1、填空题 雨滴下落时所受到的空气阻力与雨滴的速度有关,雨滴速度越大,它受到的空气阻力越大;此外,当雨滴速度一定时,雨滴下落时所受到的空气阻力还与雨滴半径的α次方成正比(1≤α≤2).假设一个大雨滴和一个小雨滴从同一云层同时下落,最终它们都______(填“加速”、“减速”或”匀速”)下落.______(填“大”或“小”)雨滴先落到地面;接近地面时,______(填“大”或“小”)雨滴的速度较小.
参考答案:由于雨滴受到的空气阻力与速度有关,速度越大阻力越大,因此最终当阻力增大到与重力平衡时都做匀速运动;
设雨滴半径为r,则当雨滴匀速下落时受到的空气阻力f∝rα,由题意可知,雨滴下落时的阻力与速度有关,可以假定阻力与vn成正比,则可知f=Krαvn;(K为常数)
而物体的重力mg=ρg?43πr3,即半径越大,雨滴的重力越大;而匀速运动时,mg=f=kKrαvn,
即:ρg?43πr3=kKrαvn,即vn∝r3-a,由于1≤α≤2,故3-α>0,
故半径越大的雨滴下落速度越快,因此半径大的匀速运动的速度大,平均速度也大,故大雨滴先落地且落地速度大,小雨滴落地速度小.
故答案为:匀速;大;小.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 汽车从静止开始沿平直轨道做匀加速运动,所受阻力始终不变,在此过程中,下列说法正确的是( )
A.汽车牵引力保持不变
B.汽车牵引力逐渐增大
C.发动机输出功率不变
D.发动机输出功率逐渐增大
参考答案:A、根据牛顿第二定律得,F-f=ma,则F=f+ma,因为阻力、加速度不变,所以牵引力不变.故A正确,B错误.
C、发动机的输出功率P=Fv,F不变,v增大,则发动机的输出功率增大.故C错误,D正确.
故选AD.
本题解析:
本题难度:简单
3、简答题 如图所示,传送带与地面倾角θ=37°,从A→B长度为16 m,传送带以10 m/s的速率转动.在传递带上端A无初速度地放上一个质量为0.5 kg的物体,它与传送带之间的动摩擦因数为0.5,求物体从A运动到B所需时间是多少?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)
参考答案:逆时针时tAB="2" s,顺时针时tAB′="4" s
本题解析:本题难点在于只告诉了传送带的速率而没有说明传送带转动的方向.分逆时针转动和顺时针转动两种情况讨论.


(计算过程中还须注意对摩擦力的种类、有无和方向等问题的分析)
甲若传送带逆时针转动,物体放到传送带上后,开始的阶段,由于传送带的速度大于物体的速度,传送带给物体一沿传送带向下的滑动摩擦力,物体受力情况如图甲所示,物体由静止加速,由牛顿第二定律得
mgsinθ+μmgcosθ=ma1
a1=10×(0.6+0.5×0.8) m/s2="10" m/s2
物体加速至与传送带速度相等需要的时间
t1=
=
s="1" s,s=
a1t12="5" m
由于μ<tanθ,μmgcosθ<mgsinθ
乙物体在重力作用下将继续加速运动.当物体速度大于传送带速度时,传送带给物体一沿传送带向上的滑动摩擦力.此时物体受力情况如图乙所示.由牛顿第二定律有mgsinθ-μmgcosθ=ma2,a2="2" m/s2
设后一阶段物体滑至底端所用时间为t2,由
L-s=vt2+
a2t22
解得t2="1" s(t2="-11" s舍去)
所以物体由A→B的时间t="t1+t2=2" s
若传送带顺时针转动,物体放到传送带上后物体相对传送带的运动方向向下,物体受的摩擦力方向向上,受力分析如图乙所示.
由牛顿第二定律得
mgsinθ-μmgcosθ=ma′,
解得a′="2" m/s2
物体将保持这一加速度a′滑至底端,故有s=
a′t′2,t′=
=
s="4" s.
本题难度:简单
4、计算题 如图所示,与水平面成θ=37°的粗糙斜面与一光滑圆轨道相切于A点,斜面AB的长度s=2.3 m,动摩擦因数μ=0.5,圆轨道半径为R=0.6m。让质量为m=1kg物体(可视为质点)从B点以某一沿斜面向下的初速度释放,恰能沿轨道运动到圆轨道的最高点C,空气阻力忽略不计。(取sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(1)求释放时的初动能;
(2)设物体从C点落回斜面AB上的P点,试通过计算判断P位置比圆心O高还是低.
参考答案:(1)9.2J(2)P位置比O点低
本题解析:(1)物体恰好能过轨道的最高点,则在C点的速度为
,(1)
A点距离圆环轨道最低端的高度为
(2)
根据动能定理可得:
(3)
联立可得
(2)如果恰好和圆心向平,则水平位移为
,
,算出

所以P位置比O点低
点评:本题是动能定理与牛顿定律的综合应用,关键在于研究过程的选择,中等难度.
本题难度:一般
5、选择题 在用实验探究加速度与力、质量的关系时,下列关于实验的思路和数据分析中,正确的是(?)
A.实验的基本思想是:保持物体的质量不变,测量物体在不同力作用下的加速度,分析加速度与力的关系
B.实验的基本思想是:保持物体所受力相同,测量质量不同的物体在该力作用下的加速度,分析加速度与质量的关系
C.在处理实验数据时,以a为纵坐标,F为横坐标,根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明a与F成正比
D.在处理实验数据时,以a为纵坐标,m为横坐标,根据数据在坐标系中描点,若这些点在一条过原点的直线上,说明a与m成正比
参考答案:ABC
本题解析:本实验是利用控制变量法得到a、F、m三者的关系,A、B、C所述符合实验的思路且道理符合要求,故正确。
本题难度:一般