山东省日照一中2015-2016学年高一（下）月考物理试卷（二）（解析版）

2015-2016学年山东省日照一中高一（下）月考物理试卷（二）
　
一、选择题
1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）
A．牛顿、卡文迪许 B．开普勒、伽利略
C．开普勒、卡文迪许 D．牛顿、伽利略
2．物体受到几个外力的作用而作匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，它可能做（　　）
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动 D．曲线运动
3．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（　　）
A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值
B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的
C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值
D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
4．下列说法中正确的是（　　）
A．质点做曲线运动时受的合力一定是变力
B．质点做曲线运动时所受的合力方向与加速度方向不在同一条直线上
C．曲线运动是变速运动，加速度也一定是变化的
D．匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动可以是直线运动
5．物体以初速度v0水平抛出，当抛出后竖直位移是水平位移的2倍时，则物体抛出的时间是（　　）
A． B． C． D．
6．某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球的一半，在地球表面从某一高度平抛一物体，其水平射程为60m，则在该星球上，从同样高度，以同样的水平速度抛同一物体，其水平射程为（　　）
A．360m B．90m C．15m D．10m
7．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，且小于a的线速度
B．b、c的向心加速度大小相等，且小于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c
D．a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，机械能不变
8．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（　　）

A．重力势能和动能之和总保持不变
B．重力势能和弹性势能之和总保持不变
C．动能和弹性势能之和总保持不变
D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
9．某船在静水中的划行速度v1=5m/s，要渡过d=30m宽的河，河水的流速v2=4m/s，下列说法正确的是（　　）
A．该船渡河所用时间至少是7.5s
B．该船的航程至少等于30m
C．若河水的流速增大，则渡河的时间变长
D．该般以最短时间渡河时的位移大小为50m
10．一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（　　）

A．A球的角速度必小于B球的角速度
B．A球的线速度必小于B球的线速度
C．A球运动的向心加速度必大于B球的向心加速度
D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
11．静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右的拉力作用下做直线运动，t=4s时停下，其速度﹣时间图象如图所示，已知物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是（　　）

A．全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功
B．全过程拉力做的功等于零
C．从t=1s到t=3s这段时间内拉力的功率保持不变，该功率为整个过程的最大值
D．可从t=1s到t=3s这段时间内拉力不做功
12．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T．则最小自转周期T的下列表达式中正确的是（　　）
A．T=2π B．T=2 C．T= D．T=
13．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至低处（物体与皮带相对静止），在此过程中，下述说法正确的（　　）

A．摩擦力对物体做正功 B．摩擦力对物体做负功
C．支持力对物体不做功 D．物体对皮带的摩擦力不做功
　
二、解答题（共2小题，满分0分）
14．假如2025年，你成功登上月球．给你一架天平（带砝码）、一个弹簧称、一个秒表和一个小铁球，如何估测你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球时，手对小球所做的功．步骤：
（1）用弹簧称、天平分别测量小球的_______、_______ 可以计算出月球表面重力加速度．（写出物理量名称和符号）
（2）用秒表测量小球从抛出到落回抛出点的时间t
（3）写出手对小球所做功的表达式，W=_______．（用直接测量的物理量符号表示）
15．在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：
（1）纸带的_______（用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=_______m/s；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=_______J，此过程中物体动能的增加量△Ek=_______J；（g取9.8m/s2，保留两位小数）
（4）通过计算，数值上△EP_______△Ek（填“＜”、“＞”或“=”），这是因为_______；
（5）实验的结论是：_______．

　
三、解答题（共3小题，满分31分）
16．一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取
g=10m/s2，试求：
（1）机车受到的阻力f的大小．
（2）机车在这5min内行驶的路程．
17．某战士在倾角为30°山坡上进行投掷手榴弹训练．他从A点以某一初速度v0沿水平方向投出手榴弹，正好落在B点，测得AB=90m．若空气阻力不计，g=10m/s2求：
（1）该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5s的时间，若要求手榴弹正好在落地时爆炸，问战士从拉动弹弦到投出所用的时间是多少？
（2）手榴弹抛出的速度是多大？

18．如图所示，倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道．接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力．
求：（1）滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小
（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小
（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数．

　

2015-2016学年山东省日照一中高一（下）月考物理试卷（二）
参考答案与试题解析
　
一、选择题
1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）
A．牛顿、卡文迪许 B．开普勒、伽利略
C．开普勒、卡文迪许 D．牛顿、伽利略
【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．
【分析】万有引力定律是牛顿运用开普勒有关行星运动的三大定律，结合向心力公式和牛顿运动定律，运用其超凡的数学能力推导出来的，因而可以说是牛顿在前人研究的基础上发现的．
经过100多年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量．
【解答】解：牛顿根据行星的运动规律推导出了万有引力定律，经过100多年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量；
故选A．
　
2．物体受到几个外力的作用而作匀速直线运动，如果撤掉其中的一个力，它可能做（　　）
A．匀速直线运动 B．匀加速直线运动
C．匀减速直线运动 D．曲线运动
【考点】牛顿第二定律；物体做曲线运动的条件．
【分析】物体原来处于平衡状态，撤去一个力后，其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线，根据其方向与速度方向的关系，判断物体的运动情况．
【解答】解：物体原来处于平衡状态，撤去一个力后，其余的力的合力与撤去的力等值、反向、共线；
若合力与速度同向，物体做匀加速直线运动，故B正确；
若合力与速度反向，物体做匀减速直线运动，故C正确；
若合力与速度不共线，物体做曲线运动，故D正确；
物体的合力一定不为零，一定有加速度，故A错误；
故选BCD．
　
3．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星（　　）
A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值
B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的
C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值
D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
【考点】同步卫星．
【分析】了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球相同．
物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心．
通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量
【解答】解：它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．所以同步卫星只能在赤道的正上方．
因为同步卫星要和地球自转同步，即ω相同，根据F==mω2r，因为ω是一定值，所以 r 也是一定值，所以同步卫星离地心的距离是一定的．故D正确，ABC错误；
故选：D．
　
4．下列说法中正确的是（　　）
A．质点做曲线运动时受的合力一定是变力
B．质点做曲线运动时所受的合力方向与加速度方向不在同一条直线上
C．曲线运动是变速运动，加速度也一定是变化的
D．匀速直线运动与匀变速直线运动的合运动可以是直线运动
【考点】物体做曲线运动的条件；运动的合成和分解．
【分析】质点做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，合力的大小和方向变和不变都可以；
两种运动合成之后是直线运动还是曲线运动，就看合成后的合力与合速度的方向之间的关系了．
【解答】解：A、物体做曲线运动的条件是合力的方向与速度方向不在同一条直线上，但合外力不一定变化，如平抛运动．所以A选项错误．
B、质点做曲线运动的条件是合力的方向与速度的方向不在同一条直线上，由牛顿第二定律可以知道合力与加速度的方向一定在的同一条直线上，所以B选项错误．
C、变速运动是指物体速度的大小变了，或者速度的方向变了，物体的受力不一定变化，那么加速度也就不一定变，所以选项C错误．
D、无论是什么运动合成，合成后的合力与合速度的方向相同，就做直线运动，合力与合速度的方向不在一条直线上，就做曲线运动，所以D是有可能的，所以D正确．
故选D．
　
5．物体以初速度v0水平抛出，当抛出后竖直位移是水平位移的2倍时，则物体抛出的时间是（　　）
A． B． C． D．
【考点】平抛运动．
【分析】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，结合竖直位移和水平位移的关系求出运动的时间．
【解答】解：根据得，t=．故C正确．A、B、D错误．
故选：C．
　
6．某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球的一半，在地球表面从某一高度平抛一物体，其水平射程为60m，则在该星球上，从同样高度，以同样的水平速度抛同一物体，其水平射程为（　　）
A．360m B．90m C．15m D．10m
【考点】万有引力定律及其应用；平抛运动．
【分析】根据万有引力等于重力，求出星球表面重力加速度和地球表面重力加速度关系．
运用平抛运动规律求出星球上水平抛出的射程．
【解答】解：设星球质量为M′，半径为R′，地球质量为M，半径为R．
已知=9， =，
根据万有引力等于重力得：
=mg
g=
==①
由题意从同样高度抛出，h=gt2=g′t′2 ②，
①、②联立，解得t′=t，
在地球上的水平位移s=v0t=60m，在星球上的s′=v0t′=v0t=10m
故选D．
　
7．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，且小于a的线速度
B．b、c的向心加速度大小相等，且小于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c
D．a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大，机械能不变
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．
【分析】根据万有引力提供圆周运动向心力，由轨道半径关系分析线速度、向心加速的大小关系，同时知道卫星通过做离心运动和近心运动来改变轨道高度．
【解答】解：根据万有引力提供圆周运动向心力有=ma有：
A、线速度，可知轨道半径小的线速度大，故A正确；
B、向心加速度知，轨道半径小的向心加速度大，故B正确；
C、c加速前万有引力等于圆周运动向心力，加速后所需向心力增加，而引力没有增加，故C卫星将做离心运动，故不能追上同一轨道的卫星b，所以C错误；
D、a卫星由于阻力，轨道半径缓慢减小，根据可知其线速度将增大，但由于克服阻力做功，机械能减小．故D错误．
故选：AB．
　
8．如图所示，小球从高处下落到竖直放置的轻弹簧上，在将弹簧压缩到最短的整个过程中，下列关于小球和弹簧的能量叙述中正确的是（　　）

A．重力势能和动能之和总保持不变
B．重力势能和弹性势能之和总保持不变
C．动能和弹性势能之和总保持不变
D．重力势能、弹性势能和动能之和总保持不变
【考点】机械能守恒定律．
【分析】对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．
对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大．
【解答】解：A、对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，弹簧是一直被压缩的，所以弹簧的弹性势能一直在增大．因为小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变，重力势能和动能之和始终减小．故A错误．
B、在刚接触弹簧的时候这个时候小球的加速度等于重力加速度，在压缩的过程中，弹簧的弹力越来越大，小球所受到的加速度越来越小，直到弹簧的弹力等于小球所受到的重力，这个时候小球的加速度为0，要注意在小球刚接触到加速度变0的工程中，小球一直处于加速状态，由于惯性的原因，小球还是继续压缩弹簧，这个时候弹簧的弹力大于小球受到的重力，小球减速，直到小球的速度为0，这个时候弹簧压缩的最短．所以小球的动能先增大后减小，所以重力势能和弹性势能之和先减小后增加．故B错误．
C、小球下降，重力势能一直减小，所以动能和弹性势能之和一直增大．故C错误．
D、对于小球从接触弹簧到将弹簧压缩到最短的过程中，小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能这三种形式的能量相互转化，没有与其他形式的能发生交换，也就说小球的动能、重力势能和弹簧的弹性势能之和保持不变．故D正确．
故选D．
　
9．某船在静水中的划行速度v1=5m/s，要渡过d=30m宽的河，河水的流速v2=4m/s，下列说法正确的是（　　）
A．该船渡河所用时间至少是7.5s
B．该船的航程至少等于30m
C．若河水的流速增大，则渡河的时间变长
D．该般以最短时间渡河时的位移大小为50m
【考点】运动的合成和分解．
【分析】船航行时速度为静水中的速度与河水流速二者合速度，这类题主要是问最短的时间和最短的路程，最短的时间主要是希望合速度在垂直河岸方向上的分量最大，这样就可以用最快的速度过河，这个分量一般刚好是船在静水中的速度，即船当以静水中的速度垂直河岸过河的时候渡河时间最短；最短的路程主要是希望合速度的方向在垂直河岸方向上，这样就可以在垂直河岸方向上运动，最短的位移是河两岸的距离．
【解答】解：A、当船的静水中的速度垂直河岸时渡河时间最短：，∴选项A错误．
B、∵v1＞v2，∴由平行四边形法则求合速度可以垂直河岸，渡河航程为30m，∴选项B正确．
C、水的流速增大，由运动的独立性知垂直河岸的速度不变，渡河时间不变，∴选项C错误．
D、般以最短时间渡河时沿河岸的位移：x=v2tmin=4×6m=24m，合位移：，∴选项D错误．
故选：B．
　
10．一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的，圆锥固定，有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，A的运动半径较大，则（　　）

A．A球的角速度必小于B球的角速度
B．A球的线速度必小于B球的线速度
C．A球运动的向心加速度必大于B球的向心加速度
D．A球对筒壁的压力必大于B球对筒壁的压力
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】对小球受力分析，受重力和支持力，合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解即可．
【解答】解：A、以小球为研究对象，对小球受力分析，小球受力如图所示：
由牛顿第二定律得：mgtanθ=m=mrω2=ma，
解得：v=，，a=gtanθ，
因为A的半径大，则A球的线速度大于B球的线速度，A球的角速度小于B球的角速度，两球的向心加速度相等．故A正确，B、C错误．
D、根据平行四边形定则知，球受到的支持力为：，可知两球受到的支持力相等，则两球对桶壁的压力相等．故D错误．
故选：A．

　
11．静止在粗糙水平面上的物块A受方向始终水平向右的拉力作用下做直线运动，t=4s时停下，其速度﹣时间图象如图所示，已知物块A与水平面间的动摩擦因数处处相同，下列判断正确的是（　　）

A．全过程中拉力做的功等于物块克服摩擦力做的功
B．全过程拉力做的功等于零
C．从t=1s到t=3s这段时间内拉力的功率保持不变，该功率为整个过程的最大值
D．可从t=1s到t=3s这段时间内拉力不做功
【考点】功的计算；动能定理．
【分析】（1）由图象可知，物块在0﹣1s内做匀加速直线运动，拉力大于摩擦力，1﹣3s内做匀速运动，拉力等于摩擦力，3﹣4s内做匀减速运动直到静止，拉力小于摩擦力；
（2）对物块运动的全过程运用动能定理可知，合外力做功之和等于零，即拉力做的功等于克服摩擦力所做的功，不等于零；
（3）求力的瞬时功率，可根据p=Fv进行计算；
（4）力对物体做功的条件是：要有力作用在物体上，并在力的方向上产生一段位移；
【解答】解：A．对物块运动的全过程运用动能定理可知，合外力做功之和等于零，即拉力做的功等于克服摩擦力所做的功，故A正确；
B．对物块运动的全过程运用动能定理可知，合外力做功之和等于零，即拉力做的功等于克服摩擦力所做的功，不等于零，故B错误；
C．由图象可知，物块在0﹣1s内做匀加速直线运动，拉力大于摩擦力，在1s末时刻，p=Fv0＞fv0，1﹣3s内做匀速运动，拉力等于摩擦力，p′=F′v0=fv0，p＞p′故C错误；
D．从t=1s到t=3s这段时间内拉力等于摩擦力，拉力方向上有位移，所以拉力做功，故D错误．
故选A．
　
12．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T．则最小自转周期T的下列表达式中正确的是（　　）
A．T=2π B．T=2 C．T= D．T=
【考点】万有引力定律及其应用；向心力．
【分析】由题意可知当周期达到某一最小值时，物体对星球表面应刚好没有压力，即万有引力恰好充当星球表面的物体在星球表面做圆周运动的向心力；故由万有引力公式可求得最小周期．
【解答】解：由F=m可得周期越小，物体需要的向心力越大，物体对星球表面的压力最小，
当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即=m
解得T=2π；故A正确；
因M=ρπR3，代入上式可得：T=，故D也正确；
故选AD．
　
13．如图所示，在皮带传送装置中，皮带把物体P匀速带至低处（物体与皮带相对静止），在此过程中，下述说法正确的（　　）

A．摩擦力对物体做正功 B．摩擦力对物体做负功
C．支持力对物体不做功 D．物体对皮带的摩擦力不做功
【考点】功的计算；力的分解．
【分析】①对物体进行受力分析，判断物体所受力是否做功．若物体在力的作用下，沿力的方向运动了一段距离，我们才说这个力做了功．
②摩擦力的方向不一定跟物体运动的方向相反，但一定跟物体相对运动的方向或趋势相反．
【解答】解：货物随传送带一起匀速斜向下运动，受到重力、支持力和摩擦力的作用，如图所示：
重力方向竖直向下，支持力与传送带垂直向上．货物相对于传送带有向下运动的趋势，所以货物还要受到传送带对它的静摩擦力．该摩擦力的方向与它相对于传送带的运动趋势相反，即沿传送带斜向上．
因为物体P向左下方匀速运动，所以支持力不做功．物体运动方向与摩擦力方向相反，所以摩擦力对物体做负功，根据作用力与反作用力的关系，物体对传送带的摩擦力向下，物体对传送带的摩擦力做正功
故选：BC
　
二、解答题（共2小题，满分0分）
14．假如2025年，你成功登上月球．给你一架天平（带砝码）、一个弹簧称、一个秒表和一个小铁球，如何估测你在月球上用手竖直向上抛出一个小铁球时，手对小球所做的功．步骤：
（1）用弹簧称、天平分别测量小球的　重力F　、　质量m　 可以计算出月球表面重力加速度．（写出物理量名称和符号）
（2）用秒表测量小球从抛出到落回抛出点的时间t
（3）写出手对小球所做功的表达式，W=　　．（用直接测量的物理量符号表示）
【考点】竖直上抛运动．
【分析】解答本题应掌握如何求匀变速直线运动的加速度，熟练掌握力做功的计算公式，由已知质量、加速度和运动时间会求小铁球抛出时的速度．本题还可以考察学生对动能定理的理解和应用．
【解答】解：（1）用弹簧秤测出小铁球在月球上的重力F，用天平测量出小铁球的质量m．
故本小题的答案为：重力F，质量m
（2）从抛出小铁球开始计时，到小铁球落到停止计时，测量出小铁球在空中运动的时间t．
（3）解法一：
已测出小铁球的质量为m，所受到的重力为F，运动时间为t．
则小铁球上升的高度…①
小铁球的加速度g=…②
手对小球所做的功等于小铁球上升过程中克服重力所做的功
W=Fh…③
以上三式联立W=
解法二：
已测出小铁球的质量为m，所受到的重力为F，运动时间为t．
小铁球上升的时间为，则小球抛出时的速度
由动能定理知，手对小铁球所做的功等于小球抛出时的动能
==
故本小题的答案为：．
　
15．在“验证机械能守恒定律”的一次实验中，质量m=1kg的重物自由下落，在纸带上打出一系列的点，如图所示（相邻记数点时间间隔为0.02s），那么：
（1）纸带的　P　（用字母表示）端与重物相连；
（2）打点计时器打下计数点B时，物体的速度vB=　0.98　m/s；
（3）从起点P到打下计数点B的过程中物体的重力势能减少量△EP=　0.49　J，此过程中物体动能的增加量△Ek=　0.48　J；（g取9.8m/s2，保留两位小数）
（4）通过计算，数值上△EP　＞　△Ek（填“＜”、“＞”或“=”），这是因为　有机械能损失　；
（5）实验的结论是：　在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．　．

【考点】验证机械能守恒定律；用打点计时器测速度．
【分析】书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．
纸带法实验中，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．
该实验的误差主要来源于纸带和打点计时器的摩擦以及空气阻力的存在．
【解答】解：（1）与重物相连的纸带一端应该先打出点，先打出点的速度较小，从纸带图上可以看出是P点．
（2）利用匀变速直线运动的推论=
vB===0.98m/s
EkB=mvB2=0.48J
（3）重力势能减小量△Ep=mgh=1×9.8×0.0501J=0.49J．
（4）＞，由于存在摩擦阻力，所以有机械能损失．
（5）由于重力势能减小量略大于动能的增加量，在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
故答案为：（1）P
（2）0.98
（3）0.49，0.48
（4）＞有机械能损失
（5）在误差允许范围内，重物下落的机械能守恒．
　
三、解答题（共3小题，满分31分）
16．一质量为500t的机车，以恒定功率375kW由静止出发，经过5min速度达到最大值54km/h，设机车所受阻力f恒定不变，取
g=10m/s2，试求：
（1）机车受到的阻力f的大小．
（2）机车在这5min内行驶的路程．
【考点】共点力平衡的条件及其应用；动能定理．
【分析】知道汽车达到速度最大时是匀速直线运动，再运用动能定理求解．
【解答】解：研究对象为机车．
首先分析物理过程：机车以恒定功率P0由静止出发→速度v增加→牵引力F减小（P0=Fv）→合力减小（F合=F﹣f）→加速度减小（a=）→速度继续增加→直至合力减小为0，加速度a=0，速度达到最大．
可见机车在这5 min内做的是加速度减小、速度不断增大的变速运动．当机车的速度达到最大时，P0=Fvmax，此时F=f．
（1）已知P0=375 kW=3.75×105 W，
vmax=54 km/h=15 m/s，
根据P0=Fvmax时，F=f，得：P0=fvmax
机车受到的阻力f== N=2.5×104 N．
（2）机车在这5 min内，牵引力为变力，做正功，阻力做负功，重力、弹力不做功．
根据P0=，牵引力做的功为：WF=P0t．
根据动能定理有：
P0t﹣fs=mvmax2﹣0
解得：s==m=2250 m．
答案：（1）机车受到的阻力f的大小为2.5×104N　（2）机车在这5min内行驶的路程为2250 m．
　
17．某战士在倾角为30°山坡上进行投掷手榴弹训练．他从A点以某一初速度v0沿水平方向投出手榴弹，正好落在B点，测得AB=90m．若空气阻力不计，g=10m/s2求：
（1）该型号手榴弹从拉动弹弦到爆炸需要5s的时间，若要求手榴弹正好在落地时爆炸，问战士从拉动弹弦到投出所用的时间是多少？
（2）手榴弹抛出的速度是多大？

【考点】运动的合成和分解；平抛运动．
【分析】手榴弹投出后在空中做平抛运动，平抛运动分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动．由题意知AB为其运动的位移，位移的偏向角由几何关系知为30°，所以，可求出手榴弹的竖直位移，由位移公式求出运动时间，那么，从拉动弹弦到投出所用的时间为总时间减去平抛运动时间．手榴弹抛出的速度由水平位移求出．
【解答】解：（1）、手榴弹做平抛运动，竖直位移：
h=ABsin30°=90×0.5m=45m，
设平抛的时间为t，则知：
，
∴，
因此，战士从拉动弹弦到投出所用的时间：
t2=t﹣t1=（5﹣3）s=2s．
（2）、手榴弹的水平位移：，
手榴弹抛出的速度：
=26m/s．
答：（1）、战士从拉动弹弦到投出所用的时间2s．
（2）、手榴弹抛出的速度是26m/s．
　
18．如图所示，倾角为θ=45°的粗糙平直导轨与半径为R的光滑圆环轨道相切，切点为B，整个轨道处在竖直平面内．一质量为m的小滑块从导轨上离地面高为h=3R的D处无初速下滑进入圆环轨道．接着小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，不计空气阻力．
求：（1）滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小
（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小
（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数．

【考点】动能定理；机械能守恒定律．
【分析】对滑块进行运动过程分析，要求滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小，我们要知道滑块运动到圆环最低点时的速度大小，小滑块从圆环最高点C水平飞出，恰好击中导轨上与圆心O等高的P点，运用平抛运动规律结合几何关系求出最低点时速度．在对最低点运用牛顿第二定律求解．
从D到最低点过程中，再次运用动能定理求解μ．
【解答】解：（1）小滑块从C点飞出来做平抛运动，水平速度为v0．
R=gt2
R=v0t
解得：v0=
（2）小滑块在最低点时速度为V由机械能守恒定律得
mv2=mg?2R+mv02
v=
根据牛顿第二定律：FN﹣mg=m
FN=6mg
根据牛顿第三定律得：FN′=6mg
（3）DB之间长度L=（2+1）R
从D到最低点过程中，由动能定理：
mgh﹣μmgcosθL=mv2
μ==0.18
答：（1）滑块运动到圆环最高点C时的速度的大小为；
（2）滑块运动到圆环最低点时对圆环轨道压力的大小为6mg；
（3）滑块与斜轨之间的动摩擦因数为0.18．
　

2016年9月15日