高一物理力学试题及例题
一、选择题
1. 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内切圆上做圆周运动,运动轨迹经过圆心,到达最高点时,小球对轨道的压力恰好为零,则小球在最高点的速度为( )
A. 零 B. 零到g的g之间 C. g到2g之间 D. 无法确定
例题:
【分析】
小球在最高点时,小球对轨道的压力恰好为零,说明小球受到的重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律求出小球在最高点的速度大小.
【解答】
小球在最高点时,小球对轨道的压力恰好为零,说明小球受到的重力恰好提供向心力,根据牛顿第二定律得:$mg = m\frac{v^{2}}{r}$
解得:$v = gr$
由于$r < R$,所以小球在最高点的速度大于零而小于gR.故C正确,ABD错误.
故选:C.
2. 质量为m的小球从高为h处自由下落,当它与水平地面碰撞后反弹的最大高度是h\textsubscript{1},以竖直向上方向为正方向,不计空气阻力,则小球对地面的平均冲力与重力的大小关系为( )
A. I = mg B. I > mg C. I < mg D. 无法确定
例题:
【分析】
小球自由下落的过程,由动能定理求出小球落地时的速度大小;再对小球反弹的过程由动能定理求出地面对小球的冲量大小;再由动量定理即可求解.
【解答】
小球从高为$h$处自由下落,取竖直向下为正方向,由动能定理得:$mgh = \frac{1}{2}mv^{2}$;解得:$v = \sqrt{2gh}$;
小球与地面碰撞过程中动量变化量为:$\Delta p = mv - ( - mv) = 2mv$;
由动量定理得地面对小球的冲量为:$I = \Delta p = 2mv = 2mgh$;
所以地面对小球的冲量大于重力;故B正确ACD错误.
故选B.
二、填空题
3. 一质量为$m$的小球从斜面顶端滑下,经过时间$t_{1}$到达底端,下滑的位移为$x_{1}$,速度大小为$v_{1}$;若在运动过程中小球受到的阻力恒为$f$,则小球经过时间$t_{2}$到达底端,到达底端的速度大小仍为$v_{1}$,则小球在下滑过程中克服阻力所做的功为______.
答案:$\frac{f(x_{1} + v_{1}t_{1})}{m}$.
解法一:根据动能定理得:$- fx_{1} - f(x_{1} + v_{1}t_{1}) = 0 - \frac{1}{2}mv_{1}^{2}$;解得克服阻力所做的功为$\frac{f(x_{1} + v_{1}t_{1})}{m}$.
解法二:根据牛顿第二定律得:$mg - f = ma_{1}$;根据运动学公式得:$v_{1} = a_{1}t_{1}$;解得加速度大小为$a_{1} = \frac{mg - f}{m}$;根据动能定理得:$- fx_{1} - \frac{f(x_{1} + v_{1}t_{1})}{m} = 0 - \frac{1}{2}mv_{1}^{2}$;解得克服阻力所做的功为$\frac{f(x_{1} + v_{1}t_{1})}{m}$.
例题:一质量为$m$的小球从斜面顶端滑下,经过时间$t_{1}$到达底端,下滑的位移为$x_{1}$,速度大小为$v_{1}$;若在运动过程中小球受到的阻力恒为$f$,则小球经过时间$t_{2}$到达底端,到达底端的速度大小仍为$v_{2}$.求小球在整个运动过程中的平均功率.
解法一:根据动能定理得:$- fx_{1} - f(x + v_{2}t)$=$\frac{1}{2}mv^{2} - \frac{1}{2}mv_{2}^{2}$
高一物理力学试题及例题
试题:
1. 质量为5kg的物体在水平地面上,受到与水平面成30度角斜向下的推力F=20N作用,在力的作用下从静止开始运动,物体与地面间的摩擦系数为0.4,求物体的加速度。
例题:
2. 质量为5kg的物体在倾角为30度的斜面上受到一个水平推力F的作用,物体沿斜面向上运动,已知物体与斜面间的动摩擦因数为0.4,求物体的加速度。
分析:
在第一个问题中,我们需要根据牛顿第二定律求出物体的加速度。首先需要求出物体所受的合力,再根据牛顿第二定律求出加速度。在第二个问题中,我们需要根据牛顿第二定律和摩擦力公式求出物体的加速度。需要求出物体所受的支持力和摩擦力,再根据牛顿第二定律求出加速度。
解题过程:
对于第一个问题,根据牛顿第二定律有:Fcos30度-f=ma,其中f=u(mg-Fsin30度),代入数据解得a=2m/s²。
对于第二个问题,物体的加速度为:a=(Fcos30度-mgμ)-mgsin30度/m=2m/s²。其中μ为动摩擦因数,m为物体质量。
高一物理力学试题和相关例题常见问题
一、选择题
1. 物体做匀加速直线运动,已知它在第1s内的位移为2m,在第2s内的位移为3m,则下列说法正确的是( )
A. 物体运动的加速度为1m/s²
B. 物体运动的加速度为1.5m/s²
C. 物体在第1s末的速度为2m/s
D. 物体在第2s末的速度为3m/s
【例题】
一辆汽车以某一速度在平直公路上匀速行驶,在汽车上用弹簧秤测得一物体的重力为G,突然汽车急刹车,在物体停下后,用弹簧秤测得物体在刹车过程中受到的支持力为F,则汽车的刹车加速度大小为( )
A. F/G B. G/F C. G-F/G D. G+F/G
二、填空题
2. 质量为m的小球在竖直平面内的圆形轨道的内切圆上做圆周运动,在最高点时,小球对轨道的压力恰好为零,则小球在最高点的速度大小为_____。
【分析】
小球做圆周运动,在最高点时,小球对轨道的压力恰好为零,由牛顿第二定律求出向心力,再由速度位移关系求出速度。
【解答】
小球做圆周运动,在最高点时,小球对轨道的压力恰好为零,由牛顿第二定律得:$mg = m\frac{v^{2}}{r}$解得:$v = \sqrt{gr}$。
三、实验题
3. 在“验证力的平行四边形定则”的实验中,橡皮条的一端固定在木板上,用两个弹簧测力计把橡皮条的另一端拉到某一确定的O点,以下操作中错误的是( )
A. 在同一次实验过程中,O点位置允许变动
B. 在实验中,弹簧测力计必须保持与木板平行,读数时视线要正对弹簧测力计的刻度
C. 实验中应先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉绳套的方向使它也达到最大量程
D. 实验中先将其中一个弹簧测力计沿某一方向拉到最大量程,然后调节另一弹簧测力计拉绳套的方向使它们都处于零刻度处。
【分析】
正确解答本题需要掌握:理解等效替代的原理;理解实验的操作规程;注意所有要求都要便于操作,有利于减小误差进行。要提高应用所学物理知识解决实际问题的能力,就要多加强物理实验练习。
【解答】
A.本实验必须保证两次拉橡皮筋时的形变量和方向是等效的,A错误;
B.弹簧秤的轴与细绳套必须保持垂直以提高读数的准确性;故B正确;
C.本实验是一个等效验证实验,是将两弹簧测力计的拉力的“合力”与一个弹簧测力计拉力的“分力”进行比较,要求两个弹簧测力计的拉力与一个弹簧测力计拉力的作用效果相同,因此弹簧称的拉力不能超出量程;故C错误;
D.本实验中两个弹簧称拉到一样大小的$O$点,是为了便于确定力的方向;故D正确。
故选AC。
