【点睛】将小船的运动沿绳子收缩方向和垂直绳子方向进行正交分解,拉绳子的速度v等于船沿绳子收缩方向的分速度,再对绳子收缩方向的分速度的表达式进行讨论,即可以求出船速的变化情况.
6. 如图所示,电风扇在闪光灯下运转,闪光灯每秒闪30次,风扇转轴O上装有3个扇叶,它们互成120°角,当风扇转动时,观察者感觉扇叶不动,则风扇的转速可能是( )
A. 600 r/min B. 900 r/min C. 1200 r/min D. 3000 r/min 【答案】ACD
【解析】试题分析:观察者感觉扇叶不动,则说明闪光时,扇叶正好转过三分之一、或三分之二,或一周…,即转过的角度为故ACD正确
考点:考查了圆周运动规律的应用
【名师点睛】根据日光灯发光时间内,扇叶转过三分之一、或三分之二,或一周,则均觉得扇叶静止,根据圆周运动的转速,即可求解
7. 如图所示,一辆玩具小车静止在光滑的水平导轨上,一个小球用细绳悬挂在车上,由图中位置无初速释放,则小球在下摆到最低点的过程中,下列说法正确的是( )
,由于光源每秒闪光30次,所以电扇每秒转过的角度为,转速,所以n=1,转速为600r/min,所以n=2,转速为1200r/min,所以n=5,转速为3000r/min,
A. 绳对车的拉力对车做正功 B. 绳对小球的拉力对小球做正功 C. 小球所受的合力对小球不做功
D. 绳对小球的拉力对小球做负功 【答案】AD
【解析】由于车和球这个系统水平方向上动量守恒,所以当小球下摆时,车子会向右移动,小车的动能增加,由绳的拉力对小车做正功,这时小球运动的轨迹将与绳子不垂直,夹角大于90°,则绳的拉力对小球做负功,B错误AD正确;小球在下落过程中动能增加,根据动能定理可知,合外力对小球做正功,C错误.
8. 如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为θ,下列说法正确的是( )
A. 飞行器轨道半径越大,周期越长 B. 飞行器的张角越大,速度越大
C. 若测得周期和张角,可得到星球的平均密度 D. 若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度 【答案】ABC
【解析】设星球的质量为M,半径为R,平均密度为,张角为,飞行器的质量为m,轨道半径为r,周期为T,根据开普勒第三定律,可知飞行器的轨道半径越大,飞行器的周期越长,A正确;由几何关系
有①,张角越大,半径r越小,根据可知张角越大,线速度越大,B正确;
对于飞行器,根据万有引力提供向心力得②;星球的平均密度,由以上三式知测得周期和张角,可得到星球的平均密度,C正确;由可得:,可知若测得周期和轨道半径,可得到星球的质量,但星球的半径R未知,不能求出星球的平均密度,D错误. 二、填空题(本题15分)
9. 在“验证机械能守恒定律”的实验中,纸带起始部分打的点不清楚。这位同学只得用点迹比较清晰部分的纸带进行测量。图中的O、A两点即为该同学选取的测量点。已知打点计时器工作的周期为T,重锤的质量为m,当地的重力加速度为g。请结合上面的已知量和图中的h、x1、x2回答下面的问题。
(1)打点计时打下O点时,重锤下落的速度大小为____________。
(2)如果在实验误差允许的范围内,满足关系式_________________________,即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的。
(3)在实验过程中,下列实验操作和数据处理正确的是________. A.释放重锤前,使纸带保持竖直
B.做实验时,先接通打点计时器的电源,再释放重锤
C.为测量打点计时器打下某点时重锤的速度v,可测量该点到O点的距离h,再根据公式v=其中g应取当地的重力加速度
D.用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度
【答案】 (1). (2). (3). ABD 计算,【解析】(1)利用匀变速直线运动中间时刻速度的推论可得;
(2)根据重力势能的定义式得出:从打下计数点A到打下计数点O的过程中,重锤重力势能减小量
,,如果在实验误差允许的范围内,满足关系式,即即验证了重锤下落过程中机械能是守恒的;
(3)实验时,纸带要保持竖直,保证重物做自由落体运动和减小纸带与限位孔之间的摩擦,A正确;开始记录时,应先给打点计时器通电打点,然后再释放重锤,让它带着纸带一同落下,如果先放开纸带让重物下落,再接通打点计时时器的电源,由于重物运动较快,不利于数据的采集和处理,会对实验产生较大的误差,B正确;根据自由落体运动的公式计算瞬时速度,则默认为机械能一定守恒,就不需要验证了,C错误;用刻度尺测量某点到O点的距离h,利用公式mgh计算重力势能的减少量,其中g应取当地的重力加速度,D正确.
10. 某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时,让小球多次从斜槽上滚下,在坐标纸上依次记下小球的位置如图所示(O为小球的抛出点,g取10 m/s2).
(1)在图中描出小球的运动轨迹__________.
(2)下列哪些因素会使“研究平抛运动”实验的误差增大_______ A.小球与斜槽之间有摩擦 B.安装斜槽时其末端不水平
C.每次实验没有把小球从同一位置由静止释放
D.根据曲线计算平抛运动的初速度时,在曲线上取作计算的点离原点O太近
(3)从图中可看出,某一点的位置有明显的错误,其产生的原因可能是该次实验中,小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏________(选填“高”或“低”).
(4)某同学从图象中测得的三组数据如下表所示,则此小球做平抛运动的初速度v0=______ m/s. x/cm y/cm
【答案】 (1). 见解析 (2). BCD (3). 低 (4). 1.0m/s 【解析】(1)画一条抛物线,不在线上的点要舍弃,如图所示:
10.00 5.00 20.00 20.00 30.00 45.00
(2)小球与斜槽之间的摩擦不可避免,关键是保证小球每次离开斜槽时都具有相同的水平初速度,斜槽末端若不水平,小球离开斜槽时的速度就不水平,小球在空中的运动就不是平抛运动,误差自然加大;若每次释放小球时不在同一位置,这样导致小球做平抛运动的初速度各不相同,就不是同一运动的轨迹,误差增大;若曲线上的点离原点太近,这样在位移x、y的测量上就使误差加大,从而导致计算出来的初速度有较大误差,BCD正确.
(3)从轨迹上可以看出,第四个点偏离到轨迹左侧,与轨迹上同一高度的点比较,在下落相同高度时,水平位移偏小,说明平抛运动的初速度偏小,即小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低. (4)选第3个点的数据(只要取在线上的点即可),竖直方向:,代入得,解得;