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18. (13分)半径为R的光滑半圆环形轨道固定在竖直平面内,从与半圆环相吻合的光滑斜轨上高h=3R处,释放一个小球,小球的质量为m,当小球运动到圆环最低点A,又达到最高点B,如图所示。求:
(1)小球到A、B两点时的速度大小vA、vB;
(2)小球到A、B两点时,圆轨道对小球的弹力FA、FB大小; (3)FA、FB大小之差△F
【答案】vA=6gR vB=2gR FA=7mg FB=mg ?F?FA-FB?6mg 【解析】
⑴小球从释放到A点的过程中,由机械能守恒定律有:mg3R=12mv2A 解得:vA=6gR
小球从释放到B点的过程中,由机械能守恒定律有:mg(3R-2R)=122mvB
解得:vB=2gR
2⑵小球到A点、B点时,根据牛顿第二定律得:FvAA-mg=mR
F+mg=mv2BBR
解得:FA=7mg、FB=mg (3)?F?FA-FB?6mg
【考点】牛顿第二定律;机械能守恒定律
高中一年级升级考试物理(A卷)参考答案及评分标准鑫达捷
2014.07
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一、选择题(4分11=44分)
题号 答案 1 A 2 C 3 B 4 B 5 C 6 A 7 C 8 ACD 9 BD 10 A 11 BD (注:10题不小心设计成了单选题,不管学生怎么做,都给满分。“减速”二字我读了多少遍,都看成了“加速”)
二、实验题:共15分
12.BC(4分) 13.C(4分) 14.⑴C(1分),B(1分) ⑵三、计算题:41分
15.解:m1运动中水平方向受两个力:拉力F1、轻线拉力T,由牛顿第二定律有:
x1x2x2-x1(2分),(1分),(2分) 2T2T4T2F1-T=m1a ………………………①3分
m2运动中水平方向受两个力:轻线拉力T、拉力F2,由牛顿第二定律有:
T-F2=m2a ………………………②3分
①②联立解得:
F2m1+F1m2T= ……………………2分
m1+m216.解:从A到B和从B到C的水平位移相同,说明运动时间相同,设为T ………2分 水平方向上有:
3l=vT ……………………………①3分
竖直方向上,从B到C与从A到B的位移之差为:
5l-3l=gT2 ………………………②3分
将l=5 cm带入①②两式,联立解得水平分速度为:
v=1.5 m/s ……………………………2分
17.解:设火星和飞船的质量分别为M、m,飞船绕火星做匀速圆周运动的周期为:
T=t ………………………………①1分 n火星对飞船的万有引力提供飞船做匀速圆周运动的向心力,有:
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Mm4π2G=m(R+H)2 ……②4分 (R+H)2T对放在火星表面质量为m0的物体有:
GMm0=m0g ………………………③3分 R2联立①②③得:
4π2n2(R+H)3g= …………………2分
t2R218.解:⑴小球从释放到A点的过程中,机械能守恒,有:
mg3R=12mv …………………………2分 2A解得: vA=6gR ……………………………1分 小球从释放到B点的过程中,机械能守恒,有:
mg(3R-2R)=12mv …………………2分 2B解得: vB=2gR ……………………………1分 ⑵小球到A点、B点时,根据牛顿第二定律得:
2vAFA-mg=m ………………………2分
R2vBFB+mg=m ………………………2分
R解得: FA=7mg ………………………………1分
FB=mg ………………………………1分
所以, △F=FA-FB=6mg ………………1分
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