 m/sB .2 s 末物体的速度方向与水平方向成45°角C .每1 s 内物体的速度变化量的大小为10 m/sD .每1 s 内物体的速度大小的变化量为10 m/s 答案 ABC解析 物体做平抛运动,水平速度不变,A 项正确;2 s 末,v y =gt =20 m/s ,由tan θ=v yv x =1知:θ=45°,B 项正确;平抛运动是匀变速运动,由Δv =g Δt 知,C 项正确;但每1 s 速度大小的变化量不等于10 m/s ,如物体抛出后第1 s 末速度大小v 2=v 02+(g×1 s )2=10 5 m/s ,第2 s 末速度大小为v 2=v 02+(g×2 s )2=20 2 m/s ,很明显(105-20)≠(202-105),故D 项错误.6.如图所示,两个相对的斜面,倾角分别为37°和53°.在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上.若不计空气阻力,则A 、B 两个小球的运动时间之比为( ) A .1∶1 B .4∶3 C .16∶9 D .9∶16答案 D解析 两小球均做平抛运动,由题意知小球都落在斜面上,所以A 、B 两小球位移方向与水平速度v 0方向的夹角分别为θA =37°,θB =53°,由tan θ=y x =12gt 2v 0t =gt 2v 0得t =2v 0tan θg ,所以t A t B =tan θA tan θB =tan37°tan53°=916.D 项正确.7.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高出h.将甲、乙两球以v 1、v 2的速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是( ) A .同时抛出,且v 1<v 2 B .甲迟抛出,且v 1>v 2 C .甲早抛出,且v 1>v 2 D .甲早抛出,且v 1<v 2 答案 D解析 如图所示,乙击中甲球的条件,水平位移相等,甲的竖直位移等于乙的竖直位移加上h.即 v 1t 1=v 2t 2① 12gt 12=h +12gt 22 ② 由②得t 1>t 2, 再结合①得v 1<v 2.8.如图所示,在竖直放置的半圆形容器的中心O 点分别以水平初速度v 1、v 2抛出两个小球(可视为质点),最终它们分别落在圆弧上的A 点和B 点,已知OA 与OB 互相垂直,且OA 与竖直方向成α角,则两小球初速度之比v 1v 2为( )A .tan αB .cos αC .tan αtan αD .cos αcos α答案 C解析 两小球被抛出后都做平抛运动,设容器半径为R ,两小球运动时间分别为t 1、t 2,对A 球:Rsin α=v 1t 1,Rcos α=12gt 12;对B 球:Rcos α=v 2t 2,Rsin α=12gt 22,解四式可得:v 1v 2=tan αtan α,C 项正确. 二、非选择题9.一艘敌舰正以v 1=12 m/s 的速度逃跑,飞机在320 m 高空以v 2=105 m/s 的速度同向追击.为击中敌舰,应提前投弹.求飞机投弹时,沿水平方向它与敌舰之间的距离多大? 答案 744 m解析 由h =12gt 2求得炸弹在空中的运动时间t =2h g=2×32010s =8 s 该段时间内敌舰前进的距离 x 1=v 1t =12×8 m =96 m 炸弹的水平位移x 2=v 2t =105×8 m =840 m飞机投弹时,沿水平方向它与敌舰之间的距离840 m -96 m =744 m10.(2016·广东实验中学)汽车以1.6 m/s 的速度在水平地面上匀速行驶,汽车后壁货架上放有一小球(可视作质点),架高1.8 m ,由于前方事故,突然急刹车,汽车轮胎抱死,小球从架上落下.已知该汽车刹车后做加速度大小为 4 m/s 2的匀减速直线运动,忽略小球与架子间的摩擦及空气阻力,g 取10 m/s 2.求小球在车厢底板上落点距车后壁的距离.答案 0.64 m解析 (1)汽车刹车后,小球做平抛运动: h =12gt 2得t =2hg=0.6 s 小球的水平位移为:s 2=vt =0.96 m 汽车做匀减速直线运动,刹车时间为t ′, 则:t ′=va=0.4 s<0.6 s则汽车的实际位移为:s 1=v22a =0.32 m故Δs =s 2-s 1=0.64 m.11.如图所示,子弹射出时的水平初速度v 0=1 000 m/s ,有五个等大的直径为D =5 cm 的环悬挂着,枪口离环中心100 m ,且与第四个环的环心处在同一水平线上,求:(1)开枪时,细线被烧断,子弹能击中第几个环?(2)开枪前0.1 s ,细线被烧断,子弹能击中第几个环?(不计空气阻力,g 取10 m/s 2) 答案 (1)第四个 (2)第一个解析 (1)开枪时,细线被烧断,子弹的竖直分运动如同环的运动,故子弹与环的竖直位移相同,则子弹击中第四个环.(2)设开枪后经时间t 子弹运动到环处,则在竖直方向上: 子弹的竖直位移y 1=12gt 2环的位移y 2=12g(t +0.1 s)2在水平方向上子弹做匀速运动,则t =L v 0=100 m1 000 m/s=0.1 s故y 2-y 1=12g(t +0.1 s)2-12gt 2=12×10×0.22 m -12×10×0.12m =0.15 m =15 cm.再考虑环的直径为5 cm ,故子弹恰好击中第一个环.12.如图所示,某人在离地面高10 m 处,以5 m/s 的初速度水平抛出A 球,与此同时在离A 球抛出点水平距离s 处,另一人竖直上抛B 球,不计空气阻力和人的高度,试问:要使B 球上升到最高点时与A 球相遇(g 取10 m/s 2),则: (1)B 球被抛出时的初速度为多少? (2)水平距离s 为多少? 答案 (1)10 m/s (2)5 m解析 (1)对于B 球,有h B =v B 22g ,t =v Bg对于A 球,h A =12gt 2,可得h A =v B22g由于两球相遇,所以h =h A +h B =v B2g代入数据,解得v B =10 m/s. (2)由B 球得t =v Bg =1 sA 球在水平方向,有s =v A t 代入数据得s =5 m.课时作业(三)一、选择题1.平抛物体的运动规律可以概括为两点:(1)水平方向做匀速运动,(2)竖直方向做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A 球就水平飞出,同时B 球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,这个实验( ) A .只能说明上述规律中的第(1)条 B .只能说明上述规律中的第(2)条 C .不能说明上述规律中的任何一条 D .能同时说明上述两条规律 答案 B解析 显然两球同时落到地面只能证明A 、B 球在竖直方向上运动情况相同,不能证明水平方向做匀速运动,故B 项正确.2.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( ) A .保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小 B .保证小球飞出时,初速度水平 C .保证小球在空中运动的时间每次都相等 D .保证小球运动的轨迹是一条抛物线 答案 B解析 安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是保证小球以水平初速度抛出做平抛运动,故B 项正确.3.(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是( ) A .游标卡尺 B .秒表 C .坐标纸 D .天平 E .弹簧测力计F .重锤线(2)实验中,下列说法正确的是( ) A .应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下 B .斜槽轨道必须光滑C .要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D .斜槽轨道末端可以不水平 答案 (1)CF (2)AC解析 (1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重锤线确定坐标轴的y 轴.故C 、F 是需要的.(2)使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A 项正确.斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B 项错误.实验中记录的点越多,轨迹越精确,C 项正确.斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D 项错误. 4.(多选)在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛运动物体的初速度,需直接测量的数据有( )A .小球开始滚下的高度B .小球在空中飞行的时间C .运动轨迹上某点P 的水平坐标D .运动轨迹上某点P 的竖直坐标 答案 CD解析 由平抛运动规律,竖直方向y =12gt 2,水平方向x =v 0t ,因此v 0=xg2y,可见只要测得轨迹上某点P 的水平坐标x 和竖直坐标y ,就可求出初速度v 0,故C 、D 项正确. 5.(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验误差增大( ) A .小球与斜槽之间有摩擦 B .安装斜槽时其末端不水平C .建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D .根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O 较远 答案 BC解析 小球与斜槽之间有摩擦,只要保证小球每次从槽上由静止滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差.如果安装斜槽时其末端不水平,其运动不是平抛运动而是斜抛运动,那么就会引起误差.应以斜槽末端小球重心所在位置为坐标原点,否则会引起误差.计算点距抛出点O 越远,x 、y 值就越大,相对误差就越小.所以选B 、C 项. 6.(多选)在做“研究物体的平抛运动”实验中,对于减小实验误差,下列说法中有益的是( )A .使斜槽尽量光滑B .描绘出的轨迹曲线应尽量细一些C .在轨迹上选取用于计算的点时,这些点的间隔应尽量大一些,使这些点分布在整个曲线上D .要多算出几个小球做平抛运动的初速度值,再对几个初速度值取平均值,作为最后测量结果 答案 BCD解析 A 项不必要,只要保证小球每次从槽上由静止滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差.按C 项的叙述,可使计算点间的距离增大,这两条对于减小在轨迹图中测量长度的相对误差,都是有益的.按B 项的叙述,可以减小每次长度测量的偶然误差.按D 项的叙述,可以减小偶然误差.7.在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置,取A 点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,下列说法正确的是( )A .小球抛出点的位置坐标是(0,0)B .小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)C .小球平抛初速度为2 m/sD .小球平抛初速度为0.58 m/s 答案 B解析 从图中可知其在相同时间间隔内竖直方向的位移分别是0.15 m 、0.25 m ,不是1∶3的关系,故可以判断小球抛出点的位置坐标不是(0,0),故A 项不正确.由y BC -y AB =gT 2可得T =0.1 s ,可知平抛的水平速度为v =0.10÷0.1 m/s =1 m/s ,故C 、D 两项均不正确.B 点的竖直速度v B =y AC 2T =2 m/s ,竖直方向从起点到B 点的距离由v B 2=2gh 得,h =v B 22g =0.2 m ,故其起点在A 点上方5 cm 处,下落5 cm 所用时间为0.1 s ,故起点在水平方向上在原点左侧10 cm 处,故B 项是正确的. 二、非选择题8.在做“研究平抛物体的运动”的实验时,通过描点法画出小球的平抛运动轨迹,并求出平抛运动的初速度.实验装置如图所示.(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法:_________________________________________________________________. (2)关于这个实验,以下说法正确的是( )A.小球释放的初始位置越高越好B.每次小球要从同一高度由静止释放C.实验前要用重锤线检查坐标纸上的竖直线是否竖直D.小球的平抛运动要靠近但不接触木板答案(1)将小球放在斜槽的末端任一位置,看小球能否静止(2)BCD解析(1)小球放在斜槽的末端任一位置都静止,说明末端切线水平无倾角.(2)下落高度越高,初速度越大,一是位置不好用眼捕捉观察估测,二是坐标纸上描出的轨迹图线太靠上边,坐标纸利用不合理,A项错误;每次从同一高度释放,保证小球每次具有相同的水平速度,B项正确;木板要竖直且让球离开木板,以减少碰撞和摩擦,故C、D项正确.9.请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法,提供的实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图);铁架台(带有夹具);刻度尺.(1)画出实验示意图;(2)在安装弹射器时应注意:________;(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)________;(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中采取的方法________;(5)计算公式:________.答案(1)如图(2)弹射器必须保持水平(3)弹丸下降的高度y 和水平射程x (4)多次测量取水平射程x 的平均值x -(5)v 0=x-g 2y解析 (1)由平抛运动的实验原理,实验示意图应如答案图所示;(2)为保证弹丸初速度沿水平方向,弹射器必须保持水平;(3)应测出弹丸下降的高度y 和水平射程x ,如答案图所示;(4)在不改变高度y 的条件下进行多次实验测量水平射程x ,求得水平射程x 的平均值x -,以减小误差;(5)因为y =12gt 2,所以t =2y g. 10.做杂技表演的汽车从高台水平飞出,在空中运动后着地,一架照相机通过多次曝光,拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片如图所示(虚线为正方形格子).已知汽车长度为3.6 m ,相邻两次曝光的时间间隔相等,由照片可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为________ m/s ,高台离地面的高度为________ m.答案 12,11.25解析 由照片知在前两次曝光的时间间隔为T ,竖直位移之差:Δy =l =3.6 m 又Δy =gT 2所以,曝光时间:T =Δyg= 3.610s =0.6 s 曝光时间内的水平位移:2l =7.2 m ,所以v 0=2l T =7.20.6m/s =12 m/s第二次曝光时车的竖直速度:v y =3l 2T =3×3.62×0.6m/s =9 m/s此时,车下落的时间:t 1=v y g =910s =0.9 s从开始到落地的总时间:t =t 1+T =1.5 s故高台离地面的高度:h =12gt 2=12×10×1.52m =11.25 m.11.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ;将木板向远离槽口平移距离x ,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B ;又将木板再向远离槽口平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x =10.00 cm ,A 、B 间距离y 1=5.02 cm ,B 、C 间距离y 2=14.82 cm ,请回答以下问题(g =9.80 m/s 2):(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?_____________________ ___________________________________________________.(2)用测量的物理量写出小球初速度的表达式v 0=________.(用题中所给字母表示) (3)小球初速度的值为v 0=________ m/s.答案 (1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同 (2)xgy 2-y 1(3)1.00 解析 (1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度. (2)平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则物体从A 到B 和从B 到C 运动时间相等,设为T ;则v 0T =x竖直方向有y 2-y 1=gT 2, 解以上两式,得v 0=xgy 2-y 1. (3)代入数据,解得v 0=1.00 m/s.课时作业(四)一、选择题1.(多选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A .匀速圆周运动是变速运动 B .匀速圆周运动的速率不变 C .任意相等时间内通过的位移相等 D .任意相等时间内通过的路程相等答案 ABD解析 做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等,D 项正确,C 项错误;由线速度定义知,速度的大小不变,也就是速率不变,但速度方向时刻改变,故A 、B 项正确.2.(多选)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( ) A .因为v =ωr,所以线速度v 与轨道半径r 成正比 B .因为ω=vr ,所以角速度ω与轨道半径r 成反比C .因为ω=2πn ,所以角速度ω与转速n 成正比D .因为ω=2πT ,所以角速度ω与周期T 成反比答案 CD解析 公式v =rω是三个物理量的关系式,要正确理解,如线速度v 由r 和ω共同决定,当半径r 一定时,线速度v 才与角速度ω成正比,当角速度ω一定时,线速度v 才与半径r 成正比.3.(多选)如图所示,静止在地球上的物体都要随地球一起转动,a 是位于赤道上的一点,b 是位于北纬30°的一点,则下列说法正确的是( )A .a 、b 两点的运动周期都相同B .它们的角速度是不同的C .a 、b 两点的线速度大小相同D .a 、b 两点线速度大小之比为2∶ 3 答案 AD解析 地球绕自转轴转动时,地球上各点的周期及角速度都是相同的.地球表面物体做圆周运动的平面是物体所在纬度线平面,其圆心分布在整条自转轴上,不同纬度处物体做圆周运动的半径是不同的,b 点半径r b =r a 32,由v =ωr,可得v a ∶v b =2∶ 3.4.甲沿着半径为R 的圆形跑道匀速跑步,乙沿着半径为2R 的圆形跑道匀速跑步,在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v 1、v 2,则( )A .ω1>ω2,v 1>v 2B .ω1<ω2,v 1<v 2C .ω1=ω2,v 1<v 2D .ω1=ω2,v 1=v 2答案 C解析 由于甲、乙在相同时间内各自跑了一圈,v 1=2πR t ,v 2=4πRt ,v 1<v 2,由v =rω,得ω=v r ,ω1=v 1R =2πt ,ω2=2πt,ω1=ω2,故C 项正确.5.(多选)图甲为磁带录音机的磁带盒,可简化为图乙所示的传动模型,A 、B 为缠绕磁带的两个轮子,两轮的半径均为r ,在放音结束时,磁带全部绕到了B 轮上,磁带的外缘半径R =3r ,现在进行倒带,使磁带绕到A 轮上.倒带时A 轮是主动轮,其角速度是恒定的,B 轮是从动轮,则在倒带的过程中下列说法正确的是( )。

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业6:5.3实验:探究平抛运动的特点 练习

人教版(新教材)高中物理必修2第二册课时作业6:5.3实验:探究平抛运动的特点 练习

5.3 实验:探究平抛运动的特点1.『多选』在做“研究平抛运动”的实验中,下列说法中正确的是()A.安装斜槽和木板时,一定要注意木板是否竖直B.安装斜槽和木板时,只要注意小球不和木板发生摩擦即可C.每次实验都要把小球从同一位置由静止释放D.实验的目的是描出小球的运动轨迹,分析平抛运动的规律2.在“研究平抛物体的运动规律”的实验中,在安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是()A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线3.(1)『多选』在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是()A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧测力计F.重垂线(2)『多选』实验中,下列说法正确的是()A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽轨道必须光滑C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D.斜槽轨道末端可以不水平4.在“研究平抛运动”的实验中,不会增大实验误差的是()A.小球每次自由滚落的高度不同B.斜槽末端不水平C.小球飞行过程受到空气阻力D.斜槽与小球之间有摩擦5.『多选』在研究平抛运动的实验中,某同学只记录了小球运动途中的A、B、C三点的位置,取A点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,g取10 m/s2,下列说法正确的是()A.小球抛出点的位置坐标是(0,0)B.小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)C.小球平抛的初速度为2 m/sD.小球平抛的初速度为1 m/s6.在用斜槽“研究平抛运动的规律”的实验中,某同学在建立坐标系时有一处失误。

设他在安装实验装置和进行其余的操作时准确无误:(1)观察图可知,他的失误之处是______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

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课时作业(一)一、选择题1.(多选)关于曲线运动,下列说法正确的是( )A.曲线运动是一种变速运动B.做曲线运动的物体受的合外力一定不为零C.做曲线运动的物体所受加速度一定是变化的D.曲线运动不可能是一种匀变速运动答案AB解析曲线运动中速度方向时刻在改变,曲线运动是变速运动,合外力一定不为零,但大小、方向是否变化并不是曲线运动的决定因素.当做曲线运动的物体所受合力不变时,加速度不变,做匀变速曲线运动;当所受合力变化时,做非匀变速曲线运动.所以A、B项正确,C、D两项错误.2.如图所示,物体在恒力F作用下沿曲线从A运动到B,此时突然使它所受的力反向,则物体( )A.可能沿曲线Ba运动B.可能沿曲线Bb运动C.可能沿曲线Bc运动D.可能沿原曲线由B返回A答案 C解析根据物体的合力指向轨迹弯曲的凹侧判断.3.(2015·浙江大联考二联)2014年5月,有多个不明飞行物落入黑龙江境内,如图甲所示.图乙所示是一目击者画出的不明飞行物临近坠地时的运动轨迹,则( )A.轨迹上每一点的切线方向,就是不明飞行物的运动方向B.不明飞行物受到的合力方向可能与速度方向相同C.不明飞行物在运动过程中的加速度不变D.在研究不明飞行物的运动轨迹时,不能把其视为质点答案 A解析根据曲线运动的速度方向的特点,轨迹上每一点的切线方向就是不明飞行物的运动方向,A项正确;物体做曲线运动,受到的合力方向与速度方向不在一条直线上,B项错误;由于受到重力和空气阻力的作用,不明飞行物的加速度会改变,C项错误;研究不明飞行物做曲线运动的轨迹时,其尺寸可以忽略,可将其视为质点,D项错误.4.(多选)一个物体在力F1、F2、F3等几个力的共同作用下,做匀速直线运动.若突然撤去力F1后,则物体( )A.可能做曲线运动B.可能继续做直线运动C.必然沿F1的方向做直线运动D.必然沿F1的反方向做匀加速直线运动答案AB解析物体做匀速直线运动的速度方向与F1的方向关系不明确,可能是相同、相反或不在同一条直线上.因此,撤去F1后物体所受合外力的方向与速度v的方向关系不确定,所以A、B两项是正确的.5.(2016·浙江东阳月考)下列关于力与运动的关系的说法中正确的是( )A.物体在变力作用下可能做直线运动B.物体在变力作用下一定做曲线运动C.物体在恒力作用下一定做直线运动D.物体在恒力作用下可能做匀速圆周运动答案 A解析如果力的方向与物体运动方向在一条直线上,即使力的大小发生变化,只要方向不变,物体仍做直线运动,A项正确,B项错误;如果力的方向与速度方向不在一条直线上,即使力为恒力,物体也做曲线运动,例如平抛运动,所受的重力就是恒力,C项错误;匀速圆周运动的合外力时刻指向圆心,即合外力的方向时刻在改变,合外力不可能是恒力,D项错误.6.(宿迁市联考)关于曲线运动的说法正确的是( )A.速率不变的曲线运动加速度为0B.做曲线运动的物体所受合外力可能为0C.变速运动一定是曲线运动D.曲线运动一定是变速运动答案 D解析曲线运动的速度方向时刻改变,所以曲线运动一定是变速运动,加速度(合外力)不可能为0,故A、B项错误,D项正确;显然C项错误.7.假如在弯道上高速行驶的赛车,突然后轮脱离赛车,关于脱离赛车后的车轮的运动情况,以下说法正确的是( )A.仍然沿着汽车行驶的弯道运动B.沿着与弯道垂直的方向飞出C.沿着脱离时轮子前进的方向做直线运动,离开弯道D.上述情况都有可能答案 C解析赛车沿弯道行驶,任一时刻赛车上任何一点的速度方向都是赛车运动的曲线轨迹上对应点的切线方向.被甩出的后轮的速度方向就是甩出点轨迹的切线方向.所以C项正确.8.(多选)对曲线运动中的速度的方向,下列说法正确的是( )A.在曲线运动中,质点在任一位置的速度方向总是与这点的切线方向相同B.在曲线运动中,质点的速度方向有时也不一定是沿着轨迹的切线方向C.旋转雨伞时.伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,故水滴速度方向不是沿其切线方向的D.旋转雨伞时,伞面上的水滴由内向外做螺旋运动,水滴速度方向总是沿其轨道的切线方向答案AD解析本题主要考查物体做曲线运动时的速度方向,解此题只要把握一点:不论在任何情况下,曲线运动速度方向总是与其轨道的切线方向一致的,所以本题应该选择A、D项.9.关于运动的叙述,下列说法不正确的是( )A.做曲线运动的物体,速度方向时刻变化,但曲线运动可能是匀变速运动B.物体在一恒力作用下只可能做直线运动C.所有曲线运动都一定是变速运动D.物体的加速度在减小,速度在增加是可能的答案 B解析物体在恒力作用下,可以做匀变速曲线运动,A项正确,B项错误;做曲线运动的物体速度方向一定变化,所以曲线运动一定是变速运动,C项正确;物体可以做加速度减小的加速运动,D项正确.10.在越野赛车时,一辆赛车在水平公路上减速转弯,从俯视图中可以看到赛车沿曲线由M 向N行驶.下图中分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,你认为正确的是( )答案 C解析汽车运动的速度方向沿其轨迹的切线方向,由于速度减小,则合力方向与速度方向间的夹角大于90°,且合力指向弯曲的内侧方向.故选C项.11.若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向,图a、b、c、d 表示物体运动的轨迹,其中正确的是( )答案 B解析合外力F与初速度v0不共线,物体一定做曲线运动,C项错误.物体的运动轨迹向合外力F方向偏转,且介于F与v0的方向之间,A、D项错误,B项正确.二、非选择题12.一物体做速率不变的曲线运动,轨迹如图所示,物体运动到A、B、C、D四点时,图中关于物体速度方向和受力方向的判断,哪些点可能是正确的?答案A、D两点是正确的解析质点在某一点的速度,沿曲线在这一点的切线方向,力指向凹的一侧.课时作业(二)一、选择题1.(多选)关于物体的平抛运动,下列说法中正确的是( )A.平抛运动是匀变速曲线运动B.做平抛运动的物体相同时间内的速度变化量总是相等C.平抛运动的速度方向与加速度方向的夹角一定越来越小D .落地时间和落地速度只与抛出点的高度有关 答案 ABC解析 平抛运动加速度不变,是匀变速曲线运动,A 项正确;物体做平抛运动时,水平分速度不变.在竖直方向,加速度g =Δvt 恒定,速度的增量Δv =gt 在相等时间内相同,B 项正确;对平抛物体的速度方向与加速度方向的夹角,有tan θ=v 0v y =v 0gt ,因t 一直增大,所以tan θ变小,C 项正确;由v =v 02+2gh 和t =2hg知:落地时间只与抛出点高度有关,而落地速度与抛出点高度和初速度均有关.2.将物体从某一高度以初速度v 0水平抛出,落地速度为v ,不计空气阻力,则物体在空中飞行时间( )A.v +v 0gB.v -v 0gC.v 2-v 02gD.v 2+v 02g答案 C解析 落地时的竖直分速度v y =v 2-v 02,又v y =gt 得t =v 2-v 02g.3.(多选)如图,x 轴在水平地面内,y 轴沿竖直方向.图中画出了从y 轴上沿x 轴正向抛出的三个小球a 、b 和c 的运动轨迹,其中b 和c 是从同一点抛出的.不计空气阻力,则( ) A .a 的飞行时间比b 的长 B .b 和c 的飞行时间相同 C .a 的水平速度比b 的小 D .b 的初速度比c 的大 答案 BD解析 抛体运动在竖直方向上的分运动为自由落体运动,由h =12gt 2可知,飞行时间由高度决定,h b =h c >h a ,故b 与c 的飞行时间相同,均大于a 的飞行时间,A 项错误,B 项正确;由题图可知a 、b 的水平位移满足x a >x b ,由于飞行时间t b >t a ,根据x =v 0t 得v 0a >v 0b ,C 项错误;同理可得v 0b >v 0c ,D 项正确.4.(多选)人在距地面高h 、离靶面距离L 处,将质量为m 的飞镖以速度v 0水平投出,落在靶心正下方,如图所示.只改变h 、L 、m 、v 0四个量中的一个,可使飞镖投中靶心的是( )A .适当减小v 0B .适当提高hC .适当减小mD .适当减小L答案 BD解析 若不计空气阻力,飞镖做平抛运动,水平方向上:L =v 0t ,竖直方向上:y =gt22,解得y =gL 22v 02,若让飞镖打在靶子中心,则y 应该减小,即增大v 0,或减小人和靶面间的距离L ,v 0、L 不变时,也可以通过增大飞镖投出的高度h 来达到命中靶心的目的,A 项错误,B 、D 项正确;由y =gL22v 02可知y 与m 无关,C 项错误.5.(多选)以初速度v 0=20 m/s ,从20 m 高台上水平抛出一个物体(g 取10 m/s 2),则( ) A .2 s 末物体的水平速度为20 m/sB .2 s 末物体的速度方向与水平方向成45°角C .每1 s 内物体的速度变化量的大小为10 m/sD .每1 s 内物体的速度大小的变化量为10 m/s 答案 ABC解析 物体做平抛运动,水平速度不变,A 项正确;2 s 末,v y =gt =20 m/s ,由tan θ=v y v x =1知:θ=45°,B 项正确;平抛运动是匀变速运动,由Δv =g Δt 知,C 项正确;但每1 s 速度大小的变化量不等于10 m/s ,如物体抛出后第1 s 末速度大小v 2=v 02+(g×1 s )2=10 5 m/s ,第2 s 末速度大小为v 2=v 02+(g×2 s )2=20 2 m/s ,很明显(105-20)≠(202-105),故D 项错误.6.如图所示,两个相对的斜面,倾角分别为37°和53°.在顶点把两个小球以同样大小的初速度分别向左、向右水平抛出,小球都落在斜面上.若不计空气阻力,则A 、B 两个小球的运动时间之比为( ) A .1∶1 B .4∶3 C .16∶9 D .9∶16答案 D解析 两小球均做平抛运动,由题意知小球都落在斜面上,所以A 、B 两小球位移方向与水平速度v 0方向的夹角分别为θA =37°,θB =53°,由tan θ=y x =12gt 2v 0t =gt 2v 0得t =2v 0tan θg,所以t A t B =tan θA tan θB =tan37°tan53°=916.D 项正确.7.甲、乙两球位于同一竖直直线上的不同位置,甲比乙高出h.将甲、乙两球以v 1、v 2的速度沿同一水平方向抛出,不计空气阻力,下列条件中有可能使乙球击中甲球的是( ) A .同时抛出,且v 1<v 2 B .甲迟抛出,且v 1>v 2 C .甲早抛出,且v 1>v 2 D .甲早抛出,且v 1<v 2 答案 D解析 如图所示,乙击中甲球的条件,水平位移相等,甲的竖直位移等于乙的竖直位移加上h.即 v 1t 1=v 2t 2① 12gt 12=h +12gt 22 ②由②得t 1>t 2, 再结合①得v 1<v 2.8.如图所示,在竖直放置的半圆形容器的中心O 点分别以水平初速度v 1、v 2抛出两个小球(可视为质点),最终它们分别落在圆弧上的A 点和B 点,已知OA 与OB 互相垂直,且OA 与竖直方向成α角,则两小球初速度之比v 1v 2为( )A .tan αB .cos αC .tan αtan αD .cos αcos α答案 C解析 两小球被抛出后都做平抛运动,设容器半径为R ,两小球运动时间分别为t 1、t 2,对A 球:Rsin α=v 1t 1,Rcos α=12gt 12;对B 球:Rcos α=v 2t 2,Rsin α=12gt 22,解四式可得:v 1v 2=tan αtan α,C 项正确. 二、非选择题9.一艘敌舰正以v 1=12 m/s 的速度逃跑,飞机在320 m 高空以v 2=105 m/s 的速度同向追击.为击中敌舰,应提前投弹.求飞机投弹时,沿水平方向它与敌舰之间的距离多大? 答案 744 m解析 由h =12gt 2求得炸弹在空中的运动时间t =2h g =2×32010s =8 s 该段时间内敌舰前进的距离 x 1=v 1t =12×8 m =96 m 炸弹的水平位移x 2=v 2t =105×8 m =840 m飞机投弹时,沿水平方向它与敌舰之间的距离840 m -96 m =744 m10.(2016·广东实验中学)汽车以1.6 m/s 的速度在水平地面上匀速行驶,汽车后壁货架上放有一小球(可视作质点),架高1.8 m ,由于前方事故,突然急刹车,汽车轮胎抱死,小球从架上落下.已知该汽车刹车后做加速度大小为 4 m/s 2的匀减速直线运动,忽略小球与架子间的摩擦及空气阻力,g 取10 m/s 2.求小球在车厢底板上落点距车后壁的距离.答案 0.64 m解析 (1)汽车刹车后,小球做平抛运动: h =12gt 2得t =2hg=0.6 s 小球的水平位移为:s 2=vt =0.96 m 汽车做匀减速直线运动,刹车时间为t ′, 则:t ′=va=0.4 s<0.6 s则汽车的实际位移为:s 1=v22a =0.32 m故Δs =s 2-s 1=0.64 m.11.如图所示,子弹射出时的水平初速度v 0=1 000 m/s ,有五个等大的直径为D =5 cm 的环悬挂着,枪口离环中心100 m ,且与第四个环的环心处在同一水平线上,求:(1)开枪时,细线被烧断,子弹能击中第几个环?(2)开枪前0.1 s ,细线被烧断,子弹能击中第几个环?(不计空气阻力,g 取10 m/s 2) 答案 (1)第四个 (2)第一个解析 (1)开枪时,细线被烧断,子弹的竖直分运动如同环的运动,故子弹与环的竖直位移相同,则子弹击中第四个环.(2)设开枪后经时间t 子弹运动到环处,则在竖直方向上:子弹的竖直位移y 1=12gt 2环的位移y 2=12g(t +0.1 s)2在水平方向上子弹做匀速运动,则t =L v 0=100 m1 000 m/s=0.1 s故y 2-y 1=12g(t +0.1 s)2-12gt 2=12×10×0.22 m -12×10×0.12m =0.15 m =15 cm.再考虑环的直径为5 cm ,故子弹恰好击中第一个环.12.如图所示,某人在离地面高10 m 处,以5 m/s 的初速度水平抛出A 球,与此同时在离A 球抛出点水平距离s 处,另一人竖直上抛B 球,不计空气阻力和人的高度,试问:要使B 球上升到最高点时与A 球相遇(g 取10 m/s 2),则:(1)B 球被抛出时的初速度为多少? (2)水平距离s 为多少? 答案 (1)10 m/s (2)5 m解析 (1)对于B 球,有h B =v B 22g ,t =v Bg对于A 球,h A =12gt 2,可得h A =v B22g由于两球相遇,所以h =h A +h B =v B2g代入数据,解得v B =10 m/s. (2)由B 球得t =v Bg =1 sA 球在水平方向,有s =v A t 代入数据得s =5 m.课时作业(三)一、选择题1.平抛物体的运动规律可以概括为两点:(1)水平方向做匀速运动,(2)竖直方向做自由落体运动.为了研究平抛物体的运动,可做下面的实验:如图所示,用小锤打击弹性金属片,A 球就水平飞出,同时B 球被松开,做自由落体运动,两球同时落到地面,这个实验( )A.只能说明上述规律中的第(1)条B.只能说明上述规律中的第(2)条C.不能说明上述规律中的任何一条D.能同时说明上述两条规律答案 B解析显然两球同时落到地面只能证明A、B球在竖直方向上运动情况相同,不能证明水平方向做匀速运动,故B项正确.2.安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是( )A.保证小球飞出时,速度既不太大,也不太小B.保证小球飞出时,初速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线答案 B解析安装实验装置的过程中,斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是保证小球以水平初速度抛出做平抛运动,故B项正确.3.(1)在做“研究平抛运动”实验时,除了木板、小球、斜槽、铅笔、图钉之外,下列器材中还需要的是( )A.游标卡尺B.秒表C.坐标纸D.天平E.弹簧测力计F.重锤线(2)实验中,下列说法正确的是( )A.应使小球每次从斜槽上相同的位置自由滑下B.斜槽轨道必须光滑C.要使描出的轨迹更好地反映真实运动,记录的点应适当多一些D.斜槽轨道末端可以不水平答案(1)CF (2)AC解析(1)实验中需要在坐标纸上记录小球的位置,描绘小球的运动轨迹,需要利用重锤线确定坐标轴的y轴.故C、F是需要的.(2)使小球从斜槽上同一位置滑下,才能保证每次的轨迹相同,A项正确.斜槽没必要必须光滑,只要能使小球滑出的初速度相同即可,B项错误.实验中记录的点越多,轨迹越精确,C项正确.斜槽末端必须水平,才能保证小球离开斜槽后做平抛运动,D项错误.4.(多选)在“研究平抛运动”的实验中,为了求平抛运动物体的初速度,需直接测量的数据有( )A.小球开始滚下的高度B.小球在空中飞行的时间C .运动轨迹上某点P 的水平坐标D .运动轨迹上某点P 的竖直坐标答案 CD解析 由平抛运动规律,竖直方向y =12gt 2,水平方向x =v 0t ,因此v 0=xg2y,可见只要测得轨迹上某点P 的水平坐标x 和竖直坐标y ,就可求出初速度v 0,故C 、D 项正确. 5.(多选)下列哪些因素会使“研究平抛运动”的实验误差增大( ) A .小球与斜槽之间有摩擦 B .安装斜槽时其末端不水平C .建立坐标系时,以斜槽末端端口位置为坐标原点D .根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O 较远 答案 BC解析 小球与斜槽之间有摩擦,只要保证小球每次从槽上由静止滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差.如果安装斜槽时其末端不水平,其运动不是平抛运动而是斜抛运动,那么就会引起误差.应以斜槽末端小球重心所在位置为坐标原点,否则会引起误差.计算点距抛出点O 越远,x 、y 值就越大,相对误差就越小.所以选B 、C 项. 6.(多选)在做“研究物体的平抛运动”实验中,对于减小实验误差,下列说法中有益的是( )A .使斜槽尽量光滑B .描绘出的轨迹曲线应尽量细一些C .在轨迹上选取用于计算的点时,这些点的间隔应尽量大一些,使这些点分布在整个曲线上D .要多算出几个小球做平抛运动的初速度值,再对几个初速度值取平均值,作为最后测量结果 答案 BCD解析 A 项不必要,只要保证小球每次从槽上由静止滚下的初始位置都相同,平抛时的初速度就都相同,不会引起误差.按C 项的叙述,可使计算点间的距离增大,这两条对于减小在轨迹图中测量长度的相对误差,都是有益的.按B 项的叙述,可以减小每次长度测量的偶然误差.按D 项的叙述,可以减小偶然误差.7.在“研究平抛物体的运动”实验中,某同学只记录了小球运动途中的A 、B 、C 三点的位置,取A 点为坐标原点,则各点的位置坐标如图所示,下列说法正确的是( )A .小球抛出点的位置坐标是(0,0)B .小球抛出点的位置坐标是(-10,-5)C .小球平抛初速度为2 m/sD .小球平抛初速度为0.58 m/s 答案 B解析 从图中可知其在相同时间间隔内竖直方向的位移分别是0.15 m 、0.25 m ,不是1∶3的关系,故可以判断小球抛出点的位置坐标不是(0,0),故A 项不正确.由y BC -y AB =gT 2可得T =0.1 s ,可知平抛的水平速度为v =0.10÷0.1 m/s =1 m/s ,故C 、D 两项均不正确.B 点的竖直速度v B =y AC 2T =2 m/s ,竖直方向从起点到B 点的距离由v B 2=2gh 得,h =v B 22g =0.2 m ,故其起点在A 点上方5 cm 处,下落5 cm 所用时间为0.1 s ,故起点在水平方向上在原点左侧10 cm 处,故B 项是正确的. 二、非选择题8.在做“研究平抛物体的运动”的实验时,通过描点法画出小球的平抛运动轨迹,并求出平抛运动的初速度.实验装置如图所示.(1)实验时将固定有斜槽的木板放在实验桌上,实验前要检查木板是否水平,请简述你的检查方法:_________________________________________________________________. (2)关于这个实验,以下说法正确的是( ) A .小球释放的初始位置越高越好 B .每次小球要从同一高度由静止释放C .实验前要用重锤线检查坐标纸上的竖直线是否竖直D .小球的平抛运动要靠近但不接触木板答案 (1)将小球放在斜槽的末端任一位置,看小球能否静止 (2)BCD 解析 (1)小球放在斜槽的末端任一位置都静止,说明末端切线水平无倾角.(2)下落高度越高,初速度越大,一是位置不好用眼捕捉观察估测,二是坐标纸上描出的轨迹图线太靠上边,坐标纸利用不合理,A 项错误;每次从同一高度释放,保证小球每次具有相同的水平速度,B 项正确;木板要竖直且让球离开木板,以减少碰撞和摩擦,故C 、D 项正确.9.请你由平抛运动原理设计测量弹射器弹丸出射初速度的实验方法,提供的实验器材:弹射器(含弹丸,见示意图);铁架台(带有夹具);刻度尺.(1)画出实验示意图;(2)在安装弹射器时应注意:________;(3)实验中需要测量的量(并在示意图中用字母标出)________;(4)由于弹射器每次射出的弹丸初速度不可能完全相等,在实验中采取的方法________; (5)计算公式:________. 答案 (1)如图(2)弹射器必须保持水平(3)弹丸下降的高度y 和水平射程x (4)多次测量取水平射程x 的平均值x -(5)v 0=x-g 2y解析 (1)由平抛运动的实验原理,实验示意图应如答案图所示;(2)为保证弹丸初速度沿水平方向,弹射器必须保持水平;(3)应测出弹丸下降的高度y 和水平射程x ,如答案图所示;(4)在不改变高度y 的条件下进行多次实验测量水平射程x ,求得水平射程x 的平均值x -,以减小误差;(5)因为y =12gt 2,所以t =2y g. 10.做杂技表演的汽车从高台水平飞出,在空中运动后着地,一架照相机通过多次曝光,拍摄得到汽车在着地前后一段时间内的运动照片如图所示(虚线为正方形格子).已知汽车长度为3.6 m ,相邻两次曝光的时间间隔相等,由照片可推算出汽车离开高台时的瞬时速度大小为________ m/s ,高台离地面的高度为________ m.答案 12,11.25解析 由照片知在前两次曝光的时间间隔为T ,竖直位移之差:Δy =l =3.6 m 又Δy =gT 2所以,曝光时间:T =Δyg = 3.610s =0.6 s 曝光时间内的水平位移:2l =7.2 m ,所以v 0=2l T =7.20.6m/s =12 m/s第二次曝光时车的竖直速度:v y =3l 2T =3×3.62×0.6m/s =9 m/s此时,车下落的时间:t 1=v y g =910s =0.9 s从开始到落地的总时间:t =t 1+T =1.5 s故高台离地面的高度:h =12gt 2=12×10×1.52m =11.25 m.11.在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置.先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸.将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A ;将木板向远离槽口平移距离x ,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B ;又将木板再向远离槽口平移距离x ,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C.若测得木板每次移动距离x =10.00 cm ,A 、B 间距离y 1=5.02 cm ,B 、C 间距离y 2=14.82 cm ,请回答以下问题(g =9.80 m/s 2):(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?_____________________ ___________________________________________________.(2)用测量的物理量写出小球初速度的表达式v 0=________.(用题中所给字母表示) (3)小球初速度的值为v 0=________ m/s.答案 (1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同 (2)xgy 2-y 1(3)1.00 解析 (1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度. (2)平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则物体从A 到B 和从B 到C 运动时间相等,设为T ;则v 0T =x竖直方向有y 2-y 1=gT 2, 解以上两式,得v 0=xgy 2-y 1. (3)代入数据,解得v 0=1.00 m/s.课时作业(四)一、选择题1.(多选)关于匀速圆周运动,下列说法正确的是( ) A .匀速圆周运动是变速运动 B .匀速圆周运动的速率不变 C .任意相等时间内通过的位移相等 D .任意相等时间内通过的路程相等答案 ABD解析 做匀速圆周运动的物体在任意相等时间内通过的弧长即路程相等,D 项正确,C 项错误;由线速度定义知,速度的大小不变,也就是速率不变,但速度方向时刻改变,故A 、B 项正确.2.(多选)质点做匀速圆周运动时,下列说法正确的是( ) A .因为v =ωr,所以线速度v 与轨道半径r 成正比 B .因为ω=vr ,所以角速度ω与轨道半径r 成反比C .因为ω=2πn ,所以角速度ω与转速n 成正比D .因为ω=2πT ,所以角速度ω与周期T 成反比答案 CD解析 公式v =rω是三个物理量的关系式,要正确理解,如线速度v 由r 和ω共同决定,当半径r 一定时,线速度v 才与角速度ω成正比,当角速度ω一定时,线速度v 才与半径r 成正比.3.(多选)如图所示,静止在地球上的物体都要随地球一起转动,a 是位于赤道上的一点,b 是位于北纬30°的一点,则下列说法正确的是( )A .a 、b 两点的运动周期都相同B .它们的角速度是不同的C .a 、b 两点的线速度大小相同D .a 、b 两点线速度大小之比为2∶ 3 答案 AD解析 地球绕自转轴转动时,地球上各点的周期及角速度都是相同的.地球表面物体做圆周运动的平面是物体所在纬度线平面,其圆心分布在整条自转轴上,不同纬度处物体做圆周运动的半径是不同的,b 点半径r b =r a 32,由v =ωr,可得v a ∶v b =2∶ 3.4.甲沿着半径为R 的圆形跑道匀速跑步,乙沿着半径为2R 的圆形跑道匀速跑步,在相同的时间内,甲、乙各自跑了一圈,他们的角速度和线速度的大小分别为ω1、ω2和v 1、v 2,则。

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