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第5章 曲线运动单元测试
一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分)
1.下列关于曲线运动的说法中,正确的是( )
A.速度方向总是沿着位移的方向
B.各种曲线运动都是变速运动
C.加速度的方向与速度的方向总是在一条直线
D.做曲线运动的物体,其加速度不可能为零
2.有关运动的合成,以下说法正确的是( )
A.两个直线运动的合运动一定是直线运动
B.两个不在一直线上的匀速直线运动的合运动一定是直线运动
C.两个匀加速直线运动的合运动一定是匀加速直线运动
D.匀加速直线运动和匀速直线运动的合运动一定是直线运动
3.做平抛运动的物体,每秒的速度增量总是( )
A.大小相等,方向相同 B.大小不等,方向不同
C.大小相等,方向不同 D.大小不等,方向相同
4.细绳系一小球使其在竖直平面内做圆周运动,不计空气阻力,当小球运动到最高点时,小球可能( )
A 受到重力、绳的拉力及向心力作用
B 受到重力、绳的拉力作用
C 受到绳的拉力一定为零
D 处于受力平衡状态
r
a
r
b
d
c
2r
4r
图1
5.如图1所示,皮带传动装置的右轮半径为,a是它边缘上的一点,左侧是一轮轴,大轮的半径为,小轮的半径为,b点在小轮上到小轮中心的距离为r,c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上,若在转动过程中皮带不打滑,则( )
A.a点和b点线速度大小相等
B.a点和b点角速度相等
C.a点和c点周期相等
D.a点和d点的向心加速度大小相等
6.物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角的正切随时间变化的图象是如图2所示中的( )
图2
7.滑冰运动员受的最大摩擦力为其重力的倍,在水平冰面上沿半径为R的圆周滑行的运动员,若仅依靠摩擦力来提供向心力而不冲出圆形滑道,其运动的速度应满足( )
A. B. C. D.
图3
8.如图3所示,斜面上有P、R、S、T四个点,PR=RS=ST,从P点正上方的Q点以速度v水平抛出一个物体,物体落于R点,若从Q点以速度2v水平抛出一个物体,不计空气阻力,则物体落在斜面上的( )
A.R与S间某一点 B.S点
C.S与T间某一点 D.T点[来源:学§科§网]
9.在高度为的同一位置上向水平方向同时抛出两个小球A和B。若A球的初速度大于B球的初速度,则下列说法正确的是( )
A.A球落地时间小于B球落地时间
B.在飞行过程中的任一段时间内,A球的水平位移总是大于B球的水平位移
C.若两球在飞行中遇到同一堵竖直的墙,A球击中墙的高度总是等于B球击中墙的高度
D.在空中飞行的任意时刻A球的速率总是大于B球的速率
图5
10.如图5所示,在光滑杆上穿着两个小球,其质量关系是,用细线把两小球连起来,当盘架匀速转动时两小球刚好能与杆保持无相对滑动,此时两小球到转轴的距离之比:为( )
A.1:1 B.1:
C.2:1 D.1:2
图6
二、填空题(本题共2小题,共14分)
11.(6分)如图6所示,穿在竖直杆上的物块A与放在水平桌面上的物块B用绳相连,O为定滑轮。将A由图示位置释放,当绳与水平方向夹角为时,A物块的速度大小为,则此时物块B的速度大小为 ,若滑轮至杆距离为d,则B物块在此过程中的位移= 。
12.(8分)在做“研究平抛运动”的实验中,为了确定小球在不同时刻在空中所通过的位置,实验时用了如图所示的装置。[来源:Zxxk.Com]
先将斜槽轨道的末端调整水平,在一块平整的木板表面钉上白纸和复写纸。将该木板竖直立于水平地面上,使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞到木板并在白纸上留下痕迹A;将木板向远离槽口平移距离x,再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,小球撞在木板上得到痕迹B;又将木板再向远离槽口平移距离x,小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止释放,再得到痕迹C。
若测得木板每次移动距离x=10.00 cm,A、B间距离y1=5.02 cm,B、C间距离y2=14.82 cm.请回答以下问题(g=9.80 m/s2)
(1)为什么每次都要使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止释放?__________。[来源:学科网ZXXK]
(2)根据以上直接测量的物理量来求得小球初速度的表达式为v0=__________。(用题中所给字母表示)
(3)小球初速度的值为v0=__________ m/s。
三、计算题。(本题2小题,共26分)
13.(12分)飞机以恒定的速度沿水平方向飞行,飞行高度为2 000 m,在飞行过程中释放一炸弹,在30 s后飞行员听见炸弹落地的爆炸声。假设此爆炸声向空间各个方向的传播速度都为320 m/s,炸弹受到的空气阻力可以忽略,取g=l0 m/s2。则
(1)炸弹经多长时间落地;
(2)该飞机的飞行速度。
(答案保留两位有效数字)
14.(14分)如图11所示,用细绳一端系着质量为M=0.6 kg的物体A静止在水平转盘上,细绳另一端通过转盘中心的光滑小孔O吊着质量为m=0.3 kg的小球B,A的重心到O点的距离为0.2m。若A与转盘间盘间的最大静摩擦力为=2 N,为使小球B保持静止,求转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围。(取g=10 m/s2)[来源:学§科§网]
图11
(答案保留两位有效数字)
参考答案
1.B D 2.B 3 .A 4.B
5. D 解析 由于,,所以,,a点的向心加速度为,d点的向心加速度为,所以 D选项正确。
6.B解析 ,所以B选项正确。
7. B解析 由于滑冰运动员受到的摩擦力提供向心力,有,,所以B选项正确。
8. A解析 过R点作水平线,若没有斜面,当物体以2v的速度水平抛出时,物体将落在水平线上S点的正下方点,由抛物线的轨迹可知A选项正确。
9. B D
10. D 解析 细线对两球的拉力作为向心力,有,,所以D选项正确。
11.,。
解析 对速度进行分解可得,,物体B发生的位移。
12. (1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同 (2)x (3)1.00
解析 (1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球有相同的初速度。
B A
E D C
图13
(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则物体从A到B和从B到C运动时间相等,设为T;竖直方向由匀变速直线运动推论有:y2-y1=gT2,且v0T=x。
解以上两式得:v0=x。
(3)代入数据解得v0=1.00 m/s。
13.20 s,2.5×102。[来源:Zxxk.Com]
解析 对飞机及炸弹的运动过程分析如图所示,设炸弹落地所需时间为,则,;炸弹爆炸声在空气中传播的时间为,声音传播的距离为,时间内飞机水平位移为,由图中几何关系可得,所以。
14.。
解析 设角速度为时,物体A受到的最大静摩擦力的方向与绳对A物体的拉力方向相反,则,,设角速度为时,物体A受到的最大静摩擦力的方向与绳对A物体的拉力方向相同,则,;所以转盘绕中心O旋转的角速度的取值范围为。
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