1.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律,下列說法符合史實(shí)的是( )
A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
B.開普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上饰恕,總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律
C.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律博敬,找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因
D.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律灰伟,發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律
解析:選B 開普勒在前人觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上腮恩,總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律蕾各,與牛頓定律無聯(lián)系,選項(xiàng)A錯(cuò)誤庆揪,選項(xiàng)B正確;開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律妨托,但沒有找出行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因缸榛,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律兰伤,選項(xiàng)D錯(cuò)誤内颗。
2.某質(zhì)點(diǎn)做直線運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)速率的倒數(shù)v(1)與位移x的關(guān)系如圖所示敦腔,關(guān)于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的下列說法正確的是( )
A.質(zhì)點(diǎn)做勻加速直線運(yùn)動(dòng)
B.v(1)?-x圖斜率等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)加速度
C.四邊形AA′B′B面積可表示質(zhì)點(diǎn)從O到C′所用的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
D.四邊形BB′C′C面積可表示質(zhì)點(diǎn)從C到C′所用的運(yùn)動(dòng)時(shí)間
解析:選D 由題中v(1)?-x圖像可知均澳,v(1)與x成正比,即vx=常數(shù)符衔,質(zhì)點(diǎn)做減速直線運(yùn)動(dòng)找前,故A錯(cuò)誤;圖線斜率不等于質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的加速度判族,故B錯(cuò)誤雀瓢;由于三角形OBC的面積S1=2(1)OC·BC=2v1(x1)类垫,體現(xiàn)了從O到C所用的時(shí)間,同理箫津,從O到C′所用的時(shí)間可由S2=2v2(x2)體現(xiàn),所以四邊形BB′C′C面積可體現(xiàn)質(zhì)點(diǎn)從C到C′所用的時(shí)間散劫,故C錯(cuò)誤,D正確。
3.
如圖所示仿耽,兩光滑斜面在B處連接,小球從A處由靜止釋放各薇,經(jīng)過B项贺、C兩點(diǎn)時(shí)速度大小分別為3 m/s和4 m/s,AB=BC得糜。設(shè)球經(jīng)過B點(diǎn)前后速度大小不變敬扛,則球在AB、BC段的加速度大小之比及球由A運(yùn)動(dòng)到C過程中的平均速率分別為( )
A.3∶4,2.1 m/s ? B.9∶16,2.5 m/s
C.9∶7,2.1 m/s ? D.9∶7,2.5 m/s
解析:選C 設(shè)AB=BC=x朝抖,則在AB段a1=2x(vB2)啥箭,在BC段a2=2x(vC2-vB2),所以a2(a1)=42-32(32)=7(9)治宣,AB段平均速率為v1=2(1)vB=1.5 m/s急侥,BC段平均速率為v2=2(1)(vB+vC)=3.5 m/s,因此從A到C的平均速率v=v2(x)=v1+v2(2v1v2)=2.1 m/s侮邀,選C坏怪。
4.
如圖所示,三個(gè)相同的輕質(zhì)彈簧連接在O點(diǎn)绊茧,彈簧1的另一端固定在天花板上铝宵,且與豎直方向的夾角為30°,彈簧2水平且右端固定在豎直墻壁上华畏,彈簧3的另一端懸掛質(zhì)量為m的物體且處于靜止?fàn)顟B(tài)鹏秋,此時(shí)彈簧1、2亡笑、3的形變量分別為x1侣夷、x2、x3仑乌,則( )
A.x1∶x2∶x3=∶1∶2
B.x1∶x2∶x3=∶2∶1
C.x1∶x2∶x3=1∶2∶
D.x1∶x2∶x3=2∶1∶
解析:選D
以結(jié)點(diǎn)O為研究對(duì)象受力分析百拓,運(yùn)用合成法,如圖:
由幾何知識(shí)知:T1=cos 30°(mg)
T2=mgtan 30°
T3=mg
故:T1∶T2∶T3=2∶1∶
根據(jù)胡克定律:T=kx
則:x1∶x2∶x3=2∶1∶晰甚,故選D衙传。
5.如圖所示,在水平力F作用下厕九,物體B沿水平面向右運(yùn)動(dòng)粪牲,物體A恰勻速上升,那么以下說法正確的是( )
A.物體B正向右做勻減速運(yùn)動(dòng)
B.物體B正向右做加速運(yùn)動(dòng)
C.地面對(duì)B的摩擦力減小
D.斜繩與水平方向成30°時(shí)止剖,vA∶vB=∶2
解析:選D
將B的運(yùn)動(dòng)分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向腺阳,沿繩子方向上的分速度等于A的速度落君,如圖所示,根據(jù)平行四邊形定則有vBcos α=vA亭引,所以vB=cos α(vA)绎速,當(dāng)α減小時(shí),物體B的速度減小焙蚓,但B不是勻減速運(yùn)動(dòng)纹冤,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤购公;在豎直方向上萌京,對(duì)B有mg=FN+FTsin α,FT=mAg宏浩,α減小知残,則支持力FN增大,根據(jù)Ff=μFN可知摩擦力Ff增大比庄,選項(xiàng)C錯(cuò)誤求妹;根據(jù)vBcos α=vA,斜繩與水平方向成30°時(shí)佳窑,vA∶vB=∶2制恍,選項(xiàng)D正確。
6.宇航員站在某一星球上神凑,將一個(gè)小球距離星球表面h高度處由靜止釋放使其做自由落體運(yùn)動(dòng)净神,經(jīng)過t時(shí)間后小球到達(dá)星球表面,已知該星球的半徑為R溉委,引力常量為G鹃唯,則下列選項(xiàng)正確的是( )
A.該星球的質(zhì)量為Gt2(2hR2)
B.該星球表面的重力加速度為2t2(h)
C.該星球的第一宇宙速度為t2(2hR)
D.通過以上數(shù)據(jù)無法確定該星球的密度
解析:選A 小球做自由落體運(yùn)動(dòng),則有h=2(1)gt2薛躬,解得該星球表面的重力加速度g=t2(2h),故B錯(cuò)誤呆细;對(duì)星球表面的物體型宝,萬有引力等于重力,即GR2(Mm)=mg絮爷,可得該星球的質(zhì)量M=Gt2(2hR2)趴酣,故A正確;該星球的第一宇宙速度v==t(2hR)坑夯,故C錯(cuò)誤岖寞;該星球的密度ρ=πR3(4)=2πRGt2(3h),故D錯(cuò)誤柜蜈。
7.(多選)
物體A和B相對(duì)靜止仗谆,以共同的速度沿斜面勻速下滑指巡,則( )
A.A、B間無摩擦力的作用
B.B受到滑動(dòng)摩擦力的大小為(mA+mB)gsin θ
C.B受到的靜摩擦力的大小為mAgsin θ
D.取走A物體后隶垮,B物體將勻加速下滑
解析:選BC 以A為研究對(duì)象藻雪,A處于平衡狀態(tài),因此有f=mAgsin θ狸吞,所以A受到B給其沿斜面向上的摩擦力作用勉耀,故A錯(cuò)誤;以整體為研究對(duì)象蹋偏,根據(jù)平衡狀態(tài)有:(mA+mB)gsin θ=fB便斥,故B正確;A對(duì)B的靜摩擦力與B對(duì)A的靜摩擦力大小相等威始,故有:f′=f=mAgsin θ枢纠,C正確;由前面分析知:(mA+mB)gsin θ=fB字逗,又根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式有:fB=μ(mA+mB)gcos θ京郑,得:μ=tanθ,取走A物體后葫掉,物體B受滑動(dòng)摩擦力為μmBgcos θ些举,代入μ=tanθ得,μmBgcos θ=mgsin θ俭厚,即物體B受力平衡户魏,則物體B仍能做勻速直線運(yùn)動(dòng),故D錯(cuò)誤挪挤。
8.(多選)如圖叼丑,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小木塊a和b(可視為質(zhì)點(diǎn))放在水平圓盤上,a與轉(zhuǎn)軸OO′的距離為l扛门,b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l鸠信,木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍,重力加速度大小為g论寨。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動(dòng)星立,用ω表示圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度,下列說法正確的是( )
A.b一定比a先開始滑動(dòng)
B.a葬凳、b所受的摩擦力始終相等
C.ω=2l(kg)是b開始滑動(dòng)的臨界角速度
D.當(dāng)ω=3l(2kg)時(shí)绰垂,a所受摩擦力的大小為kmg
解析:選AC 因圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢加速轉(zhuǎn)動(dòng),在某一時(shí)刻可認(rèn)為火焰,木塊隨圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)劲装,其受到的靜摩擦力的方向指向轉(zhuǎn)軸,兩木塊轉(zhuǎn)動(dòng)過程中角速度相等,則根據(jù)牛頓第二定律可得f=mω2R占业,由于小木塊b的軌道半徑大于小木塊a的軌道半徑绒怨,故小木塊b做圓周運(yùn)動(dòng)需要的向心力較大,B錯(cuò)誤纺酸;因?yàn)閮尚∧緣K的最大靜摩擦力相等窖逗,故b一定比a先開始滑動(dòng),A正確餐蔬;當(dāng)b開始滑動(dòng)時(shí)碎紊,由牛頓第二定律可得kmg=mωb2·2l,可得ωb=2l(kg)樊诺,C正確仗考;當(dāng)a開始滑動(dòng)時(shí),由牛頓第二定律可得kmg=mωa2l词爬,可得ωa=l(kg)秃嗜,而轉(zhuǎn)盤的角速度3l(2kg)< l(kg),小木塊a未發(fā)生滑動(dòng)顿膨,其所需的向心力由靜摩擦力來提供锅锨,由牛頓第二定律可得f=mω2l=3(2)kmg,D錯(cuò)誤恋沃。
1.[考查游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器的讀數(shù)]
(2015·海南高考)某同學(xué)利用游標(biāo)卡尺和螺旋測(cè)微器分別測(cè)量一圓柱體工件的直徑和高度必搞,測(cè)量結(jié)果如圖(a)和(b)所示。該工件的直徑為________cm囊咏,高度為________mm恕洲。
(a)
(b)
解析:游標(biāo)卡尺讀數(shù)為
d=12 mm+4×20(1)mm=12.20 mm=1.220 cm
螺旋測(cè)微器的讀數(shù)為
h=6.5 mm+36.1×0.01 mm=6.861 mm。
答案:1.220 6.861
2.(2016·邯鄲模擬)如圖甲所示梅割,為“探究加速度與力霜第、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置,該裝置依靠電子信息系統(tǒng)獲得了小車加速度a的信息户辞,由計(jì)算機(jī)繪制出a與鉤碼重力的關(guān)系圖泌类。鉤碼的質(zhì)量為m,小車和砝碼的質(zhì)量為M底燎,重力加速度為g刃榨。
(1)下列說法正確的是________。
A.每次在小車上加減砝碼時(shí)书蚪,應(yīng)重新平衡摩擦力
B.實(shí)驗(yàn)時(shí)若用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)先釋放小車后接通電源
C.本實(shí)驗(yàn)m應(yīng)遠(yuǎn)小于M
D.在用圖像探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)喇澡,應(yīng)作a?-m(1)圖像
(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)迅栅,某同學(xué)由于疏忽殊校,遺漏了平衡摩擦力這一步驟,他作出的a?-F圖可能是圖乙中________(選填“甲”“乙”“丙”)圖線读存。此圖線的AB段明顯偏離直線为流,造成此誤差的主要原因是________呕屎。
A.小車與軌道之間存在摩擦
B.導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C.鉤碼的總質(zhì)量太大
D.所用小車的質(zhì)量太大
(3)實(shí)驗(yàn)時(shí),某同學(xué)遺漏了平衡摩擦力這一步驟敬察,其他操作均正確秀睛,若軌道水平,他測(cè)量得到的圖像如圖丙莲祸。設(shè)圖中縱軸上的截距為-b蹂安,則小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=________。
解析:(1)為平衡摩擦力锐帜,假設(shè)木板傾角為θ田盈,則有:f=mgsin θ=μmgcos θ,m約掉了缴阎,每次在小車上加減砝碼時(shí)允瞧,故不需要重新平衡摩擦力;故A錯(cuò)誤蛮拔。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先接通電源后釋放小車述暂,故B錯(cuò)誤。讓小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大小鉤碼的質(zhì)量m建炫,因?yàn)閷?shí)際上繩子的拉力F=Ma=M(m)畦韭,故應(yīng)該是m?M,故C正確踱卵。F=Ma廊驼,所以:a=M(F),所以在用圖像探究小車的加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)惋砂,通常作a?-M(1)圖像妒挎,故D錯(cuò)誤。
(2)遺漏了平衡摩擦力這一步驟西饵,就會(huì)出現(xiàn)當(dāng)有拉力時(shí)酝掩,物體不動(dòng)的情況,說明沒有平衡摩擦力或平衡不夠眷柔。故可能作出圖乙中丙期虾。此圖線的AB段明顯偏離直線,造成此誤差的主要原因是鉤碼的總質(zhì)量太大驯嘱,沒有遠(yuǎn)小于小車和砝碼的質(zhì)量镶苞,故選C。
(3)根據(jù)牛頓第二定律可知鞠评,mg-μMg=Ma茂蚓;
結(jié)合a?-M(1)圖像,可得:a=mgM(1)-μg
設(shè)圖中直線的斜率為k,在縱軸上的截距為-b聋涨,
因此小車與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=g(b)晾浴。
答案:(1)C (2)丙 C (3)g(b)
如圖所示,水平放置的圓盤邊緣C點(diǎn)有一個(gè)小洞牍白,圓盤半徑R=1 m脊凰,在圓盤直徑CD的正上方,與CD平行放置一條長(zhǎng)為R的水平滑道AB茂腥,滑道左端B與圓盤圓心O在同一條豎直線上狸涌,且B點(diǎn)距離圓盤圓心的豎直高度h=1.25 m。在滑道右端靜止放置質(zhì)量為m=0.2 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))最岗,小球與滑道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.25¤厩溃現(xiàn)使小球以某一水平向左的初速度運(yùn)動(dòng),同時(shí)圓盤從圖示位置以圖中所示的角速度ω繞通過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)仑性,最終小球恰好落入圓盤邊緣的小洞內(nèi)惶楼,重力加速度g取10 m/s2。求:
(1)小球運(yùn)動(dòng)的初速度v0的大姓锔恕歼捐;
(2)圓盤運(yùn)動(dòng)的角速度ω的值。
[答案] (1)v0=3 m/s
(2)ω=9(10π(2n+1))?rad/s(n=0,1,2,3晨汹,…)
12.[考查應(yīng)用牛頓第二定律分析傾斜傳送帶問題]
(2016·武漢六中高三月考)如圖所示豹储,AB、CD為兩個(gè)光滑的平臺(tái)淘这,一傾角為37°剥扣,長(zhǎng)為5 m的傳送帶與兩平臺(tái)平滑連接。現(xiàn)有一小物體以10 m/s的速度沿AB平臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)铝穷,當(dāng)傳送帶靜止時(shí)钠怯,小物體恰好能滑到CD平臺(tái)上,問:
(1)小物體跟傳送帶間的動(dòng)摩擦因數(shù)多大曙聂?
(2)當(dāng)小物體在AB平臺(tái)上的運(yùn)動(dòng)速度低于某一數(shù)值時(shí)晦炊,無論傳送帶順時(shí)針運(yùn)動(dòng)的速度多大,小物體總不能到達(dá)平臺(tái)CD宁脊,求這個(gè)臨界速度断国。
(3)若小物體以8 m/s的速度沿平臺(tái)AB向右運(yùn)動(dòng),欲使小物體到達(dá)平臺(tái)CD榆苞,傳送帶至少以多大的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng)稳衬?
解析:(1)傳送帶靜止時(shí),小物體在傳送帶上受力如圖甲所示坐漏,
據(jù)牛頓第二定律得:μmgcos θ+mgsin θ=ma1①
B→C過程有:v02=2a1l②
解得:a1=10 m/s2薄疚,μ=0.5弄砍。
(2)顯然,當(dāng)小物體受到的摩擦力始終向上時(shí)输涕,最容易到達(dá)傳送帶頂端,此時(shí)慨畸,小物體受力如圖乙所示莱坎,據(jù)牛頓第二定律得:
mgsin 37°-μmgcos 37°=ma2③
若恰好能到達(dá)高臺(tái)時(shí),有:v22=2a2l④
解得:v=2?m/s
即當(dāng)小物體在AB平臺(tái)上向右滑動(dòng)速度小于2m/s時(shí)寸士,無論傳送帶順時(shí)針傳動(dòng)的速度多大檐什,小物體總不能到達(dá)平臺(tái)CD。
(3)以v1表示小物體在平臺(tái)AB上的滑動(dòng)速度弱卡,
以v2表示傳送帶順時(shí)針傳動(dòng)的速度大小乃正,
對(duì)從小物體滑上傳送帶到小物體速度減小到傳送帶速度過程有:
v12-v22=2a1x1⑤
對(duì)從小物體速度減小到帶速v2開始,到運(yùn)動(dòng)到恰滑上CD平臺(tái)過程婶博,有:
v22=2a2x2⑥
x1+x2=L⑦
解得:v2=3 m/s
即傳送帶至少以3 m/s的速度順時(shí)針運(yùn)動(dòng)瓮具,小物體才能到達(dá)平臺(tái)CD。
答案:(1)0.5 (2)2?m/s (3)3 m/s
13.(多選)(2016·蘭州一中月考)假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體凡人。已知地球表面兩極處的重力加速度大小為g0名党,地球的半徑為R,地球的自轉(zhuǎn)周期為T挠轴,引力常量為G传睹,由此可知( )
A.地球的質(zhì)量為G(g0R)
B.地球表面赤道處的重力加速度大小為g0-T2(4π2R)
C.近地衛(wèi)星在軌運(yùn)行的加速度大小為g0
D.地球同步衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的加速度大小為 T4(16π4g0R2)
解析:選BCD 根據(jù)在地球表面兩極處萬有引力等于重力,則有:GR2(Mm)=mg0岸晦,解得:M=G(g0R2)欧啤,故A錯(cuò)誤;根據(jù)向心加速度表達(dá)式启上,則知赤道上物體加速度:a=ω2R=T2(4π2R)邢隧,所以地球表面赤道處的重力加速度為g0-T2(4π2R),故B正確冈在;近地衛(wèi)星在軌道運(yùn)行的加速度a0=R2(GM)=g0府框,故C正確;同步衛(wèi)星所受萬有引力等于向心力:G(R+h)2(Mm)=m(R+h)T(2π)2=ma′讥邻,解得:a′=T4(16π4g0R2)迫靖,故D正確。
9.[考查圓周運(yùn)動(dòng)的臨界問題]
(2016·天水一模)如圖所示兴使,用一根長(zhǎng)為l=1 m的細(xì)線系宜,一端系一質(zhì)量為m=1 kg的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),另一端固定在一光滑錐體頂端发魄,錐面與豎直方向的夾角θ=37°盹牧,當(dāng)小球在水平面內(nèi)繞錐體的軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為ω時(shí)俩垃,細(xì)線的張力為FT。(g取10 m/s2汰寓,結(jié)果可用根式表示)求:
(1)若要小球離開錐面口柳,則小球的角速度ω0至少為多大?
(2)若細(xì)線與豎直方向的夾角為60°有滑,則小球的角速度ω′為多大跃闹?
解析:
(1)若要小球剛好離開錐面,則小球受到重力和細(xì)線拉力如圖所示毛好。小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌跡圓在水平面上望艺,故向心力水平。
在水平方向運(yùn)用牛頓第二定律及向心力公式得:
mgtan θ=mω02lsin θ
解得:ω02=lcos θ(g)肌访,
即ω0=lcos θ(g)=rad/s找默。
(2)同理,當(dāng)細(xì)線與豎直方向成60°角時(shí)吼驶,由牛頓第二定律及向心力公式有:
mgtan α=mω′2lsin α
解得:ω′2=lcos α(g)惩激,即ω′=lcos α(g)=2rad/s。
答案:(1)?rad/s (2)2?rad/s