1、 甘肃省西北师大附中2014-2015学年高一下学期期中物理试卷一、选择题（1-8题为单选，9-12题为多选，本题共12小题；每小题5分，共60分全部选对的得5分，部分选对得3分，有选错或不选的得0分）1下列说法符合史实的是( )A牛顿发现了行星的运动规律B胡克发现了万有引力定律C卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”D伽利略用“月地检验”证实了万有引力定律的正确性考点：物理学史 专题：常规题型分析：根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可解答：解：A、开普勒发现了行星的运动规律，故A错误；B、牛顿发现了万有引力定律，故B错误；C、卡文迪许测出了引力常量G，被称为“
2、称量地球重量的人”，故C正确；D、牛顿用“月地检验”证实了万有引力定律的正确性，故D错误；故选：C点评：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是( )A平抛运动是匀变速曲线运动B匀速圆周运动是速度不变的运动C圆周运动是匀变速曲线运动D平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的考点：平抛运动；匀速圆周运动 专题：平抛运动专题分析：平抛运动的物体只受重力，而且与初速度不在同一直线上，是匀变速曲线运动，落地速度不可能竖直向下匀速圆周运动速度的方向沿圆周的切线方向，时刻在变化，速度是变化的，加速度方向指
3、向圆心，时刻在变化解答：解：A、平抛运动的物体只受重力，而且与初速度不在同一直线上，是匀变速曲线运动故A正确 B、匀速圆周运动速度的方向沿圆周的切线方向，时刻在变化，速度是变化的故B错误 C、圆周运动有向心加速度，方向时刻在变化，是变加速运动故C错误 D、平抛运动水平方向做匀速直线运动，速度不为零，落地时一定有水平速度，速度不可能竖直向下故D错误故选A点评：对于速度、加速度均是矢量，只要大小或方向之一改变，该矢量就改变3如图所示的齿轮传动装置中，主动轮的齿数z1=24，从动轮的齿数z2=8，若已知从动轮以角速度顺时针转动时，则主动轮的运动情况是( )A顺时针转动，周期为B逆时针转动，周期为C顺
4、时针转动，周期为D逆时针转动，周期为考点：线速度、角速度和周期、转速 专题：匀速圆周运动专题分析：齿轮不打滑，说明边缘点线速度相等，可以判断主动轮的转动方向，根据v=r判断主动轮的角速度，然后根据=求解周期解答：解：齿轮不打滑，说明边缘点线速度相等，从动轮顺时针转动，故主动轮逆时针转动；主动轮的齿数z1=24，从动轮的齿数z2=8，故大轮与小轮的半径之比为R：r=3：1；根据v=r，有：解得：故主动轮的周期为：T=故选：D点评：本题关键是明确同缘传动边缘点线速度相等，然后结合线速度与角速度关系公式v=r列式分析4如图所示，物体A（质量为m）静止于倾角为的斜面体B（质量为M）上，现对该斜面体施加
5、一个水平向左的推力F，使物体A随斜面体B一起沿水平方向向左匀速运动位移X，已知AB间的动摩擦因数为，则在此过程中( )AA所受支持力做功为mgXsincosBA所受摩擦力做功为mgXcos2CA所受重力做功为mgXD水平向左的推力F做功为零考点：功的计算 专题：功的计算专题分析：本题要抓住做功的公式W=FLcos，=90时cos=0，则W=0，即力F不做功解答：解：A、物体m受重力、支持力N和静摩擦力f，做匀速直线运动，三力平衡，故：N=mgcos，f=mgsin支持力做功为：WN=mgXsincos静摩擦力做功为：Wf=mgXsincos重力与位移方向成90，故重力不做功；故A正确，BC错误
6、；D、推力F水平向左，物体跟斜面的位移向左，故推力做正功，故D错误；故选：A点评：本题关键先对物体受力分析，然后根据平衡条件得到支持力和静摩擦力，最后再求解各个力做功情况5将两个相同的小球a，b同时水平抛出，不考虑空气阻力，运动轨迹如图所示，若小球a到达A点时的速率等于小球b到达B点时的速率，则( )A小球a到达A点的同时，小球b到达B点B小球a抛出的水平速度大于小球b抛出的水平速度C在运动过程中，小球a的加速度大于小球b的加速度D小球a在A点时的速度与水平方向的夹角大于小球b在B点时的速度与水平方向的夹角考点：平抛运动 专题：平抛运动专题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上
7、做自由落体运动，根据高度比较运动的时间，结合水平位移和时间比较水平速度解答：解；A、因为a球下降的高度较大，根据h=知，小球a的运动时间长，小球b先到达B点故A错误B、b球的运动时间长，水平位移大则b球抛出的初速度大于a球抛出时的初速度故B错误C、平抛运动的过程中，a、b两球的重力加速度相等故C错误D、由图可知，小球在A点速度方向与水平方向的夹角大于小球b在b点的速度与水平方向的夹角故D正确故选：D点评：解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，知道平抛运动的时间由高度决定，初速度和时间共同决定水平位移6如图所示，在匀速转动的圆筒内壁上，有一物体随圆筒一起转动而未滑动当圆筒的
8、角速度增大以后，下列说法正确的是( )A物体所受弹力增大，摩擦力也增大了B物体所受弹力增大，摩擦力减小了C物体所受弹力和摩擦力都减小了D物体所受弹力增大，摩擦力不变考点：牛顿第二定律；向心力 专题：牛顿第二定律在圆周运动中的应用分析：做匀速圆周运动的物体合力等于向心力，向心力可以由重力、弹力、摩擦力中的任意一种力来提供，也可以由几种力的合力提供，还可以由某一种力的分力提供；本题中物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力，合力等于支持力，提供向心力解答：解：物体做匀速圆周运动，合力指向圆心，对物体受力分析，受重力、向上的静摩擦力、指向圆心的支持力
9、，如图其中重力G与静摩擦力f平衡，与物体的角速度无关，支持力N提供向心力，所以当圆筒的角速度增大以后，向心力变大，物体所受弹力N增大，所以D正确故选D点评：本题中要注意静摩擦力与重力平衡，由支持力，提供向心力7木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为r1、周期为T1；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r2、周期为T2已知万有引力常量为G，则根据题中给定条件，下列说法正确的是( )A不能求出木星的质量B能求出太阳与木星间的万有引力C能求出木星与卫星间的万有引力D可以断定=考点：万有引力定律及其应用 专题：万有引力定律的应用专题分析：木星绕太阳作圆周运动，根
10、据万有引力提供向心力，列出等式；某一卫星绕木星作圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式；根据题目中已知物理量判断能够求出的物理量；运用开普勒第三定律求解问题解答：解：A、根据万有引力提供圆周运动向心力，已知木星卫星运行的周期、轨道半径和引力常量可以求得中心天体木星的质量，故A错误；B、同理根据木星绕太阳圆周运动的周期与半径可以算得太阳的质量，再根据A问中求得的木星质量，可以算得太阳与木星间的万有引力，故B正确；C、由A知可以算得木星质量，但不知木星卫星的质量，故C无法求得，故C错误；D、开普勒行星运动定律要面对同一个中心天体，而木星绕太阳运动，与木星卫星绕木星运动中心天体不同，故半径的三次
11、方与周期的二次方比值不同，故D错误故选：B点评：一个物理量能不能求出，我们应该先通过物理规律表示出这个物理量的关系式，再根据题目中已知物理量判断开普勒第三定律为：，其中我们要清楚k与中心体的质量有关，与环绕体无关8已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为( )A6小时B12小时C24小时D36小时考点：万有引力定律及其应用；牛顿第二定律；同步卫星 专题：计算题；压轴题分析：了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与星球的自转周期相同通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知
12、量解答：解：地球的同步卫星的周期为T1=24小时，轨道半径为r1=7R1，密度1某行星的同步卫星周期为T2，轨道半径为r2=3.5R2，密度2根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有：两式化简解得：T2=12 小时故选B点评：向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较9用细线悬吊着一个质量为m的小球，使小球在水平面内做匀速圆周运动，细线与竖直方向夹角为，线长为L，如图所示，下列说法中正确的是( )A小球受重力、拉力、向心力B小球受重力、拉力C小球的向心力大小为mgtanD小球的向心力大小为考点：向心力；物体的弹
13、性和弹力 专题：受力分析方法专题分析：先对小球进行运动分析，做匀速圆周运动，再找出合力的方向，进一步对小球受力分析解答：解：小球在水平面内做匀速圆周运动，对小球受力分析，如图小球受重力、绳子的拉力，由于它们的合力总是指向圆心并使得小球在水平面内做圆周运动，故在物理学上，将这个合力就叫做向心力，即向心力是按照力的效果命名的，这里是重力和拉力的合力；根据几何关系可知：F向=mgtan，故AD错误，BC正确；故选：BC点评：向心力是效果力，匀速圆周运动中由合外力提供，是合力，与分力是等效替代关系，不是重复受力！10如图所示，小球被细线悬挂于O点，若将小球拉至水平后由静止释放，不计阻力，已知小球在下摆
14、过程中速度逐渐增大，则在小球下摆到最低点的过程中( )A重力对物体做正功B绳拉力对小球做正功C重力的功率先增大后减小D重力平均功率为零考点：功率、平均功率和瞬时功率；功的计算 专题：功率的计算专题分析：根据力与运动方向的关系判断力做功的情况，抓住初末两个状态的重力瞬时功率判断整个过程中重力的功率变化结合平均功率的表达式判断重力平均功率是否为零解答：解：A、小球下摆到最低点的过程中，重力对物体做正功故A正确B、由于绳子的拉力方向与速度方向垂直，则拉力对小球不做功故B错误C、初始位置，速度为零，则重力的瞬时功率为零，最低点时，重力与速度的方向垂直，重力的瞬时功率为零，则在下摆的过程中，重力的功率先
15、增大后减小故C正确D、小球下摆到最低点的过程中，重力做功不为零，则重力的平均功率不为零故D错误故选：AC点评：解决本题的关键掌握平均功率和瞬时功率的求法，知道平均功率和瞬时功率的区别，知道平均功率研究的是一段过程，瞬时功率研究的是某个位置11河水的流速与离河岸的距离的变化关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短的时间渡河，则( )A船渡河的最短时间为60sB船在河水中的最大速度是5m/sC船在河水中航行的轨迹是一条直线D船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直考点：运动的合成和分解 专题：运动的合成和分解专题分析：1合运动与分运动定义：如果物体同时参与了两种运动，那么物
16、体实际发生的运动叫做那两种运动的合运动，那两种运动叫做这个实际运动的分运动2在一个具体问题中判断哪个是合运动，哪个是分运动的关键是弄清物体实际发生的运动是哪个，则这个运动就是合运动物体实际发生的运动就是物体相对地面发生的运动，或者说是相对于地面上的观察者所发生的运动3相互关系独立性：分运动之间是互不相干的，即各个分运动均按各自规律运动，彼此互不影响因此在研究某个分运动的时候，就可以不考虑其他的分运动，就像其他分运动不存在一样等时性：各个分运动及其合运动总是同时发生，同时结束，经历的时间相等；因此，若知道了某一分运动的时间，也就知道了其他分运动及合运动经历的时间；反之亦然等效性：各分运动叠加起来
17、的效果与合运动相同相关性：分运动的性质决定合运动的性质和轨迹本题船实际参与了两个分运动，沿水流方向的分运动和沿船头指向的分运动，当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，船的实际速度为两个分运动的合速度，根据分速度的变化情况确定合速度的变化情况解答：解：A、当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，由乙图可知河宽为300mt=s=100s，故A错误B、当v2取最大值4m/s时，合速度最大v=5m/s，因而B正确；C、由于随水流方向的分速度不断变化，故合速度的大小和方向也不断变化，船做曲线运动，故C错误；D、船的合运动时间等于各个分运动的时间，沿船头方向分运动时间为t=，当x1最小时，t最小，当船头与河岸垂直时
18、，x1有最小值，等于河宽d，故要使船以最短时间渡河，船在行驶过程中，船头必须始终与河岸垂直，故D正确；故选：BD点评：本题关键找到船参加的两个分运动，然后运用合运动与分运动的等时和等效规律进行研究，同时要注意合运动与分运动互不干扰12如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，则( )A该卫星在椭圆轨道上P点的速度小于7.9km/sB该卫星在同步轨道上的运行速度小于7.9km/sC在轨道上，该卫星在P点的速度大于在Q点的速度D该卫星在Q点通过加速实现由轨道I进入轨道考点：同步卫星 专题：人造卫星问题分析：本题应了解同步卫星的
19、特点和第一宇宙速度的含义当万有引力刚好提供卫星所需向心力时 卫星正好可以做匀速圆周运动，若是供大于需，则卫星做逐渐靠近圆心的运动；若是供小于需，则卫星做逐渐远离圆心的运动解答：解：A、第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，则知该卫星在P点及在同步轨道上的速度小于7.9 km/s故AB正确C、在轨道上，由P点向Q点运动，万有引力做负功，动能减小，所以P点的速度大于Q点的速度故C正确D、从椭圆轨道到同步轨道，卫星在Q点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力所以卫星在Q点通过加速实现由轨道进入轨道故D正确故选
20、：ABCD点评：本题关键应知道第一宇宙速度是最大的运行速度卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定二、实验题（共2小题；每空2分，共14分）13在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置，实验时用了如图所示的装置先将斜槽轨道的末端调整水平，在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸将该木板竖直立于水平地面上，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A；将木板向远离槽口平移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，小球撞在木板上得到痕迹B；又将木板再向远离槽口平移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放，再得
21、到痕迹C若测得木板每次移动距离x=10.00cm，A、B间距离y1=5.02cm，B、C间距离y2=14.82cm请回答以下问题（g=9.80m/s2）：（1）为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放？为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同（2）根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=x（用题中所给字母表示）（3）小球初速度的值为v0=1.00m/s考点：研究平抛物体的运动 专题：实验题分析：明确实验的注意事项，根据平抛运动规律在水平和竖直方向的规律，尤其是在竖直方向上，连续相等时间内的位移差为常数，列出方程即可正确求解解答：解：（1）该实验中，为了确保小球每次抛出的轨
22、迹相同，应该使抛出时的初速度相同，因此每次都应使小球从斜槽上紧靠档板处由静止释放（2）在竖直方向上：y=y2y1=gt2水平方向上：x=v0t联立方程解得：v0=x（3）根据：v0=x代入数据解得：v0=1.00m/s故答案为：（1）为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同；（2）x； （3）1.00点评：本题主要考查了匀变速直线运动中基本规律以及推论的应用，平时要加强练习，提高应用基本规律解决问题能力14一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上，飞船上备有以下实验器材A精确秒表一只B已知质量为m的物体一个C弹簧秤一个D天平一台（附砝码）已知宇航
23、员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M（已知引力常量为G）（1）两次测量所选用的器材分别为A，BC（用序号表示）（2）两次测量的物理量分别是周期T，物体重力FG（物理量后面注明字母，字母不能重复）（3）用该数据写出半径R，质量M的表达式R=，M=考点：万有引力定律及其应用 专题：万有引力定律的应用专题分析：要测量行星的半径和质量，根据重力等于万有引力和万有引力等于向心力，列式求解会发现需要测量出行星表面的重力加速度和行星表面卫星的公转周期，从而需要选择相应器材解答：解：（1）重力等于万有引力：mg=G 万有引力等于向心力：G=mR 由以上两式解得：R
24、= M=由牛顿第二定律：FG=mg因而需要用计时表测量周期T，用弹簧秤测量重力；故选：A BC2）由第一问讨论可知，需要用计时表测量周期T，用弹簧秤测量重力；故答案为：飞船绕行星表面运行的周期T，质量为m的物体在行星上所受的重力FG （3）由三式可解得 R= M=故答案为：（1）A，B C （2）周期T，物体重力FG（3 ，点评：本题关键先要弄清实验原理，再根据实验原理选择器材，计算结果三、计算题（共6小题，满分76分每题均要求写出必要的文字说明、物理公式和计算过程，有数字计算结果的还应写出数值和单位，只有结果没有过程的不能得分，过程不完整的不能得满分）15如图所示，一固定在竖直平面内的光滑的
25、半圆形轨道ABC，其半径R=0.5m，轨道在C处与水平地面相切在C处放一小物块，给它一水平向左的初速度，结果它沿CBA运动，小物块恰好能通过最高点A，最后落在水平面上的D点，（取g=10m/s2）求：（1）小物块在A点时的速度；（2）C、D间的距离；（3）小物块通过C点时的速度考点：平抛运动；机械能守恒定律 专题：平抛运动专题分析：（1）小物块恰好能通过最高点A，知轨道对物块的弹力为零，根据牛顿第二定律求出小物块在A点的速度（2）小物块离开A点做平抛运动，根据高度求出运动的时间，根据初速度和时间求出水平距离（3）根据A点的速度，通过动能定理或机械能守恒定律求出小球通过C点的速度解答：解：（1）
26、小物块恰好能通过最高点A，有：mg=解得（2）根据得，t=则CD间的距离x=（3）根据动能定理得，解得vC=5m/s答：（1）小物块在A点时的速度m/s（2）C、D间的距离为1m（3）小物块通过C点时的速度为5m/s点评：本题涉及到圆周运动、平抛运动，综合考查了动能定理、牛顿第二定律，综合性较强，难度不大，需加强这方面题型的训练16寻找地外文明一直是科学家们不断努力的目标为了探测某行星上是否存在生命，科学家们向该行星发射了一颗探测卫星，卫星绕该行星做匀速圆周运动的半径为r，卫星的质量为m，该行星的质量为M，引力常量为G，试求：（1）该卫星做圆周运动的向心力的大小；（2）卫星的运行周期；（3）若
27、已知该行星的半径为R，试求该行星的第一宇宙速度考点：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 专题：人造卫星问题分析：卫星做圆周运动万有引力提供向心力，根万有引力定律求出向心力的大小；研究卫星绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力列出等式求解卫星的运行周期；根据卫星在圆轨道上运行时的速度公式v=求解第一宇宙速度解答：解：（1）由万有引力定律得该卫星做圆周运动的向心力的大小F=G（2）由牛顿第二定律G=mr解得T=2（3）由牛顿第二定律得G=解得该行星的第一宇宙速度v=答：（1）该卫星做圆周运动的向心力的大小是G；（2）卫星的运行周期是2；（3）若已知该行星的半径为R，该行
28、星的第一宇宙速度是点评：解决该题关键要通过万有引力提供向心力求解，能正确选择向心力的公式17如图所示，在半径为R，质量分布均匀的某星球表面，有一倾角为的斜坡以初速度v0向斜坡水平抛出一个小球测得经过时间t，小球垂直落在斜坡上的C点（不计空气阻力）求：（1）小球落到斜坡上时的速度大小v；（2）该星球表面附近的重力加速度g；（3）卫星在离星球表面为R的高空绕星球做匀速圆周运动的角速度考点：万有引力定律及其应用；平抛运动 专题：万有引力定律的应用专题分析：（1）小球垂直落在斜坡上的C点时速度的方向与竖直方向之间的夹角是，利用速度的合成与分解可以求出小球落到斜坡上的速度大小v；（2）根据运动学的公式求
29、出月球表面附近的重力加速度g；（3）月球表面的重力由万有引力提供，绕星球表面做匀速圆周运动的卫星的向心力由重力提供，写出公式即可求解解答：解：（1）小球做平抛运动，由速度的合成与分解图可知（2）由图可知 vy=gt（3）根据万有引力等于重力得：=mg，据万有引力提供向心力，列出等式，=m2r，r=2R解得：答：（1）小球落到斜坡上时的速度大小；（2）该星球表面附近的重力加速度；（3）卫星在离星球表面为R的高空绕星球做匀速圆周运动的角速度点评：该题把平抛运动与万有引力相结合，有一定的难度根据相关的知识和公式即可求解属于中档题目，18如图为修建高层建筑常用的塔式起重机在起重机将质量m=5104 k
30、g的重物竖直吊起的过程中，重物由静止开始向上做匀加速直线运动，加速度a=0.2m/s2，当起重机输出功率达到其允许的最大值时，保持该功率直到重物做vm=1.02m/s的匀速运动取g=10m/s2求：（1）起重机允许输出的最大功率（2）重物做匀加速运动所经历的时间和起重机在第2秒末的输出功率考点：功率、平均功率和瞬时功率；牛顿第二定律 专题：功率的计算专题分析：（1）当起重机的功率达到允许最大值，且重物达到最大速度vm时，拉力和重力相等，结合P=Fv求出最大功率（2）根据牛顿第二定律求出牵引力，根据P=Fv求出匀加速运动的最大速度，结合速度时间公式求出匀加速运动的时间，根据速度时间公式求出2s末
31、的速度，根据P=Fv求出瞬时功率的大小解答：解：（1）当起重机的功率达到允许最大值，且重物达到最大速度vm时，拉力和重力相等，即F=mg根据P=FvPm=mgvm=5104101.02 W=5.1105 W（2）根据牛顿第二定律Fmg=ma又Pm=Fv v=at代入数据解得：t=5 s当t=2 s时v=at，P=Fv代入数据解得：P=2.04105 W答：（1）起重机允许输出的最大功率为5.1105 W（2）重物做匀加速运动所经历的时间为5s，第2秒末的输出功率为2.04105 W点评：解决本题的关键知道拉力等于重力时速度最大，匀加速直线运动结束，功率达到额定功率，结合牛顿第二定律以及功率与牵
32、引力的关系进行求解19如图所示，在足够高的竖直墙面上A点，以水平速度v0向左抛出一个质量为m的小球，小球抛出后始终受到水平向右的恒定风力的作用，风力大小为F，经过一段时间小球将再次到达墙面上的B点处，重力加速度为g，则在此过程中：（1）小球水平方向的速度为零时距墙面的距离？（2）墙面上A、B两点间的距离？（3）小球的最小速度？考点：运动的合成和分解；牛顿第二定律 分析：（1）将小球的运动分解为水平方向和竖直方向，在水平方向上受到恒力作用，先向左做匀减速运动，然后向右做匀加速运动；在竖直方向上仅受重力，做自由落体运动根据水平方向上的运动规律，结合速度位移公式和牛顿第二定律求出小球水平方向的速度为
33、零时距墙面的距离（2）根据水平方向上向左和向右运动的对称性，求出运动的时间，抓住等时性求出竖直方向A、B两点间的距离（3）将小球的速度方向沿合力方向和垂直于合力方向分解，垂直于合力方向做匀速直线运动，当沿合力方向的速度为零时，小球的速度最小，根据平行四边形定则，结合几何关系求出最小速率解答：解：（1）小球在水平方向先向左做匀减速运动而后向右做匀加速运动，小球在竖直方向上做自由落体运动将小球的运动沿水平方向和竖直方向分解，水平方向上有：F=max，得：ax=则有：x=（2）水平方向速度减小为零所需的时间为：t1=得：t=2t1=竖直方向上：y=gt2=（3）将运动沿图示方向分解当v=0时，小球速
34、度最小此时：vmin=v=v0cos根据力的关系知：cos=解得：vmin=答：（1）小球水平方向的速度为零时距墙面的距离为；（2）墙面上A、B两点间的距离为；（3）小球的最小速率为点评：解决本题的关键将小球的运动分解，搞清在分运动的规律，结合等时性，运用牛顿第二定律和运动学公式进行求解20如图所示，半径R=0.4m的圆盘水平放置，绕竖直轴OO匀速转动，在圆心O正上方h=0.8m高处固定一水平轨道PQ，转轴和水平轨道交于O点一质量m=1kg的小车（可视为质点），在F=4N的水平恒力作用下，从O左侧x0=2m处由静止开始沿轨道向右运动，当小车运动到O点时，从小车上自由释放一小球，此时圆盘半径OA
35、与x轴重合规定经过O点水平向右为x轴正方向小车与轨道间的动摩擦因数=0.2，g取10m/s2求：（1）若小球刚好落到A点，求小车运动到O点的速度（2）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为多大（3）为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围考点：动能定理的应用；平抛运动；线速度、角速度和周期、转速 专题：动能定理的应用专题分析：（1）物块离开O点后做平抛运动，可以求出平抛运动的时间和平抛运动的初速度，从而得出小车运动到O点速度（2）若圆盘转一圈，物块恰好调入小桶，此时作用力时间最短圆盘转一圈的时间与平抛运动时间是相等从而得出圆盘转动的角速度最小值也有可能在平抛运动时间内，圆盘转动N圈
36、因此求出转动角速度（3）小球能落在圆盘上，则可利用平抛运动，可求出小球抛出的速度范围，从而得出小球的加速度的范围最终运用牛顿第二定律可求出水平拉力的距离范围解答：解：（1）小球离开小车后，由于惯性，将以离开小车时的速度作平抛运动， R=vt 小车运动到O点的速度v=1m/s（2）为使小球刚好落在A点，则小球下落的时间为圆盘转动周期的整数倍，有，其中k=1，2，3即rad/s，其中k=1，2，3（3）小球若能落到圆盘上，其在O点的速度范围是：0v1m/s 设水平拉力作用的最小距离与最大距离分别为x1、x2，对应到达O点的速度分别为0、1m/s由动能定理，有 Fx1mgx0=0 代入数据解得x1=1m根据动能定理，有 代入数据解得x2=1.125m或m则水平拉力F作用的距离范围 1mx1.125m 答：（1）若小球刚好落到A点，求小车运动到O点的速度1m/s（2）为使小球刚好落在A点，圆盘转动的角速度应为rad/s，其中k=0，1，2，3（3）为使小球能落到圆盘上，求水平拉力F作用的距离范围 1mx1.125m点评：解决本题的关键知道物块整个过程的运动：匀加速直线运动、匀减速直线运动和平抛运动，知道三个过程的运动时间与圆盘转动的时间相等以及熟练运用运动学公式17
