物理·湖北省襄阳市枣阳市白水高中2016-2017学年高二上学期开学物理试卷+Word版含解析

物理·湖北省襄阳市枣阳市白水高中2016-2017学年高二上学期开学物理试卷+Word版含解析

‎2016-2017学年湖北省襄阳市枣阳市白水高中高二（上）开学物理试卷 ‎　‎ 一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）‎ ‎1．加速度的大小和方向都不变的运动称为匀变速运动．下列运动中，属于匀变速运动的有（　　）‎ A．平抛运动 B．自由落体运动 C．竖直上抛运动 D．匀速圆周运动 ‎2．竖直向上抛出一只小球，3s落回抛出点，不计空气阻力（g取10m/s2），小球的初速度是（　　）‎ A．10 m/s B．15 m/s C．20 m/s D．30 m/s ‎3．小球m用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一个光滑钉子C，如图所示，今把小球拉到悬线成水平后无初速度地释放，当悬线成竖直状态且与钉子相碰时，下列说法不正确的是（　　）‎ A．小球的速度突然增大 B．小球的角速度突然增大 C．小球的向心加速度突然增大 D．悬线的拉力突然增大 ‎4．如图为常见的自行车传动示意图．A轮与脚蹬子相连，B轮与车轴相连，C为车轮．当人蹬车匀速运动时，以下说法正确的是（　　）‎ A．A轮角速度比C轮角速度小 B．A轮角速度比C轮角速度大 C．B轮边缘与C轮边缘的线速度大小相等 D．A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等 ‎5．下列哪些现象或做法是为了防止物体产生离心运动（　　）‎ A．汽车转弯时要限定速度 B．洗衣机转动给衣服脱水 C．转速较高的砂轮半径不宜太大 D．将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”‎ ‎6．会使物体做曲线运动的情况是（　　）‎ A．物体受到的合外力方向与速度方向相同时 B．物体受到的合外力方向与速度方向成锐角时 C．物体受到的合外力方向与速度方向成钝角时 D．物体受到的合外力方向与速度方向相反时 ‎7．一物体从某高度以初速度v0水平抛出，落地时速度大小为vt，则它运动时间为（　　）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎8．做斜抛运动的物体（　　）‎ A．竖直分速度不变 B．加速度不变 C．在相同的高度处有相同的速度 D．经过最高点时，瞬时速度为零 ‎9．质点沿轨道从A到B做曲线运动，速率逐渐减小，图中哪一个可能是质点C处的加速度（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎10．从距地面高为h处水平抛出质量为M的小球，小球落地点与抛出点的水平距离刚好等于h．不计空气阻力，抛出小球的速度大小为（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎11．关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是（　　）‎ A．它是描述线速度方向变化的快慢 B．它是描述线速度大小变化的快慢 C．它是描述向心力变化的快慢 D．它是描述角速度变化的快慢 ‎12．做匀速圆周运动的物体，不随时间改变的物理量是（　　）‎ A．线速度 B．角速度 C．加速度 D．向心力 ‎　‎ 二、实验题 ‎13．某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方格边长9.8cm，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，计算结果保留3位有效数字．‎ ‎（1）若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为 （　　cm，　　cm）．‎ ‎（2）小球平抛的初速度大小为　　 m/s．‎ ‎14．在用落体法“验证机械能守恒定律”实验时，某同学按照正确的步骤操作，并选得一条如图所示的纸带．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图2中（单位cm），重锤质量为0.5kg，重力加速度g=9.80m/s2．‎ ‎（1）根据图中的数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能减少量△Ep=　　J，动能的增加量△Ek=　　J．（计算结果保留3位有效数字）‎ ‎（2）重力势能的减少量△Ep往往大于动能的增加量△Ek，这是因为　　．‎ ‎（3）他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此设计出用如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用精密仪器测得小铁球的直径D．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．题中所给的d、t、h、g应满足关系式　　，方可验证机械能守恒定律．‎ ‎（4）比较两个方案，改进后的方案相比原方案的优点是：　　．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎15．如图，在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态．可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回．已知R=0.4m，l=2.5m，v0=6m/s，物块质量m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4，轨道其它部分摩擦不计．取g=10m/s2．‎ 求：‎ ‎（1）物块第一次经过圆轨道最高点B时对轨道的压力；‎ ‎（2）物块仍以v0从右侧冲上轨道，调节PQ段的长度l，当l长度是多少时，物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动．‎ ‎16．如图所示，AB是一段粗糙的倾斜轨道，在B点与一段半径R=0.5m的光滑圆弧轨道相切并平滑连接．CD是圆轨道的竖直直径，OB与OC成θ=53°角．将一质量为m=1kg的小滑块从倾斜轨道上距B点s处由静止释放，小滑块与斜轨AB间的动摩擦因素μ=0.5．Sin53°=0.8 cos53°=0.6g=10m/s2．‎ ‎（1）若s=2m，求小物块第一次经过C点时对轨道的压力；‎ ‎（2）若物块能沿轨道到达D点，求s的最小值．‎ ‎17．一轻质弹簧，两端连接两滑块A和B，已知mA=0.99kg，mB=3kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长．现滑块A被水平飞来的质量为mC=10g，速度为400m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，试求：‎ ‎（1）子弹击中A的瞬间A和B的速度；‎ ‎（2）以后运动过程中弹簧的最大弹性势能；‎ ‎（3）B可获得的最大速率．‎ ‎18．如图所示，在水平地面上有一辆质量为m=2kg的玩具汽车沿Ox轴运动，已知其电动机的输出功率恒定，它通过A点时速度为vA=2m/s，再经过t1=2s，它通过B点时电动机损坏失去动力，在阻力作用下又经过t2=10s最终停在C点．已知A、B两点相距s1=9m，B、C两点相距s2=25m．整个过程阻力保持恒定．求：‎ ‎（1）玩具汽车在BC段运动时加速度a的大小和在B点时的速度vB的大小；‎ ‎（2）玩具汽车的输出功率P；‎ ‎（3）玩具汽车通过A点时的加速度aA的大小．‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年湖北省襄阳市枣阳市白水高中高二（上）开学物理试卷 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本大题12小题，每小题4分，共48分）‎ ‎1．加速度的大小和方向都不变的运动称为匀变速运动．下列运动中，属于匀变速运动的有（　　）‎ A．平抛运动 B．自由落体运动 C．竖直上抛运动 D．匀速圆周运动 ‎【考点】匀速圆周运动；平抛运动．‎ ‎【分析】匀变速运动的加速度保持不变，有匀变速直线运动和匀变速曲线运动之分．‎ ‎【解答】解：A、平抛运动的加速度大小和方向不变，为g，是匀变速直线运动，故A正确；‎ B、自由落体运动的加速度是重力加速度．所以加速度保持不变，属于匀变速运动，故B正确；‎ C、竖直上抛运动的加速度大小和方向不变，为g，是匀变速运动，故C正确；‎ D、匀速圆周运动的线速度的大小保持不变，向心加速度的大小保持不变，但方向始终指向圆心，故匀速圆周运动的加速度方向时刻改变，故匀速圆周运动不属于匀变速运动，故D错误；‎ 故选：ABC．‎ ‎　‎ ‎2．竖直向上抛出一只小球，3s落回抛出点，不计空气阻力（g取10m/s2），小球的初速度是（　　）‎ A．10 m/s B．15 m/s C．20 m/s D．30 m/s ‎【考点】竖直上抛运动．‎ ‎【分析】竖直上抛运动可分为上升和下落两个过程，由于两个过程中物体的加速度相等，位移相等，故用时相等，由时间与初速度的关系求解．‎ ‎【解答】解：设小球的初速度是v0．小球竖直上抛运动的总时间为t，则有：‎ t=‎ 可得：v0===15（m/s）‎ 故选：B ‎　‎ ‎3．小球m用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方处有一个光滑钉子C，如图所示，今把小球拉到悬线成水平后无初速度地释放，当悬线成竖直状态且与钉子相碰时，下列说法不正确的是（　　）‎ A．小球的速度突然增大 B．小球的角速度突然增大 C．小球的向心加速度突然增大 D．悬线的拉力突然增大 ‎【考点】向心力；牛顿第二定律．‎ ‎【分析】小球碰到钉子后仍做圆周运动，线速度不变，由v=ωr分析角速度如何变化．由向心加速度公式a=分析向心加速度的变化．由向心力公式可得出绳子的拉力与小球转动半径的关系，再分析拉力的变化情况；‎ ‎【解答】解：‎ A、在绳与钉子相碰瞬间，绳子的拉力和重力方向都与小球的速度方向垂直，不对小球做功，不改变小球的动能，则小球的线速度大小不变．故A错误．‎ B、角速度与线速度的关系为v=ωr，得到ω=，在绳与钉子相碰瞬间，小球圆周运动的半径r减小，v不变，则角速度ω增大．故B正确．‎ C、由向心加速度公式an=分析得到，向心加速度增大．故C正确．‎ D、根据牛顿第二定律得：T﹣mg=man，T=mg+man，an增大，则绳子拉力T增大．故D正确．‎ 本题选错误的，故选：A．‎ ‎　‎ ‎4．如图为常见的自行车传动示意图．A轮与脚蹬子相连，B轮与车轴相连，C为车轮．当人蹬车匀速运动时，以下说法正确的是（　　）‎ A．A轮角速度比C轮角速度小 B．A轮角速度比C轮角速度大 C．B轮边缘与C轮边缘的线速度大小相等 D．A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等 ‎【考点】线速度、角速度和周期、转速．‎ ‎【分析】同缘传动边缘点线速度相等；同轴传递角速度相等；然后结合v=rω公式分析．‎ ‎【解答】解：A、B、轮AB边缘上的点与传动链条接触，其速度大小和传动链条的速度大小一致，所以A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等，根据公式v=rω，线速度相等时，半径小的角速度大，所以A轮角速度比B轮角速度小；而B与C属于同轴转动，二者的角速度是相等的，所以A轮角速度比C轮角速度小．故A正确，B错误；‎ C、轮B边缘与C轮边缘的点在同一个轮子上，所以B轮边缘与C轮边缘的角速度相同，而rC＞rB，据公式v=ωr可知，B轮边缘与C轮边缘的线速度大小不相等，故C错误D、轮AB边缘上的点与传动链条接触，其速度大小和传动链条的速度大小一致，所以A轮边缘与B轮边缘的线速度大小相等．故D正确；‎ 故选：AD ‎　‎ ‎5．下列哪些现象或做法是为了防止物体产生离心运动（　　）‎ A．汽车转弯时要限定速度 B．洗衣机转动给衣服脱水 C．转速较高的砂轮半径不宜太大 D．将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”‎ ‎【考点】离心现象．‎ ‎【分析】做圆周运动的物体，在受到指向圆心的合外力突然消失，或者不足以提供圆周运动所需的向心力的情况下，就做逐渐远离圆心的运动，这种运动叫做离心运动．‎ 所有远离圆心的运动都是离心运动，但不一定沿切线方向飞出．‎ ‎【解答】解：A、因为F向心=m，所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故A正确．‎ B、洗衣机脱水工作就是应用了水的离心运动，故B错误．‎ C、因为F向=m，所以转速很高的砂轮所需的向心力就大，转速很高的砂轮半径做得太大，就会出现砂轮承受不了巨大的力而断裂，出现离心运动．所以砂轮要做的小一些．故C正确．‎ D、将砂糖熔化，在有孔的盒子中旋转制成“棉花糖”工作的原理就是应用了离心运动．不是为了防止物体产生离心运动．故D错误．‎ 故选：AC．‎ ‎　‎ ‎6．会使物体做曲线运动的情况是（　　）‎ A．物体受到的合外力方向与速度方向相同时 B．物体受到的合外力方向与速度方向成锐角时 C．物体受到的合外力方向与速度方向成钝角时 D．物体受到的合外力方向与速度方向相反时 ‎【考点】曲线运动．‎ ‎【分析】根据物体做曲线运动的条件即可回答，速度方向是曲线上该点的切线方向．‎ ‎【解答】解：AD、物体受到的合外力方向与速度方向相同时，物体做加速直线运动；物体受到的合外力方向与速度方向相反时，物体做减速直线运动，故AD错误 BC、物体做曲线运动的条件是合力与速度的方向不在同一条直线上，当物体受到的合外力方向与速度方向成锐角时，加速曲线运动；物体受到的合外力方向与速度方向成钝角时，物体做减速曲线运动，故BC正确；‎ 故选：BC ‎　‎ ‎7．一物体从某高度以初速度v0水平抛出，落地时速度大小为vt，则它运动时间为（　　）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎【考点】平抛运动．‎ ‎【分析】将物体落地的速度进行分解，求出竖直方向的分速度vy，再根据竖直方向是自由落体运动，求解运动时间．‎ ‎【解答】解：将物体落地的速度进行分解，如图，则有 ‎ vy=‎ 又由小球竖直方向做自由落体运动，vy=gt 得到t==．‎ 故选D ‎　‎ ‎8．做斜抛运动的物体（　　）‎ A．竖直分速度不变 B．加速度不变 C．在相同的高度处有相同的速度 D．经过最高点时，瞬时速度为零 ‎【考点】抛体运动．‎ ‎【分析】根据斜抛运动定义判断，即：斜抛运动是指物体以一定初速度沿斜上方抛出，仅在重力作用的曲线运动．‎ ‎【解答】解：A、B、做斜抛运动的物体在运动过程中只受重力作用，水平分速度不变，竖直方向是竖直上抛运动，所以竖直分速度先减小后增大，加速度始终为g不变，故A错误，B正确；‎ C、在相同高度处速度大小相等，方向不同，所以在相同高度处速度不相同，故C错误；‎ D、物体在竖直方向上做竖直上抛运动，到达最高点时，竖直方向速度为零，但是水平方向上的速度不为零，故最高点瞬时速度不为0，故D错误；‎ 故选：B ‎　‎ ‎9．质点沿轨道从A到B做曲线运动，速率逐渐减小，图中哪一个可能是质点C处的加速度（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】物体做曲线运动的条件．‎ ‎【分析】当物体速度方向与加速度方向不在同一直线上时，物体做曲线运动，加速度指向曲线凹的一侧；当加速度与速度方向夹角小于90度时物体做加速运动；当加速度的方向与速度方向大于90度时物体做减速运动；分析图示情景然后答题．‎ ‎【解答】解：A、D、曲线运动的条件是加速度（合力）方向指向曲线的内侧，故AD错误；‎ B、加速度方向与速度方向的夹角小于90度，是加速运动，故B错误；‎ C、加速度方向与速度方向的夹角大于90度，是减速运动，故C正确；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎10．从距地面高为h处水平抛出质量为M的小球，小球落地点与抛出点的水平距离刚好等于h．不计空气阻力，抛出小球的速度大小为（　　）‎ 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，根据高度求出运动的时间，结合水平位移和时间求出抛出小球时的速度．‎ ‎【解答】解：根据h=得：t=．‎ 则抛出小球的速度大小为：v==．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎11．关于向心加速度的物理意义，下列说法正确的是（　　）‎ A．它是描述线速度方向变化的快慢 B．它是描述线速度大小变化的快慢 C．它是描述向心力变化的快慢 D．它是描述角速度变化的快慢 ‎【考点】向心加速度．‎ ‎【分析】向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢，因此明确向心加速度的物理意义即可正确解答本题．‎ ‎【解答】解：A、圆周运动的向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢的物理量；‎ 做圆周运动物体的切向加速度改变线速度的大小，描述线速度大小变化的快慢．故A正确，BC错误，‎ D、角速度的方向垂直圆周所在的平面，始终与向心加速度垂直，向心加速度不改变角速度的大小和方向，故D错误．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎12．做匀速圆周运动的物体，不随时间改变的物理量是（　　）‎ A．线速度 B．角速度 C．加速度 D．向心力 ‎【考点】匀速圆周运动．‎ ‎【分析】对于物理量的理解要明确是如何定义的决定因素有哪些，是标量还是矢量，如本题中明确描述匀速圆周运动的各个物理量特点是解本题的关键，尤其是注意标量和矢量的区别．‎ ‎【解答】解：在描述匀速圆周运动的物理量中，线速度、向心加速度、向心力这几个物理量都是矢量，虽然其大小不变但是方向在变，因此这些物理量是变化的；所以保持不变的量是角速度，所以B正确．‎ 故选B．‎ ‎　‎ 二、实验题 ‎13．某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如图所示的照片，已知每个小方格边长9.8cm，当地的重力加速度为g=9.8m/s2，计算结果保留3位有效数字．‎ ‎（1）若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为 （　58.8　cm，　58.8　cm）．‎ ‎（2）小球平抛的初速度大小为　1.96　 m/s．‎ ‎【考点】研究平抛物体的运动．‎ ‎【分析】（1）平抛运动水平方向为匀速直线运动，故相同时间内水平方向的距离相等，竖直方向位移差为以定值；‎ ‎（2）由△h=gt2，求得闪光周期，由v0=求得初速度；‎ ‎【解答】解：（1）根据平抛运动的特点，水平方向的坐标为：3×2×9.8cm=58.8cm；‎ 竖直方向：y=（1+2+3）×9.8cm=58.8cm；‎ 故没有被拍摄到的小球位置坐标为：（58.8cm，58.8cm）；‎ ‎（2）由△h=gt2，得：t==0.1s 由v0===1.96m/s；‎ 故答案为：（1）（58.8，58.8）（2）1.96．‎ ‎　‎ ‎14．在用落体法“验证机械能守恒定律”实验时，某同学按照正确的步骤操作，并选得一条如图所示的纸带．其中O是起始点，A、B、C是打点计时器连续打下的3个点，该同学用毫米刻度尺测量O到A、B、C各点的距离，并记录在图2中（单位cm），重锤质量为0.5kg，重力加速度g=9.80m/s2．‎ ‎（1）根据图中的数据，可知重物由O点运动到B点，重力势能减少量△Ep=　0.610　J，动能的增加量△Ek=　0.599　J．（计算结果保留3位有效数字）‎ ‎（2）重力势能的减少量△Ep往往大于动能的增加量△Ek，这是因为　克服阻力做功　．‎ ‎（3）他进一步分析，发现本实验存在较大误差，为此设计出用如图3所示的实验装置来验证机械能守恒定律．通过电磁铁控制的小铁球从A点自由下落，下落过程中经过光电门B时，通过与之相连的毫秒计时器（图中未画出）记录挡光时间t，用毫米刻度尺测出AB之间的距离h，用精密仪器测得小铁球的直径D．重力加速度为g．实验前应调整光电门位置使小球下落过程中球心通过光电门中的激光束．题中所给的d、t、h、g应满足关系式　gh=　，方可验证机械能守恒定律．‎ ‎（4）比较两个方案，改进后的方案相比原方案的优点是：　①阻力减小；②速度测量更精确　．‎ ‎【考点】验证机械能守恒定律．‎ ‎【分析】（1）根据下降的高度求出重力势能的减小量，根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度，从而得出动能的增加量．‎ ‎（2）根据能量守恒定律分析重力势能的减少量△Ep往往大于动能的增加量△Ek的原因．‎ ‎（3）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出小铁球通过光电门的速度，从而得出动能的增加量，根据下降的高度求出重力势能的减小量，抓住动能的增加量和重力势能的减小量相等得出满足的关系式．‎ ‎（4）该实验产生误差的主要原因是空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦力影响，结合该原因分析改进后方案的优点．‎ ‎【解答】解：（1）重物由O点运动到B点，重力势能减少量为：△Ep=mgh=0.5×9.8×12.45×10﹣2J=0.610J，B点的速度为： m/s=1.5475m/s，则动能的增加量为：≈0.599J．‎ ‎（2）重力势能的减少量△Ep往往大于动能的增加量△Ek，这是因为克服阻力做功，使部分重力势能转化为内能．‎ ‎（3）小铁球通过光电门的瞬时速度为：v=，则动能的增加量为：，重力势能的减小量为△Ep=mgh，若机械能守恒，需满足，即：gh=．‎ ‎（4）该实验产生误差的主要原因是空气阻力以及纸带与限位孔之间的摩擦力影响，因此实验进行改正之后的主要优点是：①阻力减小；②速度测量更精确；‎ 故答案为：（1）0.610，0.599，（2）克服阻力做功，（3）gh=，（4）①阻力减小；②速度测量更精确．‎ ‎　‎ 三、计算题 ‎15．如图，在水平轨道右侧固定半径为R的竖直圆槽形光滑轨道，水平轨道的PQ段铺设特殊材料，调节其初始长度为l，水平轨道左侧有一轻质弹簧左端固定，弹簧处于自然伸长状态．可视为质点的小物块从轨道右侧A点以初速度v0冲上轨道，通过圆形轨道、水平轨道后压缩弹簧，并被弹簧以原速率弹回．已知R=0.4m，l=2.5m，v0=6m/s，物块质量m=1kg，与PQ段间的动摩擦因数μ=0.4，轨道其它部分摩擦不计．取g=10m/s2．‎ 求：‎ ‎（1）物块第一次经过圆轨道最高点B时对轨道的压力；‎ ‎（2）物块仍以v0从右侧冲上轨道，调节PQ段的长度l，当l长度是多少时，物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动．‎ ‎【考点】动能定理；向心力．‎ ‎【分析】（1）对从初始位置到圆弧轨道的最高点过程，根据动能定理列式求解最高点的速度；在圆弧轨道的最高点，重力和弹力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解弹力；‎ ‎（2）先根据牛顿第二定律求解物体恰能经过圆弧最高点的速度，然后对运动的全程根据动能定理列式求解l的距离．‎ ‎【解答】解：（1）对物块，首次从A到B，由动能定理有：﹣mg•2R=mvB2﹣mv02‎ 在B点，根据牛顿第二定律有：N1+mg=m 代入数据联立解得：N1=40N 根据牛顿第三定律，小球对轨道的压力大小为40N，方向竖直向上．‎ ‎（2）对物块，从A点到第二次到达B点，由动能定理有：﹣f•2L﹣mg•2R=m﹣mv02‎ 在B点，根据牛顿第二定律有：mg=m 代入数据联立解得：L=1m 答：（1）物块第一次经过圆轨道最高点B时对轨道的压力为40N；‎ ‎（2）当长度为1m时，物块恰能不脱离轨道返回A点继续向右运动．‎ ‎　‎ ‎16．如图所示，AB是一段粗糙的倾斜轨道，在B点与一段半径R=0.5m的光滑圆弧轨道相切并平滑连接．CD是圆轨道的竖直直径，OB与OC成θ=53°角．将一质量为m=1kg的小滑块从倾斜轨道上距B点s处由静止释放，小滑块与斜轨AB间的动摩擦因素μ=0.5．Sin53°=0.8 cos53°=0.6g=10m/s2．‎ ‎（1）若s=2m，求小物块第一次经过C点时对轨道的压力；‎ ‎（2）若物块能沿轨道到达D点，求s的最小值．‎ ‎【考点】动能定理的应用；向心力．‎ ‎【分析】（1）对物块从A到C过程应用动能定理求出它到C点的速度，在C点物块做圆周运动，由牛顿第二定律求出轨道的支持力，然后由牛顿第三定律求出对轨道的压力．‎ ‎（2）物块恰好到达D点时重力提供向心力，应用牛顿第二定律求出到达D点的速度，然后应用动能定理求出s的最小值．‎ ‎【解答】解：（1）从A到C过程，由动能定理得：‎ mgssinθ﹣μmgcosθ•s+mgR（1﹣cosθ）=mvC2﹣0，‎ 在C点，由牛顿第二定律得：F﹣mg=m，‎ 代入数据解得：F=58N，‎ 由牛顿第三定律可知，物块第一次到达C时对轨道的压力：F′=F=58N，方向：竖直向下；‎ ‎（2）物块恰好到达D点重力提供向心力，由牛顿第二定律得：mg=m，‎ 从A到D过程，由动能定理得：mgsminsinθ+mgR（1﹣cosθ）﹣mg•2R﹣μmgcosθ•s=mvD2﹣0，‎ 代入数据解得：smin=2.1m；‎ 答：（1）若s=2m，小物块第一次经过C点时对轨道的压力大小为58N，方向竖直向下；‎ ‎（2）若物块能沿轨道到达D点，s的最小值为2.1m．‎ ‎　‎ ‎17．一轻质弹簧，两端连接两滑块A和B，已知mA=0.99kg，mB=3kg，放在光滑水平桌面上，开始时弹簧处于原长．现滑块A被水平飞来的质量为mC=10g，速度为400m/s的子弹击中，且没有穿出，如图所示，试求：‎ ‎（1）子弹击中A的瞬间A和B的速度；‎ ‎（2）以后运动过程中弹簧的最大弹性势能；‎ ‎（3）B可获得的最大速率．‎ ‎【考点】动量守恒定律；功能关系．‎ ‎【分析】（1）子弹击中A的瞬间，子弹和A组成的系统水平方向动量守恒，据此可列方程求解A的速度，此过程时间极短，B没有参与，速度仍为零．‎ ‎（2）以子弹、滑块A、B和弹簧组成的系统为研究对象，当三者速度相等时，系统损失动能最大则弹性势能最，根据动量守恒和功能关系可正确解答．‎ ‎（3）当弹簧恢复原长时B的速率最大，整个系统相互作用过程中动量守恒，根据功能关系可求出结果．‎ ‎【解答】解：（1）子弹击中滑块A的过程，子弹与滑块A组成的系统动量守恒，取向右为正方向，由动量守恒定律有：‎ ‎ mCv0=（mC+mA）vA 代入数据解得：vA=4m/s 因子弹与A作用时间极短，B没有参与，故：vB=0．‎ ‎（2）由题，A，B速度相等时弹性势能最大，对于A、B、C和弹簧组成的系统，根据动量守恒定律得：‎ mCv0=（mC+mA+mB）v 由此代入数据解得：v=1m/s 根据系统的机械能守恒得弹簧的最大弹性势能 为：‎ Ep=（mC+mA）vA2﹣（mC+mA+mB）v2=6 J ‎（3）设B的最大速度为vB′，此时A的速度为vA′，由题可知当弹簧长度恢复原长时，B的速率最大，对A、B、C及弹簧系统，根据动量守恒定律得：‎ ‎（mC+mA）vA=（mC+mA）vA′+mBvB′‎ 子弹停留A中至弹簧恢复原长，由机械能守恒定律得：‎ ‎（mC+mA）vA2=（mC+mA）vA′2+mBvB′2‎ 解得：vB′=2m/s 答：（1）子弹击中A的瞬间A和B的速度分别为4m/s和0．‎ ‎（2）以后运动过程中弹簧的最大弹性势能是6J．‎ ‎（3）B可获得的最大速率是2m/s．‎ ‎　‎ ‎18．如图所示，在水平地面上有一辆质量为m=2kg的玩具汽车沿Ox轴运动，已知其电动机的输出功率恒定，它通过A点时速度为vA=2m/s，再经过t1=2s，它通过B点时电动机损坏失去动力，在阻力作用下又经过t2=10s最终停在C点．已知A、B两点相距s1=9m，B、C两点相距s2=25m．整个过程阻力保持恒定．求：‎ ‎（1）玩具汽车在BC段运动时加速度a的大小和在B点时的速度vB的大小；‎ ‎（2）玩具汽车的输出功率P；‎ ‎（3）玩具汽车通过A点时的加速度aA的大小．‎ ‎【考点】动能定理的应用；匀变速直线运动的位移与时间的关系；功率、平均功率和瞬时功率．‎ ‎【分析】（1）汽车在BC段做的是减速运动，根据位移时间的关系计算加速度和速度的大小；‎ ‎（2）汽车在运动的过程中，功率恒定，根据动能定理急速那功率的大小；‎ ‎（3）功率恒定，根据功率的公式计算牵引力的大小，根据牛顿第二定律计算加速度的大小；‎ ‎【解答】解：（1）汽车从B运动到C做匀减速运动，有：‎ 代入数据得：a=0.5m/s2‎ vB=5 m/s ‎（2）汽车所受阻力为：f=ma=1N 对A到B运用动能定理有：Pt1﹣fs1=mvB2﹣mvA2‎ 代入数据得：P=15W ‎（3）玩具汽车通过A点时的牵引力为：F==7.5N 根据牛顿第二定律得：aA==3.25m/s2‎ 答：（1）玩具汽车在BC段运动时加速度a的大小为0.5m/s2，在B点时的速度vB的大小为5 m/s；‎ ‎（2）玩具汽车的输出功率P为15W；‎ ‎（3）玩具汽车通过A点时的加速度aA的大小为3.25m/s2．‎ ‎　‎ ‎2016年10月23日