时间:2017-08-05 16:48:11
1、选择题 如图两个内壁光滑、半径不同的半球形碗,放在不同高度的水平面上,使两碗口处于同一水平面.现将质量相同的两个小球(小球半径远小于碗的半径),分别从两个碗的边缘由静止释放(忽略空气阻力),则
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参考答案:BC
本题解析:据,
可知C正确,两小球机械能守恒,故B正确. 【命题主旨】考查力学问题综合应用.
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,斜面上表面光滑绝缘,倾角为,斜面上方有一垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,现有一个质量为m、带电量为+q的小球在斜面上被无初速度释放,假设斜面足够长,则小球从释放开始,下滑多远后离开斜面?
参考答案:
本题解析:
小球沿斜面下滑,在离开斜面前,收到洛伦兹力f垂直斜面向上,对加速度a没有贡献,其受力分析如图:
设下滑x远离开斜面,此时斜面对小球的支持力FN=0,由牛顿运动定律和运动学有关公式得:
f+FN=mgcos (1)
FN=0 (2)
mgsin=ma (3)
f=qBv (4)
v2=2ax (5)
解以上方程得,
本题难度:一般
3、计算题 (14分)如图所示,光滑圆弧轨道最低点与光滑斜面在B点用一段光滑小圆弧平滑连接,可认为没有能量的损失,圆弧半径为R="0.5" m,斜面的倾角为450,现有一个可视为质点、质量为m="0.1" kg的小球从斜面上A点由静止释放,通过圆弧轨道最低点B时对轨道的压力为6 N。以B点为坐标原点建立坐标系如图所示(g="10" m/s2)。求:
(1)小球最初自由释放位置A离最低点B的高度h;
(2)小球运动到C点时对轨道的压力的大小;
(3)小球从离开C点至第一次落回到斜面上,落点的坐标是多少?
参考答案:(1)小球最初自由释放位置A离最低点B的高度1.25 m;(2)小球运动到C点时对轨道的压力的大小为;(3)小球从离开C点至第一次落回到斜面上,落点的坐标是(
,
)。
本题解析:(1)由圆周运动向心力
由动能定理得
解得h="1.25" m。
(2)由动能定理
圆周运动
,由作用力与反作用力的关系可得小球运动到C点时对轨道的压力FC′=-FC=0。
(3)设落点的坐标为(x,y),由平抛运动规律
联立解得x=,y=
。
则坐标为(,
)。
考点:机械能守恒定律、向心力
点评:小球的运动过程可以分匀加速直线运动、机械能守恒运动及平抛运动,采用相应的规律求解即可。
本题难度:一般
4、计算题 如图所示,是一摩托车特技表演的轨道示意图。AB是距地面高为H的平台上的水平加速轨道,其长度为L,CD是半径为R的竖直光滑圆弧轨道,CD轨道在最低点D与水平面相切,D点恰好又是紧接的竖直光滑圆形轨道的入口,该圆形轨道的出口与右侧水平减速轨道EF光滑相接。假设某总质量为m的摩托车(可视为质点)由A点从静止开始沿AB轨道做匀加速直线运动,到达B端时关闭发动机后水平飞出,刚好从C点沿切线方向进入圆弧轨道,运动过程中恰能通过圆形轨道的最高点P,最后从E点进入减速轨道直到停止。已知重力加速度为g,不计空气阻力。试求:
(1)摩托车在AB轨道上的加速度a;
(2)竖直圆形轨道的半径;
参考答案:(1)(2)
本题解析:摩托车运动分为三个阶段处理:AB段加速,BC段平抛、CDP段光滑曲线运动。设摩托车在AB轨道上的加速度为a,从B处飞出的速度为υ0,BC段平抛的竖直位移为h,到达C点的竖直分速度为υCy,水平分速度为υCx,竖直圆形轨道的半径为r,经过最高点P的速度为υ。
(1)对AB轨道上的加速过程有:2aL =υ02 ①1分
对BC段的平抛运动过程有:υcy2=2gh ②1分 υcx=υ0 ③1分
由几何关系可知, ④1分
到达C点时的速度偏向角为45º,所以两分速度大小相等:υCx=υCy ⑤1分
联立①②③④⑤解得: ⑥1分
⑦2分
(2)以水平地面为参考平面,摩托车从B到P的过程机械能守恒,所以 ⑧2分
在P点由动力学原理得: ⑨2分
联立⑥⑧⑩解得: ⑩1分
考点:考查了圆周运动,平抛运动,机械能守恒
本题难度:一般
5、计算题 (12分)在竖直平面内,一根光滑金属杆弯成如图所示形状,相应的曲线方程为(单位:
),式中
。将一光滑小环套在该金属杆上,并从
处以
的初速度沿杆向下运动,取重力加速度
。求
(1)当小环运动到时的速度大小;
(2)该小环最远能运动到的位置坐标多少?
参考答案:(1) (2)(
,0)
本题解析:(1)由曲线方程可知,环在x=0处的坐标是y1=-1.25m 1分)
在时,y2= -2.5m (1分)
选y=0处为零势能参考平面,根据机械能守恒有,
解得 (4分)
(2)当环运动到最远处时,速度为零,根据机械能守恒有
, (3分)
解得y3=0, (1分)
即,得
(1分)
该小环在x轴方向最远能运动到(,0)处 (1分)
考点:本题考查机械能守恒定律。
本题难度:一般