题目列表(包括答案和解析)
(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示.图甲中某质点的振动图象如图11(乙)所示.质点N的振幅是________m,振动周期为________s,图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为________m/s.
(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图(A)所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是________.
(3)描述简谐运动特征的公式是x=________.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动________(填“是”或“不是”)简谐运动.
【解析】:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0 m,周期T=4 s,振幅A=0.8 m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则质点L正在平衡位置向上振动,波速v=λ/T=0.5 m/s;
(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图象正确;
(3)简谐运动的特征公式为x=Asinωt,其中A是振幅;篮球从自由落体到反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律.
用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中:(g取9.8 m/s2)
(1)运用公式mv2=mgh时对实验条件的要求是________________.为此目的,所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近__________.
(2)若实验中所用重物质量m=1 kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时,重物速度vB=________,重物动能Ek=________;从开始下落起至B点,重物的重力势能减小量是__________,由此可得出的结论是____________________________________.
(3)根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图象应是图中的 ( )
【解析】:(1)自由下落的物体在第一个0.02 s内,下落距离
h=gt2=2 mm
(2)vB== m/s=0.59 m/s
Ek=mvB2=×1×0.592 J≈0.174 J
ΔEp=mgh=1×9.8×17.9×10-3 J≈0.175 J.
用落体法“验证机械能守恒定律”的实验中:(g取9.8 m/s2)
(1)运用公式mv2=mgh时对实验条件的要求是________________.为此目的,所选择的纸带第1、2两点间的距离应接近__________.
(2)若实验中所用重物质量m=1 kg,打点纸带如图所示,打点时间间隔为0.02 s,则记录B点时,重物速度vB=________,重物动能Ek=________;从开始下落起至B点,重物的重力势能减小量是__________,由此可得出的结论是____________________________________.
(3)根据纸带算出各点的速度v,量出下落距离h,则以为纵轴,以h为横轴画出的图象应是图中的 ( )
【解析】:(1)自由下落的物体在第一个0.02 s内,下落距离
h=gt2=2 mm
(2)vB== m/s=0.59 m/s
Ek=mvB2=×1×0.592 J≈0.174 J
ΔEp=mgh=1×9.8×17.9×10-3 J≈0.175 J.
(1)一列沿着x轴正方向传播的横波,在t=0时刻的波形如图(甲)所示.图甲中某质点的振动图象如图11(乙)所示.质点N的振幅是________m,振动周期为________s,图乙表示质点________(从质点K、L、M、N中选填)的振动图象.该波的波速为________m/s.
(2)惯性系S中有一边长为l的正方形(如图(A)所示),从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上测得该正方形的图象是________.
(3)描述简谐运动特征的公式是x=________.自由下落的篮球经地面反弹后上升又落下.若不考虑空气阻力及在地面反弹时的能量损失,此运动________(填“是”或“不是”)简谐运动.
【解析】:(1)从甲、乙图可看出波长λ=2.0 m,周期T=4s,振幅A=0.8 m;乙图中显示t=0时刻该质点处于平衡位置向上振动,甲图波形图中,波向x轴正方向传播,则质点L正在平衡位置向上振动,波速v=λ/T=0.5 m/s;
(2)由相对论知识易得运动方向上的边长变短,垂直运动方向的边长不变,C图象正确;
(3)简谐运动的特征公式为x=Asinωt,其中A是振幅;篮球从自由落体到反弹起来的过程中,回复力始终为重力,恒定不变,与偏离平衡位置的位移不是成正比的,不符合简谐运动的规律.
美国密执安大学五名学习航空航天工程的大学生搭乘NASA的飞艇参加了“微重力学生飞行机会计划”.飞行员将飞艇开到6000 m的高空后,让飞艇由静止下落,以模拟一种微重力的环境.下落过程飞艇所受空气阻力为其重力的0.04倍,这样,可以获得持续25 s之久的失重状态,大学生们就可以进行微重力影响的实验.紧接着飞艇又做匀减速运动.若飞艇离地面的高度不得低于500 m,重力加速度g取10m/s2,试计算:
(1)飞艇在25 s内下落的高度;
(2)在飞艇后来的减速过程中,大学生对座位的压力是其重力的多少倍.
【解析】:(1)设飞艇在25s内下落的加速度为a1,根据牛顿第二定律可得
mg-F阻=ma1,
解得:a1==9.6 m/s2.
飞艇在25 s内下落的高度为
h1=a1t2=3000m.
(2)25 s后飞艇将做匀减速运动,开始减速时飞艇的速度v为
v=a1t=240m/s.
减速运动下落的最大高度为
h2=(6000-3000-500)m=2500 m.
减速运动飞艇的加速度大小a2至少为
a2==11.52 m/s2.
设座位对大学生的支持力为N,则
N-mg=ma2,
N=m(g+a2)=2.152mg
根据牛顿第三定律,N′=N
即大学生对座位压力是其重力的2.152倍.
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