2.如圖2所示為高速攝影機拍攝到的子彈穿透蘋果瞬間
的照片.該照片經(jīng)放大后分析出,在曝光時間內,子彈
影像前后錯開的距離約為子彈長度的1%-2%.已知子
彈飛行速度約為500 m/s,由此可估算出這幅照片的
曝光時間最接近 ( )
A.10-3s B.10-6s C.10-9s D.10-12s
解析:在曝光時間內,子彈的運動可簡化為勻速運動,影像前后錯開的距離對應在該時間內的位移,子彈長度的數(shù)量級為10-2m.故子彈的位移數(shù)量級為10-4m,而子彈飛行速度約為500 m/s,故曝光時間估算為t==s=2×10-7s,最接近B選項.
答案:B
1.如圖1所示是汽車的速度計,某同學在汽車中觀察速度計指針位置的變化.開始時指針指示在如圖甲所示的位置,經(jīng)過8 s后指針指示在如圖乙所示的位置,若汽車做勻變速直線運動,那么它的加速度約為 ( )
圖1
A.11 m/s2 B.5.0 m/s2 C.1.4 m/s2 D.0.6 m/s2
解析:甲圖所示為初速度,示數(shù)約是20 km/h≈5.6 m/s,乙圖所示是末速度,示數(shù)約是60 km/h≈16.7 m/s,則加速度a=m/s2≈1.4 m/s2,故C選項正確.
答案:C
12.(16分)寬9 m的成形玻璃以2 m/s的速度連續(xù)不斷地向前行進,在切割工序處,金剛割刀的速度為10 m/s,為了使割下的玻璃板都成規(guī)定尺寸的矩形,則:
(1)金剛割刀的軌道應如何控制?
(2)切割一次的時間多長?
解析:(1)由題目條件知,割刀運動的速度是實際的速度,所以為合速度.
其分速度的效果是恰好相對玻璃垂直切割.
設割刀的速度v2的方向與玻璃板運動速度v1的方向之間的夾角為θ,如
圖所示.要保證割下均是矩形的玻璃板,則由v2是合速度得v1=v2cosθ
所以cosθ==,
即θ=arccos
所以,要割下矩形玻璃板,割刀速度方向與玻璃板運動速度方向成θ=arccos角.
(2)切割一次的時間t== s≈0.92 s
答案:(1)割刀速度方向與玻璃板運動速度方向成arccos角 (2)0.92 s
11. (14分)一輛車通過一根跨過定滑輪的輕繩子提升一個質量為m的重物,開
始車在滑輪的正下方,繩子的端點離滑輪的距離是H.車由靜止開始向左做勻
加速運動,經(jīng)過時間t繩子與水平方向的夾角為θ,如圖9所示,試求:
(1)車向左運動的加速度的大。
(2)重物m在t時刻速度的大小. 圖9
解析:(1)汽車在時間t內向左走的位移:x=Hcotθ
又汽車勻加速運動x=at2
所以a==
(2)此時汽車的速度v汽=at=
由運動的分解知識可知,汽車速度v汽沿繩的分速度與重物m的速度相等,即v物=v汽
cosθ
得v物=.
答案:(1) (2)
10.如圖8所示的塔吊臂上有一可以沿水平方向運動的小車A,小車下裝有吊著物體B的吊鉤,在小車A與物體B以相同的水平速度沿吊臂方向勻速運動的同時,吊鉤將物體B向上吊起,A、B之間的距離以d=H-2t2(式中H為吊臂離地面的高度)規(guī)律變化,則物體做 ( ) 圖8
A.速度大小不變的曲線運動
B.速度大小增加的曲線運動
C.加速度大小、方向均不變的曲線運動
D.加速度大小、方向均變化的曲線運動
解析:物體B參與了兩個方向的運動,一個是水平方向上的勻速直線運動,另一個是在豎直方向上的運動,由豎直方向A、B間的距離d=H-2t2類比初速度為零的勻加速直線運動規(guī)律x=at2可知物體B勻加速上升,加速度a=4 m/s2,因此物體B在豎直方向做勻加速直線運動,兩個運動的合成為勻變速曲線運動.
答案:BC
9.民族運動會上有一騎射項目如圖7所示,運動員騎在奔跑的馬上,彎弓
放箭射擊側向的固定目標.假設運動員騎馬奔馳的速度為v1,運動員靜止
時射出的弓箭速度為v2,跑道離固定目標的最近距離為d.要想命中目標
且射出的箭在空中飛行時間最短,則 ( )
A.運動員放箭處離目標的距離為 圖7
B.運動員放箭處離目標的距離為
C.箭射到固定目標的最短時間為
D.箭射到固定目標的最短時間為
解析:要想以箭在空中飛行的時間最短的情況下?lián)糁心繕耍?i>v2必須垂直于v1,并且v1、v2的合速度方向指向目標,如圖所示,故箭射到目標的最短時間為,C正確,D錯誤;運動員放箭處離目標的距離為,又x=v1t=v1·,故==,A錯誤,B正確.
答案:BC
8.質量為2 kg的質點在x-y平面上做曲線運動,在x方向的速度圖象和y方向的位移圖象如圖6所示,下列說法正確的是 ( )
A.質點的初速度為5 m/s
B.質點所受的合外力為3 N
C.質點初速度的方向與合外力方向垂直 圖6
D.2 s末質點速度大小為6 m/s
解析:由x方向的速度圖象可知,在x方向的加速度為1.5 m/s2,受力Fx=3 N,由y方向的位移圖象可知在y方向做勻速直線運動,速度為vy=4 m/s,受力Fy=0.因此質點的初速度為5 m/s,A選項正確;受到的合外力為3 N,B選項正確;顯然,質點初速度方向與合外力方向不垂直,C選項錯誤;2 s末質點速度應該為v= m/s=2 m/s,D選項錯誤.
答案:AB
7.質量為m的物體,在F1、F2、F3三個共點力的作用下做勻速直線運動,保持F1、F2不變,僅將F3的方向改變90°(大小不變)后,物體可能做 ( )
A.加速度大小為的勻變速直線運動
B.加速度大小為的勻變速直線運動
C.加速度大小為的勻變速曲線運動
D.勻速直線運動
解析:物體在F1、F2、F3三個共點力作用下做勻速直線運動,必有F3與F1、F2的合力等大反向,當F3大小不變,方向改變90°時,F1、F2的合力大小仍為F3,方向與改變方向后的F3夾角為90°,故F合=F3,加速度a==,但因不知原速度方向與F合的方向間的關系,故有B、C兩種可能.
答案:BC
6.如圖5所示,用一根長桿和兩個定滑輪的組合裝置來提升重物M,長桿的一端放在地上通過鉸鏈聯(lián)結形成轉軸,其端點恰好處于左側滑輪正下方O點處,在桿的中點C處拴一細繩,繞過兩個滑輪后掛上重物M.C點與O點距離為l.現(xiàn)在桿的另一端用力.使其逆時針勻速轉動,由豎直位置以角速度ω緩緩轉至水平位置(轉過了90°角),此過程中下述說法中正確的是 ( )
A.重物M做勻速直線運動 圖5
B.重物M做勻變速直線運動
C.重物M的最大速度是ωl
D.重物M的速度先減小后增大
解析:由題知,C點的速度大小為vC=ωl,設vC與繩之間的夾角為θ,把vC沿繩和垂直繩方向分解可得,v繩=vCcosθ,在轉動過程中θ先減小到零再反向增大,故v繩先增大后減小,重物M做變加速運動,其最大速度為ωl,C正確.
答案:C
5.(2009·江蘇高考)在無風的情況下,跳傘運動員從水平飛行的飛機上跳傘,下落過程中受到空氣阻力,如圖4所示的描繪下落速度的水平分量大小vx、豎直分量大小vy與時間t的圖象,可能正確的是 ( )
圖4
解析:跳傘運動員在空中受到重力,其大小不變,方向豎直向下,還受到空氣阻力,其始終與速度反向,大小隨速度的增大而增大,反之則減小.在水平方向上,運動員受到的合力是空氣阻力在水平方向上的分力,故可知運動員在水平方向上做加速度逐漸減小的減速運動.在豎直方向上運動員在重力與空氣阻力的共同作用下先做加速度減小的加速運動,后做勻速運動.由以上分析結合v-t圖象的性質可知只有B正確.
答案:B
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