【文档说明】【精准解析】四川省成都市石室中学2017-2018学年高一下学期4月月考物理试题(解析版).doc,共(18)页,757.000 KB,由小赞的店铺上传
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【全国百强校】四川省成都市石室中学2017---2018学年高一下学期4月月考物理试题一、单项选择题(8小题)1.关于曲线运动,下列说法正确的是()A.做曲线运动的物体速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动B.做曲线运动的物体,受到的合外力方向在不断改变C.只要物体做圆周运动,它
所受的合外力一定指向圆心D.物体只要受到垂直于初速度方向的恒力作用,就一定能做匀速圆周运动【答案】A【解析】【详解】做曲线运动的物体速度方向时刻改变,所以曲线运动是变速运动,故A正确;平抛运动中物体所受合外力为重力,方向不变,故B错误;只有物体做匀速圆周运动时物体所受合外力才指向圆心
,故C错误;物体只要有受到永远垂直于初速度方向的大小不变的力作用,就一定能做匀速圆周运动,恒力作用下物体不可能做圆周运动,故D错误。故选A。2.船在静水中的速度为4.0m/s,要渡过宽度为100m的河,河水的流速为3.0m/s,则下列说法中正确的是A.船渡河的速度一定为5.0m/sB.
无论船头朝哪个方向,船都会被冲到出发点的下游C.无论船头朝哪个方向,船到达对岸的时间都不可能小于25sD.如果行驶到河中央时,水流速度突然变大,仍不会改变船的运动轨迹【答案】C【解析】根据平行四边形定则,知小船的合速
度范围为[1m/s,7m/s].可以大于5m/s.故A错误.当船头与岸成角,则有12cosvv=,即213cos4vv==时,船垂直河岸过河,在正对岸上岸,不会冲到下游,故B错误;当船头垂直河岸时,船到达对岸的最短时间为1100254dts
sv===,故C正确;如果行驶到河中央时,水流速度突然变大,合速度增大,故会改变船的运动轨迹,故D错误;故选C.【点睛】小船参与了静水的运动和水流的运动,最终的运动是这两运动的合运动.当静水速与河岸垂直时,渡河时间最短.3.一辆载重卡车,在丘陵地区以不变的速率行驶,地形如图所示,由
于轮胎已旧,途中爆胎,你认为A、B、C、D四处中,爆胎可能性最大的一处是()A.A处B.B处C.C处D.D处【答案】D【解析】【详解】在坡顶,由牛顿第二定律得2NvmgFmr−=解得2NvFmgmr=−即NFmg,在坡谷,由牛顿第二定律得2'NvFmgmr−=解得2'NvFmgmr=+即'N
Fmg,由上分析可知则在B、D两点比A、C两点容易爆胎,而D点半径比B点小,则D点最容易爆胎,故选D.【点睛】以车为研究对象,在这些点由重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律,研究支持力与半径的关系,确定何处支持力最大,最容易爆
胎。4.如图所示,倾斜的传送带上有一工件始终与传送带保持相对静止,则()A.当传送带向上匀速运行时,物体克服重力和摩擦力做功B.当传送带向下匀速运行时,只有重力对物体做功C.当传送带向上匀加速运行时,摩擦力对物体做正功
D.不论传送带向什么方向运行,摩擦力都做负功【答案】C【解析】【详解】A、当传送带向上匀速运行时,根据平衡条件知,摩擦力沿斜面向上,则摩擦力做正功,故不是克服摩擦力做功,A错误;B、当传送带向下匀速运行时,根据平衡条件
知,摩擦力沿斜面向上,则摩擦力做负功,不是只有重力对物体做功,B错误;C、当传送带向上匀加速运行时,根据牛顿第二定律知合外力沿斜面向上,则摩擦力一定是沿斜面向上的,摩擦力做正功,C正确;D、由前面分析知摩擦力可以做正功,故D错误;故选C.【点睛】物
体一起运动说明它们由共同的加速度,根据牛顿第二定律可以判断物体受到的摩擦力的方向,注意平衡状态下受力情况.5.在草地赛车训练场,甲、乙两人(甲的质量大于乙的质量)各开一辆相同规格的四轮草地赛车,在经过同一水平弯道时,乙的车发生了侧滑而甲的车没有,如图所示,其原因是()A.乙
和车的总质量比甲和车的总质量小,惯性小,运动状态容易改变B.两车转弯半径相同,而转弯时乙的车速率比甲的车速率大C.乙的车比甲的车受到地面的摩擦力小,而两车转弯速率一样D.转弯时,乙的车比甲的车的向心加速度小【答案】B【解析】【详
解】汽车沿水平弯道做匀速圆周运动时,摩擦力提供向心力,则有20vmgmr=解得0vgr=当vgr时车将做离心运动,发生侧滑,当vgr=时车做匀速圆周运动,由此分析可知,两车转弯半径相同,而转弯时乙的车速率比甲的车速率大,故乙车发生了侧滑,而甲车没有。故选B。【点
睛】汽车做匀速圆周运动,由指向圆心的静摩擦力提供向心力,根据牛顿第二定律列方程求解临界速度,根据临界速度分析车子发生侧滑的原因。6.将一小球从离水平地面高为H处以某一初速度水平抛出,取水平地面为重力的零势能面,抛出时小球的动能和重力势能相等,当小球的动能为重力势能的3倍时,小球的速度方
向与水平方向夹角为θ,则tanθ的值为()(不计空气阻力)A.22B.2C.33D.3【答案】A【解析】物块做平抛运动,机械能守恒,则初状态的机械能:21012EmvmgH=+,且2012mvmgH=,即210Emv=;末状态的机械能:2212Emvmgh=+,且2132mvmgh=,则
2223Emv=,根据机械能守恒定律:12EE=,即22023mvmv=,解得032vv=,设此时速度与水平方向的夹角为,则220002tan2yvvvvv−===,故选A.【点睛】根据机械能守恒定律,以及已知条件,分别列式即可求出此时速度与水平
速度的关系,从而求出物块此时的速度方向与水平方向夹角的正切.7.如图所示,质量为m的小滑块,从O点以初速度v沿粗糙水平面开始向左运动,滑行一段距离后,撞击固定在墙壁上的轻弹簧后,被弹簧弹回,小滑块返回O点时速度恰好减为零
。整个过程中,弹簧始终在弹性限度内,则弹簧的最大弹性势能为()A.213mvB.214mvC.216mvD.218mv【答案】B【解析】【详解】物体受到的滑动摩擦力大小为fmg=,设弹簧的最大压缩量为x,滑块开始时的位置距弹簧为s;则物块从O点再
回到O点的过程中,物体的动能全部变成系统的内能,由功能关系有:()20122mgxsmv+=,从A点到弹簧最大压缩量的过程中,()2012PmEmgsxmv++=,因此最大弹性势能为2014PmEmv=,故B正确.故选B.【点睛】分析滑块运动过程,明确功能关
系的应用,对物体、弹簧、地面组成的系统应用能量守恒定律即可求解.解题时要注意摩擦生热公式为Q=fs,其中s是物体相对接触面发生的相对路程.8.如图所示,P、Q是固定在竖直平面内的一段内壁光滑弯管的两端,P、Q间的水平距离为.d直径略小于弯管内径的小球,以速度0v从P端水平射入弯管,从Q端射
出,在穿过弯管的整个过程中小球与弯管无挤压.若小球从静止开始由P端滑入弯管,经时间t恰好以速度0v从Q端射出.重力加速度为g,不计空气阻力,下列说法正确的是A.0vgdB.0vgd=C.dtgD.dtg=【答案】B【解析】以
0v初速水平入射时,因小球与管壁无挤压,故水平方向应是匀速运动,竖直方向是自由落体运动,所以此时小球运动时间为:00dtv=,下落高度为:2012hgt=,小球由静止开始运动时根据机械能守恒定律得:2012mghmv=,解
得:0vgd=,故A错误、B正确.以0v初速水平入射时,00ddtvg==,当小球由静止释放时,水平方向平均速度一定小于0v,所以0tt,,故CD错误,故选B.【点睛】以0v初速水平入射时,因小球与管壁无挤压,小球做平抛运动,水平方向应是匀速运动,竖直方向是自由落体运动,结合水平方向上的运动
规律求出运动的时间,结合位移时间公式得出下降的高度,根据机械能守恒定律得出0v与d的关系.抓住小球静止释放时,水平方向上的平均速度小于0v,得出运动时间.二、多项选择题(5小题)9.图为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直
,则下列说法中正确的是()A.D点的速率比C点的速率大B.B点的速率比A点的速率大C.A点的加速度比D点的加速度大D.从B点到E点加速度与速度的夹角一直减小【答案】AD【解析】由题意,质点运动到B点时速度
方向与加速度方向恰好互相垂直,速度沿B点轨迹的切线方向,则知加速度方向向下,合外力也向下,质点做匀变速曲线运动,合外力恒定不变,质点由C到D过程中,合外力做正功,由动能定理可得,D点的速率比C点速率大,故A正确;质点由A到B过程中,
合外力作负功,由动能定理可得,B点的速率小于A点的速率,故B错误;质点做匀变速曲线运动,加速度不变,合外力也不变,故C错误;由A的分析可知,质点由B到E过程中,受力的方向向下,速度的方向从水平向右变为斜向下,加速度与速度的夹角之间减小,故D正确;故选AD.【点睛】物体做
曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上,速度的方向与该点曲线的切线方向相同;由牛顿第二定律可以判断加速度的方向.10.质量分别为2m和m的A、B两物体分别在水平恒力F1和F2的作用下沿水平面运动,撤去F1、F2后受摩擦力的作用减速到停止,其V-t图象如
图所示.则下列说法正确的是A.F1和F2大小相等B.F1和F2对A、B做功之比为2:1C.A、B所受摩擦力大小相等D.全过程中摩擦力对A、B做功之比为1:2【答案】C【解析】试题分析:撤去拉力后摩擦力提供加速度,速度时间图像的斜率表示加速度大
小,,匀加速阶段加速度之比为,由可知牵引力大小相等,摩擦力不同,选项A正确;选项C错误;F1和F2对A、B做功之比为,选项D正确;故选AD考点:考查动能定理和运动图像点评:决本题的关键通过图象得出匀加速运动和匀减速运动的加速度,根据牛顿第二定律,得出两个力的大小之比,以及知道速度-时
间图线与时间轴所围成的面积表示位移,并运用动能定理11.如图所示,两个内壁光滑、半径不同的半圆轨道固定在同一竖直面内,小球A和B在与球心同一水平高度的A、B两点由静止开始下滑,A球的质量大于B球的质量.当小球通过两轨道
最低点时(A、B两小球均可视为质点)A.A球的速度一定大于B球的速度B.A球的机械能一定等于B球的机械能C.A球所受到轨道的支持力一定大于B球所受到轨道的支持力D.A球的向心加速度一定大于B球的向心加速度【答案】C【解析】【详解】根据动能定理得:212mgRmv=,解得最低点速度为:2v
gR=,由于B球运动的半径大于A球运动的半径,则A球在最低点的速度小于B球在最低点的速度,故A错误.小球在运动的过程中,只有重力做功,机械能守恒,若规定初始位置为零势能平面,则初状态两球的动能为零,重力势能的为零,可知在最低
点的机械能都为零,故两个物体的机械能可能相等,故B错误.根据牛顿第二定律得:2vNmgmR−=,解得:3Nmg=,由A的质量大于B的质量,则A球在最低点受到的支持力大于B球在最低点受到的支持力,故C正确.向心加速度为:2vaR=,可知两球在最低点向心加速度大小相等,故D错误
.故选C.【点睛】根据动能定理求出小球在最低点的速度,从而比较大小,结合牛顿第二定律求出支持力,从而比较大小.根据向心加速度公式求出小球在最低点的向心加速度,从而比较大小.抓住小球在运动过程中机械能守恒,通过比较初始位置的机械能
得出最低点机械能的大小.12.如图所示,一直角斜面体固定在水平地面上,左侧斜面倾角为600,右侧斜面倾角为300,A、B两个物体分别系于一根跨过定滑轮的轻绳两端且分别置于斜面上,两物体下边缘位于同一高度且处于平衡状态,不考虑所有的摩擦,滑轮两边
的轻绳都平行于斜面,若剪断轻绳,让物体从静止开始沿斜面滑下,下列叙述正确的是A.两物体的质量比为mA:mB=1:3B.着地瞬间物体的速度相同C.着地瞬间两物体的动能相等D.着地瞬间两物体的重力的功率相等【答案】AD【解析】两物体均处于平衡状态,受力分析如图所示:绳子对AB的拉力大
小相等,对A有:60AmgsinT=,对B有:30BmgsinT=,联立解得:13ABmm=,故A正确;绳子剪断后,两个物体都是机械能守恒,有212mghmv=,解得:2vgh=,由于初末位置高度差相等,故速度大小相等,但方向不同,故速度不相同,故B错误;绳子剪断后,两个
物体都是机械能守恒,由于质量不同,故初位置的重力势能不等,故落地时机械能不等,即动能不相等,故C错误;着地瞬间两物体所受重力的功率之比为:601301AABBPmgvsinPmgvsin==,故D正确;故选AD.【点睛】分别对物
体受力分析,由共点力的平衡即可得出两物体的质量之比;剪断细线后,两物体在重力的作用下自由下滑,由机械能守恒可求得落地的速度,由功率公式可求得两物体所受重力做功的功率之比.13.如图所示,两个相同的小球A、B,分别用轻绳连接后放置在圆锥筒光滑侧面的不同位置上,绳上端固定在同一
点O,连接A球的绳比连接B球的绳长,两根绳都与圆锥筒最靠近的母线平行.当圆锥筒绕其处于竖直方向上的对称轴OO以角速度ω匀速转动时,A、B两球都处于筒侧面上且与筒保持相对静止随筒转动.下列说法正确的是A.A球受到的合力一定大于B球
受到的合力B.B球对筒侧壁的压力可能为零C.A球对圆锥筒的压力小于B球对圆锥筒的压力D.A球对绳子的拉力等于B球对绳子的拉力【答案】AC【解析】两球所受的合力充当向心力,则有:2Fmr=合,由于A的运动半径更大,所以A所受的合力大于B所受到的合力,故A正确;设侧面与OO的夹
角为,在竖直方向上有:cossinNTFmg−=,在水平方向上有:2sincosNTFmr−=,联立解得:2sincosNFmgmr=−,2cossinTmgmr=+,当半径越大,支持力越小,故
A球对圆锥筒的压力小于B球对圆锥筒的压力,且B球对筒侧壁的压力不可能为零;半径越大,拉力越大,故C正确,BD错误;故选AC.【点睛】对两小球受力分析,得出绳子拉力的水平分力与支持力的水平分力的合力充当向心力,再根据2Fmr=合分析合力的大小,根据正交分解法分析拉力和压力的大小.三、实验题(2小题
)14.如图所示,有两个处于同一竖直面上的相同轨道,A、B两个相同小球从离出口处相同高度的地方同时由静止开始释放,假设小球经过斜面与水平轨道连接处无能量损失,所有的接触都是光滑的.离开轨道后A球做平抛运动,B球做匀速直线运动.则:(1)A、B两球是否在A球第一次落地点处相碰,答:___
____(选填“是”或“否”);(2)如果多次观察到同样的现象,你可以得出什么结论是:___________________________________________(3)若两轨道出口间的高度差h,两球相碰处到下轨道出口的距离x,重力加速度g,则A球平抛运动的初速
度表达式为___________________【答案】(1).是(2).平抛运动在水平方向的分运动为匀速直线运动(3).2gvxh=【解析】(1)A、B两球从相同高度同时由静止释放,到达斜槽底端的速度相同,因为平抛运动在水平方向上做匀速直线运
动,所以在相同时间内水平位移相等,两球将在水平地面上的某处相遇.(2)如果多次观察到同样的现象,又因A球做平抛运动,而B球做匀速直线运动,可知平抛运动在水平方向上做匀速直线运动.(3)根据平抛运动的规律,则有:201,2hgtxvt==,解得:2gvxh=,由此可知还需要测量的物理
量是两轨道出口间的高度差h,两球相碰处到下轨道出口的距离x.【点睛】抓住两球到达底端时速度相同,A球做平抛运动,B球做匀速直线运动,根据两球水平方向上的运动规律相同,得出实验的现象;依据平抛运动处理规律,结合运动学公式,即可求解.15.用落体法验证机械能守恒定律的实验中,(1)在实
验所需的物理量中,需要直接测量的是______,通过计算得到的是______.(填写代号)A.重锤的质量B.重锤下落的高度C.重锤底部距水平地面的高度D.与下落高度对应的重锤的瞬时速度(2)在实验得到的纸带中,我们选用如图乙所示的起点O与相邻点之间距离约为2mm的纸
带来验证机械能守恒定律.图中A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的原始点,F点是第n个点.设相邻点间的时间间隔为T,下列表达式可以用在本实验中计算F点速度Fv的是_____.A.()FvgnT=B.2Fnvgh=C.11=2nnFhhvT+−−D.1=2nnF
xxvT+−(3)在验证机械能守恒定律的实验中,质量m=1kg的重锤自由下落,在纸带上打出了一系列的点,如图所示,相邻记数点时间间隔为0.02s,长度单位是cm,g取29.8/ms.从点O到打下记数点
B的过程中,物体重力势能的减小量PE=_____,增加的动能为kE=_______(结果均保留两位有效数字)【答案】(1).B(2).D(3).C(4).0.48J(5).0.47J【解析】(1)实验中验证动能的增加量和重力势能的减
小量是否相等,需要直接测量的物理量有重锤下落的高度,故选B;通过计算得到的是与下落高度对应重锤的瞬时速度.故选D;由于质量可以约去,所以不需要测量质量.(2)F点的瞬时速度等于EG段的平均速度,则12nnFxxvT++=或112nnFhhvT+−−=,不能通过vgt=和2vgh=求
解瞬时速度,否则是运用机械能守恒验证机械能守恒,失去验证的意义.故选C.(3)利用匀变速直线运动的推论,即B点的瞬时速度等于AC段的平均速度,则有:0.97/2ACBxvmst==,重物由0点运动到B点时,重物的重力势能的减少量0.48pEmghJ==,动能增加量为210.4
72kBBEmvJ==.【点睛】纸带实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的推论,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度,从而求出动能.根据功能关系得重力势能减小量等于重力做功的数值
.四、计算题(4小题)16.以初速度06/vms=竖直向上抛出一质量为m=2kg的小球,假定小球所受的空气阻力f=4N大小不变,已知重力加速度为210/gms=,求:(1)小球上升的最大高度为多少?(2)上升过程小球克服重力做功的平均功率为多少?【答案】(1)1.5m(2)30W【解析】试题分析
(1)上升过程,重力和阻力都做负功,根据动能定理可以求出最大高度;(2)小球上升过程做匀减速,求出上升过程的平均速度,根据Pmgv=求重力的平均功率.(1)设物体上升的最大高度为h,由动能定理得:()201
02mgfhmv−+=−解得:h=1.5m(2)小球上升过程的平均速度为:03/2vvms==小球克服重力做功的的平均功率为:30PmgvW==【点睛】先对小球上升过程进行受力分析,从而明确小球上升过程做的运动和各力做功的情况,根据动能定理和平均功率的表达式列式求解
.17.如图所示,长为L的轻杆两端分别固定有质量均为m的A、B两小铁球,杆的三等分点O处有光滑的水平固定转轴,使轻杆可绕转轴在竖直面内无摩擦转动.用手将该装置固定在杆恰好水平的位置,然后由静止释放.重力加速度为g.求(1)当杆到达竖直位置时,小球A的速度Av和杆对小球B的弹
力;(2)从释放轻杆到轻杆转到竖直位置过程中,轻杆对小球A做的功.【答案】(1)2215AgLv=,弹力大小为35mg,方向竖直向上;(2)25AWmgL=−【解析】试题分析(1)对整个系统而言,由于只有重力做功,所以系统的机械能守恒.由系统的机械能守恒和速度关系求出杆到达竖直位置时两球
的角速度,根据vr=求得AB的速度,在竖直位置对B由牛顿第二定律可以求出杆对小球B的弹力;(2)根据动能定理求得杆对A做功.(1)当杆到达竖直位置时,设A、B的速度分别为ABvv、因为A、B角速度相同,所以:2ABvv=由系统机械能守恒得:2221
1+3322ABLmgLmgmvmv=+联立解得:2215AgLv=215BgLv=在竖直位置时对B由牛顿第二定律得:23BBvmgFmL+=解得:35BFmg=−即杆对B的弹力大小为35mg,方向竖直向上(2)对A由动能定理得:22132AAmgLWmv+=解得:25AW
mgL=−【点睛】解题的关键是要知道AB球机械能均不守恒,但A与B系统机械能守恒由于AB转动的角速度相同,即可求得,并知道分析向心力,根据牛顿第二定律求出弹力.18.电动机通过一条绳子吊起质量为8kg的物体,已知绳的拉力不能超过120N,电动机的功率不能超过1200W,为了
将此物体由静止开始尽快吊高到120m处,电动机开始让物体以最大加速度匀加速运行一段时间,当功率达到最大值时便以最大功率运行,最后物体以最大速度运行一段时间到达最高点,210/gms=,不考虑空气阻力.求:(1)当物体速度为12m/s时物体的加速度大小;(2)整个过程所经历的时间;(3)全过
程电动机对物体所做的功.【答案】(1)2.5m/s2(2)9.75s(3)10500J【解析】试题分析(1)根据P=Fv,求出最大速度,再与给定的速度比较,从而得出物体的运动情况,再根据牛顿第二定律求解加速度的大小;(2)根据牛顿第
二定律求出匀加速的加速度,根据匀加速直线运动的规律求出匀加的时间,根据动能定理求出变加速的时间,两个相加即为整个过程所经历的时间;(3)根据W=Fx求出匀加速阶段电动机对物体做的功,根据W=Pt求出变加速阶段电动机对物体做的功,两者
相加即为电动机对物体做的总功.(1)设电动机刚达到最大功率时,物体的速度为1v,则:110/PvmsF==当物体速度为v=12m/s时,电动机功率已经达到最大,此时拉力为:1100PFNv==由牛顿第二定律
得:11Fmgma−=解得:212.5/ams=(2)设物体匀加速阶段的加速度为a,由牛顿第二定律得:Fmgma−=解得:25/ams=匀加速阶段的时间:112vtsa==匀加速阶段的位移:1111102xvtm==物体运动的最大速度:15/
mPvmsmg==设从功率达到最大到物体上升到最高处的时间为2t,位移为2x则:21110xhxm=−=由动能定理得:222211122mPtmgxmvmv−=−解得:27.75ts=物体运动的总时间:129.75ttts=+=(3)匀加速阶段电动机对物体所做的功
:111200WFxJ==功率恒定阶段电动机对物体所做的功:229300WPtJ==全过程电动机对物体所做的功:1210500WWWJ=+=【点睛】本题关键是分析清楚物体的运动规律,然后分过程选择恰当的公式列式求解,类似于汽车的匀加速启动问题,并且灵活应用牛顿第二定律、动能
定理、匀变速直线运动的规律和恒力做功、变力做功的公式.19.某工厂生产流水线示意图如图所示,半径较大的水平圆盘上某处E点固定一小桶,在圆盘直径DE正上方平行放置长为L=6m的水平传送带,传送带轮的半径都是r=0.1m,传送带右端C点与圆
盘圆心O在同一竖直线上,竖直高度h=1.25m.AB为一个与CO在同一竖直平面内的四分之一光滑圆轨道,半径R=1.25m,且与水平传送带相切于B点.一质量m=0.2kg的工件(可视为质点)从A点由静止释放,工件到
达圆弧轨道B点无碰撞地进入水平传送带,工件与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,当工件到达B点时,圆盘从图示位置以一定的转速n绕通过圆心O的竖直轴匀速转动,工件到达C点时水平抛出,刚好落入圆盘上的小桶内.取210/gms=,求:(1)滑块到达圆弧轨道B点时对轨道
的压力;(2)若传送带不转动时圆盘转动的转速n应满足的条件;(3)当传送带轮以不同角速度顺时针匀速转动时,工件都从传送带的C端水平抛出,落到水平圆盘上,设落点到圆盘圆心O的距离为x,通过计算求出x与角速度ω之间的关系并准确作出x—ω
图像.【答案】(1)6N,方向竖直向下;(2)10.4knkTt===(r/s)(k=1.2.3…….);(3)【解析】试题分析(1)根据动能定理和牛顿第二定律、第三定律即可求解压力;(2)根据动能定理求出物体在C点的速度,根据平抛运动规律求出物体运动的时间,根据物体运动的时间与转盘运动的时间相等
,得出转速度的表达式;(3)滑块由B点到C点做匀减速运动,由运动学公式求出时间,滑块从B运动到小桶的总时间等于圆盘转动的时间,根据周期性求解应满足的条件,从而得出x随ω变化的方程式,并作出x随ω变化的图像.(1)从A到B由动
能定理得:212BmgRmv=在B点由牛顿第二定理得:2BNvFmgmR=−联立解得:36NFmgN==由牛顿第三定律得:6NNFFN==方向竖直向下(2)若传送带不动,设物体到达C点的速度为Cv对物体由动能定理得:221122CBmgLmvmv−=−解得:1/Cvms=设物体从B点
到C点的时间为1t,则:12BCvvLt+=解得:12ts=设物体做平抛运动的时间为2t,则:2212hgt=解得:20.5ts=故,转盘转动的时间为:122.5ttts=+=在t时间内转盘应转动整数圈,物体才能落入小桶内,则:t=kT(k=1.2.3…….)圆盘的转速10.4
knkTt===(r/s)(k=1.2.3…….)(3)若物体速度一直比传送带大,物体将一直做减速运动,设其到C点时速度为1Cv由动能定理得:2211122CBmgLmvmv−=−解得:11/Cvms=则物体的位移为120.5Cxvtm==传送带转动的角速度应满足11
0/Cvradsr=若物体速度一直比传送带小,物体将一直做加速运动,设其到C点时速度为2Cv由动能定理得:2221122CBmgLmvmv=−解得:27/Cvms=则物体的位移为223.5Cxvtm==传送带转动的角速度应满足270/Cvradsr=
当传送带的角速度满足10/70/radsrads时物体到达C点的速度与传送带相等,为Cvr=,位移为220Cxvt==所以x随ω变化的图像为【点睛】本题滑块经历三个运动过程,分段选择物理规律进行
研究,关键是抓住圆盘与滑块运动的同时性,根据周期性求解应满足的条件,由此得出x随ω变化的方程式,并作出x随ω变化的图像.获得更多资源请扫码加入享学资源网微信公众号www.xiangxue100.com