2019-2020学年新课程标准高中物理暑期作业10(答案)

试验地点:运动的合成和分解、向心力、水平投掷运动、万有引力定律的应用、人造卫星、功和功率的计算、动能定理、机械能守恒定律。

新课标物理暑期作业10

首先，多项选择题。

1。关于运动的合成和分解，正确的说法是()

组合运动的位移是部分运动的位移矢量之和

[/h
B .组合运动的速度必须大于子速度之一

总运动时间是子运动时间的总和

[/h
D .组合运动的位移必须大于运动的位移

2。关于地球同步卫星，以下说法是正确的()

[/h
A .它可以位于夷陵中学的顶部空

虽然地球同步卫星的角速度是确定的，但高度和线速度是可以选择的。海拔升高，线速度降低，海拔降低，线速度增加

它的运行线速度必须小于第一宇宙速度

它的运行线速度必须在第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

3。(单选项)当一个物体做平抛运动时，描述垂直速度υy(方向为正)随时间变化的曲线图是()图中的

A.

B.

C.

D.

4。内壁光滑的圆锥形圆柱体的轴线垂直于水平面。圆锥形圆筒是固定的，质量相同的小球A和B在水平面内沿圆筒内壁作匀速圆周运动。如图所示，A的运动半径较大，然后是()

球a的角速度必须大于球b的角速度

球甲的线速度必须大于球乙的线速度

球甲的运动周期必须大于球乙的运动周期

[/h
D .球A在管壁上的压力必须大于球B在管壁上的压力

5。如果一颗行星围绕一颗恒星的轨道是一个圆，它的轨道半径的三次幂与运行周期的平方之比是常数，即=k，那么k的大小是()

只与行星的质量有关

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B .仅与恒星质量有关

c与恒星和行星的质量有关

这与恒星的质量和行星的速度无关

6。(单项选择)质量为1公斤的铅球以18米的高度从地面释放，没有初始速度，2秒后到达地面。在这个过程中，重力和空气阻力对铅球所做的功是(g取10m/s2)()

A.

18J、2J

B.

180J、﹣18J

C.

180J、0

D.

200J、0

7。(单选项)绳子的一端固定在天花板上，另一端系着一个质量为m的球，如图所示。球在垂直面内摆动，一段时间后，球停止摆动。以下说法是正确的()

A.

颗粒机械能守恒

B.

球能量正在消失

C.

在球的摆动过程中，只有动能和重力势能相互转化

D.

总能量守恒，但球的机械能减少

[/h/(多项选择)以下陈述是正确的()

A.

重力做正功

B.

重力势能增加

C.

动能增加

D.

空气阻力起负作用

二.实验性问题。

9。实验组使用张力传感器和速度传感器来探索功和动能之间的关系。如图所示，他们将张力传感器固定在小车上，用不可延伸的线通过天车与钩码连接，并用张力传感器记录小车的张力。在水平桌面上相距50.0厘米的A点和B点安装一个速度传感器，以记录小车通过A点和B点的速度(可将其放置在小车中

(1)在实验中，木板稍微倾斜，所以目的是。

[/h
A .是在释放小车后使小车均匀下滑

是增加汽车下滑的加速度

可以使线的张力等于重量的重力

[/h
D .它可以使小车在没有拉力的情况下匀速直线运动

实验的主要步骤如下:

(1)测量和张力传感器的总质量m1；细线的一端固定在张力传感器上，另一端通过天车与钩码连接；正确连接所需电路。

(2)将小车停在C点，打开电源，小车在细线的牵引下移动，记录细线的张力和小车通过A和b的速度。

③增加小车中吊钩的重量或数量，并重复②的操作。

(3)下表是他们测量的一组数据，其中M1是传感器、小车和小车重量的总和，(v22﹣V12)是两个速度传感器记录的速度的平方差，可用于计算动态能量变化,△E，f是张力传感器施加的张力，w是a和b之间的张力f所做的功。在表中,△ E3，

次

M1/千克

|v﹣v|/(m/s)2

△E/J

F/N

W/J

1

0.500

0.760

0.190

0.400

0.200

2

0.500

1.65

0.413

0.840

0.420

3

0.500

2.40

△E3

1.220

W3

4

1.000

2.40

1.20

2.420

1.21

5

1.000

2.84

1.42

2.860

1.43

第三，回答问题。

10。汽车以恒定速度通过弧形拱桥，然后以相同速度通过弧形凹桥。让两条弧线的半径相等。当汽车通过拱桥顶部时，桥面上的压力为汽车重量的一半，当汽车通过弧形凹桥的最低点时，桥面上的压力为F2，计算F1与F2的比值。

11。地球上两颗人造卫星的质量比为M1∶M2 = 1∶2，圆形轨道半径比为R1∶R2 = 1∶2。

: (1)线速度之比；

(2)角速度之比；

(3)运行周期的比率；

(4)向心力比。

12。如图所示，让质量为m = 5.0kg千克的钟摆球从图中所示的静止位置a摆动，当它摆动到最低点b时，绳子就断了。众所周知，摆线的长度为L=1.6m，悬点o与地面的距离为4.0m。如果不考虑空气阻力空，摆线断裂时球的机械能不会损失。

(1)摆线能承受的最大拉力t；

(2)挥杆球落地时的动能。

参考答案

1。A

[试验场地]运动合成和分解。

[分析]位移、速度和加速度都是矢量，综合分解遵循平行四边形法则。组合运动和部分运动是同步的。

[解]解:A，位移是矢量，合成遵循平行四边形法则，组合运动的位移是子运动位移的矢量和。因此，甲是正确的，丁是错误的；

B，根据平行四边形法则，收敛的速度可能大于速度，可能小于速度，并且可能等于除法的速度，所以B是错误的；

C，关节运动和子运动是同步的，关节运动的时间等于子运动的时间，所以C是错误的；

因此:A.
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2。C

[试验场]同步卫星。

[分析]当一个物体匀速圆周运动时，它所受到的合力产生向心力，也就是说，合力应该指向轨道平面的中心。

第一宇宙速度是近地卫星的轨道速度，也是最大圆周运动的轨道速度。

[解决办法]解决办法:A、如果它在赤道平面以外的任何一点，假设实现了“同步”，那么它的运动轨道所在的平面与地球的重力不在同一平面，这是不可能的，所以同步卫星仍然相对于地面，同步通信卫星只能固定在赤道空。因此，甲是错误的；

根据重力提供的向心力，方程式如下:其中R是地球的半径，H是同步卫星离地面的高度。因为同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T是一个特定的值。根据上述方程，同步卫星离地面的高度H也是一个确定的值。因为轨道半径是确定的，线速度也是确定的。所以B是错的。

同步卫星相对于地球是静止的，而低轨道卫星相对于地球是运动的。根据数据，第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径，所以低轨道卫星的线速度小于第一宇宙速度，所以C是正确的，D是错误的。

因此:
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3。

测试中心:

平抛运动。

主题:

平抛专题。

分析:

当一个物体做水平投掷运动时，它只受重力的影响，所以它在垂直方向做自由落体运动，这可以根据匀速直线运动的速度与时间的关系来求解。

回答:

解:当一个物体做平抛运动时，它在垂直方向上自由运动，所以它的垂直速度-时间图像是一条穿过原点的倾斜直线。

所以选择D.
h/]

评论:

本主题研究平抛运动的特征，在水平方向上做匀速直线运动，在垂直方向上做自由落体运动。

4。B

[测试中心]向心力；线速度、角速度、周期和转速。

[分析]为了分析球的力，重力和支撑力结合起来提供向心力，这可以根据牛顿第二定律求解。

[解]解:对于任何小球，力如图所示:FN沿水平和垂直方向分解:

FNcosθ=ma…①，

FNsinθ=mg…②。

所以有:FN=，因此，球A和球B的质量相等，球B的支撑力相等，所以球在壁上的压力相等，所以D是错的；

从①: ②: gcotθ=a，我们可以看出两个球的向心加速度大小相等。

和a==ω2r=

所以大半径的线速度大，角速度小，周期大，这与质量无关，所以B是正确的，AC是错误的。

因此:B

5。B

开普勒定律。

[分析]开普勒第三定律中的公式为=k，这表明半长轴的三次幂与旋转周期的二次幂成正比

[解]解:公式中的A. K只与恒星的质量有关，而与行星的质量无关，所以A是错的；

公式中的B，k只与恒星的质量有关，所以B是正确的；

公式中的C，k只与恒星的质量有关，而与行星的质量无关，所以C是错误的；

公式中的D、k只与恒星的质量有关，而与行星的速度无关，所以D是错误的；

因此:B

6。

测试中心:

工作计算。

主题:

工作计算的主题。

分析:

重力做功只与初始位置和最终位置有关，与运动过程无关，所以我们可以得到重力做功，根据基本运动学公式得到加速度，根据牛顿第二定律得到阻力，根据恒力做功公式得到做功的阻力。

回答:

解:重力做功为:W=mgh=1×10×18J=180J，

根据:a=，

根据牛顿第二定律:

mg﹣f=ma

: f=1N

那么空铅球中空气阻力所做的功是Wf=﹣fh=﹣18J，所以b是正确的，而ACD是错误的。

因此:B

7。

测试中心:

机械能守恒定律；功能关系。

主题:

机械能守恒定律应用专题。

分析:

在球的长时间摆动过程中，重力的势能和动能同时不断转化为机械能，摆动幅度越来越小，最终停止。

回答:

解:A，球在垂直面内摆动，一段时间后，球停止摆动，表明机械能通过克服阻力不断转化为内能，即机械能不守恒，所以A是错的；

B，球的机械能转化为内能，能量的类型发生了变化，但能量不会消失，所以B是错的；

C，D，在球的长时间摆动过程中，重力的势能和动能同时不断转化为机械能，所以摆动幅度越来越小，所以C是错的，D是对的；

所以选择D.
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[/h/

测试中心:

职能关系。

分析:

(1)当运动员下降时，他们受到空气阻力的影响，空气阻力上升和下降，这种阻力对运动员有负面作用。

(2)判断运动员重力势能的变化，并考虑重力势能的影响因素:

重力势能的影响因素:质量和提升高度。质量越大，高度越高，重力势能越大。

(3)判断运动员动能的变化并考虑动能的影响因素:

动能的影响因素:质量和速度。质量越大，速度越大，动能越大。

(4)当运动员下降时，他们与空之间存在摩擦阻力。当克服摩擦时，机械能转化为内能，而机械能减少，内能增加。

回答:

解决方案:当运动员下降时，质量保持不变，高度持续下降，重力做正功。因此，答是正确的。

当运动员下降时，重量不变，高度下降，重力势能下降。因此，乙是错的。

当运动员下降时，质量不变，速度增加，动能增加。因此，C是正确的。

D，当运动员下降时，他受到空空气阻力的影响，空气阻力上升和下降，而阻力对运动员产生负面作用，所以D是正确的；

ACD。
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9。

测试中心:

探索工作和速度变化之间的关系。

主题:

实验性问题；动能定理的应用课题。

分析:

在钩码的作用下，小车拖动纸带在水平面上加速。速度传感器可以计算出A和B的速度，拉力传感器可以测量出拉小车的力，这样合力做功和小车动能之间的关系就可以由A的长度计算出来

回答:

解决方法:(1)为了使绳索拉力作为合力，即绳索拉力所做的功等于小车上的合力所做的功，首先要平衡摩擦力，平衡摩擦力的测试标准是小车在没有拉力的情况下可以匀速直线运动，所以光盘是正确的；

因此:裁谈会；

(2) (1)因为要计算总动能，所以有必要测量台车、重量和张力传感器的总质量；

(2)打开电源后释放汽车；

(3)该规则可从△E=M(V22﹣V12各组的数据中看出)

可以得到△E3=0.600J

遵守F﹣W数据法则，获得W3==0.610 J

所以答案是:(1)光盘；

(2)台车和重量；静电释放小车；

(3)0.600；0.610。

评论:

值得注意的是，钩码的重力不等于细线的张力，并且学会分析实验数据以得到定律。

10。

f1和F2的比例是1: 3。

[测试中心]向心力；牛顿第二定律。

[分析]拱桥顶部和凹区最低点的汽车合力在垂直方向上提供向心力，压力大小的比值根据牛顿第二定律得到。

解决方案:当汽车经过mg﹣f1= a桥顶时

F2﹣mg=，
在弧形凹地的最低点

2F1=mg

然后是F2﹣mg=mg﹣F1，

F2=2mg﹣F1=4F1﹣F1=3F1，

因此f1: F2 = 1: 3

F1和F2的比例是1: 3。

11。见分析

[试验场]万有引力定律及其应用；人造卫星加速度、周期和轨道的关系。

[分析] (1)根据引力作为向心力，通过效应公式可以得到出口速度与轨道半径的关系，并可以得到结果；(2)根据圆周运动定律，可以得到线速度、角速度和半径之间的关系，最后一项的结论可以直接用来简化过程；

(3)根据圆周运动定律，可以得到运行周期与角速度之间的关系，并且可以直接利用前面小问题的结论来简化这一过程；(4)根据重力作为向心力，可以得到向心力与质量和半径的关系。

[解]解:假设地球质量为m，两颗人造卫星的线速度为V1和V2，角速度为ω1和ω2，运行周期为T1和T2，向心力为F1和F2。

根据万有引力和圆周运动定律

∴

，所以线速度之比是。

(2)
根据圆周运动定律v=ωr

∴

所以角速度的比值是。

根据圆周运动定律

∴

因此，两个运行周期的比率为。

(4)根据引力作为向心力的公式

∴

所以向心力的比率是2: 1。

12。

测试中心:

动能定理的应用:牛顿第二定律；机械能守恒定律。

主题:

动能定理的应用课题。

分析:

(1)钟摆球从A运动到B的速度可以通过动能定理得到；当摆作圆周运动时，摆线上的张力可以通过根据牛顿第二定律在B.
列出方程来获得

(2)摆线断裂后，摆动的球作平抛运动，只有重力起作用。挥杆球落地时的动能可以用动能定理来计算。

回答:

解决方法:(1)让摆动球移动到最低点的速度为V，

以挥杆球为研究对象，在从A到B的过程中，

来自动能定理:mgl (1 ﹣ cos60) = mv2 ﹣ 0，

在b点以圆周运动方式挥动球，

来自牛顿第二定律:T﹣mg=m，

: T=100N，v = 4m/s；

(2)从断绳到挥杆落地，

来自动能定律:mg(OC﹣L)=Ek﹣mv2，

:ek = 160j；

回答:(1)摆线能承受的最大拉力为100牛顿。
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(2)挥杆球落地时的动能为160焦耳。
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评论:

正确分析物体的受力，弄清物体的运动过程，并应用动能定理正确解决问题。