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1、平拋運動、圓周運動與能量專題訓(xùn)練
一、 選擇題
1、以 10 m/s 的初速度從距水平地面 20 m 高的塔上水平拋出一個石子.不計空氣阻力,取 g=10 m/s2,則石子拋出點到落地點位移的大小為(C )
2、做勻速圓周運動的物體,其線速度大小為3m/s,角速度為6rad/s,則下列相關(guān)計算量正確的是( D )
A.物體運動的向心加速度大小為1.5m/s2
B.物體運動的圓周半徑為2m
C.物體在1s內(nèi)發(fā)生的位移為3m
D.在0.1s內(nèi)物體通過的弧長為0.3m
3、在勻速轉(zhuǎn)動的水平轉(zhuǎn)盤上,有一個相對于盤靜止的物體,隨盤一起轉(zhuǎn)動,關(guān)于它的受力情況
2、,下列說法中正確的是( B )
A.只受到重力和盤面的支持力作用
B.只受到重力、支持力和靜摩擦力的作用
C.除重力、支持力外,還受到向心力的作用
D.受到重力、支持力、靜摩擦力和向心力的作用
4、人站在h高處的平臺上,水平拋出一個質(zhì)量為m的物體,物體落地時的速度為v,以平臺為重力勢能的零點,不計空氣阻力,則有 ( B )
A.人對小球做的功是mv2/2 B.人對小球做的功是mv2/2 - mgh
C.小球落地時的機械能是mv2/2 D.小球落地時的機械能是mv2/2 + mgh
5、光滑水平面上的物體,在
3、水平恒力F作用下由靜止開始運動,經(jīng)過路程s1速度達到v,又經(jīng)過路程s2速度達到2v,則在s1和s2兩段路程中,F(xiàn)對物體所做的功之比為 ( C )
A.1:1 B.1:2 C.1:3 D.1:4
6、關(guān)于重力勢能,下列說法中正確的是( D )
A.某個物體處于某個位置,重力勢能的大小是惟一確定的
B.重力勢能為零的物體,不可能對別的物體做功
C.物體做勻速直線運動時,其重力勢能一定不變
D.只要重力做功,物體的重力勢能一定變化
7、.汽車以 72 km / h 的速度通過凸形橋最高點時
4、,對橋面的壓力是車重的 3 / 4 ,則當(dāng)車對橋面最高點的壓力恰好為零時,車速為( B )
A.40 km / h B.40 m / s C.120 km / h D.120 m / s
8、如圖所示,小球從高處下落到豎直放置的輕彈簧上,那么小球從接觸彈簧開始到將彈簧壓縮到最短的過程中(彈簧保持豎直),下列關(guān)于能的敘述正確的是 ( B)
A.彈簧的彈性勢能先增大后減小
B.小球的動能先增大后減小
C.小球的重力勢能先增大后減小
D.小球和彈簧機械能總和先增大后減小
9、物體做勻速圓周運動時,下列說法正確的是( D)
5、A.物體必須受到恒力的作用
B.物體所受合力必須等于零
C.物體所受合力的大小可能變化
D.物體所受合力的大小不變,方向不斷改變
A
C
B
300
600
10、如圖所示,一物體從A點沿光滑面AB與AC分別滑到同一水平面上的B點與C點,則下列說法中正確的是 ( B)
A.到達斜面底端時的速度相同
B.到達斜面底端時的動能相同
C.沿AB面和AC面運動時間一樣長
D.沿AC面運動時間長
11、質(zhì)量不同而具有相同動能的兩個物體,在動摩擦因數(shù)相同的水平面上滑行到停止,則(D)
A.質(zhì)量大的滑行的距離大 B.質(zhì)量
6、大的滑行的時間長
C.質(zhì)量大的滑行的加速度小 D.它們克服阻力做的功一樣多
12、關(guān)于彈性勢能,下列說法中正確的是(A)
A.任何發(fā)生彈性形變的物體都具有彈性勢能
B.任何具有彈性勢能的物體不一定發(fā)生了彈性形變
C.彈性勢能不能轉(zhuǎn)化為重力勢能
D.彈簧的彈性勢能只跟彈簧被拉伸或壓縮的長度有關(guān)
13、①行駛中的汽車制動后滑行一段距離,最后停下;②流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光焰;③降落傘在空中勻速下降。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是( D)
A.物體的其它形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能
B.物體的動能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量
C.物體的勢能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量
7、
D.物體的機械能轉(zhuǎn)化為其它形式的能量
二、 計算題
L
1、.如圖所示,行車通過長L=5m的吊索,吊著質(zhì)量m=1.0103kg的鋼材,以=2m/s速度沿水平方向勻速行駛,行車突然停車。(g取10 m/s2)求:
(1)行車在行駛過程中,吊鉤受到的拉力F;
(2)行車突然停車的瞬間,吊鉤受到的拉力F′。
解:
(1)由二力平衡條件知:F = mg = 104 N ①
(2)由題意知,行車突然停車的瞬間,鋼材開始做圓周運動,其所受合力提供向心力,即:F′-mg= ②
∴F′= m(g +)= 1.08104 N ③
評分標(biāo)準(zhǔn):①式3分
8、;②③各式2分
2、如圖所示,半徑R=0.9 m的四分之一圓弧形光滑軌道豎直放置,圓弧最低點B與長為l=l m的水平面相切于B點,BC離地面高h(yuǎn)=0.45 m,C點與一傾角為θ=30的光滑斜面連接。質(zhì)量m=1.0 kg的小滑塊從圓弧頂點D由靜止釋放,已知滑塊與水平面間的動摩擦因數(shù)μ=0.1,取g=10 m/s2。求:小滑塊從C點運動到地面所需的時間。
解:D→C 動能定理:
假設(shè)小滑塊平拋落至水平地面上
得t=0.3s ⑦
得
3、如圖所示,在水平光滑軌道PQ上有一個輕彈簧其左端固定,現(xiàn)用一質(zhì)量m=2.0kg的小物塊(視為質(zhì)點)將彈簧壓縮后釋放,物塊離
9、開彈簧后經(jīng)過水平軌道右端恰好沿半圓軌道的切線進入豎直固定的軌道,小物塊并進入半圓軌道后恰好能沿軌道運動,經(jīng)過最低點后滑上質(zhì)量M=8.0kg的長木板,最后恰好停在長木板最左端。已知豎直半圓軌道光滑且半徑R=0.5m,物塊與木板間的動摩擦因數(shù)μ=0.2,木板與水平地面間摩擦不計,取g=10m/s2。
(1)彈簧具有的彈性勢能;
(2)小物塊滑到半圓軌道底端時對軌道的壓力;
(3)木板的長度。
4、如圖所示,在豎直平面內(nèi),粗糙的斜面軌道AB的下端與光滑的圓弧軌道BCD相切于B, C是最低點,圓心角∠BOC=37,D與圓心O等高,圓弧軌道半徑R=1.0m,現(xiàn)
10、有一個質(zhì)量為m=0.2kg可視為質(zhì)點的小物體,從D點的正上方E點處自由下落,DE距離h=1.6m,物體與斜面AB之間的動摩擦因數(shù)μ=0.5。取sin37o=0.6,cos37o=0.8, g=10m/s2。求:物體從E點開始下落,直至最后在光滑圓弧軌道做周期性運動,在此過程中系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量Q的大小。(假設(shè)斜面足夠長)
解:因為,mgsin37 o>μmgcos37 o (或μ<tan37 o)
所以,物體不會停在斜面上。物體最后以C為中心,B為一側(cè)最高點沿圓弧軌道做往返運動。
從E點開始直至穩(wěn)定,系統(tǒng)因摩擦所產(chǎn)生的熱量
Q=△EP
11、 ⑧
△EP=mg(h+Rcos37 o)⑨
聯(lián)立⑥、⑦解得Q=4.8(J)⑩
5、小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球,甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動。當(dāng)球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地。如圖所示。已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為d,重力加速度為g。忽略手的運動半徑和空氣阻力。求:
(1)求繩斷時球的速度大小和球落地時的速度大小。
(2)向繩能承受的最大拉力多大?
(3)改變繩長,使球重復(fù)上述運動,若繩仍在球運動到最低點時斷掉,要使球拋出的水平距離最大,繩長應(yīng)是多少?最大水平距離為多少?
(1)設(shè)繩段后球飛行時間為t,由平拋運動規(guī)律,有
豎直方向,水平方向
得
由機械能守恒定律,有
得
(2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為T,這也是球受到繩的最大拉力大小。
球做圓周運動的半徑為
由圓周運動向心力公式,有
得
(3)設(shè)繩長尾l,繩斷時球的速度大小為,繩承受的最大推力不變,
有 得
繩斷后球做平拋運動,豎直位移為,水平位移為x,時間為
有
得
當(dāng)時,有極大值,