高中物理力学综合试题及答案
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2023年高考物理:力学综合复习卷(基础必刷)一、单项选择题(本题包含8小题,每小题4分,共32分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)(共8题)第(1)题如图所示,两端封闭的玻璃管在常温下竖直放置,管内充有理想气体,一段汞柱将气体封闭成上下两部分,两部分气体的长度分别为,,且,下列判断正确的是( )A.将玻璃管转至水平,稳定后两部分气体长度B.将玻璃管转至水平,稳定后两部分气体长度C.保持玻璃管竖直,使两部分气体升高相同温度,稳定后两部分气体长度D.保持玻璃管竖直,使两部分气体升高相同温度,稳定后两部分气体长度第(2)题某质点P从静止开始以加速度a1做匀加速直线运动,经t(s)立即以反向的加速度a2做匀减速直线运动,又经t(s)后恰好回到出发点,则( )A.a1=a2B.2a1=a2C.3a1=a2D.4a1=a2第(3)题如图所示,OA、OB是竖直面内两根固定的光滑细杆,O、A、B位于同一圆周上,OB为圆的直径。
每根杆上都套着一个小滑环(图中未画出),两个滑环都从O点无初速释放,用t1、t2分别表B示滑环到达A、B所用的时间,则()A.B.C.D.无法比较t1、t2的大小第(4)题如图所示,小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动,后受到磁极的侧向作用力而做图示的曲线运动到达D点,从图可知磁极的位置及极性可能是( )A.磁极在A位置,极性一定是N极B.磁极在B位置,极性一定是S极C.磁极在C位置,极性一定是N极D.磁极在B位置,极性无法确定第(5)题如图所示,绝缘水平面上,虚线左侧有垂直于水平面向上的匀强磁场、右侧有垂直于水平面向下的匀强磁场,磁感应强度大小均为,、、为绝缘水平面上的三个固定点,点在虚线上,、两点在左右两磁场中,两根直的硬导线连接和间,软导线连接在间,连线与垂直,、到的距离均为,,、、三段导线电阻相等,,。
通过、两点给线框通入大小为的恒定电流,待、间软导线形状稳定后线框受到的安培力大小为( )A.0B.C.D.第(6)题如图所示,山上一条输电导线架设在两支架间,M、N分别为导线在支架处的两点,P为导线最低点,则这三处导线中的张力、、大小关系是( )A.B.C.D.第(7)题足够长的光滑斜面上的三个相同的物块通过与斜面平行的细线相连,在沿斜面方向的拉力的作用下保持静止,如图甲所示,物块2的右侧固定有不计质量的力传感器。
1、( )如下图,斜面小车M静止在光滑水平面上,一边紧贴墙壁。
假设再在斜面上加一物体m,且M、m都静止,此时小车受力个数为2、( )如下图,带支架的平板小车沿水平面向左做直线运动,小球A用细线悬挂于支架前端,质量为m的物块B始终相对于小车静止地摆放在右端。
B与小车平板间的动摩擦因数为μ。
假设观察到细线偏离竖直方向θ角,则此刻小车对物块B产生的作用力的大小和方向为A.mg,斜向右上方B.mg,斜向左上方C.mgtanθ,水平向右D.mg,竖直向上3、( )如下图,实线记录了一次实验中得到的小车运动的v-t图象,为了简化计算,用虚线作近似处理,以下表述正确的选项是A.小车做曲线运动B.小车先做加速运动,再做匀速运动,最后做减速运动C.在t1时刻虚线反映的加速度比实际小D.在0~t1的时间内,由虚线计算出的平均速度比实际的小4、( )2015年9月28日,年度最大最圆的月亮("超级月亮〞)现身天宇,这是月球运动到了近地点的缘故。
然后月球离开近地点向着远地点而去,"超级月亮〞也与我们渐行渐远。
在月球从近地点到达远地点的过程中,下面说法错误的选项是A.月球运动速度越来越大B.月球的向心加速度越来越大C.地球对月球的万有引力做正功D.虽然离地球越来越远,但月球的机械能不变5、( )一环状物体套在光滑水平直杆上,能沿杆自由滑动,绳子一端系在物体上,另一端绕过定滑轮,用大小恒定的力F拉着,使物体沿杆自左向右滑动,如下图,物体在杆上通过a、b、c三点时的动能分别为E a、E b、E c,且ab=bc,滑轮质量和摩擦均不计,则以下关系中正确的选项是A.E b-E a=E c-E bB.E b-E a<E c-E bC.E b-E a>E c-E bD.E a>E b>E c6、( )消防员用绳子将一不慎落入井中的儿童从井内加速向上提的过程中,不计绳子的重力,以下说法正确的是A.绳子对儿童的拉力大于儿童对绳子的拉力B.绳子对儿童的拉力大于儿童的重力C.消防员对绳子的拉力与绳子对消防员的拉力是一对作用力与反作用力D.消防员对绳子的拉力与绳子对儿童的拉力是一对平衡力7、( )汽车沿平直的公路以恒定功率P从静止开场启动,经过一段时间t到达最大速度v,假设所受阻力始终不变,则在t这段时间内,下面说法错误的选项是A.汽车牵引力恒定B.汽车牵引力做的功为PtC.汽车加速度不断增大D.汽车牵引力做的功为mv28、( )图甲中的塔吊是现代工地必不可少的建筑设备,图乙为150kg的建筑材料被吊车竖直向上提升过程的简化运动图象,g取10m/s2,以下判断正确的选项是A.前10 s悬线的拉力恒为1 500 NB.46 s末材料离地面的距离为22 mC.0~10 s材料处于失重状态D.在0~10 s钢索最容易发生断裂9、( )如下图,轻质弹簧上端固定,下端系一物体,物体在A处时,弹簧处于原长状态。
2023高中物理力学综合复习题集附答案2023高中物理力学综合复习题集附答案第一章:运动的描述与研究方法1. 下列()是力学的基础学科。
A. 声学B. 热学C. 光学D. 力学答案:D2. 动量的单位是()。
A. NB. kg·m/sC. kg·m^2/sD. J答案:B3. 两个力的合力为零时,这两个力叫做()。
A. 平行力B. 重力C. 摩擦力D. 相等力答案:D4. 以下哪个是机械系统的特点?A. 具有质量B. 具有形状C. 可以有外界施加力D. 可以有外界提供能量答案:C5. 物体在匀速直线运动中,当外力为零时,物体要素的是()。
A. 逐渐停止B. 具有自动延续的运动状态C. 经过麻痹D. 成中立答案:B第二章:直线运动中的平均速度和瞬时速度1. 下列说法正确的是()。
A. 平均速度与瞬时速度所描述的是相同的量B. 平均速度与瞬时速度所描述的是不同的量 C. 平均速度与瞬时速度只有在直线匀速运动中才相等 D. 平均速度与瞬时速度一定相等答案:B2. 将仪器的起动误差、读数误差和人为操作误差等加起来得到的误差叫做()误差。
A. 随机B. 系统C. 局部D. 绝对答案:B3. 一个质点在t = 0 s时的速度为0 m/s,在t = 10 s时速度为50 m/s,这个质点在t = 10 s时的瞬时速度为()。
A. 0 m/sB. 5 m/sC. 10 m/sD. 50 m/s答案:D4. 匀变速直线运动的加速度可以表示为()。
A. a = (vf - vi) / (tf - ti)B. a = (vi - vf) / (tf - ti)C. a = vf - viD. a =vi - vf答案:A5. 一个质点在t = 0 s时的速度为0 m/s,在t = 10 s时速度为50 m/s,这个质点在t = 5 s时的速度为()。
A. 5 m/sB. 10 m/sC. 25 m/sD. 50 m/s答案:C第三章:匀速直线运动1. 一个质点匀速直线运动的位移与时间的关系是()。
高中物理力学试题及答案一、选择题(每题3分,共30分)1. 以下关于力的描述中,正确的是:A. 力是物体对物体的作用B. 力是物体运动的原因C. 力是维持物体运动的原因D. 力是改变物体运动状态的原因答案:A2. 根据牛顿第二定律,下列说法正确的是:A. 物体的加速度与作用力成正比B. 物体的加速度与作用力成反比C. 物体的加速度与物体质量成反比D. 物体的加速度与物体质量成正比答案:C3. 一个物体在水平面上受到一个水平向右的力F,下列说法正确的是:A. 物体一定向右加速B. 物体一定向左加速C. 物体可能静止不动D. 物体可能向左运动答案:C4. 一个物体从静止开始下落,不计空气阻力,其下落速度与时间的关系是:A. 速度与时间成正比B. 速度与时间的平方成正比C. 速度与时间的平方成反比D. 速度与时间的平方成正比,但与重力加速度无关答案:B5. 两个质量相同的物体,分别从不同高度自由下落,它们落地时的速度:A. 相同B. 不同C. 与下落高度成正比D. 与下落高度成反比答案:A6. 根据动量守恒定律,下列说法正确的是:A. 系统内总动量在任何情况下都守恒B. 只有在外力为零时系统动量才守恒C. 系统内总动量在有外力作用时不守恒D. 系统内总动量在有外力作用时也可能守恒答案:D7. 一个物体在水平面上以一定的初速度开始做匀减速直线运动,下列说法正确的是:A. 物体的加速度方向与速度方向相反B. 物体的加速度方向与速度方向相同C. 物体的加速度大小与速度大小成正比D. 物体的加速度大小与速度大小成反比答案:A8. 一个物体在竖直方向上受到一个向上的力F,下列说法正确的是:A. 物体一定向上加速B. 物体一定向下加速C. 物体可能静止不动D. 物体可能向下运动答案:C9. 根据能量守恒定律,下列说法正确的是:A. 能量可以在不同形式之间转化B. 能量可以在不同物体之间转移C. 能量的总量在任何情况下都守恒D. 能量的总量在有外力作用时不守恒答案:C10. 一个物体在水平面上做匀速圆周运动,下列说法正确的是:A. 物体的线速度大小不变B. 物体的角速度大小不变C. 物体的向心加速度大小不变D. 物体的向心力大小不变答案:D二、填空题(每题2分,共20分)1. 牛顿第一定律也被称为______定律。
高中物理力学计算题汇总经典精解(50题)1.如图1-73所示,质量M=10kg的木楔ABC静止置于粗糙水平地面上,摩擦因素μ=0.02.在木楔的倾角θ为30°的斜面上,有一质量m=1.0kg的物块由静止开始沿斜面下滑.当滑行路程s=1.4m时,其速度v=1.4m/s.在这过程中木楔没有动.求地面对木楔的摩擦力的大小和方向.(重力加速度取g=10/m·s2)图1-732.某航空公司的一架客机,在正常航线上作水平飞行时,由于突然受到强大垂直气流的作用,使飞机在10s内高度下降1700m造成众多乘客和机组人员的伤害事故,如果只研究飞机在竖直方向上的运动,且假定这一运动是匀变速直线运动.试计算:(1)飞机在竖直方向上产生的加速度多大?方向怎样?(2)乘客所系安全带必须提供相当于乘客体重多少倍的竖直拉力,才能使乘客不脱离座椅?(g取10m/s2)(3)未系安全带的乘客,相对于机舱将向什么方向运动?最可能受到伤害的是人体的什么部位?(注:飞机上乘客所系的安全带是固定连结在飞机座椅和乘客腰部的较宽的带子,它使乘客与飞机座椅连为一体) 3.宇航员在月球上自高h处以初速度v0水平抛出一小球,测出水平射程为L(地面平坦),已知月球半径为R,若在月球上发射一颗月球的卫星,它在月球表面附近环绕月球运行的周期是多少?4.把一个质量是2kg的物块放在水平面上,用12N的水平拉力使物体从静止开始运动,物块与水平面的动摩擦因数为0.2,物块运动2秒末撤去拉力,g取10m/s2.求(1)2秒末物块的即时速度.(2)此后物块在水平面上还能滑行的最大距离.5.如图1—74所示,一个人用与水平方向成θ=30°角的斜向下的推力F推一个重G=200N的箱子匀速前进,箱子与地面间的动摩擦因数为μ=0.40(g=10m/s2).求图1—74(1)推力F的大小.(2)若人不改变推力F的大小,只把力的方向变为水平去推这个静止的箱子,推力作用时间t=3.0s后撤去,箱子最远运动多长距离?6.一网球运动员在离开网的距离为12m处沿水平方向发球,发球高度为2.4m,网的高度为0.9m.(1)若网球在网上0.1m处越过,求网球的初速度.(2)若按上述初速度发球,求该网球落地点到网的距离.取g=10/m·s2,不考虑空气阻力.7.在光滑的水平面内,一质量m=1kg的质点以速度v0=10m/s沿x轴正方向运动,经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F=5N作用,直线OA与x轴成37°角,如图1—70所示,求:图1—70(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点,则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标;(2)质点经过P点时的速度.8.如图1—71甲所示,质量为1kg的物体置于固定斜面上,对物体施以平行于斜面向上的拉力F,1s末后将拉力撤去.物体运动的v—t图象如图1-71乙,试求拉力F.图1-719.一平直的传送带以速率v=2m/s匀速运行,在A处把物体轻轻地放到传送带上,经过时间t=6s,物体到达B处.A、B相距L=10m.则物体在传送带上匀加速运动的时间是多少?如果提高传送带的运行速率,物体能较快地传送到B处.要让物体以最短的时间从A处传送到B处,说明并计算传送带的运行速率至少应为多大?若使传送带的运行速率在此基础上再增大1倍,则物体从A传送到B的时间又是多少?10.如图1—72所示,火箭内平台上放有测试仪器,火箭从地面起动后,以加速度g/2竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为起动前压力的17/18,已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度.(g为地面附近的重力加速度)图1—7211.地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G,发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星,卫星的速度称为第一宇宙速度.(1)试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式,要求写出推导依据.(2)若已知第一宇宙速度的大小为v=7.9km/s,地球半径R=6.4×103km,万有引力常量G=(2/3)×10-10N·m2/kg2,求地球质量(结果要求保留二位有效数字).12.如图1-75所示,质量2.0kg的小车放在光滑水平面上,在小车右端放一质量为1.0kg的物块,物块与小车之间的动摩擦因数为0.5,当物块与小车同时分别受到水平向左F1=6.0N的拉力和水平向右F2=9.0N的拉力,经0.4s同时撤去两力,为使物块不从小车上滑下,求小车最少要多长.(g取10m/s2)图1-7513.如图1—76所示,带弧形轨道的小车放在上表面光滑的静止浮于水面的船上,车左端被固定在船上的物体挡住,小车的弧形轨道和水平部分在B点相切,且AB段光滑,BC段粗糙.现有一个离车的BC面高为h的木块由A点自静止滑下,最终停在车面上BC段的某处.已知木块、车、船的质量分别为m1=m,m2=2m,m3=3m;木块与车表面间的动摩擦因数μ=0.4,水对船的阻力不计,求木块在BC面上滑行的距离s是多少?(设船足够长)图1—7614.如图1-77所示,一条不可伸长的轻绳长为L,一端用手握住,另一端系一质量为m的小球,今使手握的一端在水平桌面上做半径为R、角速度为ω的匀速圆周运动,且使绳始终与半径R的圆相切,小球也将在同一水平面内做匀速圆周运动,若人手做功的功率为P,求:图1—77(1)小球做匀速圆周运动的线速度大小.(2)小球在运动过程中所受到的摩擦阻力的大小.15.如图1—78所示,长为L=0.50m的木板AB静止、固定在水平面上,在AB的左端面有一质量为M=0.48kg的小木块C(可视为质点),现有一质量为m=20g的子弹以v0=75m/s的速度射向小木块C并留在小木块中.已知小木块C与木板AB之间的动摩擦因数为μ=0.1.(g取10m/s2)图1—78(1)求小木块C运动至AB右端面时的速度大小v2.(2)若将木板AB固定在以u=1.0m/s恒定速度向右运动的小车上(小车质量远大于小木块C的质量),小木块C仍放在木板AB的A端,子弹以v0′=76m/s的速度射向小木块C并留在小木块中,求小木块C运动至AB右端面的过程中小车向右运动的距离s.16.如图1-79所示,一质量M=2kg的长木板B静止于光滑水平面上,B的右边放有竖直挡板.现有一小物体A(可视为质点)质量m=1kg,以速度v0=6m/s从B的左端水平滑上B,已知A和B间的动摩擦因数μ=0.2,B与竖直挡板的碰撞时间极短,且碰撞时无机械能损失.图1-79(1)若B的右端距挡板s=4m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?(2)若B的右端距挡板s=0.5m,要使A最终不脱离B,则木板B的长度至少多长?17.如图1—80所示,长木板A右边固定着一个挡板,包括挡板在内的总质量为1.5M,静止在光滑的水平地面上.小木块B质量为M,从A的左端开始以初速度v0在A上滑动,滑到右端与挡板发生碰撞,已知碰撞过程时间极短,碰后木块B恰好滑到A的左端就停止滑动.已知B与A间的动摩擦因数为μ,B在A板上单程滑行长度为l.求:图1—80(1)若μl=3v02/160g,在B与挡板碰撞后的运动过程中,摩擦力对木板A做正功还是负功?做多少功?(2)讨论A和B在整个运动过程中,是否有可能在某一段时间里运动方向是向左的.如果不可能,说明理由;如果可能,求出发生这种情况的条件.18.在某市区内,一辆小汽车在平直的公路上以速度vA向东匀速行驶,一位观光游客正由南向北从班马线上横过马路.汽车司机发现前方有危险(游客正在D处)经0.7s作出反应,紧急刹车,但仍将正步行至B处的游客撞伤,该汽车最终在C处停下.为了清晰了解事故现场.现以图1-81示之:为了判断汽车司机是否超速行驶,警方派一警车以法定最高速度vm=14.0m/s行驶在同一马路的同一地段,在肇事汽车的起始制动点A紧急刹车,经31.5m后停下来.在事故现场测得AB=17.5m、BC=14.0m、BD=2.6m.问图1—81①该肇事汽车的初速度vA是多大?②游客横过马路的速度大小?(g取10m/s2)19.如图1-82所示,质量mA=10kg的物块A与质量mB=2kg的物块B放在倾角θ=30°的光滑斜面上处于静止状态,轻质弹簧一端与物块B连接,另一端与固定挡板连接,弹簧的劲度系数k=400N/m.现给物块A施加一个平行于斜面向上的力F,使物块A沿斜面向上做匀加速运动,已知力F在前0.2s内为变力,0.2s后为恒力,求(g取10m/s2)图1-82(1)力F的最大值与最小值;(2)力F由最小值达到最大值的过程中,物块A所增加的重力势能.20.如图1—83所示,滑块A、B的质量分别为m1与m2,m1<m2,由轻质弹簧相连接,置于水平的气垫导轨上.用一轻绳把两滑块拉至最近,使弹簧处于最大压缩状态后绑紧.两滑块一起以恒定的速度v0向右滑动.突然,轻绳断开.当弹簧伸长至本身的自然长度时,滑块A的速度正好为零.问在以后的运动过程中,滑块B是否会有速度等于零的时刻?试通过定量分析,证明你的结论.图1—8321.如图1—84所示,表面粗糙的圆盘以恒定角速度ω匀速转动,质量为m的物体与转轴间系有一轻质弹簧,已知弹簧的原长大于圆盘半径.弹簧的劲度系数为k,物体在距转轴R处恰好能随圆盘一起转动而无相对滑动,现将物体沿半径方向移动一小段距离,若移动后,物体仍能与圆盘一起转动,且保持相对静止,则需要的条件是什么?图1-8422.设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,根据万有引力定律、牛顿运动定律及周期的概念,论述人造地球卫星随着轨道半径的增加,它的线速度变小,周期变大.23.一质点做匀加速直线运动,其加速度为a,某时刻通过A点,经时间T通过B点,发生的位移为s1,再经过时间T通过C点,又经过第三个时间T通过D点,在第三个时间T内发生的位移为s3,试利用匀变速直线运动公式证明:a=(s3-s1)/2T2.24.小车拖着纸带做直线运动,打点计时器在纸带上打下了一系列的点.如何根据纸带上的点证明小车在做匀变速运动?说出判断依据并作出相应的证明.25.如图1-80所示,质量为1kg的小物块以5m/s的初速度滑上一块原来静止在水平面上的木板,木板的质量为4kg.经过时间2s以后,物块从木板的另一端以1m/s相对地的速度滑出,在这一过程中木板的位移为0。
高中物理力学试题附答案一、选择题(每题4分,共40分)1. 以下关于力的说法,正确的是()A. 力是物体对物体的作用,没有物体就没有力B. 力是矢量,有大小和方向,但没有作用点C. 力是标量,只有大小,没有方向D. 力的作用效果与物体的大小和形状无关答案:A2. 一个物体受到两个力的作用,下列说法正确的是()A. 这两个力的合力一定大于任何一个分力B. 这两个力的合力一定小于任何一个分力C. 这两个力的合力可以等于任何一个分力D. 这两个力的合力一定大于或等于任何一个分力答案:C3. 关于摩擦力的说法,下列正确的是()A. 摩擦力总是阻碍物体的运动B. 摩擦力的方向总是与物体的运动方向相反C. 摩擦力的大小与物体受到的压力成正比D. 摩擦力的大小与物体的运动速度成正比答案:C4. 在光滑水平面上,一个物体受到水平拉力的作用,下列说法正确的是()A. 物体的加速度与拉力成正比B. 物体的速度与拉力成正比C. 物体的位移与拉力成正比D. 物体的动能与拉力成正比答案:A5. 一个物体在水平面上做匀速直线运动,下列说法正确的是()A. 物体受到的合力为零B. 物体受到的摩擦力为零C. 物体的速度为零D. 物体的加速度为零答案:A二、填空题(每题5分,共30分)6. 一个物体受到两个共点力的作用,其中一个力为20N,方向向东,另一个力为15N,方向向北,则这两个力的合力大小为______N,方向为______。
答案:25N,东北方向7. 一个物体受到重力、支持力和摩擦力的作用,重力大小为10N,支持力大小为8N,摩擦力大小为2N,则这个物体受到的合力大小为______N,方向为______。
答案:2N,水平方向8. 一个物体在水平面上做匀速直线运动,受到的摩擦力大小为5N,物体的质量为2kg,则物体的加速度为______,物体的速度为______。
答案:0,任意值9. 一个物体从静止开始沿着光滑斜面下滑,斜面倾角为30°,重力加速度为10m/s²,则物体下滑的加速度为______m/s²,下滑过程中物体所受合力的大小为______N。
高三物理力学综合检测题一、选择题(1-6题单选,每小题5分;7-12题多选,每小题5分,共60分)1.如图所示,质量为m的木块A放在地面上的质量为M的三角形斜劈B上,现用大小均为F,方向相反的力分别推A和B,它们均静止不动,则()A.A与B之间一定存在弹力B.地面受向右的摩擦力C.B对A的支持力一定等于mgD.地面对B的支持力的大小一定等于Mg2. 如图,长为L的轻质细绳悬挂一个质量为m的小球,其下方有一个倾角为θ的光滑斜面体,放在光滑水平面上.开始时小球刚好与斜面接触无压力,现在用水平力F缓慢向左推动斜面体,直至细绳与斜面平行为止,对该过程中有关量的描述正确的是()A.绳的拉力和球对斜面的压力都在逐渐减小B.绳的拉力在逐渐减小,球对斜面的压力逐渐增大C.重力对小球做负功,斜面弹力对小球不做功D.推力F做的功是mgL(1-cos θ)3. 如图,斜面上a、b、c三点等距,小球从a点正上方O点抛出,做初速度为v0的平抛运动,恰落在b点.若小球初速度为v,其落点位于c,则()A.v0<v<2v0B.v=2v0C.2v0<v<3v0D.v>3v04.火星表面特征非常接近地球,可能适合人类居住.已知火星半径是地球半径的12,质量是地球质量的19,自转周期基本相同.地球表面重力加速度是g,若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h,在忽略自转影响的条件下,下述分析正确的是()A.王跃在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的2 9B.火星表面的重力加速度是2g 3C.火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2 3D.王跃在火星上能向上跳起的最大高度是3h 25. 甲、乙两物体在同一地点同时开始做直线运动的v-t图像如图所示。
根据图像提供的信息可知()A. 6 s末乙追上甲B. 在乙追上甲之前,甲、乙相距最远为10 mC. 8 s末甲、乙两物体相遇,且离出发点有22 mD. 在0~4 s内与4~6 s内甲的平均速度相等6.竖直向上抛出一小球,小球在运动过程中,所受空气阻力大小不变.规定向上方向为正方向,小球上升到最高点所用时间为t0,下列关于小球在空中运动过程中的加速度a、位移x、重力的瞬时功率P和机械能E随时间t变化的图象中,正确的是()7.(多选)(2015·广州毕业班测试)如图,甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星,甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行,若三颗星质量均为M,引力常量为G,则()A.甲星所受合外力为5GM2 4R2B.乙星所受合外力为GM2 R2C.甲星和丙星的线速度相同D.甲星和丙星的角速度相同8.为了探测X星球,总质量为m1的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动,轨道半径为r1,运动周期为T1.随后质量为m2的登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,则()A.X星球表面的重力加速度g X=4π2r1 T21B.X星球的质量M=4π2r31 GT21C.登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比v1v2=m1r2m2r1D.登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期T2=r32 r31T19.我国自行研制的新一代8×8轮式装甲车已达到西方国家第三代战车的水平,将成为中国军方快速部署型轻甲部队的主力装备.设该装甲车的质量为m,若在平直的公路上从静止开始加速,前进较短的距离s速度便可达到最大值v m.设在加速过程中发动机的功率恒定为P,装甲车所受阻力恒为F f,当速度为v(v<v m)时,所受牵引力为F.以下说法正确的是() A.装甲车速度为v时,装甲车的牵引力做功为FsB.装甲车的最大速度v m=P F fC.装甲车速度为v时加速度为a=F-F f mD.装甲车从静止开始达到最大速度v m所用时间t=2s v m10. 半径分别为R和R/2的两个半圆,分别组成图甲、乙所示的两个圆弧轨道,一小球从某一高度下落,分别从图甲、乙所示的开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入轨道,都沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下半圆轨道的最高点通过,则下列说法正确的是( )A.图甲中小球开始下落的高度比图乙中小球开始下落的高度高B.图甲中小球开始下落的高度和图乙中小球开始下落的高度一样高C.图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙中小球对轨道最低点的压力大D.图甲中小球对轨道最低点的压力和图乙中小球对轨道最低点的压力一样大11. 如图所示,轻质弹簧一端固定,另一端与一质量为m、套在粗糙竖直固定杆A处的圆环相连,弹簧水平且处于原长.圆环从A处由静止开始下滑,经过B处的速度最大,到达C 处的速度为零,AC=h.圆环在C处获得一竖直向上的速度v,恰好能回到A.弹簧始终在弹性限度内,重力加速度为g.则圆环()A.下滑过程中,加速度一直减小B.下滑过程中,克服摩擦力做的功为14mv2C.在C处,弹簧的弹性势能为14mv2-mghD.上滑经过B的速度大于下滑经过B的速度12.质量为M的物块以速度v运动,与质量为m的静止物块发生正撞,碰撞后两者的动量正好相等,两者质量之比Mm可能为()A.2 B.3 C.4 D.5一.选择题答案1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12二、非选择题(共4小题,共40分。
⾼中物理⼒学综合弹簧⼩专题含答案弹簧⼩专题(⼀)1.如图所⽰,在倾⾓为θ的光滑固定斜⾯上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧平⾏于斜⾯悬挂着,k1在上 k2在下,两弹簧之间有⼀质量为m1的重物,现⽤⼒F(未知)沿斜⾯向上缓慢推动m2,当两弹簧的总长等于两弹簧的原长之和时,求:(1)k1轻弹簧的形变量(2)m1上移的距离(3)推⼒F的⼤⼩.考点:共点⼒平衡的条件及其应⽤;⼒的合成与分解的运⽤.专题:共点⼒作⽤下物体平衡专题.分析:(1)由题,两弹簧的总长等于两弹簧的原长之和,则知,k1的伸长量与k2的压缩量相等,由m1重物平衡可求出k1轻弹簧的形变量.(2)先求出k1原来的伸长量,再由⼏何关系求出m1上移的距离.(3)根据两弹簧的形变量相等,由胡克定律列⽅程,求出F.2.如图所⽰,倾⾓为θ的光滑斜⾯ABC放在⽔平⾯上,劲度系数分别为k1、k2的两个轻弹簧沿斜⾯悬挂着,两弹簧之间有⼀质量为m1的重物,最下端挂⼀质量为m2的重物,此时两重物处于平衡状态,现把斜⾯ABC 绕A点缓慢地顺时针旋转90°后,重新达到平衡.试求:m1、m2沿斜⾯各移动的距离.考点:共点⼒平衡的条件及其应⽤;⼒的合成与分解的运⽤;胡克定律.专题:共点⼒作⽤下物体平衡专题.分析:在旋转前后,物体均处于平衡状态,则共点⼒的平衡条件可得出物体弹簧弹⼒,由胡克定律可求得弹簧的伸长量,则可得出旋转前后的距离.3.如图所⽰,在倾⾓为θ的光滑斜⾯上放有两块⼩⽊块,劲度系数为k1的轻质弹簧两端分别与质量为m1和m2的物块1、2拴接,劲度系数为k2的轻质弹簧上端与物块2拴接,下端压在挡板上(不拴接),整个系统处于平衡状态.现施⼒将物块1缓慢沿斜⾯向上提,直到下⾯那个弹簧的下端刚脱离挡板.在此过程中,下列说法正确的是()考点:共点⼒平衡的条件及其应⽤;⼒的合成与分解的运⽤.专题:共点⼒作⽤下物体平衡专题.分析:先根据平衡条件和胡克定律求出原来两根弹簧的压缩量.当下⾯的弹簧刚脱离挡板时,再求出弹簧k1的伸长量,由⼏何关系即可求出两物块上升的距离.解答:解:未施⼒将物块1缓慢上提时,根据平衡条件和胡克定律得两根弹簧的压缩量分别为:4.如图所⽰,倾⾓为θ的固定光滑斜⾯底部有⼀直斜⾯的固定档板C.劲度系数为k1的轻弹簧两端分别与质量均为m的物体A和B连接,劲度系数为k2的轻弹簧⼀端与A连接,另⼀端与⼀轻质⼩桶P相连,跨过光滑的滑轮Q放在斜⾯上,B靠在档板C处,A和B均静⽌.现缓慢地向⼩桶P内加⼊细砂,当B与档板C间挤压⼒恰好为零时,⼩桶P内所加⼊的细砂质量及⼩桶下降的距离分别为()5.如图所⽰,在倾⾓为θ的光滑斜劈P的斜⾯上有两个⽤轻质弹簧相连的物块A、B,C为⼀垂直固定在斜⾯上的挡板.A、B质量均为m,斜⾯连同挡板的质量为M,弹簧的劲度系数为k,系统静⽌于光滑⽔平⾯.现开始⽤⼀⽔平恒⼒F作⽤于P,(重⼒加速度为g)下列说法中正确的是()考点:⽜顿第⼆定律;⼒的合成与分解的运⽤;胡克定律.专题:⽜顿运动定律综合专题.分析:先对斜⾯体和整体受⼒分析,根据⽜顿第⼆定律求解出加速度,再分别多次对物体A、B或AB整体受⼒分析,然后根据⽜顿第⼆定律,运⽤合成法列式分析求解.解答:解:A、F=0时,对物体A、B整体受⼒分析,受重⼒、斜⾯的⽀持⼒N1和挡板的⽀持⼒N2,根据共点⼒平衡条件,沿平⾏斜⾯⽅向,有N2-(2m)gsinθ=0,故正确;B、开始时,系统静⽌于⽔平⾯上,合外⼒等于零,当⼒F从零开始缓慢增⼤时,系统所受合外⼒就是⽔平外⼒F,系统产⽣的⽔平加速度缓慢增⼤,物块A也产⽣⽔平向左的加速度,⽀持⼒的⽔平分⼒与弹簧弹⼒的⽔平分⼒不再平衡,⼆者⽔平合⼒向左,必有弹⼒减⼩,因此,⼒F从零开始增加时,A就相对斜⾯向上滑⾏,选项B错误;C、物体B恰好离开挡板C的临界情况是物体B对挡板⽆压⼒,此时,整体向左加速运动,对物体B受⼒分析,受重⼒、⽀持⼒、弹簧的拉⼒,如图考点:共点⼒平衡的条件及其应⽤;⼒的合成与分解的运⽤;胡克定律.专题:共点⼒作⽤下物体平衡专题.分析:当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时,上边弹簧的伸长量与下边弹簧的压缩量相等.对m1受⼒分析,有m1g=k1x+k2x,得出伸长量和压缩量x.对物体m2受⼒分析有:F N=m2g+k2x,再结合⽜顿第三定律,求出物体对平板的压⼒F N′.解答:解:当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时,下⾯弹簧的压缩量应等于上⾯弹簧的伸长量,设为x,点评:求出本题的关键知道当两个弹簧的总长度等于两弹簧原长之和时,上边弹簧的伸长量与下边弹簧的压缩量相等.7.已知在弹性限度内,弹簧的伸长量△L与受到的拉⼒F成正⽐,⽤公式F=k?△L表⽰,其中k为弹簧的劲度系数(k为⼀常数).现有两个轻弹簧L1和L2,它们的劲度系数分别为k1和k2,且k1=3k2,现按如图所⽰⽅式⽤它们吊起滑轮和重物,如滑轮和重物的重⼒均为G,则两弹簧的伸长量之⽐△L1:△L2为()考点:探究弹簧测⼒计原理的实验.专题:信息给予题.分析:分析图中的装置可知,滑轮两侧的拉⼒均为G,再加上滑轮的重⼒也等于G,所以,顶端的弹簧承担的拉⼒为3G,将这⼀关系与劲度系数的关系都代⼊公式中,就可以求出弹簧伸长量之⽐.解答:解:读图分析可知,底端弹簧所受拉⼒为G,顶端弹簧所受拉⼒为3G,故选A.点评:正确分析两根弹簧所受拉⼒的情况是解决此题的关键,在得出拉⼒关系、劲度系数关系的基础上,代⼊公式即可顺利求取弹簧伸长量的⽐.8.如图所⽰,在⽔平地⾯上固定⼀倾⾓为θ的光滑绝缘斜⾯,斜⾯处于电场强度⼤⼩为E、⽅向沿斜⾯向下的匀强电场中.⼀劲度系数为k的绝缘轻质弹簧的⼀端固定在斜⾯底端,整根弹簧处于⾃然状态.⼀质量为m、带电量为q(q>0)的滑块从距离弹簧上端为S处静⽌释放,滑块在运动过程中电量保持不变.设滑块与弹簧接触过程没有机械能损失,弹簧始终处在弹性限度内,重⼒加速度⼤⼩为g.则()A.当滑块的速度最⼤时,弹簧的弹性势能最⼤B.当滑块的速度最⼤时,系统的机械能最⼤C.当滑块的加速度最⼤时,弹簧的弹性势能最⼤D.当滑块的加速度最⼤时,系统的机械能最⼤考点:机械能守恒定律;弹性势能.专题:机械能守恒定律应⽤专题.分析:滑块向下先做加速度减⼩的加速运动,然后做加速度增⼤的减速运动,到达最低点时,速度为0,此时加速度最⼤.在整个过程中,有动能、重⼒势能、弹性势能、电势能发⽣相互转化,动能、重⼒势能和弹性势能统称为系统的机械能,当电势能减⼩最多时,系统的机械能最⼤.解答:解:A、滑块向下先做加速度逐渐减⼩的加速运动,当加速度为0时,速度最⼤,然后做加速度逐渐增⼤的减速运动,到达最低点,速度减⼩到0,此时加速度最⼤,弹簧的弹性势能最⼤.故A错误,C正确. B、动能、重⼒势能和弹性势能统称为系统的机械能,根据能量守恒定律,电势能减⼩,系统的机械能增⼤,当滑块运动到最低点时,电场⼒做的正功最多,即电势能减⼩最多,此时系统机械能最⼤.故B错误,D正确.故选CD.点评:解决本题的关键知道滑块的运动是向下先做加速度减⼩的加速运动,然后做加速度增⼤的减速运动,到达最低点时,速度为0.知道在最低点时弹簧的弹性势能最⼤.在整个过程中,有动能、重⼒势能、弹性势能、电势能发⽣相互转化,当电势能减⼩最多时,系统的机械能最⼤.9.考点:⽜顿第⼆定律;⽜顿运动定律的应⽤-连接体.专题:⽜顿运动定律综合专题.分析:(1)对⼩滑块受⼒分析,受重⼒、⽀持⼒和拉⼒;再根据⽜顿第⼆定律求出合⼒的⼤⼩和⽅向,然后运⽤正交分解法列式求解;(2)⼩滑块对斜⾯体没有压⼒,则斜⾯体对⼩滑块也没有⽀持⼒,⼩滑块受到重⼒和拉⼒,物体的加速度⽔平向右,故合⼒⽔平向右,运⽤平⾏四边形定则求解合⼒,再根据⽜顿第⼆定律求解加速度;(3)弹簧保持原长,弹⼒为零,⼩滑块受到重⼒和⽀持⼒,物体沿⽔平⽅向运动,加速度⽔平向左,合⼒⽔平向左,运⽤平⾏四边形定则求解合⼒,再根据⽜顿第⼆定律求解加速度的⼤⼩.解答:解:(1)对⼩滑块受⼒分析,受重⼒、⽀持⼒和拉⼒,如图(3)弹簧保持原长,弹⼒为零,⼩滑块受到重⼒和⽀持⼒,物体沿⽔平⽅向运动,加速度⽔平向左,合⼒⽔平向左,运⽤平⾏四边形定则,如图点评:本题关键对⼩滑块受⼒分析后,根据⽜顿第⼆定律,运⽤正交分解法或合成法列式求解.(1)求滑块从静⽌释放到与弹簧上端接触瞬间所经历的时间t1;(2)若滑块在沿斜⾯向下运动的整个过程中最⼤速度⼤⼩为v m,求滑块从静⽌释放到速度⼤⼩为v m的过程中弹簧的弹⼒所做的功W;(3)从滑块静⽌释放瞬间开始计时,请在⼄图中画出滑块在沿斜⾯向下运动的整个过程中速度与时间关系v-t图象.图中横坐标轴上的t1、t2及t3分别表⽰滑块第⼀次与弹簧上端接触、第⼀次速度达到最⼤值及第⼀次速度减为零的时刻,纵坐标轴上的v1为滑块在t1时刻的速度⼤⼩,v m是题中所指的物理量.(本⼩题不要求写出计算过程。
物理竞赛辅导测试卷(力学综合1)一、(10分)如图所时,A 、B 两小球用轻杆连接,A 球只能沿竖直固定杆运动,开始时,A 、B 均静止,B 球在水平面上靠着固定杆,由于微小扰动,B 开始沿水平面向右运动,不计一切摩擦,设A 在下滑过程中机械能最小时的加速度为a ,则a=。
二、(10分) 如图所示,杆OA 长为R ,可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动,其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可伸长的轻绳,绳的另一端系一物块M ,滑轮的半径可忽略,B 在O 的正上方,OB 之间的距离为H ,某一时刻,当绳的BA 段与OB 之间的夹角为α时,杆的角速度为ω,求此时物块M 的速度v M三、(10分)在密度为ρ0的无限大的液体中,有两个半径为R 、密度为ρ的球,相距为d ,且ρ>ρ0,求两球受到的万有引力。
四、(15分)长度为l 的不可伸长的轻线两端各系一个小物体,它们沿光滑水平面运动。
在某一时刻质量为m 1的物体停下来,而质量为m 2的物体具有垂直连线方向的速度v ,求此时线的X 力。
五、(15分)二波源B 、C 具有相同的振动方向和振幅,振幅为0.01m ,初位相相差π,相向发出两线性简谐波,二波频率均为100Hz ,波速为430m/s ,已知B 为坐标原点,C点坐标为x C =30m ,求:①二波源的振动表达式;②二波的表达式;③在B 、C 直线上,因二波叠加而静止的各点位置。
六、(15分) 图是放置在水平面上的两根完全相同的轻质弹簧和质量为m 的物体组成的振子,没跟弹簧的劲度系数均为k ,弹簧的一端固定在墙上,另一端与物体相连,物体与水平面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ。
当弹簧恰为原长时,物体位于O 点,现将物体向右拉离O 点至x 0处(不超过弹性限度),然后将物体由静止释放,设弹簧被压缩及拉长时其整体不弯曲,一直保持在一条直线上,现规定物体从最右端运动至最左端(或从最左端运动至最右端)为一个振动过程。
《一、选择题1.如图,粗糙的水平地面上有一斜劈,斜劈上一物块正在沿斜面以速度v 0匀速下滑,斜劈保持静止,则地面对斜劈的摩擦力 ( )A .等于零B .不为零,方向向右C .不为零,方向向左¥D .不为零,v 0较大时方向向左,v 0较小时方向向右2.如图所示,竖直放置的弹簧,小球从弹簧正上方某一高处落下,从球接触弹簧到弹簧被压缩到最大的过程中,关于小球运动情况,下列说法正确的是 ( )A .加速度的大小先减小后增大B .加速度的大小先增大后减小C .速度大小不断增大D .速度大小不断减小3.如图所示,三根横截面完全相同的圆木材A 、B 、C 按图示方法放在水平面上,它们均处于静止状态,则下列说法正确的是¥ A .B 、C 所受的合力大于A 受的合力B .B 、C 对A 的作用力的合力方向竖直向上C .B 与C 之间一定存在弹力D .如果水平面光滑,则它们仍有可能保持图示的平衡"4.如图所示,一物块静止在粗糙的斜面上。
现用一水平向右的推力F 推物块,物块仍静止不动。
则A .斜面对物块的支持力一定变小B .斜面对物块的支持力一定变大CB AC .斜面对物块的静摩擦力一定变小D .斜面对物块的静摩擦力一定变大5.如图所示,两木块的质量分别为1m 和2m ,两轻质弹簧的劲度系数分别为1k 和2k ,上面木块压在上面的弹簧上(但不拴接),整个系统处于平衡状态.现缓慢向上提上面的木块,直到它刚离开上面弹簧。
在这过程中下面木块移动的距离为#A .11k g mB .12k g mC .21k g mD .22k g m 6.目前,我市每个社区均已配备了公共体育健身器材.图示器材为一秋千,用两根等长轻 绳将一座椅悬挂在竖直支架上等高的两点.由于长期使用,导致两根支架向内发生了稍小倾斜,如图中虚线所示,但两悬挂点仍等高.座椅静止时用F 表示所受合力的大小,F 1表示单根轻绳对座椅拉力的大小,与倾斜前相比( )A .F 不变,F 1变小B .F 不变,F 1变大C .F 变小,F 1变小D .F 变大,F 1变大7.如图所示,放在斜面上的物体受到垂直于斜面向上的力F 作用始终保持静止,当力F 逐渐减小后,下列说法正确的是A .物体受到的摩擦力保持不变~B .物体受到的摩擦力逐渐增大C .物体受到的合力减小D .物体对斜面的压力逐渐减小8.如图,在倾斜的天花板上用力F 垂直压住一木块,使它处于静止状态,则关于木块受力情况,下列说法正确的是A.可能只受两个力作用B.可能只受三个力作用C.必定受四个力作用(D.以上说法都不对9.如图所示,光滑球放在挡板和斜面之间,挡板由垂直斜面位置逆时针缓慢转到水平位置过程中,下列说法正确的是()A.球对斜面的压力逐渐减小B.球对斜面的压力逐渐增大C.球对挡板的压力减小D.球对挡板的压力先增大后减小10.如图,粗糙的水平地面上有一倾角为θ的斜劈,斜劈上一光滑、质量为m的物块在沿斜面向上的恒力F作用下,以速度v0匀速下滑,斜劈保持静止,则()《FθA.斜劈受到5力作用处于平衡状态B.斜劈受到地面摩擦力等于零C.斜劈受到地面摩擦力方向向左D.斜劈受到地面摩擦力大小与F大小有关11.如图所示,一木棒M搭在水平地面和一矮墙上,两个支撑点E、F处受到的弹力和摩擦力的方向,下列说法正确的是|A.E处受到的支持力竖直向上B.F处受到的支持力竖直向上C.E处受到的静摩擦力沿EF方向D .F 处受到的静摩擦力沿水平方向12.如图所示,吊床用绳子拴在两棵树上等高位置,某人先坐在吊床上,后躺在吊床上,均处于静止状态。
物理竞赛辅导测试卷(力学综合1)一、(10分)如图所时,A 、B 两小球用轻杆连接,A 球只能沿竖直固定杆运动,开始时,A 、B 均静止,B 球在水平面上靠着固定杆,由于微小扰动,B 开始沿水平面向右运动,不计一切摩擦,设A 在下滑过程中机械能最小时的加速度为a ,则a= 。
二、(10分) 如图所示,杆OA 长为R ,可绕过O 点的水平轴在竖直平面内转动,其端点A 系着一跨过定滑轮B 、C 的不可伸长的轻绳,绳的另一端系一物块M ,滑轮的半径可忽略,B 在O 的正上方,OB 之间的距离为H ,某一时刻,当绳的BA 段与OB 之间的夹角为α时,杆的角速度为ω,求此时物块M 的速度v M三、(10分)在密度为ρ0的无限大的液体中,有两个半径为R 、密度为ρ的球,相距为d ,且ρ>ρ0,求两球受到的万有引力。
四、(15分)长度为l 的不可伸长的轻线两端各系一个小物体,它们沿光滑水平面运动。
在某一时刻质量为m 1的物体停下来,而质量为m 2的物体具有垂直连线方向的速度v ,求此时线的张力。
五、(15分)二波源B 、C 具有相同的振动方向和振幅,振幅为0.01m ,初位相相差π,相向发出两线性简谐波,二波频率均为100Hz ,波速为430m/s ,已知B 为坐标原点,C点坐标为x C =30m ,求:①二波源的振动表达式;②二波的表达式;③在B 、C 直线上,因二波叠加而静止的各点位置。
六、(15分) 图是放置在水平面上的两根完全相同的轻质弹簧和质量为m 的物体组成的振子,没跟弹簧的劲度系数均为k ,弹簧的一端固定在墙上,另一端与物体相连,物体与水平面间的静摩擦因数和动摩擦因数均为μ。
当弹簧恰为原长时,物体位于O 点,现将物体向右拉离O 点至x 0处(不超过弹性限度),然后将物体由静止释放,设弹簧被压缩及拉长时其整体不弯曲,一直保持在一条直线上,现规定物体从最右端运动至最左端(或从最左端运动至最右端)为一个振动过程。
求: (1)从释放到物体停止运动,物体共进行了多少个振动过程;(2)从释放到物体停止运动,物体共用了多少时间?(3)物体最后停在什么位置?(4)整个过程中物体克服摩擦力做了多少功?七、(15分)一只狼沿半径为R 圆形到边缘按逆时针方向匀速跑动,如图所示,当狼经过A 点时,一只猎犬以相同的速度从圆心出发追击狼,设追击过程中,狼、犬和O 点在任一时刻均在同一直线上,问猎犬沿什么轨迹运动?在何处追击上?MO C yxv vB0 v 0八、(15分)经过用天文望远镜长期观测,人们在宇宙中已经发现了许多双星系统,通过对它们的研究,使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识,双星系统由两个星体构成,其中两个星体的线度都远小于两星体之间的距离,一般双星系统距离其他星体很远,可以当作孤立系统处理。
现根据对某一双星系统的光度学测量确定,该双星系统中每个星体的质量都是M ,两者相距L ,它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。
(1)试计算该双星体统的运动周期T 计算,(2)若实验上观测到的运动周期为T 观测, 且)(::计算观测11>=N NT T 。
为了解释T 观测与T 计算的不同,目前有一种流行的理论认为,在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质,作为一种简化模型,我们假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种物质,而不考虑其他暗物质的影响,试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。
九、(20分)一半径为R=1.00m 的水平光滑圆桌面,圆心为O ,有一竖直的立柱固定在桌面上的圆心附近,立柱与桌面的交线是一条凸的平滑的封闭曲线C ,如图所示,一根不可伸长的柔软的细轻绳,一端固定在封闭曲线上的某一点,另一端系一质量为m=7.5×10-2kg 的小物体,将小物块放在桌面上并把绳拉直,再给小物块一个方向与绳垂直,大小为100.4-⋅=s m v 得初速度。
物块在桌面上运动时,绳将缠绕在立柱上,已知当绳的张力为N T 0.2=时,绳即断开,在绳断开前物块始终在桌面上运动。
(1)问绳刚要断开时,绳的伸直部分的长度为多少?(2)若绳刚要断开时,桌面圆心O 到绳的伸直部分与封闭曲线的接触点的连线正好与绳的伸直部分垂直,问物块的落地点到桌面圆心O 的水平距离为多少?已知桌面高度m H 80.0=。
物块在桌面上运动时未与立柱相碰,取重力加速度大小为110-⋅s m十、(25分)如图所示为一半径为R 的实心均质球,在朝地板下落之前球的质心静止,但球绕着过质心的一条水平轴自转,角速度为0ω,球上的最低点距地板的高度为h ,将球释放后,它因受重力而下落且被弹回到最高点高度等于αh 处。
球与地板相碰时的形变可以忽略,设球与地板之间的滑动摩擦系数为已知量κμ,假定球在真空下落,且碰撞时间为有限小量。
球的质量与重力加速度分别记为m 和g ,球绕过质心的轴的转动惯量为252mR I =。
求:(1)反弹偏向角θ的正切值;(2)球在第一次与地板碰撞后到第二次碰撞前,它的质心通过的水平距离。
物理竞赛辅导测试卷参考答案(力学综合)一、解:A 、B 组成的系统机械能守恒,最初E B =0,最后E B =0,对B 物体,某一位置总有杆对它作用力为零 则该处E B 最大,此时E A 最小故g a A =二、解:速度分解如图所示设M 物体的运动速度为v M有 βωβcos cos ⋅⋅=⋅=R v v M 由几何关系有αβsin cos RH = 得 RH αβsin cos =所以M 物体的速度为 αωsin ⋅⋅=H v M三、解:将两球心分别记为O 、O /,若只有球O 单独处于无限大液体中,其受的合引力为0如果将球O /放回原处,相当于用密度为ρ的球代替ρ0的同体积液体因为ρρ>0,代替的结果使O /处的质量增加 )(3403ρρπ-⋅=∆R m 因球O 的质量为ρπ334R m ⋅=则球O 将受到来自球O /的引力故两球的相互引力为 2062209)(16dGR d m Gm F ρρρπ-=∆= 四、解:该系统的质心位于连线上,与第一个物体距离 2111m m lm R +=,并以速度2120m m vm v +=相对于平面运动选择与质心相连的坐标系MωR对第一个物体 1201R v m F =将R 1、v 0代入得 lm m v m m F )(21221+=五、解:设B 点初位相0=φ,由题意知C 点初位相πφ=而πγπω2002=⋅= rad/sB 点的振动方程为t y B ⋅=π200cos 01.0C 点的振动方程为)200cos(01.0φπ+⋅=t y C取B 点为坐标原点,BC 为x 轴正向,则波的表达式为:)430(200cos 01.0x t y B -=π ])43030(200cos[01.0ππ+--=xt y C在BC 线上两波叠加为:)48.6430200cos()48.6200cos(01.0ππππ+-⋅=+=x t y y y C B在x 轴上合振动的位移为零,满足0)48.6430200cos(=+ππx即 2/)12(48.6465.0πππ⋅+=+⋅k x 得 )19,8,7,6()(86.1215.2 =-=k m k x因为只有300≤≤x 才是二波叠加区 (x<0无B 波,x>30无C 波) 六、解:(1)振子每次全振动的平衡位置与O 的距离为mg kl ⋅=μ02 则kmgl 20⋅=μ当00l x <时,振子不振动当00l x >时,振子振动规律如下:振子的振动相对平衡位置是简谐振动,故关于平衡位置对称每振动一次与原点距离减小02l 故n 次振动后距离为 002nl x L n -= 当0l L n ≤时,振子将停止 即:0002l nl x ≤-02l l x n -≥所以振动次数为:0000002)12(l lx Int l l x Int N +=+-= (Intf 为f 的整数部分) (2)振子振动周期 k m T 2π= 所以振动时间为 km N t 2π= (3)以O 点为原点建立坐标系,取向右为正方向振子停止的位置在 )2()1(00Nl x x N--=(4)振子每次振动过程经过的路程为 )2(2000nl l x s n -+= 所以N 次振动过程的总路程 )(200Nl x N S N -= 克服摩擦力做功为 )(420000Nl x kNl S kl W N -== 七、解:有题设条件狼、犬速度相等可知,0v v =,并且在追击中任意瞬间,狼、犬在(如图所示的B 、C 点)在一直线上,即0v v ∥θ,且始终有CD v r ⊥,其中Rvr v 0==θω即θv 与0v 的“速端”在一条直线上AD2200,θθv v v R r v v r -==Rr R vv r22-= 所以OCD v Cv r ∆∆∽0,即t ⋅==ωϕα设犬运动的距离为r OC =,而t R OC ωsin =,所以t R r ωsin =。
故犬沿半径为2R的圆弧,在02v R t π=时刻位于R r =处,即在2πα=的b 点追上狼。
犬的运动亦可分解为两个分运动来求解。
八、解:(1)双星均绕它们的连线中点做圆周运动,设运动速率为v ,向心加速度满足下面的方程: 2222LGM L v M = ——① LGMv 2=——② 周期: GMLL v L T 2)2/(2⋅==ππ计算 ————③ (2)根据观测结果,星体的运动周期 计算计算观测T T NT <=1 ————④这说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力,故它一定还受到其他指向中心的作用力,按题意这一作用来源于均匀分布的暗物质,均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量M /位于中心处的质点相同。
考虑暗物质作用后双星的速度即为观察到的速度v 观,则有:2/222)2/(2L/L MM GL GM v M +=观————⑤ LM M G v 2)4(/+=观 ————⑥因为在轨道一定时,周期和速度成反比,由④式得v Nv 111=观 ————⑦把②、⑥式代入⑦式得 M N M 41/-= ————⑧ 设所求暗物质的密度为ρ,则有M N L 41)2(343-=ρπ 故 32)1(3LMN ⋅-=πρ ————⑨ 九、解:1.因桌面是光滑的,轻绳是不可伸长和柔软的,且在断开前绳都是被拉紧的,故在绳断开前,物块在沿桌面运动的过程中,其速度始终与绳垂直,绳的张力对物块不做功,物块速度的大小保持不变,设在绳刚要断开绳的部分的长度为x ,若此时物快速度的大小为v x ,则有0v v x = (1)绳对物块的拉力仅改变物快速度的方向,是作用于物块的向心力,故有 xmv x mv T x 2020== (2) 由此得 020T mv x = (3)带入数据得 m x 60.0= (4) 2.设在绳刚要断开时,物块位于桌面上的P 点,BP 是绳的伸直部分,物块速度v 0的方向如图解所示,由题意可知,OB ⊥BP ,因物快离开桌面时的速度仍为v o ,物块离开桌面后便做初速度为v o 的平抛运动。