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2016-03-21
8. 如图所示,离水平地面一定高处水平固定一内壁光滑的圆筒,筒内固定一轻质弹簧,弹簧处于自然长度.现将一小球从地面以某一初速度斜向上抛出,刚好能水平进入圆筒中,不计空气阻力.下列说法中正确的是( )
A.弹簧获得的最大弹性势能小于小球抛出时的动能
B.小球从抛出到将弹簧压缩到最短的过程中小球的机械能守恒
C.小球抛出的初速度大小仅与圆筒离地面的高度有关
D.小球从抛出点运动到圆筒口的时间与小球抛出时的角度无关
【答案】选AB.
【详解】小球从抛出到弹簧压缩到最短的过程中,只有重力和弹力做功,小球的机械能守恒.即12mv20=mgh+Ep,所以Ep
9.如图为某探究活动小组设计的节能运输系统.斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为36.木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速度滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程.下列选项正确的是( )
A.m=M
B.m=2M
C.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度
D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
答案:BC
解析:木箱和货物下滑过程中,令下滑高度为h,根据功能关系有(M+m)gh-μ(M+m)ghcos θsin θ=E弹.
木箱上滑过程中,根据功能关系有-Mgh-μMghcos θsin θ=0-E弹.代入相关数据,整理得m=2M,A错误,B正确;木箱和货物下滑过程中,根据牛顿第二定律有: a1=g(sin θ-μcos θ),方向沿斜面向下.
木箱上滑过程中,根据牛顿第二定律有: a2=g(sin θ+μcos θ),方向沿斜面向下,所以C正确;
根据能量守恒定律知,还有一部分机械能由于克服摩擦力做功转化为内能,D错误.
10.如下图所示,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(可视为质点)放在小车的最左端.现用一水平恒力F作用在小物块上,使小物块从静止开始做匀加速直线运动.小物块和小车之间的摩擦力为Ff,小物块滑到小车的最右端时,小车运动的距离为x,在这个过程中,以下结论正确的是( )
A.小物块到达小车最右端时具有的动能为F(l+x)
B.小物块到达小车最右端时,小车具有的动能为Ffx
C.小物块克服摩擦力所做的功为Ffl
D.小物块和小车增加的机械能为Fx
【答案】 B
【详解】 因动能定理以及功的公式中的位移是指对地的位移,所以A错误、B正确;摩擦力对小物块所做的功为-Ff(l+x),所以小物块克服摩擦力所做的功为Ff(l+x),C错误;小物块和小车增加的机械能为(Fx-Ffl),所以D错误.
二、非选择题
11.如下图所示的木板由倾斜部分和水平部分组成,两部分之间由一段圆弧面相连接.在木板的中间有位于竖直面内的光滑圆槽轨道,斜面的倾角为θ.现有10个质量均为m、半径均为r的均匀刚性球,在施加于1号球的水平外力F的作用下均静止,力F与圆槽在同一竖直面内,此时1号球球心距它在水平槽运动时的球心高度差为h.现撤去力F使小球开始运动,直到所有小球均运动到水平槽内.重力加速度为g.求:
(1)水平外力F的大小;
(2)1号球刚运动到水平槽时的速度;
(3)整个运动过程中,2号球对1号球所做的功.
【答案】 (1)10mgtan θ (2)2gh (3)9mgrsin θ
【详解】(1)以10个小球整体为研究对象,由力的平衡条件可得tan θ=F10mg
得F=10mgtan θ.
(2)以1号球为研究对象,根据机械能守恒定律可得
mgh=12mv2
解得v=2gh
(3)撤去水平外力F后,以10个小球整体为研究对象,利用机械能守恒定律可得:
10mgh+18r2sin θ=12•10m•v21
解得v1=2gh+9rsin θ
以1号球为研究对象,由动能定理得mgh+W=12mv21
得W=9mgrsin θ.
12.在娱乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量m=60 kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3 m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.取重力加速度g=10 m/s2,sin 53°=0.8,cos 53°=0.6.
(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2)若绳长l=2 m,选手摆到最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1=800 N,平均阻力f2=700 N,求选手落入水中的深度d.
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远.请通过推算说明你的观点.
【答案】(1)1 080 N (2)1.2 m (3)见解析
【详解】(1)机械能守恒mgl(1-cos α)=12mv2①
圆周运动F′-mg=mv2l
解得F′=(3-2cos α)mg
人对绳的拉力F=F′
则F=1 080 N.
(2)动能定理mg(H-lcos α+d)-(f1+f2)d=0
则d=mgH-lcos αf1+f2-mg
解得d=1.2 m.
(3)选手从最低点开始做平抛运动x=vt
H-l=12gt2
且由①式及以上两式
解得x=2lH-l1-cos α
当l=H2时,x有最大值,解得l=1.5 m.
因此,两人的看法均不正确.当绳长越接近1.5 m时,落点距岸边越远.
高三第二学期物理单元复习测试题就为大家介绍到这里,希望对你有所帮助。
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