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1、计算题 某人以速度v0=4 m/s将质量为m的小球抛出,小球落地时速度为8 m/s,求小球刚被抛出时的高度。
参考答案:解:设抛出时的高度为h,由机械能守恒定律得mgh+
mv02=
mvt2
所以h=
m=2.4 m
本题解析:
本题难度:一般
2、计算题 如图所示,在倾角为
的光滑斜面上,有一长为
的细线,细线的一端固定在O点,另一端拴一质量为
的小球,现使小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,已知O点到斜面底边的距离
。求:
(1)小球通过最高点
时的速度
;
(2)小球通过最低点
时,细线对小球的拉力;
(3)小球运动到
点或
点时细线断裂,小球沿斜面滑落到斜面底边时到
点的距离若相等,则
和
应满足什么关系。

参考答案:解:(1)小球恰好能在斜面上做完整的圆周运动,小球通过A点时细线的拉力为零,根据圆周运动和牛顿第二定律有:
? 解得:
(2)小球从A点运动到B点,根据机械能守恒定律有:
? 解得:
? 小球在B点时根据圆周运动和牛顿第二定律有:
? 解得:
(3)小球运动到A点或B点时细线断裂,小球在平行底边方向做匀速运动,在垂直底边方向做初速为零的匀加速运动(类平抛运动)
? 细线在A点断裂:
? 细线在B点断裂:
? 又
? 联立解得:
本题解析:
本题难度:困难
3、计算题 蹦床比赛分成预备运动和比赛动作。最初,运动员静止站在蹦床上在预备运动阶段,他经过若干次蹦跳,逐渐增加上升高度,最终达到完成比赛动作所需的高度;此后,进入比赛动作阶段。
把蹦床简化为一个竖直放置的轻弹簧,弹力大小F="kx" (x为床面下沉的距离,k为常量)。质量m=50kg的运动员静止站在蹦床上,床面下沉x0=0.10m;在预备运动中,假设运动员所做的总共W全部用于其机械能;在比赛动作中,把该运动员视作质点,其每次离开床面做竖直上抛运动的腾空时间均为△t=2.0s,设运动员每次落下使床面压缩的最大深度均为xl。取重力加速度g=10m/s2,忽略空气阻力的影响。
(1)求常量k,并在图中画出弹力F随x变化的示意图;
(2)求在比赛动作中,运动员离开床面后上升的最大高度hm;
(3)借助F-x 图像可以确定弹性做功的规律,在此基础上,求 x1和W的值
参考答案:(1)k=5000N/m?(2)5m?(3)W=2525J
本题解析:(1)弹力与形变量成正比,因此为过原点正比函数

根据mg=kx0,则
(2)根据匀变速直线运动公式,上升下落时间相等,即上升时间为1s,即
(3)设人做功为W,人离开时具有动能为
,人在静止位置时弹性势能为
,以弹簧面为参考面,即
,即W=2525J
人升到最高处为5m,则下落最低处
,解方程
【点评】本题主要障碍在物理模型的建立上,通过审题将物体看作质点抽象出物体在弹簧作用力下的运动,从能的观点来看,视为机械能守恒的情况。
本题难度:一般
4、选择题 如图所示,在地面上以速度υ0抛出质量为m的物体,抛出后物体落在比地面低h的海平面上,若以地面为零势能面,且不计空气阻力,则(? )

A.物体在海平面的重力势能为mgh
B.重力对物体做的功为mgh
C.物体在海平面上的机械能为
D.物体在海平面上的动能为
参考答案:BD
本题解析:以地面为零势能面,海平面在地面以下高h 处,高度为
,所以物体在海平面的重力势能是
,答案A错。重力做功和路径无关,和初末位置高度差有关,从地面到海平面,位移竖直向下为
,重力也向下,重力对物体做功
答案B对。从地面到海平面过程只有重力做功,机械能守恒,海平面机械能等于地面机械能,在地面重力势能为0,动能
,机械能为
,答案C错。海平面机械能同样
,而海平面重力势能为
所以
,得动能
答案D对。
本题难度:简单
5、选择题 如右图所示,从高H的平台上,以初速度v0抛出一个质量为m的小球,当它落到抛出点下方h处时的动能为(?

A.
B.
C.
D.
参考答案:BD
本题解析:本题考查的是机械能守恒问题。以桌面为零势能面,高H的平台上,小球具有的机械能
,当它落到抛出点下方h处时,其机械能为
,有机械能守恒可知:
所以它落到抛出点下方h处时的动能为
;以地面为零势能面,小球具有的机械能
,当它落到抛出点下方h处时,其机械能为
,有机械能守恒可知:
所以它落到抛出点下方h处时的动能为
;所以本题答案为BD。
本题难度:一般