一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分)
1.一个物体在力F1、F2、F3…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21世纪教育网
B.不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
【解析】选A.物体做匀速直线运动的速度方向与F1的方向关系不明确,可能相同、相反或不在同一条直线上.因此,撤去F1后物体所受合力的方向与速度v的方向不一定相同,所以选项A是正确的.
2.关于物体做平抛运动,下列说法中正确的是( )
A.经过时间t发生的位移方向跟t时刻的速度方向相同21世纪教育网
B.经过时间t发生的位移方向跟t时刻的速度方向不相同21世纪教育网
C.在时间t内发生的速度变化量方向跟t时刻的加速度方向相同
D.在时间t内发生的速度变化量方向跟t时刻的加速度方向不相同
【解析】选B、C.位移方向为曲线的割线,速度方向为切线,故A错误,B正确.由Δv=gΔt知C正确,D错误.
3.一艘小船垂直河岸航行,船到河中点时,水流速度突然变为原来的2倍,则过河时间( )
A.不受影响
B.时间变为原来的2倍
C.时间缩短为原来的
D.以上说法都错[来源:21世纪教育网
【解析】选A.小船同时参与两个运动:一是在垂直河岸方向上过河;二是沿着河水方向向下漂,这两个分运动独立进行,小船渡河时间由垂直河岸方向上的匀速直线运动决定的,渡河时间t= (河宽为d,船速为v),不受河水流速的影响,故A项正确.
4.一质量为m的小物块沿半径为R的圆弧轨道下滑,滑到最低点时的速度是v,若小物块与轨道的动摩擦因数是μ,则当小物块滑到最低点时受到的摩擦力是( )
A. μmg B.μm
C.μm(g + ) D.μm(g - ( http: / / www.21cnjy.com ) )
【解析】选C.在最低点受力分析有N-mg=m ,再由f=μN,得C选项正确.21世纪教育网
5.(2009·天水高一检测)在5·12汶川大地震中,救援飞机在高空中沿水平方向飞行,飞机每隔相同时间空投一个物体,共连续投了5个物体(不计空气阻力).如图所示是物体落地前某时刻飞行员甲和站在地面上的人乙观察到5个空投物体的可能位置,下列说法正确的是( )
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A.甲看到的是图线a,乙看到的是图线c
B.甲看到的是图线b,乙看到的是图线c
C.甲和乙看到的都是图线c
D.甲和乙看到的都是图线a
【解析】选D.物体落地前在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀速直线运动,故物体连线应为a,所以D正确.
6.雨滴由高层建筑的屋檐边自由下落,遇到水平方向吹来的风,关于雨滴的运动,下列判断正确的是( )
A.风速越大,雨滴下落的时间越长
B.无论风速多大,雨滴下落的时间不变
C.风速越大,雨滴落地时的速度越大
D.无论风速多大,雨滴落地时的速度不变
【解析】选B、C.雨滴在竖直方向做自由落体运动,下落时间由高度决定,故选项B正确.当水平方向有风时,风速越大雨滴在水平方向上加速度越大,水平速度越大,雨滴落地的速度v= ,可知v也越大,选项C正确.
7.(2010·福州高一检测)下列叙述正确的是( )
A.平抛运动是一种匀变速曲线运动21世纪教育网
B.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
C.做匀速圆周运动的物体,所受的合力是恒定的
D.做圆周运动的物体,所受的合力总是与速度方向垂直
【解析】选A.平抛运动受到重力作用,加速度为g,故平抛运动是一种匀变速曲线运动,A对,B错.匀速圆周运动的物体,所受合力提供向心力,故合力大小不变,方向总是与运动方向垂直,合力的方向时刻在改变,如果物体做非匀速圆周运动,合力方向与速度方向一般不垂直,故C、D错.
8.无级变速是在变速范围内任意连续地变换速度,性能优于传统的挡位变速器,很多种高档汽车都应用了无级变速.如图所示是截锥式无级变速模型示意图,两个锥轮之间有一个滚轮,主动轮、滚轮、从动轮之间靠着彼此之间的摩擦力带动.当位于主动轮和从动轮之间的滚轮从左向右移动时,从动轮降低转速;滚轮从右向左移动时,从动轮转速增加,当滚轮位于主动轮直径D1、从动轮直径D2的位置时,主动轮转速n1、从动轮转速n2的关系是( )
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10.如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线垂直于水平面,圆锥筒固定不动,有两个质量相同的小球A和B紧贴着内壁分别在图中所示的水平面内做匀速圆周运动.则下列说法正确的是( )
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A.球A的线速度必定大于球B的线速度
B.球A的角速度必定小于球B的角速度
C.球A的运动周期必定小于球B的运动周期
D.球A对筒壁的压力必定大于球B对筒壁的压力
【解析】选A、B.两球均贴着圆锥筒的内壁,在水平面内做匀速圆周运动,它们均受到重力和筒壁对它的弹力N的作用,其合力必定在水平面内时刻指向圆心,如图所示.由图可知,筒壁对球的弹力N= ,对于A、B两球因质量相等,θ角也相等,所以A、B两球受到筒壁的弹力大小相等,由牛顿第三定律知,A、B两球对筒壁的压力大小相等,D选项不正确.
由此可见,球的线速度随轨道半径的增大而增大,所以A球的线速度必定大于B球的线速度,A选项正确.球的角速度随半径的增大而减小,周期随半径的增大而增大,所以A球的角速度小于B球的角速度,A球的周期大于B球的周期,A球的运动频率小于B球的运动频率,B选项正确,C选项不正确.
二、实验题(本题共2小题,共14分)
11.(2010·合肥高一检测)(8分)如图甲所示为测量电动机匀速转动角速度的实验装置,半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上,在电动机的带动下匀速转动.在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器.
(1)请将下列实验步骤按先后排序:________
A.使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触
B.接通电火花计时器的电源,使它工作起来
C.启动电动机,使圆形卡纸转动起来
D.关闭电动机,拆除电火花计时器;研究卡纸上留下的一段痕迹(如图乙所示),写出角速度ω的表达式,代入数据,得出ω的测量值.
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(2)要得到ω的测量值,还缺少一种必要的测量工具,它是____________.
A.秒表
B.毫米刻度尺
C.圆规
D.量角器
(3)写出角速度ω的表达式,并指出表达式中各个物理量的意义:________________________________________[来源:21世纪教育网
________________________________________________.
【解析】(1)实验步骤先后顺序为:A B C D
(2)需要量出卡纸转过的角度,故量角器为必要的测量工具.
(3)由ω= ( http: / / www.21cnjy.com ) 得ω= ,其中θ为n个点对应的
圆心角.T为时间间隔.
答案:(1)A B C D (2)D
(3)ω= ( http: / / www.21cnjy.com ) ,θ为n个点对应的圆心角,T为时间间隔
12.(6分)如图所示是自行车传动装置的示意图.假设踏脚板每2 s转一圈,要知道在这种情形下自行车前进的速度有多大,还需测量哪些量
_______________________________________________.
并用这些量推导出自行车前进速度的表达式:_________.
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三、计算题(本题共4小题,共36分)
13.(8分)质量m=1 000 kg的汽车,在半径R=25 m的水平圆形路面上转弯时,汽车所受的静摩擦力提供向心力,已知静摩擦力的最大值为其重力的0.4倍.求:
(1)汽车的速度为5 m/s时的静摩擦力的大小.
(2)为避免汽车在水平圆形路面转弯时发生离心运动而酿成事故,试求汽车安全行驶的最大速度.(取g=10 m/s2)
14.(9分)俯冲轰炸机沿与水平方向成37°角俯冲时,在763 m的高度投放炸弹,炸弹在离开飞机5 s击中目标.不计空气阻力(g取10 m/s2),求:
(1)轰炸机的速度;[来源:21世纪教育网
(2)炸弹在空中经过的水平距离;
(3)炸弹击中目标前一瞬间的速度沿水平和竖直方向的分量各是多少
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15.(2010·兖州高一检测)(9分)一根轻绳,两端分别固定在竖直棒上相距为L的A、B两点,一个质量为m的光滑小圆环套在绳子上,当竖直棒以一定的角速度转动时,圆环以A为圆心在水平面上做匀速圆周运动,这时轻绳上端与竖直棒成45°夹角,如图所示,求竖直棒转动的角速度.
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16.(10分)如图在质量为M的电动机上,装有质量为m的偏心轮,飞轮转动的角速度为ω,当飞轮重心在转轴正上方时,电动机对地面的压力刚好为零,则飞轮重心离转轴的距离多大?在转动过程中,电动
机对地面的最大压力多大?
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