D、把小球B从地面拉到半圆形轨道顶点C处时小球B的机械能增加量为△E=故选:AC
【点评】本题连接体问题,从功能关系研究物体的速度与高度,关键分析两物体之间速度的关系和运用几何知识研究物体的位移.
13.【考点】探究弹力和弹簧伸长的关系;验证力的平行四边形定则.
【专题】实验题;实验探究题;比较思想;归纳法;弹力的存在及方向的判定专题. 【分析】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项.其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚,并根据各实验的注意事项即可正确解答.
【解答】解:A、在“探究弹力和弹簧伸长量的关系”实验中,应将弹簧竖直悬挂测量不挂钩码时的长度,避免应弹簧的重力而产生的误差;故A正确;
B、在“验证力的平行四边形定则”的实验中,要使分力的效果与合力的效果相同,则需要两次将橡皮筋沿相同方向拉到相同长度.故B正确;
C、在“探究加速度与质量、力的关系”的实验中,平衡摩擦力时应应将绳从小车上拿去,轻轻推动小车,使小车沿木板运动,通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动.故C错误;
D、在“研究平抛物体的运动”的实验中,为使小球抛出时的速度不变,小球要从同一个位置释放.故D错误;
E、在“探究动能定理”的实验中,必须用完全相同的橡皮筋,且每次试验橡皮筋拉伸的长度也必须相同,以保证各个橡皮筋做的功都相同.故E正确. 故选:ABE
【点评】该题是一道力学实验的实验原理与注意事项的汇总,通过本题让学生掌握各种实验关键的步骤,重要的方法,及实验原理.
14.【考点】探究加速度与物体质量、物体受力的关系. 【专题】实验题.
【分析】(1)解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项;
(2)依据逐差法可得小车加速度.
+m2gR=44.故D错误.
(3)小车质量不变时,加速度与拉力成正比,对a﹣F图来说,图象的斜率表示小车质量的倒数.
【解答】解:(1)A、本题拉力可以由弹簧测力计测出,不需要用天平测出砂和砂桶的质量,也就不需要使小桶(包括砂)的质量远小于车的总质量,故AE错误.
B、该题是弹簧测力计测出拉力,从而表示小车受到的合外力,故需要将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力,故B正确;
C、打点计时器运用时,都是先接通电源,待打点稳定后再释放纸带,该实验探究加速度与力和质量的关系,要记录弹簧测力计的示数,故C正确;
D、改变砂和砂桶质量,即改变拉力的大小,打出几条纸带,研究加速度随F变化关系,故D正确;故选:BCD.
(2)由于两计数点间还有两个点没有画出,故单摆周期为0.06s,由△x=aT2可得:
a=
≈1.32m/s2.
(3)由图示实验可知,小车所受合力为测力计示数的两倍,由牛顿第二定律得:a=F,则a﹣F图象的斜率k=,小车质量为M=,故选D. 故答案为:(1)BCD;(2)1.32;(3)D.
【点评】解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项,小车质量不变时,加速度与拉力成正比,对a﹣F图来说,图象的斜率表示小车质量的倒数.
15.【考点】匀变速直线运动的位移与时间的关系. 【专题】直线运动规律专题.
【分析】警察先做匀减速直线运动,然后做匀加速直线运动,再做匀速直线运动,逃犯一直做匀速直线运动,警察的位移与逃犯位移之差为50m时警察追上逃犯,应用匀变速直线运动规律与匀速运动规律求出警察追上逃犯的时间.
【解答】解:警察做匀减速直线运动,由速度位移公式可知,
加速度:a==
=﹣3.75m/s2,
减速需要的时间:t1=
==4s,
警察加速的时间:t2===6s,
加速的位移:s2===75m,
设经过时间t警察追上逃犯,
警察的位移:s警察=s1+s2+v警察(t﹣t1﹣t2)=50+75+20×(t﹣4﹣6)=20t﹣75, 逃犯的位移:s逃犯=v逃犯t=10t,
警察追上逃犯时:s警察﹣s逃犯=50,即:20t﹣75﹣10t=50,解得:t=12.5s; 答:从警察发现逃犯到追上逃犯需要的时间是12.5s.
【点评】本题考查了追及问题,分析清楚警察与逃犯的运动过程,应用匀变速直线运动规律、匀速运动规律即可正确解题;分析清楚运动过程,找出追及的条件是解题的关键. 16.【考点】动能定理;向心力.
【专题】计算题;定量思想;推理法;动能定理的应用专题.
【分析】(1)对小球从A到B过程运用动能定理列式求解末速度;在B点,重力和支持力的合力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解支持力,再根据牛顿第三定律得到压力; (2)考虑临界情况,在C点,重力提供向心力,得到C点的速度;对从A′点到C过程,根据动能定理列式;最后联立求解即可.
【解答】解:(1)小球从A到B的过程中,由动能定理得:
得:v=2
在最低点,根据牛顿第二定律,有:
得:NB=5mg
根据牛顿第三定律:小球在最低点B时,对轨道的压力大小为5mg.
(2)设小球恰好能过C点,则在C点有:.
设此时A′点距地面高度为h,则小球从A′到C的过程中,由机械能守恒定律得:
mgh=mg?2R+联立解得: h=2.5R
答:(1)小球在最低点B时对轨道的压力大小为5mg;
(2)若使小球能过圆轨道最高点C,则释放小球时,A′点距离地面的高度至少是2.5R. 【点评】本题关键是明确小球的受力情况和运动情况,结合动能定理、牛顿第二定律列式分析,基础题目.
17.【考点】牛顿第二定律;匀变速直线运动的位移与时间的关系. 【专题】牛顿运动定律综合专题.
【分析】(1)由表格数据分别计算出加速过程和减速过程的加速度大小,并计算出关闭风洞时的速度大小,由运动学公式求出加速位移和减速位移,相加即为AC点距离. (2)根据受力,由牛顿第二定律,列出关系式,联立方程求解可得出F大小.
【解答】解:(1)物块匀加速运动过程中的加速度为:a1=关闭风洞时的速度为:v=a1t=5×1.2=6m/s
=5m/s2
关闭风洞后物块匀减速运动的加速度为:a2=匀加速过程的位移:x1=
=
=3.6m
=﹣10m/s2
匀减速过程的位移:x2==1.8m
故A、C两点间的距离为:x=x1+x2=3.6+1.8=5.4m (2)由牛顿第二定律得,
匀加速过程:Fcos37°﹣mgsin37°﹣μ(mgcos37°+Fsin37°)=ma1 匀减速过程:﹣(mgsin37°+μmgcos37°)=ma2 联立两式代入数据得:F=30N 答:(1)A、C两点间的距离为5.4m (2)水平恒力F的大小为30N.
【点评】本题考查匀变速直线运动规律,是典型的牛顿定律解题中的一类.关键是应用加速度定义和牛顿第二定律表示加速度的大小,这是一道好题!
18.【考点】万有引力定律及其应用;向心力. 【专题】万有引力定律的应用专题.
【分析】根据万有引力提供圆周运动向心力求得中心天体的质量M,再根据月球表面重力与万有引力相等求得重力加速度,根据密度公式计算月球的平均密度.
【解答】解:(1)由题意知,嫦娥一号的轨道半径r=R+h,令月球质量为M,嫦娥一号质量为m,根据万有引力提供圆周运动向心力有:
可得质量M=
(2)在月球表面重力与万有引力相等有
所以月球表面重力加速度g==
(3)根据密度公式有月球的密度=
答:(1)月球的质量M为;
(2)月球表面的重力加速度g为;
(3)月球的密度ρ为.
【点评】本题关键是抓住万有引力提供圆周运动向心力和在星球表面重力与万有引力相等,这是万有引力应用的两个主要入手点.
19.【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系. 【专题】人造卫星问题.
【分析】(1)已知卫星运动周期与地球自转周期间的关系,可以求出卫星一昼夜经过赤道上空的次数.
(2)卫星做圆周运动所需向心力由万有引力提供,由牛顿第二定律可以求出卫星离地面的高度.
【解答】解:(1)卫星周期T=,则卫星一昼夜绕地球转4圈,卫星每个周期经过赤道上
空两次,因此一昼夜卫星经过地球赤道上空8次; (2)卫星绕地球做圆周运动,由牛顿第二定律得:
G=m(
)2(R+H)
在地球表面的物体受到的重力等于万有引力,即:
G=m′g
解得:
H=;
答:(1)该卫星一昼夜能8次经过赤道上空.
(2)该卫星离地的高度H为.
【点评】万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,由牛顿第二定律列方程可以求出卫星距地面的高度,解题时注意“黄金代换”的应用.