14.[解析]角速度ω1=2πn1=2π× rad/s=π rad/s (2分)
对环由牛顿第二定律有
Ff=mω12r1=0.2×(π)2×0.3 N=0.26 N (3分)
转速增加,小环恰好不滑动时
角速度ω2=2πn2=2π× (2分)
同理:kmg=mω22r2 (1分)
故r2= (3分)
答案:0.26 N 0.23 m
13.[解析](1)由h=得飞行的时间
t=s=1 s。 (4分)
(2)落地点离抛出点的水平距离为
x=v0t=10×1 m=10 m。 (2分)
(3)vy=gt=10 m/s。 (2分)
小球落地时的速度v==14.1 m/s,
方向与地面成45°向下。 (2分)
答案:(1)1 s (2)10 m (3)14.1 m/s,方向与地面成45°向下
[变式备选]飞机以恒定的速度v沿水平方向飞行,距地面高为H,在飞行过程中释放一枚炸弹,假设炸弹着地立刻爆炸,爆炸声向各个方向传播的速度为v0,空气阻力不计,求释放炸弹后经多长时间飞行员可听到爆炸声。
[解析]炸弹从A处落下做平抛运动,飞机继续做匀速运动,当炸弹到C处爆炸时,飞机在C处的正上方D处,爆炸声向四周匀速直线传播,传到B处时飞机恰好也到达B处,如图,设炸弹从抛出到落地时间为t1,爆炸声从地面传到飞行员的时间为t2,则H=
由几何关系有:(vt2)2+H2=(v0t2)2
而t=t1+t2
所以
答案:
12.[解析](1)如图所示
(2)从轨迹上可以看出,第四个点偏离到轨迹左侧,与轨迹上同一高度的点比较,在下落相同高度时,水平位移偏小,说明平抛运动的初速度偏小,即小球从斜槽上滚下时的初始位置比其他几次偏低。
(3)根据x=v0t,y=代入其中一组数据可得v0=1.0 m/s。
答案:(1)见解析图 (2)低 (3)1.0
11.[解析](1)每次从斜槽上紧靠挡板处由静止释放小球,是为了使小球离开斜槽末端时有相同的初速度。
(2)根据平抛运动在水平方向上为匀速直线运动,则小球从A到B和从B到C运动时间相等,设为T;竖直方向由匀变速直线运动推论有
y2-y1=gT2,且v0T=x。
解以上两式得:
(3)代入数据解得v0=1.00 m/s。
答案:(1)为了保证小球每次做平抛运动的初速度相同 (2) (3)1.00
10.[解题指南]解答本题应注意以下两点:
(1)高尔夫球在竖直方向做自由落体运动,水平方向做匀减速运动。
(2)高尔夫球的末速度方向竖直向下,即此时水平分速度为零。
[解析]选B、C。由于受到恒定的水平风力的作用,球被击出后在水平方向做匀变速运动,A错误;由h=得球从被击出到落入A穴所用的时间为t=,B正确;由题述高尔夫球竖直地落入A穴可知球水平末速度为零,由L=t得球被击出时的初速度大小为v0=L,C正确;球水平方向加速度大小a=,球被击出后受到的水平风力的大小为F=ma=,D错误。
9.[解析]选D。当m以最大角速度转动时,以M为研究对象F=μMg,以m为研究对象F+μmg=mLω2,可得ω=,选项D正确。
8.[解析]选B。若A、B两球的初速度分别为vA、vB,则A球满足,xA=vAtA,B球满足xB=vBtB,可得vA∶vB=1∶4。若支架高度变化h′时,两球射程相同,则且vAt′A=vBt′B,可得h′=-,选项B正确。
7.[解析]选A。物体落地时,若竖直分速度为vy,则有v2=v02+vy2,且vy=gt,可得t=,选项A正确。
6.[解析]选A。物体恰好被水平抛出时,在皮带轮最高点满足mg=m,又因为v=2πrn,可得n=,选项A正确。
5.[解析]选C。月亮做匀速圆周运动,做匀速圆周运动的物体具有向心加速度,受一指向圆心的向心力。向心力大小不变,方向不断变化。综上,选项C正确。
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