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运动,则画不出物体的“位移——时间”图象;
②“速度——时间”图象没有时间t的“负轴”,因时间没有负值,画图要注意这一点;
③“速度——时间”图象上图线上每一点的斜率代表的该点的加速度,斜率的大小表示加速度的大小,斜率的正负表示加速度的方向;
④“速度——时间”图象上表示速度的图线与时间轴所夹的“面积”表示物体的位移。
10.(09·山东·18)2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是
轨道2
( BC )
A.飞船变轨前后的机械能相等
B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C.飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度
D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
Q 轨道1 P
地球 解析:飞船点火变轨,前后的机械能不守恒,所以A不正确。飞船在圆轨道上时万有引力来提供向心力,航天员出舱前后都处于失重状态,B正确。飞船在此圆轨道上运动的周期90分钟小于同步卫星运动的周期24小时,根据T?2??可知,飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度,C正确。
飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度,变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度,所以相等,D不正确。
考点:机械能守恒定律,完全失重,万有引力定律
提示:若物体除了重力、弹性力做功以外,还有其他力(非重力、弹性力)不做功,且其他力做功之和不为零,则机械能不守恒。
根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由
Mm2?2MmMmv2GMr32)r得T?2?G2?m得v?,由G2?m(,由G2?m?r得
rTrrrrGM??MmGMG?man可求向心加速度。 ,
r2r311.(09·山东·22)图示为某探究活动小组设计的节能运动系统。斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为3。木箱在轨道端时,自动装6
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货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,与轻弹簧被压缩至最短时,
自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程。下列选项正确的是 ( BC ) A.m=M B.m=2M
C.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大于下滑的加速度
D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能
解析:受力分析可知,下滑时加速度为g??gcos?,上滑时加速度为g??gcos?,所以C正确。设下滑的距离为l,根据能量守恒有?(m?M)glcos???Mglcos??mglsin?,得m=2M。也可以根据除了重力、弹性力做功以外,还有其他力(非重力、弹性力)做的功之和等于系统机械能的变化量,B正确。在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能转化为弹簧的弹性势能和内能,所以D不正确。
考点:能量守恒定律,机械能守恒定律,牛顿第二定律,受力分析 提示:能量守恒定律的理解及应用。
12.(09·安徽·17)为了节省能量,某商场安装了智能化的电动扶梯。无人乘行时,扶梯运转得很慢;有人站上扶梯时,它会先慢慢加速,再匀速运转。一顾客乘扶梯上楼,恰好经历了这 两个过程,如图所示。那么下列说法中正确的是 ( C ) A. 顾客始终受到三个力的作用 B. 顾客始终处于超重状态
C. 顾客对扶梯作用力的方向先指向左下方,再竖直向下 D. 顾客对扶梯作用的方向先指向右下方,再竖直向下
解析:在慢慢加速的过程中顾客受到的摩擦力水平向左,电梯对其的支持力和摩擦力的合力方向指向右上,由牛顿第三定律,它的反作用力即人对电梯的作用方向指向向左下;在匀速运动的过程中,顾客与电梯间的摩擦力等于零,顾客对扶梯的作用仅剩下压力,方向沿竖直向下。
13.(09·安徽·18)在光滑的绝缘水平面上,有一个正方形的abcd,顶点a、c处分别固定一个正点电荷,电荷量相等,如图所示。若将一个带负电的粒子置于b点,自由释放,粒子将沿着对角线bd往复运动。
mg FN a f
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粒子从b点运动到d点的过程中 ( D ) A. 先作匀加速运动,后作匀减速运动 B. 先从高电势到低电势,后从低电势到高电势 C. 电势能与机械能之和先增大,后减小 D. 电势能先减小,后增大
解析:由于负电荷受到的电场力是变力,加速度是变化的。所以A错;由等量正电荷的电场分布知道,在两电荷连线的中垂线O点的电势最高,所以从b到a,电势是先增大后减小,故B错;由于只有电场力做功,所以只有电势能与动能的相互转化,故电势能与机械能的和守恒,C错;由b到O电场力做正功,电势能减小,由O到d电场力做负功,电势能增加,D对。 二、非选择题
14.(09·山东·24)(15分)如图所示,某货场而将质量为m1=100 kg的货物(可视为质点)从高处运送至地面,为避免货物与地面发生撞击,现利用固定于地面的光滑四分之一圆轨道,使货物中轨道顶端无初速滑下,轨道半径R=1.8 m。地面上紧靠轨道次排放两声完全相同的木板A、B,长度均为l=2m,质量均为m2=100 kg,木板上表面与轨道末端相切。货物与木板间
的动摩擦因数为?1,木板与地面间的动摩擦因数?=0.2。(最大静摩擦力与滑动摩擦力大小相等,取g=10 m/s2)
(1)求货物到达圆轨道末端时对轨道的压力。
(2)若货物滑上木板4时,木板不动,而滑上木板B时,木板B开始滑动,求?1应满足的条件。 (3)若?1=0。5,求货物滑到木板A末端时的速度和在木板A上运动的时间。
解析:(1)设货物滑到圆轨道末端是的速度为v0,对货物的下滑过程中根据机械能守恒定律得,
2v012mgR?m1v0①设货物在轨道末端所受支持力的大小为FN,根据牛顿第二定律得,FN?m1g?m1②
2Ra b O d cc
联立以上两式代入数据得FN?3000N③
根据牛顿第三定律,货物到达圆轨道末端时对轨道的压力大小为3000N,方向竖直向下。 (2)若滑上木板A时,木板不动,由受力分析得?1m1g??2(m1?2m2)g④ 若滑上木板B时,木板B开始滑动,由受力分析得?1m1g??2(m1?m2)g⑤
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联立④⑤式代入数据得?????1?0.6⑥。
(3)?1?0.5,由⑥式可知,货物在木板A上滑动时,木板不动。设货物在木板A上做减速运动时的加速度大小为a1,由牛顿第二定律得?1m1g?m1a1⑦
22设货物滑到木板A末端是的速度为v1,由运动学公式得v1?v0??2a1l⑧
联立①⑦⑧式代入数据得v1?4m/s⑨
设在木板A上运动的时间为t,由运动学公式得v1?v0?a1t⑩ 联立①⑦⑨⑩式代入数据得t?0.4s。
考点:机械能守恒定律、牛顿第二定律、运动学方程、受力分析
15.(09·安徽·22)(14分)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃 了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g?10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a?1m/s上升时,试求
(1)运动员竖直向下拉绳的力; (2)运动员对吊椅的压力。 答案:440N,275N
解析:解法一:(1)设运动员受到绳向上的拉力为F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉 力相等,吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有: F F 2a
2F-?m人?m椅?g??m人?m椅?a
F?440N
由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力
(m人+m椅)g F??440N
F F (2)设吊椅对运动员的支持力为FN,对运动员进行受力分析如图所示,则有:
F?FN-m人g?m人a FN?275N
(m人+m椅)g a

