精品解析:2023年7月辽宁省普通高中学业水平合格性考试物理模拟试卷(解析版)
展开一、单选题(共36分)
1. 小球做下列各种运动中,属于匀变速曲线运动的是( )
A. 自由落体运动B. 竖直上抛运动C. 斜上抛运动D. 匀速圆周运动
2. 下列说法中正确的是( )
A. 里约奥运会开幕式于北京时间2016年8月6日7点整举行,7点整是时刻
B. 时光不能倒流,因此时间矢量
C. 一段时间内物体的位移为零,物体一定静止
D. 研究汽车在行驶过程中齿轮的转动问题时可以将汽车看成质点
3. 关于运动的物理量,下列说法中正确的是( )
A. 物体通过的路程越大,其位移一定越大
B. 在某段时间内,质点运动的位移为零,该质点不一定是静止的
C. 物体的加速度减小时,其速度一定减小
D. 物体做曲线运动,位移的大小与路程有可能相等
4. 关于磁场和磁感线的描述,下列说法正确的是( )
A. 根据公式B=可知,通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B. 磁场是看不见摸不着,实际不存在的,是人们假想出来的一种物质
C. 磁感应强度方向就是通电导线受力方向
D. 磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用
5. 两个小灯泡,分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”的字样,则它们均正常发光时的电阻阻值之比为( )
A. 2∶1B. 16∶1C. 4∶1D. 1∶16
6. 国际单位制的7个基本单位用基本物理常数定义,其他单位由物理关系导出。其中力学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)。导出单位W(瓦特)用上述基本单位可表示为( )
A. m·kg2·s-3B. m2·kg·s-3C. m2·kg·s-2D. m2·kg2·s-1
7. 2016年10月19日,天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道高度交会对接成功.由此消息对比神舟十一号与地球同步卫星的认识,正确的是( )
A. 神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用
B. 神舟十一号载人飞船周期为24小时
C. 神舟十一号载人飞船的周期小于同步卫星的周期
D. 神舟十一号载人飞船中天平可以正常使用
8. 随着科学技术的发展,我国先后发射了量子科学实验卫星、“天宫二号”“风云四号A”、全球二氧化碳监测科学实验卫星等许多卫星和航天器,其中量子科学实验卫星运行于距地500千米的极地轨道,“天宫二号”运行于距地393千米的轨道,“风云四号A”是我国新一代静止气象卫星,运行在地球同步轨道上,全球二氧化碳监测科学实验卫星运行于距地700千米的极地轨道上,这些卫星或航天器对我国与国际的科学研究做出了重大贡献。假设这些卫星都绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. “天宫二号”离地面最近,所以受到地球的引力最小
B. “天宫二号”离地面最近,运行速度最小
C. “风云四号A”卫星离地面最远,周期最小
D. “风云四号A”卫星离地面最远,加速度最小
9. 质量为m的物体,静止在倾角为的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离,如图所示。物体相对斜面静止,则下列说法不正确的是( )
A. 重力势能不变
B. 合力对物体m做功为零
C. 摩擦力对物体m做负功
D. 支持力对物体m不做功
10. 如图所示,用光电门传感器和力传感器研究小球经过拱桥最高点时对桥面压力FN的大小与小球速度的关系。若光电门测得小球的挡光时间t,多次实验,则t越短( )
A. FN越小,且大于小球重力
B. FN越大,且大于小球重力
C. FN越小,且小于小球重力
D. FN越大,且小于小球重力
11. 如图所示,质量为的物体在水平拉力作用下,沿粗糙水平面做匀加速直线运动,加速度大小为;若其他条件不变,仅将物体的质量减为原来的一半,物体运动的加速度大小为,则( )
A. B.
C. D.
12. 截面为直角三角形的木块A质量为,放在倾角为的斜面上,当时,木块恰能静止在斜面上。现将改为,在A与斜面间放一质量为的光滑圆柱体B,如图乙, ,,则 ( )
A. A、B仍一定静止于斜面上
B. 若,则A受到斜面的摩擦力为
C. 若A、B仍静止,则一定有
D. 若,则A受到的摩擦力为
二、实验题(共21分)
13. 某学习小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,实验中电火花计时器所用的交流电源的频率为f,得到如图乙所示的纸带,如图所示.重物的质量为m,当地的重力加速度为g.
①在进行实验时,与重物相连的是纸带的________端(选填“左”或“右”).
②图丙是用刻度尺测量打点AB间距离,则AB间的距离s为________ m.
③打下B点时,重物的速度大小表式为vB=________.
④取A、B为研究的初、末位置,则验证机械能守恒成立的表达式是________.
14. 研究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的总质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件是________。
A.用天平测出砂和砂桶的质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出,打纸带上点2时小车的瞬时速度v=______m/s,小车的加速度为______m/s²。(结果均保留两位有效数字)
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像是一条直线,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tanθ B. C.k D.
15. 用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约6V,内阻约几欧),定值电阻R1(阻值3kΩ),保护电阻R(阻值5Ω),滑动变阻器R,开关S,导线若干。供选择的电流表和电压表有:
电流表A1:量程0-0.6A.内阻约1Ω:
电流表A2:最程0-3A,内阻约1Ω。
电压表V1:量程是15V,内阻为9kΩ;
电压表V2:量程是3V,内阻为3kΩ。
请完成实验:
(1)电流表选用___________;电压表选用___________。(选填电表符号)
(2)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关,逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记录5组电压表示数U和对应的电流表示数I,建立U-I坐标系,将5组(U,I)数据对应的点标在了坐标系上,如图乙所示。请在坐标系上画出U-I图像。___________
(3)根据所画图像可得出待测电源的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留两位有效数字)
三、解答题(共45分)
16. 质量为m=0.5kg的电动玩具汽车原来静止在水平面上,接通电动机电源,使电动机以额定功率P=12W工作,汽车与水平面间的摩擦阻力大小始终为2N,经历一段时间后玩具汽车达到最大速度,开始匀速运动.求:
(1)恒定功率加速条件下玩具汽车的最大速度v;
(2)若在t=4s前汽车已经达到了最大速度,那么这4s内汽车位移x的大小.
17. 如图甲所示,一电荷量为Q的正点电荷固定在A点,在距离A点为d处固定一竖直放置的足够长光滑绝缘杆,O、B为杆上的两点,AB连线与杆垂直。杆上穿有一可视为点电荷、质量为m的带正电小球,现让小球从O点由静止开始向下运动,以O点为x=0位置,竖直向下为正方向,建立直线坐标系。小球的电势能随坐标x的变化关系图像如图乙所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g。
(1)求小球运动至B点时的速度大小;
(2)如果小球通过x=2d时的加速度a=1.5g,求小球所带电荷量。
18. 用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O上,小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动.小球质量为m,绳长为L,悬点距地面高度为H.小球运动至最低点时,绳恰被拉断,小球着地时水平位移为S,重力加速度为g,求:
(1)细线刚被拉断时,小球抛出的速度多大?
(2)细线所能承受的最大拉力?
(3)如果绳子的长度L可变,将小球拉至P点(与O点在同一水平面),绳子刚好绷直,静止释放后到达最低时的速度为,此时绳子刚好断(可用其它技术进行处理),小球水平飞出,试问:L与H的大小关系满足什么关系时,小球水平位移最大?最大位移是多少?
一、单选题(共36分)
1. 小球做下列各种运动中,属于匀变速曲线运动的是( )
A. 自由落体运动B. 竖直上抛运动C. 斜上抛运动D. 匀速圆周运动
【答案】C
【解析】
【详解】A.自由落体运动的加速度不变,做匀变速直线运动,故A错误;
B.竖直上抛运动的加速度不变,做匀变速直线运动,故B错误;
C.斜抛运动只受重力,加速度恒定,且速度方向和加速度方向不在一条直线上,是曲线运动,故C正确;
D.匀速圆周运动的加速度方向时刻改变,不是匀变速曲线运动,故D错误。
故选C。
2. 下列说法中正确的是( )
A. 里约奥运会开幕式于北京时间2016年8月6日7点整举行,7点整是时刻
B. 时光不能倒流,因此时间是矢量
C. 一段时间内物体的位移为零,物体一定静止
D. 研究汽车在行驶过程中齿轮的转动问题时可以将汽车看成质点
【答案】A
【解析】
【详解】A.北京时间2016年8月6日7点对应时间轴上的点,是时刻,故A正确;
B.时间只有大小,没有方向,是标量,故B错误;
C.一段时间内物体的位移为零,若物体运动的起点与终点重合,物体不一定静止,故C错误;
D.研究汽车在行驶过程中汽车中齿轮的转动问题时,齿轮的大小和形状不可以忽略,不能看成质点,故D错误。
故选A。
3. 关于运动的物理量,下列说法中正确的是( )
A. 物体通过的路程越大,其位移一定越大
B. 在某段时间内,质点运动的位移为零,该质点不一定是静止的
C. 物体的加速度减小时,其速度一定减小
D. 物体做曲线运动,位移的大小与路程有可能相等
【答案】B
【解析】
【详解】A.物体通过的路程越大,其位移不一定越大,如做圆周运动转了一圈,位移为零,A错误;
B.在某段时间内,质点运动的位移为零,可能转了一圈,该质点不一定是静止的, B正确;
C.物体的加速度减小时,其速度不一定减小,如果加速度方向与速度方向相同,物体做加速运动,C错误;
D.物体做曲线运动,位移大小与路程不可能相等,路程总是大于位移的大小,D错误;
故选B。
4. 关于磁场和磁感线的描述,下列说法正确的是( )
A. 根据公式B=可知,通电导线受磁场力大的地方磁感应强度一定大
B. 磁场是看不见摸不着,实际不存在的,是人们假想出来的一种物质
C. 磁感应强度方向就是通电导线受力方向
D. 磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.通电导线受力大小与磁感应强度、电流、导线长度以及电流和磁场间的夹角有关,因此磁场力大的位置,不能确定磁感应强度是否大,故A错误;
B.磁场是存在于磁体周围的一种特殊物质,它与实物粒子不同,磁场看不见,摸不到,但又确实客观存在,通常用人们假想的磁感线来描绘,故B错误;
C.根据左手定则可知,磁感应强度的方向与通电导线受力的方向垂直,故C错误;
D.磁场的基本性质是对处于其中的磁极和电流有力的作用,故D正确。
故选D。
5. 两个小灯泡,分别标有“1 A 4 W”和“2 A 1 W”的字样,则它们均正常发光时的电阻阻值之比为( )
A. 2∶1B. 16∶1C. 4∶1D. 1∶16
【答案】B
【解析】
【详解】由P=I2R得:两灯泡的电阻分别为:,;所以电阻之比为:,所以ACD错误,B正确,故选B.
6. 国际单位制的7个基本单位用基本物理常数定义,其他单位由物理关系导出。其中力学的基本单位有:m(米)、kg(千克)、s(秒)。导出单位W(瓦特)用上述基本单位可表示为( )
A. m·kg2·s-3B. m2·kg·s-3C. m2·kg·s-2D. m2·kg2·s-1
【答案】B
【解析】
【详解】功率
代入相应国际单位可得
1W=1m2·kg·s-3
故选B。
7. 2016年10月19日,天宫二号空间实验室与神舟十一号载人飞船在距地面393公里的轨道高度交会对接成功.由此消息对比神舟十一号与地球同步卫星的认识,正确的是( )
A. 神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用
B. 神舟十一号载人飞船的周期为24小时
C. 神舟十一号载人飞船的周期小于同步卫星的周期
D 神舟十一号载人飞船中天平可以正常使用
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.飞船绕地球做匀速圆周运动,宇航员仍然受到万有引力,只是万有引力提供圆周运动的向心力,A错误;
BC.神舟十一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,根据
则
可知,神舟十一号的运行周期小于同步卫星的周期,即小于24小时,B错误,C正确;
D.神舟十一号载人飞船中天平处于完全失重状态,不能正常使用,D错误。
故选C。
8. 随着科学技术的发展,我国先后发射了量子科学实验卫星、“天宫二号”“风云四号A”、全球二氧化碳监测科学实验卫星等许多卫星和航天器,其中量子科学实验卫星运行于距地500千米的极地轨道,“天宫二号”运行于距地393千米的轨道,“风云四号A”是我国新一代静止气象卫星,运行在地球同步轨道上,全球二氧化碳监测科学实验卫星运行于距地700千米的极地轨道上,这些卫星或航天器对我国与国际的科学研究做出了重大贡献。假设这些卫星都绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A. “天宫二号”离地面最近,所以受到地球引力最小
B. “天宫二号”离地面最近,运行速度最小
C. “风云四号A”卫星离地面最远,周期最小
D. “风云四号A”卫星离地面最远,加速度最小
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据万有引力提供向心力
G=m
可知,卫星的质量无法计算出,因此不能比较所受地球引力的大小,选项A错误;
B.根据
v=
可知,轨道半径越小,线速度越大,选项B错误;
C.根据开普勒第三定律
=k
可知,离地面越远,周期越长,选项C错误。
D.根据
a=
可知,离地面越远,向心加速度越小,选项D正确;
故选D。
9. 质量为m的物体,静止在倾角为的斜面上,斜面沿水平方向向右匀速移动了距离,如图所示。物体相对斜面静止,则下列说法不正确的是( )
A. 重力势能不变
B. 合力对物体m做功为零
C. 摩擦力对物体m做负功
D. 支持力对物体m不做功
【答案】D
【解析】
【详解】对物体受力分析可知物体受重力mg、弹力N和摩擦力f,作出力图如图所示:
A.物体在水平方向移动,在竖直方向上没有位移,所以重力对物体m不做功,重力势能不变,故A正确;
B.物体匀速运动,合力为零,故合力对物体m做功为零,故B正确;
C.摩擦力方向沿斜面向上,与位移的夹角为钝角,所以摩擦力对物体m做负功,故C正确;
D.支持力方向垂直于斜面向上,与位移的夹角为锐角,所以支持力对物体m做正功,故D错误。
本题选不正确项,故选D。
【点睛】本题考查功的计算,要牢记功等于力与力的方向上发生的位移的乘积。
10. 如图所示,用光电门传感器和力传感器研究小球经过拱桥最高点时对桥面压力FN的大小与小球速度的关系。若光电门测得小球的挡光时间t,多次实验,则t越短( )
A. FN越小,且大于小球重力
B. FN越大,且大于小球重力
C. FN越小,且小于小球重力
D. FN越大,且小于小球重力
【答案】C
【解析】
【详解】小球经过拱桥最高点时,根据牛顿第二定律,有
则有
则可知,当t越短,说明小球通过最高点的速度越大,则FN越小,且小于小球重力。
故选C。
11. 如图所示,质量为的物体在水平拉力作用下,沿粗糙水平面做匀加速直线运动,加速度大小为;若其他条件不变,仅将物体的质量减为原来的一半,物体运动的加速度大小为,则( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】对物体,由牛顿第二定律得:
解得:
故D正确,ABC错误.
12. 截面为直角三角形的木块A质量为,放在倾角为的斜面上,当时,木块恰能静止在斜面上。现将改为,在A与斜面间放一质量为的光滑圆柱体B,如图乙, ,,则 ( )
A. A、B仍一定静止于斜面上
B. 若,则A受到斜面的摩擦力为
C. 若A、B仍静止,则一定有
D. 若,则A受到的摩擦力为
【答案】B
【解析】
【详解】AC.由图甲得
解得
当改为,在A与斜面间放一质量为的光滑圆柱体B后,三角形木块对斜面的压力为,若要A、B仍静止,则必须满足
则
AC错误;
B.若
A、B仍静止,静摩擦力与A、B重力沿斜面向下的分力相平衡,即
B正确;
D.若
则A、B沿斜面下滑,A受到的滑动摩擦力
D错误。
故选B。
二、实验题(共21分)
13. 某学习小组利用如图甲所示装置验证机械能守恒定律,实验中电火花计时器所用的交流电源的频率为f,得到如图乙所示的纸带,如图所示.重物的质量为m,当地的重力加速度为g.
①在进行实验时,与重物相连的是纸带的________端(选填“左”或“右”).
②图丙是用刻度尺测量打点AB间的距离,则AB间的距离s为________ m.
③打下B点时,重物的速度大小表式为vB=________.
④取A、B为研究的初、末位置,则验证机械能守恒成立的表达式是________.
【答案】 ①. 左 ②. 0.4545 ③. ④.
【解析】
【详解】①[1].因为相等时间内位移逐渐增大,可知重物与纸带的左端相连;
②[2].AB间的距离为:
xAB=55.45﹣10.00cm=45.45cm=0.4545m;
③[3].B点的瞬时速度为:
;
④[4].重物重力势能的减小量为:
△Ep=mgs,
A点的瞬时速度为:
,
则动能的增量为:
.
可知机械能守恒成立的表达式为:
mgs=
【点睛】根据相同时间内位移逐渐增大确定重物与纸带的哪一端相连;根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出B点的速度,根据重力势能的减小量等于动能的增加量列出机械能守恒的表达式
14. 研究质量一定时加速度与力的关系,一同学设计了如图所示的实验装置。其中M为带滑轮的小车的质量,m为砂和砂桶的总质量。(滑轮质量不计)
(1)实验时,一定要进行的操作或保证的条件是________。
A.用天平测出砂和砂桶质量
B.将带滑轮的长木板右端垫高,以平衡摩擦力
C.小车靠近打点计时器,先接通电源,再释放小车,打出一条纸带,同时记录弹簧测力计的示数
D.为减小误差,实验中一定要保证砂和砂桶的质量m远小于小车的质量M
(2)该同学在实验中得到如图所示的一条纸带(相邻两计数点间还有四个点没有画出)。已知打点计时器采用的是频率为50Hz的交流电,根据纸带可求出,打纸带上点2时小车的瞬时速度v=______m/s,小车的加速度为______m/s²。(结果均保留两位有效数字)
(3)以弹簧测力计的示数F为横坐标,加速度a为纵坐标,画出的a-F图像是一条直线,图线与横轴的夹角为θ,求得图线的斜率为k,则小车的质量为________。
A.2tanθ B. C.k D.
【答案】 ①. BC ②. 0.26 ③. 0.50 ④. D
【解析】
【详解】(1)[1]AD.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AD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,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;
(2)[2]相邻计数点间的时间间隔为
根据匀变速直线运动中间时刻速度推论可得
[3]根据,运用逐差法得
(3)[4]对a-F图来说,图象的斜率表示小车质量的倒数,此题,弹簧测力计的示数,根据牛顿第二定律可得
解得
则
故小车质量为
15. 用如图甲所示的电路测量电源的电动势和内阻。实验器材:待测电源(电动势约6V,内阻约几欧),定值电阻R1(阻值3kΩ),保护电阻R(阻值5Ω),滑动变阻器R,开关S,导线若干。供选择的电流表和电压表有:
电流表A1:量程0-0.6A.内阻约1Ω:
电流表A2:最程0-3A,内阻约1Ω。
电压表V1:量程是15V,内阻为9kΩ;
电压表V2:量程是3V,内阻为3kΩ。
请完成实验:
(1)电流表选用___________;电压表选用___________。(选填电表符号)
(2)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大,闭合开关,逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值,记录5组电压表示数U和对应的电流表示数I,建立U-I坐标系,将5组(U,I)数据对应的点标在了坐标系上,如图乙所示。请在坐标系上画出U-I图像。___________
(3)根据所画图像可得出待测电源的电动势E=___________V,内阻r=___________Ω。(结果均保留两位有效数字)
【答案】 ①. A1 ②. V2 ③. ④. 5.8 ⑤. 5.0
【解析】
【详解】(1)[1][2]因为电流表要求读数时,指针偏转三分之一以上,根据回路电流测算
当外电阻最小时,回路电流最大,将题干的电阻代入,算出电流
所以电流表选择A1,电流表取A1,电流最大0.6A,电压表3V就够用了,所以电压表选V2;
(2)[3]连线如图
(3)[4]根据闭合电路欧姆定律得到
整理得到
所以图像截距
所以电动势
[5]斜率
所以内阻
三、解答题(共45分)
16. 质量为m=0.5kg的电动玩具汽车原来静止在水平面上,接通电动机电源,使电动机以额定功率P=12W工作,汽车与水平面间的摩擦阻力大小始终为2N,经历一段时间后玩具汽车达到最大速度,开始匀速运动.求:
(1)恒定功率加速条件下玩具汽车的最大速度v;
(2)若在t=4s前汽车已经达到了最大速度,那么这4s内汽车的位移x的大小.
【答案】(1)(2)
【解析】
【分析】(1)当牵引力等于阻力时,速度最大,根据求出汽车的最大速度.(2)抓住功率不变,结合动能定理求出汽车在4s内通过的位移x的大小.
【详解】(1)当玩具电动汽车达到最大速度时,牵引力大小等于阻力f的大小
则有:
解得:
(2)在4S内玩具电动汽车的电功率不变,阻力大小不变
对其应用动能定理可得:
解得:x=19.5m
【点睛】本题考查了机车的启动,知道发动机功率与牵引力、速度的关系,知道加速度为零时,速度最大.对于变加速直线运动,不能通过动力学知识求解位移,只能通过动能定理进行求解.
17. 如图甲所示,一电荷量为Q的正点电荷固定在A点,在距离A点为d处固定一竖直放置的足够长光滑绝缘杆,O、B为杆上的两点,AB连线与杆垂直。杆上穿有一可视为点电荷、质量为m的带正电小球,现让小球从O点由静止开始向下运动,以O点为x=0位置,竖直向下为正方向,建立直线坐标系。小球的电势能随坐标x的变化关系图像如图乙所示。已知静电力常量为k,重力加速度为g。
(1)求小球运动至B点时的速度大小;
(2)如果小球通过x=2d时的加速度a=1.5g,求小球所带电荷量。
【答案】(1);(2)
【解析】
【详解】(1)由图可知,小球从A运动至B点时,电势能增加量为E2-E1,则电场力做负功为
W电=E2-E1
由动能定理
解得
(2)如果小球通过x=2d时由牛顿第二定律
其中a=1.5g
解得
18. 用细线把小球悬挂在墙壁上的钉子O上,小球绕悬点O在竖直平面内做圆周运动.小球质量为m,绳长为L,悬点距地面高度为H.小球运动至最低点时,绳恰被拉断,小球着地时水平位移为S,重力加速度为g,求:
(1)细线刚被拉断时,小球抛出的速度多大?
(2)细线所能承受的最大拉力?
(3)如果绳子的长度L可变,将小球拉至P点(与O点在同一水平面),绳子刚好绷直,静止释放后到达最低时的速度为,此时绳子刚好断(可用其它技术进行处理),小球水平飞出,试问:L与H的大小关系满足什么关系时,小球水平位移最大?最大位移是多少?
【答案】 ; ;H
【解析】
【详解】(1)绳子烧断后,小球在水平方向做匀速运动即:
在竖直方向做自由落体运动即: 联立解得:
(2)小球运动到最低点时绳子刚好拉断设此时绳子的拉力为,根据牛顿第二定律可知 解得:
(3)小球以速度 开始做平抛运动
在水平方向上:
竖直方向上:
联立解得:
当 即时水平位移有最大值,且最大值为:
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