1、计算题 在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=530,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m,绳长
不确定,不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计。取重力加速度g=10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6。

(1)若绳长
=2m,选手摆到最低点时速度的大小;
(2)选手摆到最低点时对绳拉力的大小;
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远。请通过推算说明你的观点。
参考答案:(1)4m/s(2)1080N(3)当绳长越接近1.5m时,落点距岸边越远
本题解析:(1)选手摆到最低点过程中机械能守恒,对选手运用机械能守恒定律有:
①?
代入数据得:v=4m/s?
(2)选手过最低点时:
? ②
将①式代入②式得:
?
由牛顿第三定律可知:选手摆到最低点时对绳拉力
?
(3)选手从最低点开始做平抛运动
水平方向
③?
竖直方向
④
由①、②、③式得:
?
当
,即
时,x有最大值 。
因此,两人的看法均不正确。当绳长越接近1.5m时,落点距岸边越远。
点评:本题考查到了机械能守恒,圆周运动向心力,平抛运动规律及求极值问题;解答第一问时,由机械能守恒定律计算最低点的速度,答第二问时,一定注意要求的是选手对绳子的拉力,解题过程中是对选手进行受力分析的,故不要忘记应用牛顿第三定律;关于物理当中的极值问题,要会熟练的对式子进行数学分析,从而得出结论。
本题难度:一般
2、计算题 质量为m,带电量为+q的小球,从足够长的倾角为
的光滑绝缘斜面上由静止下滑,整个斜面置于方向水平向外的匀强磁场中,磁感应强度为B,如图所示,若带电小球下滑后某时刻对斜面的压力恰好为零,求小球从开始至此过程中沿斜面下滑的距离。
参考答案:
本题解析:当小球对斜面的压力恰好为零时,对其进行受力分析,将重力分解,如图所示
由题意知
?①
小球沿斜面向下运动过程中机械能守恒
?②
由①②得
?
点评:关键是小球对斜面的压力恰好为零时,从而确定洛伦兹力的大小,进而得出小球对斜面的压力恰好为零时的速度大小,再由动能定理计算位移的大小。由于小球此过程中做匀加速直线运动,也可用运动学公式计算位移的大小。
本题难度:简单
3、选择题 如图所示,在光滑固定的曲面上,放有两个质量分别为1 kg和2 kg的可视为质点的小球A和B,两球之间用一根轻质弹簧相连,用手拿着A如图所示竖直放置,AB间距离L=0.2 m,小球B刚刚与曲面接触且距水平面的高度h=0.1 m.此时弹簧的弹性势能Ep=1 J,自由释放后两球以及弹簧从静止开始下滑到光滑地面上,以后一直沿光滑地面运动,不计一切碰撞时机械能的损失,g取10 m/s2.则下列说法中正确的是

A.下滑的整个过程中弹簧和A球组成的系统机械能守恒
B.下滑的整个过程中两球及弹簧组成的系统机械能守恒
C.B球刚到地面时,速度是 m/s
D.当弹簧处于原长时,以地面为参考平面,两球在光滑水平面上运动时的机械能为6 J
参考答案:BD
本题解析:
系统涉及弹簧和A、B两个小球,机械能守恒的条件是只有重力或弹力做功.本题中特别需注意的是弹簧对A、B都有作用力.由于弹簧和B之间有作用力,弹簧和A球组成的系统机械能不守恒,A项错;由于没有摩擦,系统只有弹簧弹力和重力做功,则B项正确;因为弹簧作用于B,并对B做功,B的机械能不守恒,而 m/s是根据机械能守恒求解出的,所以C项错;根据系统机械能守恒,到地面时的机械能与刚释放时的机械能相等,又弹簧处于原长,则E=mAg(L+h)+mBgh+Ep=6 J,D项对.
本题难度:一般
4、简答题 如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2R.已知小球质量为m,重力加速度为g,忽略圆管内径,两小球可视为质点,空气阻力及各处摩擦均不计,求:
(1)粘合后的两球从飞出轨道时的速度v;
(2)碰撞前瞬间,小球A对圆管的力;
(3)小球A冲进轨道时速度vA的大小.
参考答案:(1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,则有:2R=12gt2
解得:t=2
本题解析:
本题难度:一般
5、选择题 下列物体在运动过程中.机械能可视作守恒的是
A.飘落中的秋叶
B.乘电梯匀速上升的人
C.被掷出后在空中运动的铅球
D.沿粗糙斜面匀速下滑的木箱
参考答案:C
本题解析:物体机械能守恒的条件是只有重力做功,根据机械能守恒的条件逐个分析物体的受力的情况,即可判断物体是否是机械能守恒.
A.飘落中的秋叶受空气阻力,机械能减小,故A错误.?
B.乘电梯匀速上升的人,动能不变,重力势能增加,机械能增加.故B错误.
C.被掷出后在空中运动的铅球运动的过程中只有重力做功,所以机械能守恒.故C正确.?
D.沿粗糙斜面匀速下滑的木箱物体沿着粗糙斜面下滑,物体受摩擦力和重力,都要做功,所以机械能不守恒,所以D错误.
故选C.
点评:解决本题的关键掌握判断机械能是否守恒的方法,1、看是否只有重力做功.2、看动能和势能之和是否不变.
本题难度:简单