20xx-20xx學(xué)年人教版高中物理必修2第5章曲線運(yùn)動(dòng)word單元綜合測(cè)評(píng)(存儲(chǔ)版)
【正文】 解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位 ) 15． (10 分 )汽車以 m/s 的速度在水平地面上勻速行駛，汽車后壁貨架上放有一小球 (可視作質(zhì)點(diǎn) )，架高 m，由于前方事故，突然急剎車，汽車輪胎抱死，小球從架上落下．已知該汽車 剎車后做加速度大小為 4 m/s2 的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，忽略小球與架子間的摩擦及空氣阻力， g取 10 m/． 解析： (1)汽車剎車后，小球做平拋運(yùn)動(dòng)： h＝ 12gt2得 t＝ 2hg＝ s 小球的水平位移為： s2＝ vt＝ m 汽車做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，剎車時(shí)間為 t′ ， 則： t′ ＝ va＝ s s 則汽車的實(shí)際位移為： s1＝ v22a＝ m 故 Δ s＝ s2－ s1＝ m. 答案： m 16. (12 分 )如圖所示，有一水平放置的圓盤，上面放有一勁度系數(shù)為 k 的輕質(zhì)彈簧，彈簧的一端固定于軸 O點(diǎn)，另一端拴一質(zhì)量為 m的物體，物體與盤面間最大靜摩擦力為其重力的μ 倍，開始時(shí)彈簧處于自然長度，長為 R，求： (1)盤的轉(zhuǎn)速 n0多大時(shí)，物體開始滑動(dòng)？ (2)當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到 2n0時(shí)，彈簧的伸長量 Δ x是多大？ (結(jié)果用 μ 、 m、 R、 k、 g表示 ) 解析： (1)當(dāng)圓盤開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)， 物體所需向心力較小，當(dāng)未滑動(dòng)時(shí)，由靜摩擦力提供向心力， 設(shè)最大靜摩擦力對(duì)應(yīng)的最大角速度為 ω 0， 則 μmg ＝ mRω 20， 又 ω 0＝ 2π n0， 所以物體開始滑動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)速 n0＝ 12π μgR (2)轉(zhuǎn)速增大到 2n0時(shí)，由最大靜摩擦力和彈力的合力提供向心力， 由牛頓第二定律有： μmg ＋ kΔ x＝ mω 2r， 此時(shí) r＝ R＋ Δ x， ω ＝ 4π n0， 由以上各式解得 Δ x＝ 3μmgRkR－ 4μmg . 答案： (1) 12π μgR (2) 3μmgRkR－ 4μmg 17． (16 分 )如 圖所示，一根長 m 的細(xì)線，一端系著一個(gè)質(zhì)量為 kg 的小球，拉住線的另一端，使球在光滑的水平桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)小球的轉(zhuǎn)速增加到原轉(zhuǎn)速 3倍時(shí)，測(cè)得線拉力比原來大 40 N，此時(shí)線突然斷裂．求： (1)線斷裂的瞬間，線的拉力； (2)線斷裂時(shí)小球運(yùn)動(dòng)的線速度； (3)如果桌面高出地面 m，線斷后小球飛出去落在離桌面的水平距離為多少的地方？(g取 10m/s2) 解析： (1)小球在光滑桌面上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)受三個(gè)力作用，重力 mg、桌面彈力 FN和線的拉力 mg 和彈力 FN平衡．線的拉力提 供向心力， F 向 ＝ F＝ mω 2R. 設(shè)原來的角速度為 ω 0，線的拉力是 F0，加快后的角速度為 ω ，線斷時(shí)的拉力是 F. 則 F∶
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