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文檔簡介
1、專題一力學(xué)目錄1類型1變速直線運(yùn)動2類型2曲線運(yùn)動3類型3牛頓第二定律4類型4機(jī)械能轉(zhuǎn)化的分析與 計算1類型1變速直線運(yùn)動限時訓(xùn)練一(20分鐘) 與彈簧作用做往返直線運(yùn)動的物體1.如圖所示,在光滑的水平臺面上,一輕質(zhì)彈簧左端固定,右端連接一金屬小球,O點(diǎn)是彈簧保持原長時小球的位置。開始時通過小球壓縮彈簧到A位置(已知AOOB),釋放小球,研究小球在水平方向上的受力和運(yùn)動情況,則( )A.小球從A點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn)的過程中所受彈力方向向右,速度不斷 增大B.小球從O點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中所受彈力方向向右,速度不斷 減小C.小球運(yùn)動到B點(diǎn)時將停止運(yùn)動并保持靜止D.小球在運(yùn)動過程中所受彈力的方向保持不變2.
2、一輕質(zhì)彈簧一端固定在墻上,另一端連一小物塊,小物塊放在摩擦系數(shù)為的水平面上,彈簧處在自然狀態(tài),小物塊位于O處,現(xiàn)用手將小物塊向右移到a處,然后從靜止釋放小物塊,發(fā)現(xiàn)小物塊開始向左移動( ) A.小物塊不可能停在O點(diǎn)B.小物塊停止后所受的摩擦力必不為0C.若小物塊停在O點(diǎn)的左邊時,停前和停后受到摩擦力的方向相同D.小物塊在通過O點(diǎn)后向右運(yùn)動直到最遠(yuǎn)處的過程中,速度的大小 總是減小D3.如圖甲所示,小球從豎直放置的彈簧上方一定高度處由靜止開始下落,從a處開始接觸彈簧,壓縮至c處時彈簧最短。從a處至c處的過程中,小球在b處速度最大。小球的速度v和彈簧被壓縮的長度L之間的關(guān)系如圖乙所示。不計空氣阻力,
3、則從a處至c處的過程中,下列說法中正確的是( ) A.小球所受重力始終大于彈簧的彈力B.小球的重力勢能先減小后增大C.小球減少的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為彈簧的彈性勢能D.小球的動能一直減小C4.如圖所示,將輕質(zhì)彈簧的一端固定在水平桌面上,在彈簧正上方O點(diǎn)釋放一個重為G的金屬小球,下落到A點(diǎn)時與彈簧接觸并壓縮彈簧至最低點(diǎn)B點(diǎn),隨即被彈簧豎直彈出(整個過程彈簧在彈性范圍內(nèi)) ( ) A.小球在A點(diǎn)時速度最大B.小球在B點(diǎn)時受平衡力C.小球從A點(diǎn)到B點(diǎn)先做加速運(yùn)動再做減速運(yùn)動D.小球從B點(diǎn)到A點(diǎn)做減速運(yùn)動C5.(2018貴陽)如圖所示,原長為l的輕質(zhì)彈簧一端固定在豎直墻面上,另一端與水平面上的木塊相連。推動木塊
4、壓縮彈簧,其左端至A點(diǎn)時,彈簧具有的彈性勢能為25J;松手后,木塊在彈簧的作用下往復(fù)運(yùn)動若干次后靜止,此時彈簧具有的彈性勢能為1J,則木塊運(yùn)動過程中克服阻力做的功是_J。整個運(yùn)動過程中木塊速度最大時其左端可能位于_ (選填“B”“C”或“D”)點(diǎn)。24B6.如圖所示,彈簧一端固定在豎直墻上,另一端固定在物塊B上,A、B相互疊加放置于光滑水平面上?,F(xiàn)將A、B從彈簧的原長位置O點(diǎn)拉至位置1,松手后,A、B保持相對靜止并向O點(diǎn)運(yùn)動。請在圖中畫出當(dāng)A、B運(yùn)動到位置2時,物塊A受力的示意圖(不計空氣阻力)。在此運(yùn)動過程中_力對A物體做功,B物體的動能_(選填“增大”“減小”或“先增大后減小”)。摩擦增大
5、7.用手將一重為G的鐵球緩慢放在一彈簧上,放手后,鐵球從A位置開始向下運(yùn)動,到達(dá)B位置速度達(dá)到最大,到達(dá)C位置小球的速度變?yōu)榱?。已知AC間的高度差為h,則從A位置到C位置鐵球的重力做功是_ ;在此過程中彈簧的彈性勢能增加量為_ 。B位置到C位置的過程中鐵球所受的重力_(選填“大于”“小于”或“等于”)彈簧所施加的彈力。(整個過程中不計能量損耗)GhGh小于限時訓(xùn)練二(25分鐘) 在豎直方向上運(yùn)動的物體1.運(yùn)動員站在地面用力豎直下拋乒乓球,球碰地后會彈跳到高于原拋球的位置。下列說法中正確的是( ) A.球開始下落時動能最大B.球彈跳到原拋球位置時仍具有動能C.球離地后的上升過程中勢能轉(zhuǎn)化為動能D
6、.球在整個運(yùn)動過程中機(jī)械能增加B2.空氣對運(yùn)動物體的阻力與物體運(yùn)動快慢有關(guān),物體運(yùn)動越快,所受空氣阻力越大。在高空豎直上拋的小球,球出手后上升到最高點(diǎn)又落回原地。以下對其運(yùn)動過程描述正確的是( ) A.小球機(jī)械能保持不變B.小球的慣性先減小后增大,最后不變C.小球所受的合力不變D.小球的速度可能先減小后增大,最后不變D3.在無風(fēng)的天氣里,雨滴在云層形成后,在重力作用下豎直加速下落。由于受空氣阻力,雨滴最終達(dá)到一個恒定的速度勻速落向地面,這個速度叫做收尾速度。一滴重為G2.5103N的雨滴從高空由靜止開始豎直落下,已知雨滴所受空氣阻力為fkv2,式中k為比例系數(shù),且k1104Ns2/m2,v為雨
7、滴下落的速度。(1)該雨滴勻速下落時所受空氣阻力的方向是_,大小為_N。豎直向上2.5103 (2)該雨滴下落過程中,其動能和重力勢能的變化情況是_。(選填字母代號)A.動能減小,重力勢能增大B.動能先增大后保持不變,重力勢能減小C.動能增大,重力勢能減小D.動能先增大后減小,重力勢能減小B質(zhì)量4.物體只在重力作用下由靜止開始下落的運(yùn)動,叫做自由落體運(yùn)動。小鐵球等物體下落時受到的空氣阻力很小,可以忽略不計,因此,小鐵球由靜止開始下落的運(yùn)動可以近似當(dāng)作自由落體運(yùn)動。(1)興趣小組在課外實踐活動中,用閃光照相機(jī)探究小鐵球做自由落體運(yùn)動的情況,照相機(jī)每隔0.1s曝光一次,照片如圖甲所示。由此可以判斷
8、出小鐵球下落時速度變化情況是_(選填“不變”“先變大后不變”或“一直變大”)。A、B兩位置間的實際距離為_cm,則此過程中,小鐵球的速度為_m/s。一直變大2.575.0(2)為了進(jìn)一步探究小鐵球由靜止開始下落一定高度的時間是否與球的質(zhì)量有關(guān),請設(shè)計一個實驗方案。簡要做法:_;如何判斷:_。只改變小鐵球的質(zhì)量,然后測量小鐵球下落的時間如果下落的時間不變,則表示小鐵球由靜止開始下落一定高度的時間與球的質(zhì)量無關(guān);如果下落時間改變,則表示與球的質(zhì)量有關(guān)(3)根據(jù)上述實驗數(shù)據(jù)可知物體自由下落的高度(h)與時間的平方(t2)滿足的關(guān)系是_;請在圖乙中繪制出小鐵球由靜止自由下落的高度h與時間t關(guān)系的大致圖
9、像。(4)如圖丙所示,一小球從離地面高度h20m的空中自由落下,不計一切阻力,則小球落地的時間為_s。h5t225. 一重為G2.5103N的雨滴從高空由靜止開始豎直落下(不計橫向風(fēng)的影響),設(shè)雨滴下落過程中受到的空氣阻力F阻與下落速度的平方(v2)成正比,關(guān)系式為F阻kv2,其中k為常數(shù),且k1104Ns2/m2。求:(1)該雨滴勻速下落時所受空氣阻力的大小;(2)若雨滴勻速下落的距離為400m,則這個過程重力對雨滴做的功;(3)雨滴勻速下落時的速度;(4)請在圖中畫出從開始下落到落地這一過程中雨滴的運(yùn)動速度隨時間變化的圖像。(描繪出大致情況即可)限時訓(xùn)練三(25分鐘) 在豎直方向上運(yùn)動的物
10、體1.(2019貴陽)如圖所示,小球從離地足夠高的O點(diǎn)以速度v0豎直向上拋出,上升h后到達(dá)最高位置A點(diǎn),隨即豎直下落到地面B點(diǎn),它運(yùn)動的總路程為H。已知小球受到的空氣阻力隨速度的增大而增大,且拋出時受到空氣阻力和重力的大小相等。請畫出小球從O點(diǎn)拋出到剛接觸地面B點(diǎn)的過程中,其速度v的大小隨路程s變化的大致關(guān)系圖像。2. 在一次趣味物理講座中,老師談到傳說中伽利略的比薩斜塔實驗時說:“在不計空氣阻力的情況下,從同一高度由靜止開始下落的任何物體,都會同時落地,下落的快慢與物體的質(zhì)量無關(guān),這種運(yùn)動叫做自由落體運(yùn)動。”課后,興趣小組在老師的指導(dǎo)下開始研究自由落體運(yùn)動,他們用頻閃照相機(jī)(頻閃間隔時間t0
11、.1s)拍攝下了數(shù)張不同質(zhì)量的金屬小球從同一位置自由下落的影像,其中一張如圖甲所示。小知識:頻閃照相,是讓照相機(jī)對某一個運(yùn)動物體每間隔相同時間曝光一次,將物體在不同時刻所處位置記錄下來,由于曝光間隔時間固定,因此,頻閃照片除記錄下物體的位置外,還記錄了物體運(yùn)動的時間。(1)從起點(diǎn)0算起,小球到達(dá)位置3時下落時間t_s,通過的路程s _ m。0.30.45(2)請根據(jù)影像數(shù)據(jù),在圖乙中作出小球下落0.3s內(nèi)的st圖像(提示:下落距離s要從起點(diǎn)0算起)。(3)他們比較數(shù)張照片,發(fā)現(xiàn)不同小球在同一時刻的確幾乎都在同一位置,則說明了物體下落快慢與質(zhì)量無關(guān)。為了從理論上證明這一結(jié)論,請你計算:從0點(diǎn)起小
12、球下落的距離s與對應(yīng)時間平方t2的比值(至少取3個時間數(shù)據(jù);比值的單位為m/s2)。(4)通過比較這些比值,你能得出什么結(jié)論?3. “一輕一重的兩個物體從同一高度同時由靜止自由下落,哪個先落地?”這是一個古老而有趣的問題。物體下落的快慢是否與物體的質(zhì)量有關(guān)呢?小靜對該問題進(jìn)行了如下探究:如圖所示,她將一張質(zhì)地均勻的白紙沿虛線裁成大小不同的A和B兩張,將A對折4次后并壓平,隨即她將A和B的紙面保持水平并置于同一高度,同時放手觀察它們落地的先后情況。請你回答下列問題:(1)實驗中白紙B緩慢飄落至地面,這是因為白紙B受到了較大的空氣阻力。而白紙A加速下落,這是由于_力改變了它的運(yùn)動狀態(tài),其重力勢能不
13、斷轉(zhuǎn)化為_能的緣故。重動(2)為了減小空氣阻力對實驗的影響,小靜將白紙B對折兩次后(如圖所示),將A和B的紙面保持水平并置于同一高度同時放手,觀察到A比B先落地;繼續(xù)將白紙B再對折兩次,重復(fù)上述實驗,觀察到A、B幾乎同時落地。請你推斷如果沒有空氣阻力,用原本均未對折的白紙A和B重復(fù)上述實驗,則可觀察到的現(xiàn)象是_;即可得出:物體下落的快慢與物體的質(zhì)量_(選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。原本均未對折的白紙A和B同時落地?zé)o關(guān)(3)小靜查閱資料后了解到:“物體只在重力作用下由靜止開始下落的運(yùn)動稱為自由落體運(yùn)動,自由落體運(yùn)動只是一種理想情況。地球上物體的下落可以近似地看作是自由落體運(yùn)動”,請你根據(jù)上述實驗,結(jié)
14、合物體的受力情況,寫出地球上物體的下落可以近似地看作是自由落體運(yùn)動的條件,并說明理由。答:地球上物體的下落可以近似地看作是自由落體運(yùn)動的條件是物體受到的阻力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于它受到的重力,初速度為零,因為物體只在重力作用下由靜止開始下落的運(yùn)動稱為自由落體運(yùn)動。(1)在如圖所示的四個vt圖像中,最能反映出該兒童下落運(yùn)動情況的是_。(選填字母代號)C2類型2曲線運(yùn)動限時訓(xùn)練一(30分鐘) 水平、斜向拋出的物體1.某同學(xué)將同一小球以相同大小的速度按如圖甲、乙所示兩種方法拋擲小球,甲圖是豎直上拋,乙圖是以一定的角度斜拋小球。忽略運(yùn)動過程中所受的空氣阻力。下列敘述正確的是_A.甲圖中小球到達(dá)的水平高度等于乙圖中小
15、球的水平高度B.甲圖中小球到達(dá)地面時的速度大于乙圖中小球的速度C.如果乙圖中小球到達(dá)最高點(diǎn)時突然不受重力,該小球?qū)⑺较蛴?做勻速直線運(yùn)動D.若將小球的質(zhì)量增大,則小球到達(dá)地面時的速度都將比原來的大C2.將物體用一定的初速度沿水平方向拋出,不考慮空氣的阻力,物體只在重力的作用下所做的運(yùn)動,叫做平拋運(yùn)動。例如:打一下水平桌面上的小球,使它以一定的水平初速度離開桌面,小球所做的運(yùn)動就是平拋運(yùn)動。某同學(xué)用頻閃照相的方法精細(xì)地研究平拋運(yùn)動。他得出此平拋運(yùn)動的軌跡如圖所示。時間/s1234水平距離/m 20 40 60 80豎直距離/m520 45 80(1)從圖和表中分析可得出:平拋運(yùn)動在水平方向上做
16、_(選填“勻速”或“變速”)運(yùn)動,該平拋運(yùn)動的初速度為_m/s。平拋運(yùn)動在豎直方向上豎直距離y與時間t的關(guān)系為y_。勻速205t2時間/s1234水平距離/m 20 40 60 80豎直距離/m520 45 80(3)在實驗室做平拋運(yùn)動實驗時,空氣阻力不可避免,為減小空氣阻力的影響,提高實驗精度,在不改變實驗環(huán)境的前提下,請?zhí)岢瞿愕暮侠砘ㄗh:_。選用密度大(或質(zhì)量大和體積?。┑奈矬w來做實驗3.孝定同學(xué)在探究“機(jī)械能及其轉(zhuǎn)化”實驗時,設(shè)計并進(jìn)行了以下實驗。2b(3)如圖丁所示,小球沿光滑斜面AB由A點(diǎn)靜止自由滑下后進(jìn)入光滑水平桌面BC,已知小球經(jīng)過B點(diǎn)時速度大小不變,小球從C點(diǎn)水平拋出后落在水
17、平地面E點(diǎn),地面上D點(diǎn)在C點(diǎn)正下方,已知CD豎直高度為1.25m,30,g10N/kg,若要求DE間的距離大于2m,則斜面AB的長度至少為_m。1.64. 憤怒的小鳥是一款非常流行的游戲,如圖甲所示,為了報復(fù)偷走鳥蛋的肥豬們,鳥兒以自己的身體為武器,如炮彈般彈射出去攻擊肥豬的堡壘。設(shè)某次質(zhì)量為0.4kg的小鳥被彈弓沿水平方向以速度v05m/s彈出,最后擊中肥豬堡壘,模擬圖如圖乙所示,圖中虛線為小鳥運(yùn)動的軌跡。我們可以把小鳥的運(yùn)動分為水平方向上的勻速直線運(yùn)動與豎直方向上的加速運(yùn)動來看,小鳥彈出時離地面的高度為h,彈弓到肥豬堡壘的水平距離為l,不計空氣阻力,g取10N/kg。5. 體育課上,小明在
18、同一位置用相同的力多次將足球踢出,發(fā)現(xiàn)足球斜向上飛出的角度越大,球運(yùn)動得越高,但并不能運(yùn)動得越遠(yuǎn),這是什么原因呢?小明向老師請教,老師說:這是常見的一種拋體運(yùn)動,將足球以一定的速度向斜上方踢出,足球所做的運(yùn)動叫做斜拋運(yùn)動,其運(yùn)動軌跡如圖甲所示。足球起始運(yùn)動方向與水平方向的夾角叫做拋射角,拋出點(diǎn)到落地點(diǎn)的水平距離叫做射程,射程與拋出速度和拋射角的大小有關(guān)。(4)足球以30拋射角踢出,其動能Ek隨水平位置s變化關(guān)系的圖像如圖乙所示。若該球在同位置以60拋射角且與前次大小相同的速度踢出,請你在圖乙同一坐標(biāo)圖中畫出此次足球的動能隨水平位置變化關(guān)系的大致圖像。(4)如圖乙所示。6. 上體育課時,小強(qiáng)在練
19、習(xí)投擲鉛球,他將鉛球擲出手后,鉛球在空中的運(yùn)動軌跡如圖甲所示。若鉛球的質(zhì)量是4kg,從最高點(diǎn)到接觸水平地面的過程中,鉛球下降的高度為3m。(不計空氣阻力,g10N/kg)(1)鉛球受到的重力是多少?(2)鉛球下降的過程中,重力對鉛球做的功是多少?解:(1)鉛球受到的重力:Gmg4kg10N/kg40N;(2)從最高點(diǎn)到接觸水平地面的過程中,鉛球下降的高度為3m,故鉛球重力對鉛球做的功:WGh40N3m120J; 限時訓(xùn)練二(30分鐘) 做圓周運(yùn)動的物體1.如圖所示是鐵籠摩托車特技表演。在舞臺中固定一個直徑為6.5m的圓形鐵籠,摩托車始終以70km/h的速度在鐵籠內(nèi)旋轉(zhuǎn)追逐,旋轉(zhuǎn)軌跡有時水平,有
20、時豎直,有時傾斜,非常震撼。下列說法正確的是( )A.摩托車在鐵籠的最低點(diǎn)時,對鐵籠壓力最大B.摩托車駕駛員始終處于失重狀態(tài)C.摩托車只受重力和摩擦力的作用D.摩托車的機(jī)械能始終不變A2.如圖甲所示,用細(xì)線拽著小球在水平面上做勻速圓周運(yùn)動,小球的運(yùn)動狀態(tài)不斷發(fā)生改變,這就需要一個指向圓心的力的作用,這個力叫做向心力。小明研究向心力的大小與哪些因素有關(guān)時,得到的實驗數(shù)據(jù)如表所示。實驗次數(shù)123456小球質(zhì)量m/kg0.2 0.1 0.2 0.2 0.1 0.4轉(zhuǎn)動速度v/(ms1)112233轉(zhuǎn)動半徑r/m112112向心力F/N0.2 0.1 0.4 0.8 0.9 Ab(3)表格中的空白欄的
21、數(shù)據(jù)應(yīng)為_ 。1.8實驗次數(shù)123456小球質(zhì)量m/kg0.2 0.1 0.2 0.2 0.1 0.4轉(zhuǎn)動速度v/(ms1)112233轉(zhuǎn)動半徑r/m112112向心力F/N0.2 0.1 0.4 0.8 0.9 3.小帆和爸爸一起去看雜技表演,她看到一個“水流星”的表演,只見一個雜技演員用一個小桶,桶中盛有一些水,桶上系著一個繩子,表演時,用繩系著裝有水的水桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動,小帆很奇怪,水為什么沒有灑出來?她問爸爸,爸爸告訴她,物體做圓周運(yùn)動時,要由一個指向圓心的力來提供,水在最高點(diǎn)時,重力提供向心力,使水沿圓周運(yùn)動,當(dāng)重力太大,大于它需要的向心力時,水才會灑下來。(1)繩子在運(yùn)動
22、過程中做不做功?請說明理由。答:不做功。因為繩子的拉力與繩子收縮的方向相同,指向圓心,而物體運(yùn)動的方向是圓的切線方向,力與運(yùn)動方向垂直,故不做功。(2)請畫出水運(yùn)動到最低點(diǎn)時的力的示意圖。(4)超重是物體所受限制力,也可稱之為彈力(拉力或支持力)大于物體所受重力的現(xiàn)象。當(dāng)物體做向上加速運(yùn)動或向下減速運(yùn)動時,物體均處于超重狀態(tài),即不管物體如何運(yùn)動,只要具有向上的合外力,物體就處于超重狀態(tài)。問水在圓周運(yùn)動的最低點(diǎn)時是否為超重狀態(tài)?答:是;此時合外力豎直向上,故為超重狀態(tài)。4. 小安和小鋒檢修自行車時觀察到:搖動自行車腳踏板時,大齒輪轉(zhuǎn)動并通過鏈條帶動小齒輪一起轉(zhuǎn)動。小鋒認(rèn)為兩齒輪轉(zhuǎn)動一樣快,小安則
23、認(rèn)為小齒輪轉(zhuǎn)動比大齒輪快。兩人帶著不同的觀點(diǎn)請教老師。老師解釋道:你們說的都有些道理。齒輪轉(zhuǎn)動時,其周邊的輪齒繞軸心做軌跡為圓的運(yùn)動圓周運(yùn)動,可以通過輪齒的運(yùn)動來研究齒輪的轉(zhuǎn)動。比較物體做圓周運(yùn)動的快慢有兩種方法:(4)由題可知,在相同的時間內(nèi)a、b轉(zhuǎn)過的弧長相同。因此它們的線速度相等,所以小鋒同學(xué)從兩者的線速度來看兩輪的齒輪運(yùn)動一樣快是有道理的;但又因為大小齒輪的半徑不同,根據(jù)vr可得b的角速度大于a的角速度,所以小安同學(xué)從兩者的角速度來看認(rèn)為小齒輪轉(zhuǎn)動比大齒輪快是有道理的。5. 小強(qiáng)一家駕車郊游,車行至一個水平彎道處,坐在副駕駛座位上的小強(qiáng)不由自主靠向車門,并與車門產(chǎn)生擠壓,如圖甲所示。小
24、強(qiáng)問爸爸:我向外靠是因為慣性所致,但我和車門擠壓時,顯然車門對我有一個反向的作用力,這個力有什么用嗎?爸爸解釋道:剛才我們在彎道上的運(yùn)動是圓周運(yùn)動,而做圓周運(yùn)動的物體,需要有指向圓心的力來維持物體做這種運(yùn)動,這種力叫向心力,剛才車所(1)他們在彎道處的行駛速度為54km/h,合_m/s。(2)小強(qiáng)的質(zhì)量m45kg,彎道處的圓弧半徑r45m,行駛速度v15m/s,求在轉(zhuǎn)彎過程中他所需向心力的大小。(3)你認(rèn)為小強(qiáng)當(dāng)時說的“剛才車門對我的力就是提供我做圓周運(yùn)動的向心力啦!”這句話對嗎?為什么?(4)已知在不考慮其他外界因素影響的情況下,汽車在水平彎道上行駛時,所需向心力僅由地面對它的摩擦力提供,那
25、么不同質(zhì)量的車輛在同一彎道處的限速是否相同?請推導(dǎo)說明。(設(shè):此時車輛受到的最大摩擦力與它對地面的壓力成正比)15限時訓(xùn)練三(25分鐘) 做單擺運(yùn)動的物體1.在天花板O點(diǎn)處通過細(xì)長輕繩拴一個小球構(gòu)成單擺,在O點(diǎn)正下方A點(diǎn)有一個能擋住擺線的釘子,OA的距離是單擺擺長的一半,如圖所示?,F(xiàn)將單擺向左方拉開一個小角度(5),然后無初速度地釋放,擺動過程中無能量損失,關(guān)于單擺以后的運(yùn)動,下列說法正確的是( )A.擺球往返運(yùn)動一次的周期比無釘子時的單擺周期小B.擺球在平衡位置右側(cè)上升的最大高度大于在平衡位置左側(cè)上 升的最大高度C.擺球在平衡位置左、右兩側(cè)走過的最大弧長相等D.擺球向左經(jīng)過最低點(diǎn)的速度大于向
26、右經(jīng)過最低點(diǎn)的速度2.小明注意家里擺鐘的鐘擺在有規(guī)律地擺動,如圖甲所示,經(jīng)認(rèn)真觀察發(fā)現(xiàn)鐘擺來回擺動一次的時間剛好是1s,就想:是不是所有的擺來回擺動一次的時間都是1秒呢?于是,他請教了物理老師,知道擺來回擺動一次的時間叫做周期,在老師的指導(dǎo)下他設(shè)計如圖乙所示的單擺進(jìn)行探究,小鋼球在A、B之間來回擺動,從繩的上端到小球球心的距離叫擺長,用l表示,單位:米。實驗數(shù)據(jù)記錄如下表:實驗次數(shù)12345678擺長l/m0.300.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00周期T/s1.11.31.41.51.71.81.92.0周期平方T2/s21.21.72.02.32.93.23
27、.64.0(1)從表中數(shù)據(jù)可知,單擺的擺長l越長,周期T越_(選填“長”或“短”)。長(2)請根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖丙中作出單擺周期的平方T2與擺長l的關(guān)系圖像。實驗次數(shù)12345678擺長l/m0.300.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00周期T/s1.11.31.41.51.71.81.92.0周期平方T2/s21.21.72.02.32.93.23.64.0(3)分析圖丙所示圖像,可知實驗中用的單擺T2與l成_關(guān)系。(4)在測量單擺的周期過程中,你認(rèn)為在_(選填“最低點(diǎn)”或“最高點(diǎn)”)開始計時更加方便準(zhǔn)確。正比最低點(diǎn)(5)由表中實驗記錄可知,單擺來回擺動一次時間比
28、較短,直接測量擺動一次的時間誤差比較大。你認(rèn)為小明為了減小測量誤差是怎么做的?_。實驗次數(shù)12345678擺長l/m0.300.40 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00周期T/s1.11.31.41.51.71.81.92.0周期平方T2/s21.21.72.02.32.93.23.64.0測出單擺來回擺動20次的時間,再求出擺動一次的時間(6)關(guān)于單擺,下列說法正確的是_。(選填字母代號)A.小球在擺動的過程中運(yùn)動狀態(tài)不變B.小球從A擺向B的過程中,經(jīng)過E點(diǎn)速度小于經(jīng)過F點(diǎn)的速度C.在一定的范圍內(nèi),若將小球拉到更高的位置由靜止釋放,則 擺動的周期會變長D.若家里的擺鐘
29、慢了,可通過縮短擺長進(jìn)行校正D(7)圖乙中當(dāng)小球擺到最高點(diǎn)時,速度為0,此時小球_(選填“是”或“不是”)處于平衡狀態(tài),你的理由是此時小球受到的拉力和重力不是一對平衡力。不是(8)圖乙中,當(dāng)小球從A擺向B的過程中,經(jīng)過F點(diǎn)時,剪斷細(xì)線后,則小球?qū)⒀厝鐖D中的哪條路徑繼續(xù)運(yùn)動?(不計空氣阻力)_。(選填字母代號)C3. 小明在商場里看見一臺精致的擺鐘(如圖甲所示),他發(fā)現(xiàn)擺鐘下端的擺錘在不停地來回擺動,爸爸告訴他擺鐘計量時間就是利用了擺錘的這種周期性擺動。擺錘的擺動讓小明想到了物理課本上提到過的單擺,于是他用小球和一根無彈性的細(xì)繩制成單擺研究擺錘擺動的規(guī)律(如圖乙所示),M是細(xì)繩上端的固定點(diǎn)。(1
30、)小球重2N,它從A點(diǎn)運(yùn)動到O點(diǎn),其重心下降高度為0.1m,則此過程中重力對小球做的功是多少?(2)若小球在擺動過程中通過的路程為0.24m,所用時間是1.2s,求小球的平均速度。(3)小明根據(jù)資料了解到利用單擺周期性擺動的規(guī)律可以測量重力加速度,于是測出擺長l1.2m,單擺的周期T2.2s,請你計算當(dāng)?shù)刂亓铀俣萭的值。(取3.14,計算結(jié)果保留兩位小數(shù))(4)研究發(fā)現(xiàn),重力加速度的大小隨地球緯度的增加而增加。若要將一臺在廣州走時精確的擺鐘拿到北京仍能精確計時,應(yīng)該將其擺長增加還是減少?為什么?(不考慮海拔高度和溫度的影響)3類型3牛頓第二定律 限時訓(xùn)練一(25分鐘)1.已知型汽車的質(zhì)量m1
31、200kg。一般情況下,駕駛員酒后的反應(yīng)時間(從發(fā)現(xiàn)情況到開始制動所需的時間)比正常時慢了0.10.5s,易發(fā)生交通事故。以下為駕駛員守則中駕駛員在不同車速時所對應(yīng)的正常反應(yīng)距離(汽車在正常反應(yīng)時間內(nèi)通過的距離)的表格:車速v/(kmh1)406080反應(yīng)距離s/m57.510(1)請根據(jù)表格數(shù)據(jù),計算駕駛員的正常反應(yīng)時間;(2)如圖所示,假設(shè)一飲酒后的駕駛員駕車以v254km/h的速度在平直公路上行駛,在距離某學(xué)校門前s40m處發(fā)現(xiàn)有一隊學(xué)生在斑馬線上橫過馬路,他的反應(yīng)時間比正常時慢了t0.2s,剎車后車做勻減速直線運(yùn)動直到停止,車速v/(kmh1)406080反應(yīng)距離s/m57.5102.
32、 體育課上老師告訴同學(xué)們:起跳投籃后為了防止落地時腳受傷,腳尖要先著地,腳跟再與地面接觸(如圖所示)。愛思考的小剛提出了疑惑:為什么不能使腳掌直接著地呢?為此,他請教了物理老師。老師解釋道:“讓腳尖先著地能夠?qū)θ似鸬骄彌_作用,從而減少落地時地面對腳的傷害。我們可以利用以下這個關(guān)系式來解釋這個問題:從腳尖著地到整個腳掌靜止在水平地面上的這個過程滿足F合tmv(其中F合為物體受到外力的合力,t為力作用的時間,m為物體的質(zhì)量,v為速度的變化量),通過對公式的分析、計算便能解答你的疑惑?!闭埬慊卮鹣铝袉栴}:(1)若小剛的質(zhì)量為50kg,則他受到的重力是多大?(g10N/kg)(2)若小剛從地面跳到0.
33、4m的空中,這一過程他需要克服重力做多少功?(3)若小剛從空中豎直落回水平地面,兩腳尖同時著地時的速度為3.5m/s,從腳尖著地到整個腳掌靜止在地面上耗時0.2s,則這個過程中小剛受到地面對他的作用力是多大?(設(shè)該作用力是恒力,不計空氣阻力)3. 在一次太空知識講座中,老師讓同學(xué)們做一個實驗:用彈簧測力計豎直懸掛一個重物,分別使重物處于靜止和勻速下降,再讓其加速下降。同學(xué)們發(fā)現(xiàn),重物在靜止和勻速下降時,彈簧測力計的示數(shù)相同就等于物體所受的重力;而加速下降時,卻看到彈簧測力計的示數(shù)明顯減小,好像物體的重力突然間減小了。老師解釋說:“這在物理學(xué)上稱為失重現(xiàn)象,失重就是物體對支持物的壓力或懸掛物的拉
34、力小于物體實際所受重力的現(xiàn)象。如當(dāng)人們乘電梯加速下降時,人對電梯地面的壓力就小于人受到的重力?!毙∮略诶蠋熤笇?dǎo)下到電梯內(nèi)做失重實驗,如圖甲所示,他將一體重秤放在電梯水平地面上,然后站上秤臺,如圖乙所示。在電梯向下運(yùn)動的過程中,他記錄下體重秤在不同時間段的示數(shù)及對應(yīng)的時間,描繪出了體重秤的示數(shù)隨時間t的變化圖像如圖丙所示。已知小勇的實際質(zhì)量為60kg。(g10N/kg)(1)求電梯靜止時,小勇對秤臺的壓力;(2)若電梯在10s內(nèi)下降的距離為18m,求電梯這段運(yùn)動時間內(nèi)的平均速度;(3)根據(jù)圖丙分析,小勇在哪段時間內(nèi)處于失重狀態(tài)?求此時他對秤臺的壓力;(4)若下降中體重秤示數(shù)為零,即說明他對體重秤
35、壓力為零,我們稱這種現(xiàn)象為完全失重。如果物體所受合力的大小與物體質(zhì)量關(guān)系為F合ma,其中a稱為加速度,單位為N/kg。請計算小勇完全失重時加速度a的大小。4.(2020貴陽)2020年6月23日,第55顆“北斗”衛(wèi)星成功發(fā)射,自此“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)成功,這標(biāo)志著我國從航天大國邁向航天強(qiáng)國。承擔(dān)此次“北斗”衛(wèi)星運(yùn)載任務(wù)的是“長征三號乙”三級運(yùn)載火箭。如圖所示是三級運(yùn)載火箭的結(jié)構(gòu)示意圖,三級火箭內(nèi)都滿載燃料。火箭發(fā)射升空時,先點(diǎn)燃第一級火箭,它的燃料用完后空殼自動脫離,這時第二級火箭開始工作,繼續(xù)推動火箭加速運(yùn)動。第二級火箭在燃料用完后空殼也自動脫離,接著第三級火箭開始工作,再次加速將衛(wèi)星送
36、至預(yù)定軌道,最終完成“星箭分離”。衛(wèi)星到達(dá)預(yù)定軌道展開太陽能電池帆板,以一定的速度繞地球飛行。請回答下列問題:(1)火箭升空的動力來源于燃料燃燒釋放的_能;衛(wèi)星與地面設(shè)備通過_波傳遞信息。(2)若滿載燃料的火箭質(zhì)量為2105kg,則受到的重力是多少?(取g10N/kg)(3)火箭在某階段以7.42km/s的速度勻速飛行100s,則這段時間內(nèi)火箭飛行的路程是多少?內(nèi)電磁限時訓(xùn)練二(15分鐘)1. 如圖甲所示是我們經(jīng)??吹降膱鼍?,滿載木材的貨車,車廂尾部沒有任何遮擋,一旦貨車突然向前加速,木材就可能向后滑出,對后面的車輛造成嚴(yán)重傷害。這引起了小光的思考:只要貨車加速,木材就都會滑出嗎?為此他請教了
37、老師,老師解釋道:這要看車加速的程度,物理學(xué)中用“加速度”這個物理量來描述物體加速的快慢程度,要讓物體加速運(yùn)動,就需要有外力對它作用。要使木材不滑落,必須有其他物體對它施加摩擦力,使它產(chǎn)生和車相同大小的加速度,與車保持相對靜止,一起向前運(yùn)動。小光將以上情景簡化成了如圖乙所示的模型,水平車廂中有一根質(zhì)量分布均勻的木頭。請你根據(jù)以上信息解答下列問題:(1)若木頭的質(zhì)量為100kg,它的重力是多大?(取g10N/kg)(2)若車廂長3m,木頭長4m,在木頭從車廂滑出的過程中,車廂對木頭的摩擦力為100N,則這一過程中摩擦力至少對木頭做了多少功?(提示:木頭重心O在其中點(diǎn)處,當(dāng)重心滑過車廂尾部,木頭會
38、傾倒)解:(1)木頭的重力:Gmg100kg10N/kg1000N;(2)由圖可知,木頭只在車廂上滑動了1m,Wfs100N1m100J;已知細(xì)線能承受的最大拉力為15N,打開閥門K,使水緩慢流出,當(dāng)細(xì)線斷裂時立即關(guān)閉閥門K,關(guān)閉閥門K時水流損失不計,細(xì)線斷裂后物體A下落過程中不翻轉(zhuǎn),物體A不吸水。(水1.0103kg/m3,取g10N/kg)(1)從細(xì)線斷裂到物體A下落到容器底部的過程中,求重力對物體A所做的功。(2)物體A下落到容器底部穩(wěn)定后,求水對容器底部的壓強(qiáng)。(3)閱讀后解答:當(dāng)細(xì)線斷裂后,物體A所受重力與浮力將不平衡,物體A所受重力與浮力之差稱為物體A所受的合外力F(不計水對物體A
39、的阻力),由牛頓第二定律可知:所受的合外力會使物體產(chǎn)生運(yùn)動的加速度a,并且合外力與加速度之間關(guān)系式為:Fma(式中的F單位為N,a的單位為m/s2,m為物體的質(zhì)量,其單位為kg)。通過閱讀以上材料,求物體A從全部浸沒于水面之下時至恰好沉到圓柱形容器底部的過程中加速度a的大小。4類型4機(jī)械能轉(zhuǎn)化的分析與計算限時訓(xùn)練一(25分鐘)1. 小靜在觀看臺球比賽時發(fā)現(xiàn):有時運(yùn)動的白球去撞擊一個靜止的球后,白球會立即靜止在碰撞時的位置,而被撞的球似乎接替了白球,沿白球原來的運(yùn)動方向,以幾乎相同的速度向前運(yùn)動,如圖甲所示。小靜想:白球碰撞后立即靜止,被撞的球是以白球撞前相同大小的速度運(yùn)動出去的嗎?通過了解和初
40、步實驗,小靜發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)體積和質(zhì)量均相同的兩球,而且球心在同一直線上相碰時,才可能出現(xiàn)上述現(xiàn)象。為進(jìn)一步探究,她設(shè)計了下述實驗方案:將一個兩端翹起、中間水平的軌道固定在水平桌面上,取兩個相同的臺球A、B,將B球靜置于軌道的水平部分,A球置于軌道左端斜面上某處,測出該點(diǎn)到水平桌面的高度h1,如圖乙所示,釋放A球,撞擊后,A球靜止,B球向前運(yùn)動并沖上軌道右端斜面能到達(dá)的最高點(diǎn),測出該點(diǎn)的高度h2。通過比較h2與h1的大小關(guān)系即可作出判斷。請你回答以下問題:重力勢動(4)在實際實驗中,測出的h2總小于h1,若導(dǎo)致這一現(xiàn)象的原因是軌道不光滑,那么,在阻力不可避免的情況下,你認(rèn)為小靜的設(shè)計是否還有價值?請
41、說出你的理由。_。有價值。在阻力無法避免的情況下,用光滑程度不同的軌道多次實驗,軌道越光滑,h2越接近h1,即可推理得出:當(dāng)無阻力時,h2h1,即可判斷vBvA沒有 (4)高空拋物是城市上空的痛,請為杜絕高空拋物寫一句標(biāo)語:_。請不要高空拋物3.某卡車在限速60km/h的公路上與路旁障礙物相撞,處理事故的警察在泥地中發(fā)現(xiàn)了一個小的金屬物體,可以判斷,它是事故發(fā)生時車頂上一個松脫的零件被拋出而陷在泥地里的,警察測得這個零件在事故發(fā)生時的原位置與陷落點(diǎn)的水平距離l為14.0m,車頂距泥地的豎直高度h為2.45m,此零件所受的重力為1N,求:(1)在此過程中零件重力做的功;5.“溜溜球”是青少年喜愛
42、的游戲玩具。如圖所示,“溜溜球”質(zhì)量為200g,體積為100cm3,固定在長0.8m,具有彈性伸縮的輕質(zhì)橡皮筋上,在彈性限度內(nèi)橡皮筋的伸長量x與彈力F成正比,即Fkx;小朋友站在水池旁,拿“溜溜球”的手距離水面1.2m,將“溜溜球”由靜止放手豎直落下。當(dāng)“溜溜球”下落至圖中O點(diǎn)時,繩子剛好伸直到原長狀態(tài);“溜溜球”繼續(xù)下落至A點(diǎn)時,剛好在水面位置,這一瞬間“溜溜球”恰好處于平衡狀態(tài);接著“溜溜球”下落入水下沉L后。此時橡皮筋達(dá)到最長,并在B點(diǎn)開始上?。ㄕ麄€過程橡皮筋在彈性限度內(nèi))。忽略空氣阻力,水的密度1.0103kg/m3,g取10N/kg不計空氣阻力,請你完成下列問題:(1)當(dāng)“溜溜球”剛
43、好下落至O點(diǎn)瞬間,它的動能是多少?(2)當(dāng)“溜溜球”剛好下落至A點(diǎn)瞬間,“溜溜球”受到的拉力是多少?“溜溜球”在哪個時刻獲得的動能達(dá)到最大?為什么?(3)若“溜溜球”剛好浸沒在水中,直到到達(dá)B點(diǎn)時,它下沉深度L0.2m。下沉過程中水對它的阻力f8.5N保持不變,則“溜溜球”在B點(diǎn)受到橡皮筋的拉力是多少?“溜溜球”與橡皮筋總的機(jī)械能損失了多少?解:(1)當(dāng)“溜溜球”下落至O點(diǎn)的過程,重力勢能轉(zhuǎn)化為動能,即EkEpmgh0.2kg10N/kg0.8m1.6J;(2)“溜溜球”繼續(xù)下落至A點(diǎn)時,剛好在水面位置,這一瞬間“溜溜球”恰好處于平衡狀態(tài),受到的重力和拉力是一對平衡力,平衡力大小相等,即FGm
44、g0.2kg10N/kg2N;此時,拉力與重力相等,合力為零,速度最大;(3)由(2)知,當(dāng)溜溜球到A點(diǎn)時,拉力等于重力等于2N,橡皮筋伸長:x1.2m0.8m0.4m,因為在彈性限度內(nèi)橡皮筋的伸長量x與彈力F成正比,即Fkx,所以,2N0.4mk解得:k5N/m,當(dāng)“溜溜球”在B點(diǎn)時伸長:x1.2m0.2m0.8m0.6m,此時受到橡皮筋的拉力:Fkx5N/m0.6m3N;克服水的阻力做的功即為“溜溜球”與橡皮筋總損失的機(jī)械能:EfL8.5N0.2m1.7J。限時訓(xùn)練二(20分鐘)1.“蹦極”是當(dāng)前在青年人中流行的一種驚險、刺激運(yùn)動。跳躍者把一端固定的長彈性繩綁在踝關(guān)節(jié)等處,從幾十米高處跳下的一種極限運(yùn)動。如圖所示是某運(yùn)動員做蹦極運(yùn)動的vt圖像(忽略空氣阻力),規(guī)定運(yùn)動員速度方向向下為正,由該圖像可知在時間0t1內(nèi)運(yùn)動員_能轉(zhuǎn)化為_能,_時刻彈性繩的彈性勢能最大,此時運(yùn)動員的動能為_J,_時刻運(yùn)動員受到的重力等于彈性繩的拉力,_時刻運(yùn)動員再次達(dá)到最高點(diǎn)。重力勢動t30t4t62. 海若同學(xué)騎自行車來到一段上坡路,她發(fā)現(xiàn)即使不踩踏板,自行車也能沖上斜坡一段距離。幾次試驗,她發(fā)現(xiàn)在坡底時的速度越大,自行車自行沖上斜坡的距離就越遠(yuǎn)。自行車沖上斜坡的最大距離與哪些因素有關(guān)呢?
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