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- 2021-05-26 发布
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【参考答案】
一、本题共 10 小题:每小题 4 分,共计 40 分。在每小题给出的四个选项中,有一个或多个
选项正确,全部选对得 4 分,选对但不全得 2 分,有错选得 0 分。
二、填空题:本题共 2 小题,每空 2 分,共 18 分。把答案填写在题后括号内或横线上。
11、 AD BC 0.65
12、 3.67 6.87 6.73 > 阻力做功 机械能守恒
三、计算题:本大题共 4 小题,共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算
步骤。只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13、【答案】(1) 5gR ( 2 ) 6mg 方向竖直向下
【解析】(1)物块从 A 点运动到 B 点的过程中,由机械能守恒得 2
2
1
Bmvmgh ,2 分
解得 gRvB 5 .………………………………………………2 分
( 2 )物块从 B 至 C 做匀速直线运动,所以 gRvv BC 5 .…………1 分
物块通过圆形轨道最低点 C 时做圆周运动,由牛顿第二定律有:
R
vmmgF C
N
2
……1 分
所以 mgFN 6 ………………1 分
由牛顿第三定律可知,小物块对轨道的压力 mgFF NN 6 方向竖直向下…………1 分
14、【答案】(1)小球从抛出点 O 到 P 点的竖直高度 h 为 15m;(2)抛出点 O 到 P 点的水
平距离 x 为 10 3m ;
【解析】(1)小球到达 P 点时的竖直分速度为: 0tan 10 3 /yv v m s
由速度位移关系公式得: 2 2yv gh
解得: 15h m
(2)飞行时间: 3yvt sg
从 O 到 P 点的水平距离: 0 10 3mx v t .
15、【答案】(1)加速 (2) 2
1
2
)( hR
gR
(3) Rn
tgR 3
22
22
4
【解析】(1)飞船在 B 点经椭圆轨道进入预定圆轨道时需要加速的 …………2 分;
(2)在地球表面重力有 2
0
0 R
MmGgm ① …………2 分
根据牛顿第二定律有: AmahR
MmG 2
1)(
② …………2 分
由①②式联立解得,飞船经过椭圆轨道近地点 A 时的加速度大小为 2
1
2
)( hR
gRaA ……1 分;
(3)飞船在预定圆轨道上飞行时由万有引力提供向心力,有
)(4
)( 22
2
2
2
hRTmhR
MmG
③………………2 分
由题意可知,飞船在预定圆轨道上运行的周期为
n
tT ④ ………… 2 分
由①③④式联立解得: Rn
tgRh 3
22
22
2 4 …………1 分
16、【答案】⑴1m/s ⑵40N ⑶0.45m≤h≤0.8m 或 h≥1.25m
【解析】⑴小球恰能通过第二个圆形轨道最高点,有:
R
vmmg
2
2 …………1 分
求得: gRv 2 =1m/s ① …………1 分
⑵在小球从第一轨道最高点运动到第二圆轨道最高点过程中,应用动能定理有:
2
1
2
21 2
1
2
1 mvmvmgL ② …………1 分
求得: 1
2
21 2 gLvv = m/s …………1 分
在最高点时,合力提供向心力,即
R
vmmgFN
2
1 ③ …………1 分
求得:FN= 40N …………1 分
根据牛顿第三定律知,小球对轨道的压力为:FN′=FN=40N ④ ………… 1 分
(3)若小球恰好通过第二轨道最高点,小球从斜面上释放的高度为 h1,在这一过程中应用动
能定理有: 2
211 2
12 mvmgRmgLmgh ⑤
求得:
g
vLRh 22
2
2
11 =0.45m …………1 分
若小球恰好能运动到 E 点,小球从斜面上释放的高度为 h2,在这一过程中应用动能定理有:
00)( 212 LLmgmgh ⑥
求得: h2=0.8m …………1 分
使小球停在 DE 段,应有 h1≤h≤h2,即:0.45m≤h≤0.8m
若小球能通过 E 点,并恰好越过壕沟时,则有
2
2
1 gtd 得 sg
dt 4.02 ⑦ …………1 分
tvx E 得 smvE /3 ⑧ …………1 分
设小球释放高度为 h3,从释放到运动 E 点过程中应用动能定理有:
02
1)( 2
213 EmvLLmgmgh ⑨
求得:
g
vLLh E
2)(
2
211 =1.25m …………1 分
即小球要越过壕沟释放的高度应满足:h≥1.25m ………… 1 分
综上可知,释放小球的高度应满足:0.45m≤h≤0.8m 或 h≥1.25m ⑩ ………… 1 分