11.(09·福建·20)(15分)如圖所示,射擊槍水平放置,射擊槍與目標(biāo)靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上,槍口與目標(biāo)靶之間的距離s=100 m,子彈射出的水平速度v=200m/s,子彈從槍口射出的瞬間目標(biāo)靶由靜止開始釋放,不計(jì)空氣阻力,取重力加速度g為10 m/s2,求:
(1)從子彈由槍口射出開始計(jì)時(shí),經(jīng)多長時(shí)間子彈擊中目標(biāo)靶?
(2)目標(biāo)靶由靜止開始釋放到被子彈擊中,下落的距離h為多少?
答案:(1)0.5s(2)1.25m
解析:本題考查的平拋運(yùn)動(dòng)的知識。
(1)子彈做平拋運(yùn)動(dòng),它在水平方向的分運(yùn)動(dòng)是勻速直線運(yùn)動(dòng),設(shè)子彈經(jīng)t時(shí)間集中目標(biāo)靶,則
t=
代入數(shù)據(jù)得
t=0.5s
(2)目標(biāo)靶做自由落體運(yùn)動(dòng),則h=
代入數(shù)據(jù)得 h=1.25m
9(09·天津·11) (18分)如圖所示,直角坐標(biāo)系xOy位于豎直平面內(nèi),在水平的x軸下方存在勻強(qiáng)磁場和勻強(qiáng)電場,磁場的磁感應(yīng)為B,方向垂直xOy平面向里,電場線平行于y軸。一質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電的小球,從y軸上的A點(diǎn)水平向右拋出,經(jīng)x軸上的M點(diǎn)進(jìn)入電場和磁場,恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從x軸上的N點(diǎn)第一次離開電場和磁場,MN之間的距離為L,小球過M點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的方向夾角為.不計(jì)空氣阻力,重力加速度為g,求
(1)電場強(qiáng)度E的大小和方向;
(2)小球從A點(diǎn)拋出時(shí)初速度v0的大小;
(3)A點(diǎn)到x軸的高度h.
答案:(1),方向豎直向上 (2) (3)
解析:本題考查平拋運(yùn)動(dòng)和帶電小球在復(fù)合場中的運(yùn)動(dòng)。
(1)小球在電場、磁場中恰能做勻速圓周運(yùn)動(dòng),說明電場力和重力平衡(恒力不能充當(dāng)圓周運(yùn)動(dòng)的
向心力),有
、
②
重力的方向豎直向下,電場力方向只能向上,由于小球帶正電,所以電場強(qiáng)度方向豎直向上。
(2)小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),O′為圓心,MN為弦長,,如圖所示。設(shè)半徑為r,由幾何關(guān)系知
、
小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由洛侖茲力白日提供,設(shè)小球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率為v,有
、
由速度的合成與分解知
、
由③④⑤式得
、
(3)設(shè)小球到M點(diǎn)時(shí)的豎直分速度為vy,它與水平分速度的關(guān)系為
⑦
由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律
、
由⑥⑦⑧式得
、
10.(09·安徽·24)(20分)過山車是游樂場中常見的設(shè)施。下圖是一種過山車的簡易模型,它由水平軌道和在豎直平面內(nèi)的三個(gè)圓形軌道組成,B、C、D分別是三個(gè)圓形軌道的最低點(diǎn),B、C間距與C、D間距相等,半徑、。一個(gè)質(zhì)量為kg的小球(視為質(zhì)點(diǎn)),從軌道的左側(cè)A點(diǎn)以的初速度沿軌道向右運(yùn)動(dòng),A、B間距m。小球與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù),圓形軌道是光滑的。假設(shè)水平軌道足夠長,圓形軌道間不相互重疊。重力加速度取,計(jì)算結(jié)果保留小數(shù)點(diǎn)后一位
數(shù)字。試求
(1)小球在經(jīng)過第一個(gè)圓形軌道的最高點(diǎn)時(shí),軌道對小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通過第二圓形軌道,B、C間距應(yīng)是多少;
(3)在滿足(2)的條件下,如果要使小球不能脫離軌道,在第三個(gè)圓形軌道的設(shè)計(jì)中,半徑應(yīng)滿足的條件;小球最終停留點(diǎn)與起點(diǎn)的距離。
答案:(1)10.0N;(2)12.5m(3) 當(dāng)時(shí), ;當(dāng)時(shí),
解析:(1)設(shè)小于經(jīng)過第一個(gè)圓軌道的最高點(diǎn)時(shí)的速度為v1根據(jù)動(dòng)能定理
①
小球在最高點(diǎn)受到重力mg和軌道對它的作用力F,根據(jù)牛頓第二定律
、
由①②得 ③
(2)設(shè)小球在第二個(gè)圓軌道的最高點(diǎn)的速度為v2,由題意
④
、
由④⑤得 、
(3)要保證小球不脫離軌道,可分兩種情況進(jìn)行討論:
I.軌道半徑較小時(shí),小球恰能通過第三個(gè)圓軌道,設(shè)在最高點(diǎn)的速度為v3,應(yīng)滿足
、
、
由⑥⑦⑧得
II.軌道半徑較大時(shí),小球上升的最大高度為R3,根據(jù)動(dòng)能定理
解得
為了保證圓軌道不重疊,R3最大值應(yīng)滿足
解得 R3=27.9m
綜合I、II,要使小球不脫離軌道,則第三個(gè)圓軌道的半徑須滿足下面的條件
或
當(dāng)時(shí),小球最終焦停留點(diǎn)與起始點(diǎn)A的距離為L′,則
當(dāng)時(shí),小球最終焦停留點(diǎn)與起始點(diǎn)A的距離為L〞,則
8. (09·廣東文科基礎(chǔ)·57) 圖7所示是一個(gè)玩具陀螺。a、b和c是陀螺上的三個(gè)點(diǎn)。當(dāng)陀螺繞垂直于地面的軸線以角速度ω穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)時(shí),下列表述正確的是 ( B )
A.a(chǎn)、b和c三點(diǎn)的線速度大小相等 B.a(chǎn)、b和c三點(diǎn)的角速度相等
C.a(chǎn)、b的角速度比c的大 D.c的線速度比a、b的大
7.(09·廣東理科基礎(chǔ)·16)如圖所示,一帶負(fù)電粒子以某速度進(jìn)入水平向右的勻強(qiáng)電場中,在電場力作用下形成圖中所示的運(yùn)動(dòng)軌跡。M和N是軌跡上的兩點(diǎn),其中M點(diǎn)在軌跡的最右點(diǎn)。不計(jì)重力,下列表述正確的是( C )
A.粒子在M點(diǎn)的速率最大
B.粒子所受電場力沿電場方向
C.粒子在電場中的加速度不變
D.粒子在電場中的電勢能始終在增加
解析:根據(jù)做曲線運(yùn)動(dòng)物體的受力特點(diǎn)合力指向軌跡的凹一側(cè),再結(jié)合電場力的特點(diǎn)可知粒子帶負(fù)電,即受到的電場力方向與電場線方向相反,B錯(cuò);從N到M電場力做負(fù)功,減速,電勢能在增加,當(dāng)達(dá)到M點(diǎn)后電場力做正功加速電勢能在減小則在M點(diǎn)的速度最小A錯(cuò),D錯(cuò);在整個(gè)過程中只受電場力,根據(jù)牛頓第二定律加速度不變。
6.(09·廣東理科基礎(chǔ)·11)宇宙飛船在半徑為R。的軌道上運(yùn)行,變軌后的半徑為R2,R1>R2。宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則變軌后宇宙飛船的 ( D )
A.線速度變小 B.角速度變小
C.周期變大 D.向心加速度變大
解析:根據(jù)得,可知變軌后飛船的線速度變大,A錯(cuò);角速度變大B錯(cuò),周期變小C錯(cuò);向心加速度在增大D正確。
5.(09·廣東理科基礎(chǔ)·7)滑雪運(yùn)動(dòng)員以20m/s的速度從一平臺水平飛出,落地點(diǎn)與飛出點(diǎn)的高度差3.2m。不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2。運(yùn)動(dòng)員飛過的水平距離為s,所用時(shí)間為t,則下列結(jié)果正確的是 ( B )
A.s=16m,t=0.50s B.s=16m,t=0.80s
C.s=20m,t=0.50s D.s=20m,t=0.80s
解析:做平拋運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間由高度決定,根據(jù)豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)得。根據(jù)水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)可知,B正確。
4.(09·寧夏·15)地球和木星繞太陽運(yùn)行的軌道都可以看作是圓形的。已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍,則木星與地球繞太陽運(yùn)行的線速度之比約為 ( B )
A. 0.19 B. 0.44 C. 2.3 D. 5.2
3.(09·廣東理科基礎(chǔ)·6)船在靜水中的航速為v1,水流的速度為v2。為使船行駛到河正對岸的碼頭,則v1相對v2的方向應(yīng)為 ( C )
解析:根據(jù)運(yùn)動(dòng)的合成與分解的知識,可知要使船垂直達(dá)到對岸即要船的合速度指向?qū)Π。根?jù)平行四邊行定則,C能。
2.(09·海南物理·6)近地人造衛(wèi)星1和2繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期分別為T1和,設(shè)在衛(wèi)星1、衛(wèi)星2各自所在的高度上的重力加速度大小分別為、,則 ( B )
A. B.
D. D.
1.(09·上海·43)右圖為一種早期的自行車,這種下帶鏈條傳動(dòng)的自行車前輪的直徑很大,這樣的設(shè)計(jì)在當(dāng)時(shí)主要是為了 ( A )
A.提高速度 B.提高穩(wěn)定性
C.騎行方便 D.減小阻力
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