时间:2018-10-11 01:31:26
1、计算题 “头脑风暴法”是上个世纪风靡美国的一种培养学生创新思维能力的方法，某学校的一个“头脑风暴实验研究小组”，以“保护鸡蛋”为题，要求制作一个装置，让鸡蛋从高处落到地面而不被摔坏；鸡蛋要不被摔坏，直接撞击地面的速度最大不能超过1.5m／s。现有一位同学设计了如图所示的一个装置来保护鸡蛋，用A、B两块较粗糙的夹板夹住鸡蛋，鸡蛋夹放的位置离装置下端的距离要s=0.45m，A、B夹板与鸡蛋之间的摩擦力都为鸡蛋重力的5倍，现将该装置从距地面某一高处自由落下，装置碰地后速度为0，且保持竖直反弹，不计装置与地面作用时间。g=10m/s2。
（1）如果没有保护，鸡蛋自由下落而不被摔坏的最大高度h；
（2）如果使用该装置保护，刚开始装置的末端离地面的最大高度H？（计算结果小数点后保留两位数字） 
参考答案：解：（1）没有保护时，鸡蛋自由下落而不被摔坏，由机械能守恒定律得：
?①
∴
m ②
（2）在装置开始下落到着地过程，对鸡蛋应用机械守恒定律得：
③
在装置着地到鸡蛋撞地过程，对鸡蛋应用动能定量得：
④
?⑤
联立③④⑤得：
m
本题解析：
本题难度：困难
2、计算题 如图所示,光滑圆管形轨道AB部分平直,BC部分是处于竖直平面内半径为R的半圆,圆管截面半径r＜＜R.有一质量为m、半径比r略小的光滑小球以水平初速度v0射入圆管，问:
(1)若要使小球能从C端出来，初速度v0,多大?
(2)在小球从C端出来的瞬间,对管壁压力有哪几种典型情况？初速v0各应满足什么条件?
参考答案：（1）
?(2)①当N=0时,
②对管壁有向上的压力,
③对管壁有向下的压力,
本题解析：（1）当球恰好能从C端出来时，速度为零，根据机械能守恒定律求解初速度v0．
（2）以小球为研究对象，小球经过C点时速度不同，管壁对球的作用力大小和方向不同，分析讨论：当管壁对球无作用力时，在C点由重力提供小球的向心力，由牛顿第二定律求出在C点的速度，由机械能守恒定律求出初速v0．当初速度大于和小于临界速度时，由向心力知识分析管壁对球的作用力大小和方向．
（1）当球恰好能从C端出来时，速度vC=0．根据机械能守恒定律得：
，解得
，所以要使小球能从C端出来，初速度
（2）在小球从C端出来的瞬间，对管壁压力有三种典型情况：
（3）①当管壁对球无作用力时，即N=0时，
，解得
，根据机械能守恒定律得
，解得
②当管壁 对球的作用力方向向下时，球对管壁的压力方向向上，此时
③当管壁对球的作用力方向向上时，球对管壁的压力方向向下，此时
点评：本题难度中等，对于小球在管子里的运动情形与轻杆模型类似，关键抓住临界情况：小球恰好到最高点和在最高点恰好不受管壁作用力两种情况
本题难度：一般
3、计算题 一根长为L、质量不计的硬杆OA，杆的中点C及A端各固定一个质量均为m的小球，杆、球系统可在竖直平面内绕O端的水平轴转动，如图所示.若开始时杆处于水平位置，并由静止释放，当该系统在转动过程中通过竖直位置时，A端小球的速度
为多大？中点小球的机械能比在水平位置时减少了多少？
参考答案：
?
本题解析：在转动过程中，A、C两球的角速度相同，设A球的速度为，C球的速度为
，则有
于是有：
? ①
以A、C和杆组成的系统中，只有重力势能和动能相互转化，机械能守恒，由机械能守恒定律，并选最低点为零势能参考平面，则有
即
? ②
由①②两式联立解得： 
中点小球C的机械能减少量为
本题难度：一般
4、选择题 如图所示，质量为m的小球在竖直面内的光滑圆轨道内侧做半径为R的圆周运动．设小球恰好能通过最高点B时速度的大小为v.若小球在最低点水平向右的速度大小为2v，则下列说法正确的是( )
A．小球能通过最高点B
B．小球在最低点对轨道的压力大小为5mg
C．小球能通过与圆心等高的A点
D．小球在A、B之间某一点脱离圆轨道，此后做平抛运动
参考答案：BC
本题解析：根据题意有mg＝m
，设当小球在最低点水平向右的速度大小为2v时，它运动到最高点B时的速度为vB，根据机械能守恒定律有
m(2v)2＝2mgR＋mv
，解得vB＝0，所以小球不可能通过最高点B，但能通过与圆心等高的A点，小球在A、B之间某一点脱离圆轨道，此后做斜抛运动；小球在最低点对轨道的压力大小为5mg.
本题难度：一般
5、填空题 气球以10m/s的速度匀速上升，当它上升到离地15米高处，从气球上掉下一个物体，不计空气阻力则物体落地时的速度为____________。
参考答案：20m/s
本题解析：
本题难度：一般